他励直流电动机额定数据为：PN=29kW，UN=440V， IN =76.2A，nN=1050rpm，Ra=0.393。电动机拖动额定恒转距
负载工作，试计算：
（1）额定电压和额定励磁时，电枢串入2.5 电阻时的转速。
（2）额定励磁不串电阻时，电压U=220V时的转速。
（3）额定电压不串电阻时，磁通减少15％时的转速。
注意：他励（或并励）电 动机在运行时，励磁绕组绝对
不能断开。否则， If=0，电枢
电流迅速增大；若负载较小，
则会造成“飞车”事故。
例2-2 P43
0
TN
T
2
§2-3 他励直流电动机的机械特性
三、他励直流电动机的人为机械特性
1、电枢回路串电阻时的人为机械特性
n
UN Ce N
Ra R CeCM N
（4）额定电压、电枢串入2.5 电阻，并将磁通减少15％时
的转速。
解：
CeΦN
UN
IaN Ra nN
440
76.2 0.393 1050
0.3905
6
§2-3 他励直流电动机的机械特性
（1） Ia IaN 76.2 A
n U N (Ra RΩ )Ia 440 76.2 (0.393 2.5) 562 .3rpm
CeΦN
0.3905
（2） Ia IaN 76.2 A
n U Ra Ia 220 76.2 0.393 486 .7rpm
CeΦN
0.3905
（3） 由于： T CeΦN IaN CeΦI a 所以：
Ia
CeΦN IaN CeΦ
CeΦN IaN 0.85 CeΦN
89.65 A
CeΦ
0.85 0.3905
n
调速一般只是采用单一的
n0
nN ③
方法进行，同时进行弱磁和
串电阻在实际工程中是不可
能采用的，在调速要求高和
②
范围宽的场合，将可以采用
④①
Tz
T
额定转速以下调压调速，额 定转速以上弱磁升速。
8
§2-3 他励直流电动机的机械特性
四、电力拖动系统的稳定运行条件
电力拖动系统的平衡状态，是指电动转矩与 负载转矩平衡，系统转速保持不变。 1、电力拖动系统的稳定平衡状态
n U N RaIa 440 89.65 0.393 1219.5rpm
CeΦ
0.85 0.3905
7
§2-3 他励直流电动机的机械特性
（4） 同（3）， Ia
CeΦN IaN CeΦ
CeΦN IaN 0.85 CeΦN
89.65 A
n U N (Ra R )Ia 440 89.65 (0.393 2.5) 544.2rpm
3、电力拖动系统的稳定运行条件
可以推导，电力拖动系统的稳定运行条件为：
电磁转矩对原来平衡点的增量为：
T TB TA 负载转矩对原来平衡点的增量为：
TZ TC TZA
(TA
T
)
(TZA
TZ
)
GD2 375
d (nA n) dt
由于原来的平衡状态:
TA TZA，ddntA 0
T
TZ
GD2 375
§2-3 他励直流电动机的机械特性
一、直流电动机机械特性的一般形式
Ea
pN 60a
n
Cen
P22公式1-8
Ea U Ia (Ra R )
由n
U Ce
Ra R Ce
I a和T
CM Ia
可推导出
n
U Ce
Ra R CeCM 2特性
固有机械特性：U=UN，Φ=ΦN（即 If=IfN，且不计电枢反 应），RΩ= 0 时的机械特性 n=f(T)。
2
T
n0 T
（1）理想空载转速与 固有特性相同。
（2）斜率> N，机
械特性变软。
例2-3 P44
3
§2-3 他励直流电动机的机械特性
2、改变端电压时的人为机械特性
n
U Ce N
Ra CeCM
N
2
T
n0 N
T
（1）理想空载转速比固有 特性低。
（2）斜率＝N，机械特
性与固有特性平行。
（3）同一转矩下转速降落 相同。
12
思考题：P73
13
d (n) dt
11
§2-3 他励直流电动机的机械特性
当各增量很小时，可以写成:
dT T ，dTZ TZ dn n dn n
[( dT ) ( dTZ dn dn (GD2 )
)]
n
d (n) dt
375
n n e( dT dTZ ) dn dn
375 GD2
t
Q
dT dTZ ☆
dn dn
稳定平衡状态是 指当系统由于某种原 因偏离原来的平衡后， 能够在新的条件下得 到新的稳定的平衡。
9
§2-3 他励直流电动机的机械特性
2、电力拖动系统的不稳定平衡状态 不稳定平衡状态是指当系统由于某种原因偏离
原来的平衡后，不能在新的条件下得到新的稳定 的平衡。
10
§2-3 他励直流电动机的机械特性
1
§2-3 他励直流电动机的机械特性
n
UN Ce N
Ra CeCM
N
2
T
n0 N
T
式中，n0为理想空载转速，βN为机械特性曲线的斜率，可求出 其额定负载时转速降为：
△nN = n0 - nN = βN ·TN
他励或并励直流电动机的 △nN＝5％n0 左右，故其机械特性属 于“硬”特性。
n0n
△nN
n1 n2 n0 n NT nN
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§2-3 他励直流电动机的机械特性
3、减弱主磁通时的人为机械特性
n
UN Ce
Ra CeCM 2
T
n0
T
（1）理想空载转速比固 有特性高。
（2）斜率>N，机械
特性比固有特性软。
（3）弱磁调速一般适合 于轻载调速。
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§2-3 他励直流电动机的机械特性
【补例2-1】