直流電機的結構與工作原理ThestructureandworkingprincipleofDCmotors直流電機都由哪些主要部件構成呢？1、直流電機的結構一、定子部分

電磁方面--產生磁場，構成磁路 機械方面---整個電機的支撐1、主磁極2、換向磁極3、機座4、電刷與端蓋作用組成NS············NS極掌極身勵磁繞組機座轉子勵磁式直流電機的磁極主磁極作用：建立主磁場（1）主磁極永磁式勵磁式

主磁極結構極身極掌勵磁鐵芯勵磁繞組（2）換向磁極容量在1kw以上的直流電機，一般在相鄰兩主磁極中間要裝上換向磁極。作用：改善直流電機的換向。換向極繞組換向極鐵芯（3）機座機座是電機的支架，由鑄鋼或厚鋼板制成。用來安裝主磁極和換向磁極等部件，既有機械支撐作用，又是主磁路的一部分。（4）端蓋與電刷裝置電刷裝置是把直流電引入/引出的裝置，固定在電機的后端蓋中。電刷刷握電刷彈簧壓板銅絲辮二、轉子部分（電樞）1、電樞鐵芯2、電樞繞組3、換向器4、轉軸與風扇作用：用來產生感應電動勢和電磁轉矩，從而實現機電能量轉換的關鍵部分。組成風扇（1）電樞鐵芯（2）電樞繞組通常用涂有絕緣漆的0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成——減小電樞鐵芯中的磁通變化引起的磁滯損耗和渦流損耗。電樞繞組中產生感應電動勢和電磁轉矩，實現機電能量的轉換。電樞鐵芯表面均勻開槽電樞鐵芯沖片繞組嵌放在電樞鐵芯槽內，并與換向器相連后端接部分首端接部分下層元件邊上層元件邊電樞鐵芯作為主磁路的一部分，用來嵌放電樞繞組。每個線圈有兩個出線端。（3）換向器☆關鍵部件。作用——與電刷配合，起“整流”或者“逆變”作用發電機：把電樞繞組中的交變電動勢轉變為直流電動勢，向外部輸出直流電壓；電動機：把外界供給的直流電流轉變為電樞繞組中的交變電流，使電機旋轉。與電樞繞組相連，表面壓有電刷，與外電路直流電相通。三、氣隙氣隙大小對電機的運行性能有很大影響，小容量電機中氣隙約1-3mm，大容量電機中氣隙可達10-12mm?？諝庀掇D子電樞定子磁極直流電機的基本結構

小結直流電機定子主磁極換向磁極機座電刷與端蓋轉子電樞鐵芯電樞繞組換向器轉軸與風扇2、直流電機的用途應用場合：可用作直流電動機以及同步發電機的勵磁直流電源以及化學工業中電鍍、電解等設備的直流電源。直流電動機優點：

①調速范圍廣，易于平滑調速；

②起動、制動、過載轉矩大；

③易于控制，可靠性較高。應用場合：多用于對調速要求較高的生產機械上，如軋鋼機、電力牽引、挖掘機械、紡織機械等。直流發電機3、直流電機的分類勵磁方式永磁式勵磁式他勵直流電動機并勵直流電動機串勵直流電動機復勵直流電動機他勵自勵直流電機主磁場產生的方式1）他勵電動機：電樞繞組和勵磁繞組分別由兩個直流電源供電串勵UIa+_IfM2）并勵電動機：勵磁繞組和電樞繞組并聯，由一個直流電源供電。IaUM+_If+_IE并勵UUfIaM+_+_If

他勵電樞電壓與勵磁電壓彼此無關復勵U+_IMIa3）串勵電動機：勵磁繞組與電樞繞組串聯后接到同一直流電源上。4）復勵電動機：勵磁線圈與轉子電樞繞組的聯接有串有并，接在同一電源上。并勵繞組串勵繞組4、直流電機的銘牌數據型號Z4-112/2-1勵磁方式并勵功率5.5KW勵磁電壓180V電壓440V效率81.190%電流15A定額連續轉速3000r/min溫升80℃出品號數xxxx出廠日期2001年10月XXXX電機廠某臺直流電機銘牌銘牌數據是正確選擇和合理使用電機的依據。（1）、電機型號型號表明電機的系列及主要特點，根據電機型號，便可從相關手冊中查出該電機的有關技術數據。例如：型號Z4-112/2-1表示什么含義呢？Z表示一般用途直流電動機。4表示設計序號。112表示機座中心高/mm.2表示極數為2.1表示鐵芯長度代號。（2）、額定功率PN(KW)

