【正文】 磁通隨著電樞電流的增大而增大 ，同時(shí)還帶來(lái)非常有用的起動(dòng)特性。因此串勵(lì)電動(dòng)機(jī)是一種具有明顯下降的轉(zhuǎn)速 負(fù)載特性的變速電動(dòng)機(jī)。 在串勵(lì)電動(dòng)機(jī)中，電樞電流、電樞電勢(shì)和定子磁場(chǎng)磁通隨負(fù)載增加而增加（假設(shè)鐵芯不完全飽和）。通過(guò)這種方法得到最大調(diào)速范圍為 4或 5比 1，最高轉(zhuǎn)速同樣受到換向 條件的限制。 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)是易于調(diào)速。與鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相類似，并勵(lì)電動(dòng)機(jī)實(shí)際上是一種從空載到滿載速降僅約為 5%的恒速電動(dòng)機(jī)。 在并勵(lì)和他勵(lì)電動(dòng)機(jī)中磁場(chǎng)磁通近似為常數(shù) ，因此轉(zhuǎn)矩的增加必須要求電樞電流近似成比例增大，同時(shí)為允許增大的電流通過(guò)小的電樞電阻，要求反電勢(shì)稍有減少。在電動(dòng)機(jī)電樞中感應(yīng)的電勢(shì)與端電壓 tV 間的關(guān)系為 aaat RIEV ?? 式中 aI 此時(shí)為輸入的電樞電流。 任何用 于發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方法都可用于電動(dòng)機(jī)。通常，并勵(lì)繞組匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)；而繞在外部的串勵(lì)繞組由于它必須承載電機(jī)的整個(gè)電樞電流，所以其構(gòu)成的導(dǎo)線相對(duì)較粗。并勵(lì)發(fā)電機(jī)電壓隨負(fù)載增加會(huì)有所下降，但在許多應(yīng)用場(chǎng)合，這并不防礙使用。 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的端電壓隨著負(fù)載電流的增加稍有降低，這主要是由于電樞電阻上的壓降。 在典型的靜態(tài)伏 安特性中，假定原動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)行，穩(wěn)態(tài)電勢(shì) aE 和端電壓 tV 關(guān)系為： aaat RIEV ?? 式中 aI 為電樞輸出電流， aR 為電樞回路電阻。勵(lì)磁繞組可以與電樞串聯(lián)起來(lái)，這便形成了串勵(lì)發(fā)電機(jī)；勵(lì)磁繞組可以與電樞并聯(lián)在一起，這便形成了并勵(lì)發(fā)電機(jī)；或者勵(lì)磁繞組分成兩部分，其中一部分與電樞串聯(lián)，另一部分與電樞并聯(lián)，這便形成復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)。當(dāng)需要在很大范圍內(nèi)控制電樞電壓時(shí)，他勵(lì)發(fā)電機(jī)常常用于反饋控制系統(tǒng)中。 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的連接圖已經(jīng)給出，所需勵(lì)磁電流是額定電樞電流的很小一部分。勵(lì)磁繞組可以由外部直流電源單獨(dú)激磁，或者也可自勵(lì)，即電機(jī)提供自身的勵(lì)磁。 在一個(gè)相當(dāng)寬的勵(lì)磁范圍內(nèi)，鐵磁材料部分的磁阻與氣隙磁阻相比可以忽略不計(jì)，在此范圍內(nèi)磁通與勵(lì)磁繞組總磁勢(shì)呈線性比例，比例常數(shù)便是直軸氣隙磁導(dǎo)率。因?yàn)殡姌须妱?shì)與磁通成正比，所以通常用恒定轉(zhuǎn)速 0mw 下的電樞電勢(shì) 0ae 來(lái)表示磁化曲線更為方便。在磁化曲線中，因?yàn)殡姌写艅?shì)波的軸線與磁場(chǎng)軸線垂直，因此假定電樞磁勢(shì)對(duì)直軸磁通不產(chǎn)生作用。 將上述幾式中的所有變量用 SI單位制表達(dá)，有 maa Twie ? 這個(gè)等式簡(jiǎn)單地說(shuō)明與速度電壓有關(guān)的瞬時(shí)功率等于與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)矩有關(guān)的瞬時(shí)機(jī)械功率，能量的流向取決于這臺(tái)電機(jī)是電動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī)。電刷間的整流電壓 ae 即速度電壓，為 mdamdaa WKWmPCe ??? ?? 2 式中 aK 為設(shè)計(jì)常數(shù)。從電刷端觀察到的電 壓是電刷間所有串聯(lián)線圈中整流電壓的總和，在圖中由標(biāo)以 ae 的波線表示。 簡(jiǎn)單的單個(gè)線圈的電樞中的整流電壓前面已經(jīng)討論過(guò)了。電樞磁勢(shì)鋸齒波的空間基波 1aF 是峰值的 8/ 2? 。電刷處于 交軸時(shí)，磁場(chǎng)間的角度為 90176。） 電刷上的電磁轉(zhuǎn)矩和速度電壓與磁通分布的空間波形無(wú)關(guān)；為了方便起見(jiàn)，我們假設(shè)氣隙中仍然是正弦磁密波，這樣便可以從磁場(chǎng)分析著手求得轉(zhuǎn)矩。（在實(shí)際電機(jī)中，電刷的幾何位置大約偏移圖例中所示位置 90176。在示意圖中，電刷位于交軸上 ，因?yàn)榇颂幷桥c其相連的線圈的位置。這樣，電樞磁勢(shì)波形的軸線與磁極軸線相差 90176。