【正文】 如果增加附加的電刷組以至于從換向器上另外可得到一些電壓，那么還會(huì)存在更多的運(yùn)用場(chǎng)合，因此直流電機(jī)系統(tǒng)的多用性，及其不論對(duì)人工還是自動(dòng)控制的適應(yīng)性，是它們的顯著特性。直流電機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于可接成并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)等各種勵(lì)磁方式，因而可提供多種性能各異的運(yùn)行特性。積復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)具有界于并勵(lì)和串勵(lì)電動(dòng)機(jī)之間的速度負(fù)載特性，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的降低取決于并勵(lì)磁場(chǎng)和串勵(lì)磁場(chǎng)的相對(duì)安匝數(shù)。 在復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)中，串勵(lì)磁場(chǎng)可以連接成積復(fù)勵(lì)式，使其磁勢(shì)與并勵(lì)磁場(chǎng)相加；也可以連接成差復(fù)勵(lì)式，兩磁場(chǎng)方向相反。對(duì)于要求轉(zhuǎn)矩過(guò)載很多的應(yīng)用場(chǎng)合，由于對(duì)應(yīng)的過(guò)載功率隨相應(yīng)的轉(zhuǎn)速下降而維持在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，因此，這種特性具有特別的優(yōu)越性。因?yàn)榇磐S負(fù)載增大，所以為了維持外施電壓與反電勢(shì)之間的平衡，速度必須下降，此外，由于磁通增加，所以轉(zhuǎn)矩增大所引起的電樞電流的增大比并勵(lì)電動(dòng)機(jī)中的要小。通過(guò)改變外施電樞電壓，可以獲得很寬的調(diào)速范圍。在并勵(lì)繞組回路裝上變阻器，勵(lì)磁電流和每極磁通都可任意改變，而磁通的變化導(dǎo)致轉(zhuǎn)速相反的變化以維持反電勢(shì)大致等于外施端電壓。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩受到能成功換向的電樞電流的限制。由于反電勢(shì)決定于磁通和轉(zhuǎn)速，因此，轉(zhuǎn)速必須稍稍降低。電勢(shì)此時(shí)比端電壓小，電樞電流與發(fā)電機(jī)中的方向相反，且電磁轉(zhuǎn)矩與電樞旋轉(zhuǎn)方向相同。在電動(dòng)機(jī)典型的靜態(tài)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性中，假設(shè)電動(dòng)機(jī)兩端由一個(gè)恒壓源供電。不論是并勵(lì)還是復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓都可借助并勵(lì)磁場(chǎng)中的變阻器在適度的范圍內(nèi)得到調(diào)節(jié)。復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的連接通常使串勵(lì)繞組的磁勢(shì)與并勵(lì)繞組磁勢(shì)相加，其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)串勵(lì)繞組的作用，每極磁通隨著負(fù)載增加，從而產(chǎn)生一個(gè)隨負(fù)載增加近似為常數(shù)的輸出電壓。串勵(lì)發(fā)電機(jī)中的勵(lì)磁電流與負(fù)載電流相同，這樣，氣隙磁通和電壓隨負(fù)載變化很大，因此很少采用串勵(lì)發(fā)電機(jī)。在發(fā)電機(jī)中，比大，電磁轉(zhuǎn)矩T是一種阻轉(zhuǎn)矩。為了引起自勵(lì)過(guò)程，在自勵(lì)發(fā)電機(jī)中必須存在剩磁。自勵(lì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組可以有三種不同的供電方式。勵(lì)磁電路中很小數(shù)量的功率可以控制電樞電路中相對(duì)很大數(shù)量的功率，也就是說(shuō)發(fā)電機(jī)是一種功率放大器。勵(lì)磁防哪個(gè)法不僅極大地影響控制系統(tǒng)中電機(jī)的靜態(tài)特性，而且影響其動(dòng)態(tài)運(yùn)行。直流電機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)選擇磁場(chǎng)繞組不同的勵(lì)磁方法，可以獲得變化范圍很大的運(yùn)行特性。任意轉(zhuǎn)速時(shí)，任一給定磁通下的電壓與轉(zhuǎn)速成正比，即 圖中表示只有一個(gè)勵(lì)磁繞組的磁化曲線，這條曲線可以很容易通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法得到，不需要任何設(shè)計(jì)步驟的知識(shí)。這種假設(shè)有必要在后述部分加以驗(yàn)證，屆時(shí)飽和效應(yīng)會(huì)深入研究。直軸氣隙通由勵(lì)磁繞組的合成磁勢(shì)產(chǎn)生，其磁通磁勢(shì)曲線就是電機(jī)的具體鐵磁材料的幾何尺寸決定的磁化曲線。分布繞組的整流電壓與集中線圈有著相同的平均值，其差別只是分布繞組的波形脈動(dòng)大大減小。當(dāng)每極有十幾個(gè)換向器片，波線的波動(dòng)變得非常小，從電刷端觀察到的平均電壓等于線圈整流電壓平均值之和。將繞組分散在幾個(gè)槽中的效果可用圖形表示，圖中每一條整流的正弦波形是一個(gè)線圈產(chǎn)生的電壓，換向線圈邊處于磁中性區(qū)。上式變換后有 式中 =電樞外部電路中的電流； =電樞繞組中的總導(dǎo)體數(shù)； =通過(guò)繞組的并聯(lián)支路數(shù)；且 其為一個(gè)由繞組設(shè)計(jì)而確定的常數(shù)。