表明電機按照規定的工作方式運行時所能提供的輸出功率。

對直流電動機而言，指軸上輸出的機械功率，——為直流電動機的額定效率。是指直流電機額定運行時，輸出機械功率與電源輸入電功率之比。對直流發電機而言，是指電刷兩端輸出的電功率，（3）、額定電壓

UN（V）

在額定工況下，電機出線端的平均電壓。發電機：是指輸出額定電壓；電動機：是指輸入額定電壓。（4）、額定電流表示在額定電壓條件下，運行于額定功率時對應的電流。表示在額定電壓、額定電流下，電機運行于額定功率時對應的轉速。（5）、額定轉速（6）、額定勵磁電流IfN(A)：

指對應額定電壓、額定電流、額定轉速和額定功率時的勵磁電流。（7）、額定轉矩TN：

電動機軸上輸出的額定轉矩：大小等于輸出的機械功率額定值除以轉子角速度的

額定值，即式中，PN單位是KW，nN的單位是r/min，TN的單位是N·m。I<IN，欠載運行（輕載）：電機的設備容量不能充分利用，對設備及能源都是一種浪費，效率降低，不經濟。I>IN，過載運行（超載）：電機過熱，降低使用壽命，甚至損壞電機。I=IN，額定運行狀態：

充分利用，可長期運行?！钸x擇電機時，應根據負載的要求，盡量讓電機工作在額定狀態。額定運行狀態(額定工況)：直流電機運行時，若各個物理量都與它的額定值一樣,就稱為額定運行狀態或額定工況。一、直流發電機的基本工作原理+–NSEE

Iaabdc負載原動機拖動電刷電樞線圈主磁極換向片5、直流電機的工作原理二、直流電動機的基本工作原理ISbNacd電刷換向片IFFTn主磁極電樞線圈–+二、直流電動機的基本工作原理IU–+SdNcabIFFTn–+U–+

直流電從兩電刷之間通入電樞繞組，由于換向片和電源固定聯接，無論線圈怎樣轉動，N極導體與S極導體的電流流向始終不變，從而使電動機電樞繞組通電受力后旋轉方向不變。U–+U–+F換向器作用：將外部直流電轉換成線圈內部的交流電，以保持轉矩方向不變。U–+TIInSbNacdF二、直流電動機的基本工作原理換向器直流電機的磁場與換向MagneticFieldandCommutationofDCMotors問題1：

