直流電動(dòng)機(jī)的基本特性
從上面的敘述可知，直流電動(dòng)機(jī)按照勵(lì)磁方式的不同,可分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種類型。當(dāng)供電電源比較穩(wěn)定時(shí)，他勵(lì)勵(lì)磁和并勵(lì)勵(lì)磁的效果基本是相同的，也是使用最多的一種形式。所以，下面僅對并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的特性進(jìn)行討論。
對于并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電源電壓U和勵(lì)磁回路的電阻Rf(包括勵(lì)磁繞組的電阻和勵(lì)磁回路串入的勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻)不變時(shí)，勵(lì)磁電流以及由它產(chǎn)生的磁通φ也保持不變，即φ為常數(shù)，這也是并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)之一。
直流電動(dòng)機(jī)特性是指它的轉(zhuǎn)速特性、轉(zhuǎn)矩特性和機(jī)械特性。這些特性對直流電動(dòng)機(jī)的工作產(chǎn)生了重要的影響。
一 轉(zhuǎn)速特性
并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性指當(dāng)電動(dòng)機(jī)外加電壓等于電動(dòng)機(jī)的額定電壓，即U=uN；及勵(lì)磁電流
等于額定勵(lì)磁電流，即If=IfN時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n和電樞電流，Ia的關(guān)系，即n=f(Ia)。
當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞線圈切割磁場，同發(fā)電機(jī)一樣，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢E，同樣用式(2一1)
表示
E=KEφn
但此時(shí)的直流電機(jī)作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，電樞電流的方向與感應(yīng)電動(dòng)勢的方向相反，通常我們稱這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢為直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(見圖2-9)。
根據(jù)圖2—9，可以寫出直流電動(dòng)機(jī)電壓與電流的關(guān)系
u=E+RaIa (2—3)
式(2—3)稱為直流電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程式，式中的Ra是電樞電阻。
將 E=KEφn代人式(2—3)，整理后得并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性
由式(2-4)可看出，當(dāng)機(jī)械負(fù)載增加使電樞電流增大時(shí)，轉(zhuǎn)速趨于下降，如圖2 -10的由線所示。從空載增加到額定負(fù)載，同空載轉(zhuǎn)速相比，nN的轉(zhuǎn)速一般降低了約5％～10％。這條曲線稱為并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性曲線。
二 轉(zhuǎn)矩特性
并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距特性是指當(dāng)電動(dòng)機(jī)外加電壓等于電動(dòng)機(jī)的額定電壓，即u=uN及勵(lì)磁電流等于額定勵(lì)磁電流，即If=Ifn時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T和電樞電流，Ia的關(guān)系，即T=f(Ia)。
從直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩公式T=KTφIa�？芍姶呸D(zhuǎn)矩基本隨電樞電流成正比變化，所以并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性是一條通過原點(diǎn)的直線，如圖2—11所示。
從圖中可以看出，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，電樞電流也成比例地增加。也就是說，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率也隨之增大。
2．3．3機(jī)械特性
并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指當(dāng)u=uN及If=IfN時(shí)，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系，即n=
f(T)。
 ’
式中的
是并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速(T=0)。實(shí)際上這個(gè)轉(zhuǎn)速是不存在的，因?yàn)榧词闺妱?dòng)機(jī)軸上沒有加機(jī)械負(fù)載，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也不可能為零。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)還存在著一些空載損耗轉(zhuǎn)矩(如軸承的摩擦等)。所以，通常稱N0為理想空載轉(zhuǎn)速。
式中的
為轉(zhuǎn)速降。它表示當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)下降。從并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性可知，
當(dāng)轉(zhuǎn)矩T增大時(shí)，電樞電流Ia也要同比例地增大。由并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性知
可以看出，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就下降了。
并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖2—12所示
由于電樞電阻Ra比較小(繞組導(dǎo)線電阻和電刷接觸電阻等，所以在負(fù)載變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化不大。因此，并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)具有“較硬”的機(jī)械特性，這也是它的特點(diǎn)之一。
例：
①額定轉(zhuǎn)矩TN;
②繪出其機(jī)械特性曲線：
③如果輸出轉(zhuǎn)矩T=50N·m，計(jì)算此時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n。
解 ①額定轉(zhuǎn)矩
②根據(jù)式（2-5）繪制機(jī)械特性曲線
在并勵(lì)電動(dòng)機(jī)中，反電動(dòng)勢
又因?yàn)?/P>
所以
理想空載轉(zhuǎn)速
將已知數(shù)據(jù)代入式（2-5）
解得△n=113r／rain。根據(jù)所得到得TN、n0和△n即可繪出該電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖2一13所示。
③根據(jù)式(2—7)
解得，當(dāng)T=TN時(shí)
將此數(shù)據(jù)和T=50N.m代入式（2-5）得
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