【正文】 中所受電磁力的大小為 ，對于給定的電機，磁感應(yīng)強度 B與每極的磁通 Φ成正比；每根導(dǎo)體中的電流 ia與從電刷流入（或流出）的電樞電流 Ia成正比；導(dǎo)線長度 l在電機制成后是個常量。因此，電磁轉(zhuǎn)矩 T與電磁力 f成正比，即電磁轉(zhuǎn)矩與每極磁通 Φ和電樞電流 Ia成正比，其大小用下式來表示： axliBf ? 電磁轉(zhuǎn)矩 直流電動機電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩 57 直流電動機電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩 58 直流電動機的機械特性是指電動機的轉(zhuǎn)速 n與電磁轉(zhuǎn)矩 之間的關(guān)系，即 。 emT )( emTfn ? 直流電動機的機械特性 固有機械特性 圖 他勵直流電動機 的電路原理圖 59 直流電動機的機械特性 60 圖 115 直流電動機的機械特性 61 因為電樞電阻 Ra很小，特性斜率 β很小，通常額定轉(zhuǎn)速降 ΔnN只有額定轉(zhuǎn)速的百分之幾到百分之十幾，所以他勵直流電動機的固有機械特性是硬特性， 如 圖 所示。 0aRn圖 他勵直流電動機的機械特性 圖 串聯(lián)電阻的人為特性 直流電動機的機械特性 62 人為機械特性可用改變電動機參數(shù)的方法獲得，他勵直流電動機有電樞回路串電阻、降低電樞電壓和減弱勵磁磁通三種人為機械特性。 保持 、 不變，只在電樞回路中串入電阻 Rs時的人為特性為 （ ） 與固有機械特性相比，電樞回路串電阻時人為特性的理想空載轉(zhuǎn)速 不變，但斜率 β隨串聯(lián)電阻 Rs的增大而增大，所以特性變軟。改變 Rs的大小，可以得到一簇通過理想空載點 并具有不同斜率的人為特性，如 圖。 人為機械特性 NUU? N? ??emNTeSaNeN TCCRRCUn2?????0n0n 直流電動機的機械特性 63 保持 、 、 不變，只改變電樞電壓 U時的人為特性為 由于電動機的工作電壓以額定電壓 為上限，因此改變電時，只能在低 于額定電壓的范圍內(nèi) 變化，與固 有特性比較，降低電壓時人為特性 的斜率 β不變，但理想空載轉(zhuǎn)速 n0 隨電壓的降低而正比減小。因此， 降低電壓時的人為特性是位于固有特性下方，且與固有特性平行的一組直線，如 圖 。 aRR? 0?SR N???emNTeaNeTCC RC Un 2???? （ 112） 圖 性和降低電壓的人為特性 直流電動機的機械特性 64 在 圖 ，改變勵磁回路調(diào)節(jié)電阻 Rsf就可以改變勵磁電流，進(jìn)而改變勵磁磁通。由于電動機額定運行時磁路已經(jīng)開始飽和，即使再成倍增加勵磁電流，磁通也不會有明顯增加，何況由于勵磁繞組發(fā)熱條件的限制，勵磁電流也不允許大幅度地增加，因此，只能在額定值以下調(diào)節(jié)勵磁電流，即只能減弱勵磁磁通。 保持 R=Ra（ Rs=0）、 U=UN不變，只減弱磁通時的人為特性為 對應(yīng)的轉(zhuǎn)速特性為 emTeaeN TCCRCUn2????（ 113） aeaeN ICRCUn????（ 114） 直流電動機的機械特性 65 在電樞回路串電阻和降低電壓的人為特性中，因為 不變 ， ，所以它們的機械特性 曲線也代表了轉(zhuǎn)速特性曲線 。但是，在討論減弱勵磁磁通的人為特性時，因為磁通 Φ是個變量，所以 與 兩條直線是不同的。如 圖 。 當(dāng) n=0時，堵轉(zhuǎn)電流 為常數(shù)，而 n0隨 Φ的減小而增大，因此， 的人為特性是一組通過橫坐標(biāo)I=Ik點的直線，如 圖 （ a） 所示。 改變磁通可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從 圖 （ b） 可看出，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不太大時，磁通減小使轉(zhuǎn)速升高；當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特別大時，減弱磁通才會使轉(zhuǎn)速下降。然而，這時的電樞電流已經(jīng)過大，電動機不允許在這樣大的電流下工作。因此，實際運行條件下，可以認(rèn)為磁通越小，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越高。 N? ?? em aTI? ()emn f T?()an f I?()emn f T? ()an f I?RUIk ?()an f I? 直流電動機的機械特性 66 圖 減弱勵磁磁通時的人為特性 (a)轉(zhuǎn)速特性； (b) 機械特性 直流電動機的機械特性 67 小結(jié) 直流電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子部分包括機座、主磁極、換向極和電刷裝置。轉(zhuǎn)子部分包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向極轉(zhuǎn)軸和軸承等。 導(dǎo)體在磁場中運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；載流導(dǎo)體在磁場中受力。這兩個規(guī)律是直流電機工作的基礎(chǔ)。 電樞是直流電機的核心。電樞由電樞鐵芯及其上的電樞繞組共同組成。電能向機械能轉(zhuǎn)換及機械能向電能轉(zhuǎn)換均是在電樞中完成的。 小 結(jié) 68 電樞磁動勢的存在使空載時的氣隙每極磁通量和氣隙磁通密度分布波形發(fā)生變化。電樞反應(yīng)使氣隙磁通密度分布發(fā)生畸變，在磁路飽和的情況下，每極下的磁通量減少，電樞反應(yīng)表現(xiàn)為去磁作用，使磁通密度的零點偏離幾何中性線。電樞反應(yīng)對一般用途的中小型直流電機影響不大，但對大中型直流電機有較大影響。 直流電機是可逆的，即從原理上講，一臺直流電機可作為發(fā)電機運行，也可作為電動機運行。 小 結(jié)