直流電機的磁場是怎么產生的？問題2：空載時候的磁場與負載時候的磁場一樣嗎？磁場由電流產生，直流電機在負載運行時,其磁場是由電機勵磁繞組電流和電樞繞組電流共同產生的,其中勵磁繞組起主要作用。一、直流電機空載時的磁場空載磁場：當直流電機空載時,電樞電流可忽略不計,所以空載時的磁場由主磁極的勵磁磁動勢單獨產生。主磁通：經過氣隙，同時交鏈勵磁繞組和電樞繞組的磁通，是機電能量轉換的橋梁。漏磁通：不經過氣隙，僅與勵磁繞組交鏈的磁通，它不參與機電能量轉換。主磁通漏磁通空載磁場的磁密分布空載時，勵磁磁動勢主要消耗在氣隙上。當忽略鐵磁材料的磁阻時，主磁極下氣隙磁通密度的分布就取決于氣隙的大小和形狀。禮帽形的平頂波在極靴下氣隙小，氣隙中各點磁密較大；在極靴范圍以外，磁回路中氣隙長度增加很多，磁密顯著減少，至兩極間的幾何中性線處磁密就等于零。二、直流電機負載時的磁場電樞磁場對主磁極所建立的氣隙磁場會產生影響，這種影響稱為電樞反應。當電機帶負載時，電樞繞組中有電流通過，產生了電樞磁場，稱電樞磁通勢。負載時，電機中氣隙磁場是由主磁極磁通勢和電樞磁通勢共同建立的。電樞反應的影響：（1）使氣隙磁場發生畸變（2）對主磁場起去磁作用每一磁極下，電樞磁場使主磁場一半被削弱，另一半被加強。對發電機而言，電樞要進入的主磁極磁場的一端磁場被削弱，而另一端則被加強。對電動機正好相反，電樞要進入的主磁極磁場的一端磁場被加強，而另一端則被削弱。在不考慮磁路飽和時，主磁場被削弱的數量恰好等于被加強的數量，因此負載時每極下的合成磁通仍與空載相同。但在實際電機中，磁場已處于飽和狀態，因為在主磁極兩邊磁場變化情況不同，一邊是增磁的，另一邊是去磁的。主極的增磁作用會使飽和程度提高，鐵心磁阻增大，與不飽和時相比，實際增加的磁通要少些；主極的去磁作用可使飽和程度降低，鐵心磁阻減小，與不飽和時相比，實際減少的磁通要少些。由于磁阻變化的非線性，磁阻的增大比磁阻的減小要大些，增加的磁通就會小于減少的磁通，因此負載時合成磁場每極磁通比空載時每極磁通略有減少，這就是電樞反應的去磁作用。

小結磁場的形成主磁極磁通勢電樞磁通勢電樞反應直流電機的換向直流電機工作時，旋轉的電樞元件從一條支路經過電刷而進入另一條支路時，該元件中的電流方向改變，這種元件中電流方向的變換稱為換向。2、改善換向的方法1.裝置換向磁極2.正確選擇電刷3、防止環火與補償繞組環火補償繞組示意圖補償繞組增加了電機的成本，而且使電機變得更復雜，通常只在負載變動大的大、中型電機中采用。防止環火的最好方法是采用補償繞組直流電機的換向小結直流電機的換向過程改善換向的方法防止環火與補償繞組直流電機的基本方程BasicequationofDCmotor電樞電動勢Ea和電磁轉矩T是建立直流電機基本方程和研究運行性能的前提。體現了直流電機通過電磁感應作用實現機電能量轉換。一、電樞電動勢和電磁轉矩1、電樞電動勢直流電機轉動時，電樞繞組切割磁力線而感應的電動勢稱為電樞電動勢。電樞電動勢Ea=Cen電樞電動勢與每極磁通、轉子轉速成正比。每根導體的感應電動勢

E=Blv右手定則

B∝

v∝nCe:與電機結構有關的常數，稱為電動勢系數

:

氣隙每極磁通（Wb）n：電動機轉速（r/min）性質:

發電機——電源電勢(與電樞電流同方向);

電動機——反電勢(與電樞電流反方向).2、電磁轉矩在直流電機中，電磁轉矩由電樞電流與磁場相互作用產生的電磁力形成，每根載流導體受到的電磁力

F=Bil左手定則

B∝

F∝i電磁轉矩

T=CTIaCT:與電機結構有關的另一常數，稱為轉矩系數

:

氣隙每極磁通（Wb）Ia：電樞電流（A）電磁轉矩與定子磁通

，電樞電流Ia成正比。性質:發電機——制動(與轉速方向相反)；

電動機——驅動(與轉速方向相同)。二、直流電機的平衡方程正方向規定：他勵直流電機電路（b）電動機慣例（a）發電機慣例先規定電樞兩端的端電壓

U的正方向。對于發電機，Ia是輸出電流，Ea與Ia同向。對于電動機，Ia是灌入電流，Ea與Ia反向。T與

n

同/反方向，根據驅動/制動性質來確定。1、電壓平衡方程（1）發電機運行時（按發電機慣例）（2）電動機運行時（按電動機慣例）式中：U——外電壓ra——電樞繞組電阻2△Ub—正負電樞總接觸電阻壓降Ra——電樞回路總電阻U=Ea+Iara+2△Ub=CeΦn+IaRa