換向器一電刷的組合構(gòu)成機(jī)械整流器，它產(chǎn)生一直流電樞電壓和一在空間固定的電樞磁勢(shì)波形。勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的氣隙通以磁極中心線為軸線對(duì)稱分布，這條軸線稱為磁場(chǎng)軸線或直軸。由于直流電機(jī)易于控制，因此該系統(tǒng)用于要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變 化范圍寬或能精確控制電機(jī)輸出的場(chǎng)合。 直流電機(jī)導(dǎo)論 直流電機(jī)以其多功用性而形成了鮮明的特征。 在上述兩種情況下，參數(shù)都可折算到二次繞組，這樣可減小計(jì)算時(shí)間。2V ； （ b） 從二次側(cè)看為一其值為 1V ，且伴有由 1Re 和 1Xe 引起內(nèi)壓降的恒壓源。這種電路無(wú)法解釋變壓器內(nèi)類似飽和效應(yīng)等現(xiàn)象。另一種形式是將變壓器看成一個(gè)三端或四端網(wǎng)絡(luò)，這樣便產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)確的表達(dá)，它對(duì)于那些把所有裝置看成是具有某種傳遞性能的電路元件的工程師來(lái)說(shuō)是方便的。這對(duì)于高電壓和頻率超過(guò) 100Hz 的情形是很重要的。對(duì)一個(gè)具體問(wèn)題可否允許有細(xì)微差別的回答取決于是否允許這種誤差的存在。例如，流過(guò)一次側(cè)阻抗的電流不再是整個(gè)一次側(cè)電流。當(dāng)然，就變壓器本身來(lái)說(shuō)，兩線圈是繞在同一鐵芯柱上的。當(dāng)在電路中選擇了適當(dāng)?shù)膮?shù)時(shí)，在一、二次側(cè)兩端測(cè)得的變壓器運(yùn)行情況與在該電路相應(yīng)端所測(cè)得的請(qǐng)況是完全一致的。2V 折算回2V 而在二次側(cè)兩端引入了一理想的無(wú)損耗轉(zhuǎn)換外，其他方面是一樣的。 XX ? 。 XX ? ；同樣地 139。值得注意的是，對(duì)于一臺(tái)實(shí)際的變壓器， 239。 在選擇折算基準(zhǔn)時(shí)，無(wú)非是將一次側(cè)與折算后的二次側(cè)匝數(shù)設(shè)為相等，除此之外再 沒(méi)有什么更要緊的了。2X ， 39。實(shí)際上，如果我們將實(shí)際的二次繞組當(dāng)真從鐵芯上移開(kāi)，并用一個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì)成 1N ， 39。 IENNINNEIEk V A ???? 。折算后的二次側(cè) 2212221222 )/()/(39。39。 222 RI 必須等于 222RI ，而 ）222122122 /()/( NNRNNI ?? 事實(shí)上確實(shí)簡(jiǎn)化成了222RI 。 39。 我們可以用一些方法來(lái)驗(yàn)證上述折算過(guò)程是否正確。 XNNX ? 。因此， 22212 )/(39。/39。 NININI ?? ，即2122 )/( INNI ? 。39。 ENNE ? ，與 1E 相等。因此，二次側(cè)繞組可用任意個(gè)在 一次側(cè)產(chǎn)生相同匝數(shù) 1N 的等效繞組是方便的。為了分析 21 NN ? 時(shí)的情況，二次側(cè)的反應(yīng)得從一次側(cè)來(lái)看，這種反應(yīng)只有通過(guò)由二次側(cè)的磁勢(shì)產(chǎn)生磁場(chǎng)力來(lái)反應(yīng)。 已經(jīng)推出的變壓器二次側(cè)繞組端開(kāi)路的等效電路，通過(guò)加上二次側(cè)電阻和漏抗便可很容易擴(kuò)展成二次側(cè)負(fù)載時(shí)的等效電路。其次，如果橫軸像通常取的話，那么向量圖是以 0??m 為零時(shí)間參數(shù)的，圖中各物理量時(shí)間方向并不是該瞬時(shí)的。 從上述圖中，還應(yīng)得出兩點(diǎn)：首先 ，為方便起見(jiàn)已假設(shè)匝數(shù)比為 1，這樣可使 39。互感磁通必須仍隨負(fù)載變化而變化以改變 1E ，從而產(chǎn)生更大的一次側(cè)電流。在空載情形下，如果忽略電阻， p? 幅值大小不變，因?yàn)樗蕴峁┮粋€(gè)等于 1V 的反總 電動(dòng)勢(shì)。這兩種漏磁通，緊密相關(guān)；例如， 2? 對(duì) m? 的去磁作用引起了一次側(cè)的變化，從而導(dǎo)致了一次側(cè)漏磁通的產(chǎn)生。與一次側(cè)漏磁通一樣， 2?的作用也用一個(gè)大體為常數(shù)的漏電感 222222 / ??? NiN 來(lái)表征。盡管圖中 m? 和 2? 是分開(kāi)表示的，但它們?cè)阼F芯中是一個(gè)合成量，該合成量在圖示中的瞬時(shí)是向下的。盡管變化很小，但是如果沒(méi)有互感磁通和電動(dòng)勢(shì)的變化來(lái)允許一次側(cè)電流變化，那么二次側(cè)的需求就無(wú)法滿足。交鏈一次繞組的總磁通111 ??????? mp 沒(méi)有變化，這是因?yàn)榭偡措妱?dòng)勢(shì) dtdNE /111 ?? 仍然與 1V 相等且反向。記住 2121 / NNEE ? ，近似等于 11IE 的輸入容量也就近似等于輸出容量 22IE 。在向量方程中，102211 NININI ?? ，上式也可變換成 221011 NININI ?? 。這樣的話，互感磁通只經(jīng)歷很小的變化，并且實(shí)際上只需要與空載時(shí)相同的凈磁勢(shì)10NI 。因?yàn)橐淮蝹?cè)漏阻抗壓降如此之小，所以 1E 的微小變化都將導(dǎo)致一次側(cè)電流增加很大，從 0I 增大至一個(gè)新值 ? ? ? ?ijXREVI ??? 