2.5.1基本方程式（以他勵(lì)電動(dòng)機(jī)為例）2.5直流電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的基本方程式和功率關(guān)系各物理量的參考方向（正方向）：直流電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的基本方程式：電磁轉(zhuǎn)矩：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：電樞回路電勢(shì)平衡式：轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系式：勵(lì)磁電流：每極磁通量：2.5.2功率關(guān)系將下式兩邊同乘Ia為電磁功率為輸入功率為電磁功率將下式兩邊同乘Ω為電磁功率為空載損耗為軸上輸出的機(jī)械功率空載損耗p0中包括鐵損耗pFe和機(jī)械摩擦損耗pm，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁損耗pCuf由勵(lì)磁電源供應(yīng)，不包含在所分析的發(fā)電機(jī)損耗中。總損耗即為：ps為電機(jī)的附加損耗或雜散損耗他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的功率流程圖：效率：例題2-1轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系n=f(T)，直流電動(dòng)機(jī)最重要的特性。2.6直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2.6.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性指電動(dòng)機(jī)的電樞電壓、勵(lì)磁電流保持確定時(shí)，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。由公式：可推知：轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系n=f(T)，直流電動(dòng)機(jī)最重要的特性。2.6直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2.6.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性志向空載轉(zhuǎn)速機(jī)械特性的斜率n0T1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性當(dāng)U＝UN，＝N，電樞回路無(wú)外接電阻時(shí)，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系,稱(chēng)為固有機(jī)械特性。n0T0n’0TNnN分析：電磁轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速越低，機(jī)械特性是一條下斜直線；硬特性，固有機(jī)械特性中的β較小。nNn0T1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性n0T0n’0TNnNnN當(dāng)轉(zhuǎn)矩等于零點(diǎn)，為理想空載轉(zhuǎn)速。此時(shí)Ia＝0，Ea＝UN，是一種理想工作狀態(tài)。實(shí)際空載時(shí)，本身有空載轉(zhuǎn)矩T0，實(shí)際的空載轉(zhuǎn)速為：T=TN時(shí)，n=nN,Δn=n0-nN稱(chēng)為額定轉(zhuǎn)速降。n0T1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性n0T0n’0TNnNnN起動(dòng)時(shí)，n=0，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst和起動(dòng)電流Ist都很大，對(duì)電機(jī)產(chǎn)生危害，不允許在額定電壓下起動(dòng)，一般接受電樞回路串電阻起動(dòng)。n>n0時(shí)為發(fā)電機(jī)狀態(tài)，此時(shí)Ea>U,T與n反向，Ia反向，Ea與Ia同向，向電網(wǎng)送出電功率。2.人為機(jī)械特性分析依據(jù)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩公式人為地變更電動(dòng)機(jī)參數(shù)U、R或得到的機(jī)械特性，稱(chēng)為人為機(jī)械特性。有三種人為機(jī)械特性：（1）電樞回路串電阻的人為機(jī)械特性；（2）變更端電壓時(shí)的人為機(jī)械特性；（3）減弱電動(dòng)機(jī)主磁通時(shí)的人為機(jī)械特性；T0n電樞回路串電阻的人為機(jī)械特性保持U＝UN及＝N不變而在電樞回路中串入電阻Rc，所得的n＝f（T）關(guān)系。對(duì)于給定的Rc，，為常數(shù)。Ra+Rc1Ra+Rc2人為Rc2>Rc1固有Ran0電樞回路串電阻的人為機(jī)械特性電樞串電阻人為特性的特點(diǎn)：（1）志向空載轉(zhuǎn)速n0’與固有機(jī)械特性的n0相同；（2）斜率，特性變軟，在同一個(gè)轉(zhuǎn)矩下，轉(zhuǎn)速下降更多。T0nRa+Rc1Ra+Rc2人為Rc2>Rc1固有Ran0T0n變更端電壓時(shí)的人為機(jī)械特性保持每極磁通為額定值不變，電樞回路不串電阻(Rc=0),只變更電樞電壓時(shí)的機(jī)械特性。表達(dá)式：一般都為降低的電壓。人為UN>U1>U2固有UNn0U1U2變更端電壓時(shí)的人為機(jī)械特性變更端電壓人為特性的特點(diǎn)：（1）志向空載轉(zhuǎn)速比固有特性的志向空載轉(zhuǎn)速低。端電壓下降越多，其志向空載轉(zhuǎn)速越低。（2）端電壓不同，但人為特性的斜率跟固有特性的斜率相等，因此各條特性彼此平行。T0n人為UN>U1>U2固有UNn0U1U2T0n減弱電機(jī)主磁通的人為機(jī)械特性保持端電壓為額定值不變，電樞回路不串電阻(Rc=0),只變更勵(lì)磁電流的機(jī)械特性。表達(dá)式：額定時(shí)，接近飽和，一般都為減弱的磁通。N>N’固有Nn0人為N’減弱電機(jī)主磁通的人為機(jī)械特性減弱電機(jī)主磁通人為特性的特點(diǎn)：（1）由于’<N，志向空載轉(zhuǎn)速比固有特性的志向空載轉(zhuǎn)速高。（2）人為機(jī)械特性的斜率比固有機(jī)械特性大，即人為特性比固有特性軟。T0nN>N’固有Nn0人為N’2.6.2串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

不考慮磁路飽和，Φ＝kfIf=kfIa0nT特點(diǎn)：（１）呈非線性，且特性很軟（２）當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩很小時(shí)，轉(zhuǎn)速很高，因此不允許空載運(yùn)行（３）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很大，過(guò)載實(shí)力強(qiáng)．0nT2.6.2串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

2.7電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件

電機(jī)的機(jī)械特性須要與負(fù)載特性同時(shí)存在。分析拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在同一坐標(biāo)圖上，兩特性的交點(diǎn)是系統(tǒng)的平衡點(diǎn)平衡點(diǎn)＝穩(wěn)定點(diǎn)？穩(wěn)定運(yùn)行：在受到外界擾動(dòng)后，能夠達(dá)到新的平衡點(diǎn)；干擾消逝后，系統(tǒng)能回到原來(lái)的運(yùn)行點(diǎn)。2.7電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件

干擾前，運(yùn)行于A點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行舉例1-他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性2-負(fù)載機(jī)械特性假設(shè)電源電源突然下降（干擾），電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性變?yōu)?’因轉(zhuǎn)速來(lái)不及變更，電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)門(mén)B，平衡關(guān)系被破壞，TB<TL,電機(jī)減速，沿曲線1’變更到A’點(diǎn)，達(dá)到新的平衡。干擾消逝后，電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性變回1，系統(tǒng)將按A’->C->A,回到原來(lái)的運(yùn)行點(diǎn)。可見(jiàn)，A點(diǎn)屬于穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。2.7電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件

干擾前，運(yùn)行于A點(diǎn)不穩(wěn)定運(yùn)行舉例1-電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性2-負(fù)載機(jī)械特性假設(shè)電源電源突然下降（干擾），