Ea=U+Iara+2△Ub=U+IaRa（b）電動機慣例（a）發電機慣例他勵直流電機電路3、功率平衡方程他勵式直流電動機的輸入電功率P1=IU=(Ea+Iara+2△Ub)

Ia=EaIa+Ia2ra+2△Ub

Ia=Pem+pcua+pb

（1）直流電動機功率平衡方程電磁功率電樞銅損耗，消耗在電樞電阻中，與電樞電流的平方成正比；電刷接觸壓降引起的損耗。Pem由電功率轉換為機械功率以后，并不能全部以機械功率的形式從電機軸上輸出，還要扣除以下幾種損耗：鐵損耗

pFe、機械損耗

pm、附加損耗

padpFepcuapbpmpadpemPem=P2+pFe+pm+pad=P2+p0+pad空載功率損耗因此，他勵直流電機的功率平衡方程為：P1=P2+pFe+pm+pad+pcua+pb=P2+∑P總損耗3、功率平衡方程

（2）直流發電機功率平衡方程由轉矩平衡方程式和電動勢平衡方程式，將轉矩平衡方程式兩邊同乘角速度

，即得：式中：T1——原動機輸入功率P1

T0——克服空載轉矩所需的空載功率p0

T——原動機克服電磁轉矩所需輸入的機械功率PT1=

T+T0

則：P1=P+p0若考慮附加損耗

pad，則

P=P1

-p0-

pad=P1-(pFe

+

pm

+pad)直流電機的基本方程

小結1、電樞電動勢和電磁轉矩2、直流電機的3個平衡方程電壓平衡方程轉矩平衡方程功率平衡方程直流電機的工作特性WorkingcharacteristicsofDCmotors當端電壓U=UN，If=IfN時，電樞回路不外加任何電阻，電動機的轉速n、電磁轉矩Tem、效率η與輸出功率P2之間的關系。即

n

=

f(Ia)

或

Tem=

f(Ia)

η=

f(Ia)

n=

f(P2

)Tem=

f(P2

)

η=

f(P2

)直流電動機的工作特性：一、并勵電動機工作特性：并勵直流電機電路圖保持U=UN，If=IfN，測得工作特性曲線,η,n并勵直流電機工作特性1、轉速特性一、并勵電動機工作特性：當U=UN，If=IfN時，n

=

f(Ia)的關系就是轉速特性。U=Ea+IaRa

Ea=Cen轉速特性曲線忽略電樞反應的去磁作用，n

=

f(Ia)

是一條略有下降的直線。

轉速公式2、轉矩特性一、并勵電動機工作特性：當U=UN，If=IfN時，Tem=

f(P2

)的關系就是轉矩特性。

轉矩特性曲線∴Tem=

f(P2

)，即為：在T2曲線上加空載轉矩T0隨著P2

增大，轉速n略有下降，因而T2=

f(P2

)的關系曲線不是直線，而是稍向上彎曲。3、效率特性一、并勵電動機工作特性：當U=UN，If=IfN時，η=

f(Ia)的關系就是效率特性。

——稱為不變損耗——稱為可變損耗

可變損耗等于不變損耗時，電動機的效率最高；最高效率一般出現在0.75額定功率左右。效率特性曲線η二、串勵電動機工作特性：串勵直流電機電路圖工作特性：保持U=UN時，n、Tem、η與P2或Ia之間的關系。串勵電動機的勵磁繞組與電樞串聯，故I=Ia=If，并與負載大小有關。即：勵磁電流的氣隙磁通

將隨負載的變化而變化，這是串勵電動機與并勵電動機最大差別之一，也使其工作特性有很大不同。當磁路不飽和時，轉速特性為雙曲線關系；當磁路飽和時，Φ基本不變，所以轉速特性為一條略有下降的直線。1、轉速特性二、串勵電動機工作特性：

當Ia=If

較小時，即：代入轉速公式可得：串勵直流電機轉速特性當負載很輕時Ia很小，磁通很小，轉速n很高,所以串勵電動機絕對不允許在空載或負載很小的情況下起動或運行，以防止“飛車”。同時，為防止意外，還規定串勵電動機與生產機械之間不允許用皮帶傳動，且負載不得低于額定負載的l／4。為串勵電動機輕載（）時對應的轉速。串勵直流電機使用注意：2、轉矩特性二、串勵電動機工作特性：

