1 Ra ( 2 2 U N I N PN ) 2 3 IN
表示电动机额定运行时，电枢铜耗占总损耗的1/2到1/3。
具体步骤：
(1)估算EaN或实测（或估算）Ra；
(2)计算 CeN ; (3)计算理想空载转速n0： (4)计算TN;
四、根据电机铭牌估算机械特性
（二）人为特性的绘制
在固有机械特性方程 n=n0 -βT的基础上，根据
+ Ia U -
R
T
Φ
TL Ra
n
M
Ea
2 T C I C I I C I 电磁转矩方程可写为： t a t f a t a
U CT Ra n T Ce Ce
五、串励直流电动机的机械特性
曲线如图3，电机转速与转矩平方根成反比，当电磁 转矩增大，转速降低很快，机械特性很软。 若电流Ia太大，磁路饱和，Φ基本不变，机械特性接近 于他励直流电动机，机械特性变硬。 n
第7讲 他励直流电动机的机械特性
1、固有机械特性 2、人为机械特性 3、串励和复励直流电动机
一、机械特性的一般表达式
直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压U、励磁电流If、
电枢回路电阻Ra为恒值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电动机 的转速与电磁转矩之间的关系。
n = f (T)
U I a ( R a R) RaR U n T 2 Ce Ce CeCt n0 T
三、他励直流电动机人为机械特性
当改变 U 或
Ra
或 Φ 得到的机械特性称为人为机械特性。
（一）电枢串电阻时的人为机械特性
U=UN， =N，串电阻R
UN Ra R n T 2 CeN Ce C tN
n n0
R1<R2
Ra Ra+R1 Ra+R2
}
固有
特点： （１）理想空载转速n0不变 0 （２）n与Ｒ成正比 R↗→n↗→n↘ 特性曲线为通过n0点的射线
Δ nN
nN
（1）电磁转矩越大，转速越低，是一条下 斜直线；
0
TN
T
二、他励直流电动机固有机械特性
（2）T=0时，
n n0 UN 为理想空载转速。此时Ia=0，Ea=UN; Ce N
（3）斜率

化时，转速变化很小，斜率大时，称为ຫໍສະໝຸດ 特性。Ra 2 CeCt N
，其值很小，特性较平，为硬特性，转矩变
人为特性所对应的参数 R 或 U 或 Φ 变化（感应
电动势和电磁转矩等会相应变化），重新计算n0
和β，然后得到人为机械特性方程式。
例题3-10
解： （1）估算Ra
1 U N I N PN 220 250 50000 Ra ( ) 0.04 2 2 2 IN 2 250
其中：
n0

U Ce
称为理想空载转速；
称为机械特性的斜率。
RaR CeCT 2
二、他励直流电动机固有机械特性
当 U U ,Φ Φ , R 0 时的机械特性称为固有机械特性： N N
UN Ra n T n0 T 2 CeΦN Ce Ct ΦN
n n0
他励直流电动固有机械特性有以下特点：
UN EaN U N I N Ra n0 CeN CeN nN nN
由上式可知，如果能知道额定电枢电动势 EaN或Ra，便可以 求出 CeN ，从而求出理想空载转速n0。
(1)根据经验估算EaN:
EaN (0.93---0.97)UN
四、根据电机铭牌估算机械特性
(2)根据所选直流电机，实测或者估算电枢回路电阻Ra:
人为
T
三、他励直流电动机人为机械特性
（二）改变电枢电压时的人为机械特性
Ｒ＝Ra =N
Ra U n T 2 CeN Ce CtN
特点：
n n0
UN U1 T U=0 -UN
n1
0
（１）n0U
（２）n与Ｕ无关 U↘→n0↘→n↘， 一组平行线
n0
三、他励直流电动机人为机械特性
（三）减弱磁通时的人为机械特性
（2）计算CeΦn
U N I N Ra 220 250 0.04 Ce N 0.1826 nN 1150
五、串励直流电动机的机械特性
如右图为串励直流电动机框图， 当Ia较小，磁路不饱和时： Ia If ; Kf I f Kf I a 电机转速可以表示为： U I a Ra Ra U n I a Ce Ce Ce 其中， Ce Kf ; Ra Ra Rf R Ce 其中， Ct Ct Kf 从而得到电机转速公式：
Ｕ＝UN ，Ｒ＝Ra
UN Ra n T 2 Ce Ce Ct
改变每极磁通的人为机械特性 如图所示，特性较软。
n
n01
1
N
n0
0
T
四、根据电机铭牌估算机械特性
根据理想空载点（n0，0）和额定工作点（nN，TN）就可 以通过这两点连成直线，就是电机的固有机械特性曲线。 在电机的铭牌数据中，可以知道nN，而理想空载转速 n0和额定转矩TN却是未知的。 由理想空载转速公式可得：
n n0 nN
（4）当T=TN，n=nN，转速差
Δ nN
nN n0 nN TN
为额定转速差。
0
TN
T
二、他励直流电动机固有机械特性
（5）n=0时，即电机启动时，
Ea CeN n 0 ，电枢电流
UN Ia Is Ra
n n0 nN
Δ nN
称为启动电流，
电磁转矩
T Ct Is Ts
（7）若T<0，n>n0，此时电磁转矩方向与转速相反，由拖
动性变为制动性，此时Ia<0，Ea=UN-IaRa>UN，转速n>n0，
机械特性在第二象限，实际上他励直流电机的电磁功 率 PM Ea Ia T 0 ，输入功率 P ，电机工 1 U N Ia 0 作在发电状态。 例题3-8；3-9
称为启动转矩。由于电枢电阻较小，
0
TN
T
启动电流和转矩都比额定值大。
以上分析时机械特性在第一象限的情况，有：
0 T Ts ; n0 >n>0; UN >Ea >0
二、他励直流电动机固有机械特性
（6）若 T>Ts ，n<0。即电机启动时，由于T>Ts，则Ia>Is，即
U N Ea U Is N ; U N Ea U N Ra Ra 成立，只有Ea<0，n<0，机械特性在第四象限。 Ia