1111 / 。現(xiàn)在，我們要討論一種滯后功率因數(shù)。 moreover, the increase in armature current caused by increased torque is smaller than in the shunt motor because of the increased flux. The series motor is therefore a varyingspeed motor with a markedly drooping speedload characteristic. For applications requiring heavy torque overloads, this characteristic is particularly advantageous because the corresponding power overloads are held to more reasonable values by the associated speed drops. Very favorable starting characteristics also result from the increase in flux with increased armature current. In the pound motor the series field may be connected either cumulatively, so that to that of the shunt field, or differentially, so that it opposes. The differential connection is very rarely used. A cumulatively pounded motor has speedload characteristic intermediate between those of a shunt and a series motor, the drop of speed with load depending on the relative number of ampereturns in the shunt and series fields. It does not have the disadvantage of very high lightload speed associated with a series motor, but it retains to a considerable degree the advantages of series excitation. The application advantages of DC machines lie in the variety of performance characteristics offered by the possibilities of shunt, series, and pound excitation. Some of these characteristics have been touched upon briefly in this article. Still greater possibilities exist if additional sets of brushes are added so that other voltages can be obtained from the mutator. Thus the versatility of DC machine systems and their adaptability to control, both manual and automatic, are their outstanding features. 負(fù)載運(yùn)行的變壓器及直流電機(jī)導(dǎo)論 負(fù)載運(yùn)行的變壓器 通過(guò)選擇合適的匝數(shù)比，一次側(cè)輸入電壓 1V 可任意轉(zhuǎn)換成所希望的二次側(cè)開(kāi)路電壓 2E 。 ., the generator is a power amplifier. Separately excited generators are often used in feedback control systems when control of the armature voltage over a wide range is required. The field windings of selfexcited generators may be supplied in three different ways. The field may be connected in series with the armature, resulting in a shunt generator, or the field may be in two sections, one of which is connected in series and the other in shunt with the armature, resulting in a pound generator. With selfexcited generators residual magism must be present in the machine iron to get the selfexcitation process started. In the typical steadystate voltampere characteristics, constantspeed prime movers being assumed. The relation between the steadystate generated . aE and the terminal voltage t