串勵電機適用于：負載轉矩在較大范圍內變化、要求啟動轉矩大、過載能力強的生產機械上。例如：起重機、電氣機車等起重運輸設備。3、效率特性二、串勵電動機工作特性：串勵電動機的效率特性與他勵電動機相仿。當可變損耗等于不變損耗時，串勵電動機的效率最高。效率特性曲線η直流電機的工作特性

小結2、不同勵磁方式下直流電機的工作特性有何不同？,η,n并勵直流電機工作特性串勵直流電機工作特性1、什么是直流電機工作特性。直流電機的機械特性MechanicalcharacteristicsofDCmotors電動機的轉速與機械負載轉矩的關系，即n=

f(TL)。直流電動機的機械特性：機械特性表明電動機轉速因外部負載變化而變化的情況。由于電動機電磁轉矩T近似等于負載轉矩TL，所以

n=

f(TL)

常寫成

n=

f(T)。是分析電動機起動、反轉、調速、制動的重要工具。一、他勵直流電機他勵直流電動機電路圖電樞電動勢Ea=CeΦn電磁轉矩T=CTΦIa電樞回路電壓平衡方程

U=Ea+Ia（Ra+RΩ）機械特性的一般表達式理想空載轉速機械特性的斜率nn0ΔnTNT他勵直流電動機機械特性1、機械特性一般表達式當電源電壓U=UN,每極磁通Φ=ΦN，電樞回路不串任何電阻RΩ=0時的機械特性稱為固有機械特性。一、他勵直流電機2、固有機械特性理想空載轉速機械特性斜率nn0ΔnTNT一、他勵直流電機3、人為機械特性定義：改變固有機械特性的運行條件

U=UN,Φ=ΦN，RΩ=0時，稱為人為機械特性。分為三種：（1）

電樞回路串接電阻RΩ；（2）改變電源電壓U；（3）改變磁通Φ；（1）電樞回路串接電阻時的人為機械特性

Ra+Ri1Ra+Ri2Ri2>Ri1RaTn0TNΔn特點：（1）過一組理想空載轉速點的放射形直線（2）串接電阻越大，斜率增大，機械特性的硬度越軟。（3）對于相同的負載轉矩，串接電阻越大，對應的運行轉速越低。一、他勵直流電機U=UN,Φ=ΦN（2）改變電樞端電壓U時的人為機械特性

一、他勵直流電機理想空載轉速斜率:固定不變

1、受絕緣強度限制，電源電壓只能從電動機的額定電壓往下調。2、位于固有特性下方，并與固有特性平行的直線族;3、在負載轉矩不變時，降低電樞電壓，轉速n下降，但轉速降△n不變。特點：UN>

U1>

U2U1n01UNnTn00U2n02RΩ=0，Φ=ΦNU=UN，RΩ=0,在勵磁回路中串入附加電阻RB，改變

；當：RB↑→

↓→n0↑

↓→Δn↑→β↓特點：1、一般他勵直流電機在額定運行時已接近磁飽和，故通常是減弱磁通2、得到一組空載轉速n0不同，硬度β也不同的傾斜直線。3、當負載轉矩不變時，一般情況弱磁后會使轉速n升高，只有在負載很重或者磁通很小時，若再減弱磁通，轉速n反而會下降。（3）改變磁通

時的人為機械特性

一、他勵直流電機φNφ1φ3nTφ2φN>

φ1>

φ2n0n01n020二、并勵式直流電機固有機械特性：在額定電源電壓UN和額定勵磁電流IN時，與他勵電動機相同。人為機械特性：IaUM+_If+_IERfRa并勵直流電動機電路圖若只改變Ra（保持電源電壓U和Rf不變），則

