❖ ① 20%； ② 大于20%； ③ 小于20%。
4.试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同。并说明影 响曲线形状的因素。
答：并励直流发电机的外特性比他励软。
他励：影响因素有两个
① 随着Ia增加，IaRa增加，使U下降； ② 随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通Φ 减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降。
沈阳工程学院2015专升本 《电机学》课程辅导讲义
（直流电机部分）
考纲：五、直流电机 5.1.掌握直流电机的基本工作原理和额定值；掌握直流电机电
。 动势和电磁转矩大小和性质
❖ 主要知识点： ❖ （一）直流电机的工作原理 1.直流发电机 结论： 直流发电机 是将内交流转 换为外直流的 交流发电机
2.直流电动机 结论：直流电动机是将外直流转换为内交流的交流电动机
在电动机中:
n Tem 为驱动转矩，驱动转子旋转， 与 Tem同方向。
Ea 与
I
反方向，
a
Ea 为反电动势。
电枢电动势的计算公式：
Ea
pN 60a
Φn
Cen
电磁转矩的计算公式：
Tem
pN
2a
Φ
Ia
CT
Φ
Ia
（二）直流发电机和直流电动机的电动势平衡方程
发电机
Ea U Ia Ra Ia I I f （Ea U）
❖ 3. 直流电机的电磁转矩是由（每极气隙磁通量） 和（电枢电流）共同作用产生的。
考纲：5.2 掌握直流发电机的外特性和并励发电机的自励条
件
主要知识点：（一）直流发电机的外特性
外特性下降原因：
他励时
I
不变，
f
I
IRa
U
并励时 I IRa U 来自U I f Ea U
所以并励比他励发电机端电压下降较多。
U N N
例题：
❖ 1.直流电机实质上是一台具有（换向）装置的交流电机，直 流发电机的换向装置的作用是（ 将电机内部交流电转换为 外部的直流电），直流电动机换向装置的作用是（将电机外 部直流电转换为内部的交流电）。
❖ 2.直流电动机PN=15kW，UN=110V，nN=1500r/min，
ηN=0.85，其额定运行时电网输入的电功率为
（ 17.68
）kw，额定电流IN=（ 160.4
）
A
❖ 主要知识点（一）直流电机的励磁方式
励磁方式分四种：（以发电机为例）
他励
并励
串励
复励
❖ （二）直流电机的电枢反应性质
❖ 1.电刷在几何中性线时：交轴电枢反应
❖ 特点：（1）使气隙磁场发生畸变
❖
（2）对主磁场起去磁作用（磁路饱和）
❖ 2.当电刷不在几何中性线上时
（二）额定值
1．额定功率 PN （W、kW）
指电机额定运行时的输出功率
发电机：指电刷端输出的电功率； 电动机：指轴上输出的机械功率。
2. 额定电压 U N （V）
指电机额定运行时电枢出线端的电压。
I 3. 额定电流
（A）
N
指电机额定运行时电枢出线中的电流。
发电机：
IN
PN UN
电动机：
IN
PN
要求：Tst要足够大，Ist要小, 通常Ist (2 ~ 2.5)IN
根据 Tem CT Ia
起动前应将励磁调节电阻短接，使磁通最大，Tst 最大, 或在保证Tst足够大的条件下，尽量减小Ist。
起动方法：①直接起动；②电枢回路串变阻器起动； ③降压起动。
（四）直流电动机的调速
1．电枢串电阻调速 特点：增大电阻，转速下调。
电刷顺转向偏移 发电机 交轴和直轴去磁 电动机 交轴和直轴助磁
电刷逆转向偏移 交轴和直轴助磁 交轴和直轴去磁
❖ 例题：1.直流电机的励磁方式有他励、并励、
（ 串励
）和（ 复励 ）四种方式。
❖ 2. 直流电机电枢反应的定义是（电枢磁动势对励磁 磁动势的作用），当电刷在几何中的性线时，电动 机产生（交轴）性质的电枢反应，其结果使（气隙 磁场发生畸变）和对（主磁场去磁作用），物理中 性线逆电枢旋转方向偏移。
❖ 【答】并励直流发电机自励建压的条件：
❖ ①电机的主磁路必须有剩磁；
❖ ②并联在电枢绕组两端的励磁绕组极性要正确；
❖ ③励磁回路的总电阻必须小于额定转速下的临界电 阻。
❖ 并励直流发电机正转时能自励建压，若想反转时也 能自励建压，须将励磁绕组反接。
考纲：5.3掌握直流电动机的起动方法和调速方法
主要知识点：
（二）并励直流发电机的自励条件
1．电机主磁极中有剩磁 2．并联在电枢绕组两端的励磁绕组极性要正确 3．励磁回路的总电阻小于该转速下的临界电阻
❖ 例题：
❖ 1. 一台并励直流发电机，正转能自励，反转 也能自励（错）
❖ 2. 一台并励直流电动机，若改变电源极性， 则电机转向也改变。（ 错 ）
❖ 3. 如果并励直流发电机的转速上升20 % ， 则空载时发电机的端电压U0升高（ ② ）。
电动机
U Ea Ia Ra I Ia I f
(Ea U )
❖ 例题：1.直流发电机电枢电动势 Ea 的性质为
（ 电源电动势 ）电动势，电磁转矩 Tem 的性质
为（ 制动 ）转矩；而直流电动机电枢电动势 Ea
的性质为（ 反 ）电动势，电磁转矩 Tem 的性
质为（ 驱动
）转矩.
❖ 2.直流发电机和电动机除能量转换关系不同外，还 表现于发电机的电动势 Ea 比端电压 U（ 高 ）； 而电动机的电动势 Ea 比端压 U （ 低 ）。
❖ 3. 直流发电机电刷在几何中性线上，如果磁路不饱 各，这时 电枢反应是（ ③ ）。
❖ ① 去磁； ② 助磁； ③ 不去磁也不助磁。
❖ 主要知识点： （一）电枢电动势与电磁转矩
在发电机中:
E I 为电源电动势，向外输出直流电流 ,
a
a
n T T 与 em
反方向， 为制动转矩。 em
Ia 与 Ea同方向。
并励：影响因素有三个
① 随着Ia增加，IaRa增加，使U下降；
② 随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通Φ 减少，电枢电动势Ea减少，最后使端电压U下降；
③ 而端电压U下降，又使If下降，磁通Φ下降，电枢电动 势Ea进一步减少，端电压U进一步下降。
❖ 5.简述并励直流发电机自励建压的条件。并励直流 发电机正转时能自励建压，若想反转时也能自励建 压，应该如何做？
恒转矩负载时，Tem CT Ia 常数
由于不变，所以调速前后 Ia 不变。
2．降低电源电压调速 特点：降低电压，转速下调。
恒转矩负载时，Tem CT Ia 常数
由于不变，所以调速前后 Ia 不变。