因为串励绕组与电枢绕组串联,故励磁电流与电枢电流相等,串励电动机的气隙磁通将随负载的变化而变化。 (1)转速调整特性 串励电动机当输出功率增加时,电枢电流随之增大,电枢回路的电阻压降也增大,气隙磁通也增大,这两个因素均使转速下降。所以转速随输出功率的增加而迅速下降. (2)转矩特性 由于串励电动机的转速随输出功率的增加而迅速下降,所以轴上的输出转矩将随输出功率的增加而迅速增加。 1.复励电动机的工作特性 复励电动机的工作特性介于他励与串励电动机之间。如果并励绕组的磁动势起主要作用,工作特性就接近于他励(并励)电动机,但和他励电动机相比,复励电动机有如下优点:当负载转矩突然增大时,由于串励绕组中的电流突然加大,磁通增大,使电磁转矩很快增大,这就使电动机能迅速适应负载的变化。其次,由于串励绕组的存在,即使当电枢反映的去磁作用较强时,仍能使电动机具有下降的转速调整特性,从而保证电动机能稳定运行。 如果是串励绕组的磁动势起主要作用,工作特性就接近于串励电动机,但这是因为有并励磁动势存在,电动机空载时不会有发生高速的危险。 2.直流电动机的机械特性 利用电动机拖动生产机械时,必须使电动机的工作特性满足生产机械提出的要求。在电动机的各类工作特性中首要的是机械特性。电动机的机械特性是指电动机的转速n与其转矩(电磁转矩)Tem之间的关系,即曲线。机械特性是电动机性能的主要表现,它与运动方程相联系,在很大程度上决定了拖动系统稳定运行和过渡过程的性质及特点。 必须指出,机械特性中的转矩是电磁转矩,它与电动机轴上的输出转矩T2是不同的,其间差一个空载转矩T0。只是由于在一般情况下,空载转矩T0与电磁转矩或负载转矩Tz相比较小,在一般工程计算中可以略去T0,而粗略地认为电磁转矩Tem与轴上的输出转矩Tz相等。 3.机械特性方程式 直流电动机的机械特性方程式,可根据直流电动机的基本方程导出。即 利用电流表示的机械特性方程为
利用电磁转矩表示的机械特性方程为
4.固有机械特性 当直流他励电动机端电压,励磁电流,电枢回路不串附加电阻时的机械特性称为固有机械特性。 固有机械特性的特性曲线如图中曲线1所示,其特点是: (1)对于任何一台直流电动机,其固有机械特性只有一条;图直流他励电动机的固有机械特 (2)由于较小,特性曲线的斜率β较小,性及电枢串接电阻时的人为机械特性 Δn较小,特性较平坦,属于硬特性。1-固有机械特性2.3-电枢串联电阻的人为机械特性 |
(1)转速特性 转速特性是指在端电压,励磁电流,电枢回路不串附加电阻时,电动机的转速n随输出功率P2而变化的关系,即曲线。由,得转速公式,当输出功率增加时,电枢电流增加,电枢压降增加,使转速下降,同时由于电枢反应的去磁作用使转速上升。上述两者相互作用的结果,使转速的变化呈略微下降,如图所示。 电动机转速随负载变化的稳定程度用电动机的额定转速调整率表示 式中——理想空载转速; ——额定负载转速。 并励直流电动机的转速调整率很小,通常为3%~8%。 ( 2)转矩特性 转矩特性是指在端电压,励磁电流,电枢回路不串附加电阻时,电动机的电磁转矩Tem随输出功率P2而变化的关系,即曲线。 根据输出功率,有。由此可见:当转速不变时,特性曲线为一通过原点的直线。实际上,当P2增加时转速n略微有所下降,因此曲图并励电动机的工作特性 线将稍微向上弯曲。而电磁转矩,因此只要在的关系曲线上加上空载转矩T0,便可得到的关系曲线,如图所示。 (3)效率特性 效率特性是指在端电压,励磁电流,电枢回路不串附加电阻时,电动机的效率(随输出功率P2而变化的关系,即曲线。 在电动机系统中,由于机械损耗.铁心损耗及励磁损耗在空载时就已存在,总称为空载损耗,当负载变化时,它的数值基本不变,故也称其为不变损耗。而电枢的回路铜耗及电刷接触压降损耗是由负载电流变化所引起的,故称为负载损耗。当负载电流变化时,负载损耗的数值在变化,故又称为可变损耗。输出功率P2与输入功率P1之比就是电动机的效率(,即。由功率平衡方程知,电动机的损耗主要是可变的铜损和固定的铁损。当负载P2较小时,铁损不小,效率低;随着负载P2的增加,铁损不变,铜损增加,但总损耗的增加小于负载的增加,效率上升;负载继续增大,铜损是按负载电流的平方增大,使得效率开始下降,如图所示。 可以分析得知,当不变损耗与可变损耗相等时效率Zui大。从图可知,电动机在满载附近效率较高,而在低负载时效率显著下降。因此在选用电动机时,切忌用大电动机带小负载,不然电动机长期在低负载下运行,效率很低,很不经济。 |