不改變。那么人為機械特性與他勵電動機串電阻機械特性相同，是一組射線。若通過改變

Rf改變磁通（保持U、Ra不變），則人為機械特性也與他勵電動機弱磁機械特性一樣。當改變電源電壓U時（保持

Rf、Ra不變），If

也改變。當磁路未飽和時，

也與U

成正比，n0基本上保持不變，而特性曲線的斜率β在變化，故人為機械特性不是一組平行線。三、串勵直流電機特點：If=Ia、當磁路為飽和時，Ф=CФ

Ia（1）固有特性是一條非線性的軟特性，轉速隨負載增加而顯著下降。（2）不允許輕載或空載運行。空載或輕載時，Ia≈0,

很小，∴n0很高，一般（5～6）nN，可能造成電機損壞。串勵電機在固有特性上不允許空載或輕載運行，防止飛車。（3）過載能力強，起動性能好：在相同電流限制下，產生的轉矩比他勵直流電動機大很多。當負載增大時，Ia和Ф都增大，Ia稍有增大，電動機轉矩就可以與電動機轉矩相平衡。因此不會因負載增大而過載。Ra+RΩ1nT132RaRa+RΩ2直流電機機械特性

小結1、他勵、并勵、串勵直流電機機械特性2、固有機械特性、人為機械特性直流電機的啟動StartingofDCmotor1、直流電動機的啟動條件1）要有足夠的起動轉矩（Tst>TL）；2）起動電流不能太大；3）起動設備簡單，可靠，經濟，啟動時間要短（實際啟動時間只有幾秒至幾十秒）；為使電動機的啟動性能達到最佳狀態，就需要電動機起動時：啟動：電動機接入電源，從靜止狀態開始，加速到某一穩定轉速的過程。直接起動（全壓起動）：直流電動機的電樞直接加額定電壓。起動瞬間n=0→反電動勢Ea=0，電樞繞組電阻很小

→起動電流Ist很大，可能突增到額定電流的10～20倍。這樣大的起動電流將產生很大的啟動轉矩，損壞電機繞組，換向困難等很多問題。因此：直接啟動只限于容量較小的直流電機。2、直流電動機的直接啟動

為了限制起動電流，同時也保證啟動轉矩，一般采取兩種方法：電樞回路串電阻起動直接起動，致使

Ist很大，所以在起動時必須設法限制起動電流。降壓起動2、直流電動機的直接啟動3、電樞回路串電阻啟動為限制啟動電流，啟動時在電樞回路串接啟動電阻。他勵直流電動機串電阻三級啟動電路

一般起動器設計為多級，串在電樞回路的起動電阻逐級切除，進入穩態后全部切除。3、電樞回路串電阻啟動他勵直流電動機串電阻三級啟動電路機械特性注意事項：在分級起動過程中，各級的最大電流I1及切換電流I2都應大小相等，以使起動過程有較均勻的加速度，改善電機對傳動機構的沖擊，選擇合適的各級起動電阻。優點：設備簡單，操作方便。缺點：在啟動過程中能量消耗大，不適用經常啟動的大、中型直流電動機。3、電樞回路串電阻啟動defgTLT2T1U=UNU=U1noabcTU=U2

U1<U2<UN3214、降壓啟動降低電樞回路電壓啟動機械特性由低向高調節電樞回路電壓U1<U2<UN為了獲得足夠大的啟動轉矩，Ist通常限制在（1.5~2）IN優點：起動平穩，能量損耗小。缺點：系統復雜，需要一套可調節電壓的直流電源，增加設備投資。適用于：要求經常啟動的場合和大中型電動機的啟動。直流電機的啟動

小結啟動要求：

Tst、Ist直接起動：適用于小功率。電樞回路串電阻起動：適用于中小型直流電機降低電樞電壓起動：經常啟動的場合和大中型電動機直流電機的調速與制動SpeedregulationandbrakingofDCmotors電力拖動系統中采用的調速方法通常有三種：機械調速、電氣調速、電氣—機械調速。他勵式直流電動機轉速公式：調速方法：（1）電樞回路串電阻：調速改變串入電樞回路中的電阻；（2）弱磁調速：改變勵磁電流（主磁通）；（3）減壓調速：改變電樞端電壓調速。直流電機的調速1.電樞回路串電阻調速1）調速原理：電樞回路電阻越大，電動機機械特性的斜率增大，與負載機械特性的交點也會改變，達到調速目的。串入電阻越大，穩態運行轉速越低,機械特性曲線越陡。RaRa+R1Ra+R2Ra+R3R1<R2<R3電樞回路串電阻調速a點b點c點n1n2直流電機的調速優點：設備簡單、操作簡單。缺點：1、轉速只能從額定值往下調，nmax=nN。

2、電阻分段串入，故屬于有級調速，調速平滑性差。 3、損耗大，效率低，不經濟。對恒轉矩負載，調速前、后因磁通、

Ia不變，使T不變，輸入功率不變，輸出功率卻隨轉速的下降 而下降，減少的部分被串聯電阻消耗了。1.電樞串電阻調速適用：要求調速性能不高的生產機械，如起重機、礦井下使用的機車等直流電機的調速

調節電樞電壓U→n0變化，斜率不變，所以調速特性是一組平行曲線。結論：負載不變時，降低電樞電壓，穩態運行轉速也降低。2.改變電樞電壓調速由轉速特性方程：直流電機的調速說明：改變電壓的調速方法必須有連續可調的大功率直流電源，投資大。特點:（1）可得到平滑、無級調速（2）調速前后的機械特性平行，斜率不變，硬度不變，轉速穩定性好。（3）電源內阻小，電能損耗較小，效率高。2.改變電樞電壓調速適用于：調速性能要求較高的生產機械上,如軋鋼機、造紙機等。直流電機的調速電動機在額定磁通下運行時,磁路已接近飽和,因此改變磁通

調速,實際上是減弱磁通。3.弱磁調速TLTn

N>

1>

2

N

1

2abcnancnb結論：一般磁通減小后，運行轉速上升，機械特性變軟。由轉速特性方程：

減小→Ea=Cen減小→Ia增大→T>TL加速da點d點b點nanb調節磁場前工作點調節磁場后工作點直流電機的調速3.弱磁調速優點：（1）可得到平滑、無級調速，但只能向上調，受機械本身強度所限，n不能太高。

（2）調節的是勵磁電流（該電流比電樞電流小得多），調速設備簡單，控制方便。

（3）

經濟性較好.缺點：(1）機械特性的斜率變大，特性變軟； (2)轉速的升高受到電動機換向能力和機械強度的限制，升速范圍不可能很大，一般D≤2；降壓和弱磁調速在額定轉速以上，采用弱磁調速，在額定轉速以下采用降壓調速。n>nN弱磁調速n<nN降壓調速擴大調速范圍直流電機的調速直流電機的調速方法

小結（1）電樞回路串電阻（2）弱磁調速（3）減壓調速直流電機的調速電動：電動機運行時其電磁轉矩與轉速方向一致。制動：通過某種方法產生一個與拖動系統轉向相反的轉矩以阻止系統運行，這種運行狀態稱為制動運行狀態。制動方法機械制動電氣制動能耗制動反接制動回饋制動概念直流電機的制動1、原理：把他勵直流電機的電樞從電網上切除，并接到一個外加的制動電阻RB上構成閉合回路。一.能耗制動他勵電動機能耗制動控制電路電樞電流為：T制動

→n↓→Ea↓→Ia↓→T制動

↓，直至n=0能耗制動時，電機靠生產機械的慣性力的拖動而發電，將動能轉化為電能消耗在電樞電路內的電阻上，所以稱為能耗制動。直流電機的制動2、機械特性為：Ra+RB他勵直流電機能耗制動機械特性n1電動機狀態工作點A制動瞬間工作點B電機拖動反抗性負載，電機停轉電機拖動位能性負載，穩定工作點C制動電阻RB

越小，則機械特性越平，T制動

越大，制動越快。選擇制動電阻的原則是：最大制動電流一般不允許超過2IN，即：直流電機的制動能耗制動轉矩的能量來自于負載傳動部分的動能，因而稱能耗制動。設備簡單，運行可靠，且不需要從電網輸入電能，只是其制動轉矩隨n下降而減小，低速時制動效果較差。適用于一般機械要求準確停車的場合及位能性負載的低速下放。為使電機快速停車，常與機械制動配合使用。3、能耗制動的優缺點及應用直流電機的制動二.反接制動電樞反接制動倒拉反接制動（用于位能性負載下放）電樞反接制動