電角度，其正弦值等于1，則對(duì)于一臺(tái)P極電機(jī) 式中由于轉(zhuǎn)矩的正方向可以根據(jù)物理概念的推斷確定，因此負(fù)號(hào)已經(jīng)去掉。轉(zhuǎn)矩可以用直軸每極氣隙磁通和電樞磁勢(shì)波的空間基波分量相互作用的結(jié)果來(lái)表示。電角度，這是因?yàn)樵哪┒诵螤顦?gòu)成圖示結(jié)果與換向器相連。這樣，如圖所示電樞磁勢(shì)波的軸線也是沿著電刷軸線的。電角度，即位于交軸上。電刷的放置應(yīng)使換向線圈也處于磁極中性區(qū)，即兩磁極之間。我們知道，每個(gè)旋轉(zhuǎn)的電樞繞組中產(chǎn)生的交流電壓，經(jīng)由一與電樞連接的旋轉(zhuǎn)的換向器和靜止的電刷，在電樞繞組出線端轉(zhuǎn)換成直流電壓。定子上有凸極，由一個(gè)或一個(gè)以上勵(lì)磁線圈勵(lì)磁。通過(guò)并勵(lì)、串勵(lì)和特勵(lì)繞組的各種不同組合，直流電機(jī)可設(shè)計(jì)成在動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)呈現(xiàn)出寬廣范圍變化的伏安或速度轉(zhuǎn)矩特性。其電阻和電抗值可通過(guò)兩種簡(jiǎn)單的輕載試驗(yàn)獲得。在這種電路中有時(shí)可省略激磁支路，這樣電路簡(jiǎn)化為一臺(tái)產(chǎn)生恒值電壓（實(shí)際上等于）并帶有阻抗（實(shí)際上等于）的發(fā)電機(jī)。這種電路無(wú)法解釋變壓器內(nèi)類(lèi)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。的通常情形時(shí)的等效電路，它除了為了考慮鐵耗而引入了，且為了將折算回而在二次側(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。但有時(shí)將一次側(cè)折算到二次側(cè)倒是方便的，在這種情況下，如果所有下標(biāo)“1”的量都變換成了下標(biāo)“2”的量，那么很容易得到必需的折算系數(shù)，例如。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，的等效繞組和負(fù)載電路替換，在正常電網(wǎng)頻率運(yùn)行時(shí)，從一次側(cè)兩端無(wú)法判斷二次側(cè)的磁勢(shì)、所需容量及銅耗與前有何差別。折算后的二次側(cè)。必須等于，而事實(shí)上確實(shí)簡(jiǎn)化成了。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。因此。對(duì)于電流，由于對(duì)一次側(cè)作用的安匝數(shù)必須保持不變，因此，即。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)的等效繞組是方便的。為了分析時(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。此時(shí)的幅值已經(jīng)增大，但由于與是向量合成，因此一次側(cè)電流仍然是增大的。盡管現(xiàn)在是一次側(cè)和二次側(cè)磁勢(shì)的共同作用產(chǎn)生的，但它實(shí)際上與相同。如果我們討論一個(gè)足夠低的超前功率因數(shù)，二次側(cè)總磁通和互感磁通都會(huì)增加，從而使得二次側(cè)端電壓隨負(fù)載增加而升高。要注意的是，由于它對(duì)互感磁通的作用，一次側(cè)漏磁通對(duì)于二次側(cè)端電壓的變化產(chǎn)生部分影響。這樣，二次側(cè)端電壓降至，它可被看成兩個(gè)分量，即，或者向量形式。交鏈二次繞組的凈磁通由于產(chǎn)生的二次側(cè)漏磁通（其與反相）的建立而被進(jìn)一步削弱。然而此時(shí)卻存在磁通的重新分配，由于隨的增加而增加，互感磁通分量已經(jīng)減小。一次側(cè)電流已增大，隨之與之成正比的一次側(cè)漏磁通也增大。滿載時(shí)，電流只約占滿載電流的5%，因而近似等于。一次側(cè)總磁勢(shì)增加了，它是平衡同量的二次側(cè)磁勢(shì)所必需的。增加的一次側(cè)電流和磁勢(shì)近似平衡了全部二次側(cè)磁勢(shì)。二次側(cè)電流及其總安匝將影響磁通，有一種對(duì)鐵芯產(chǎn)生去磁、減小和的趨向?？捎糜诋a(chǎn)生負(fù)載電流，該電流的幅值和功率因數(shù)將由而次側(cè)電路的阻抗決定。 and the electromagnetic torque T is a counter torque opposing rotation. The terminal voltage of a separately excited generator decreases slightly with increase in the load current, principally because of the voltage drop in the armature resistance. The field current of a series generator is the same as the load current, so that the airgap flux and hence the voltage vary widely with load. As a consequence, series generators are not often used. The voltage of shunt generators drops off somewhat with load. Compound generators are normally connected so that the . of the series winding aids that of the shunt winding. The advantage is that through the action of the series winding the flux per pole can increase with load, resulting in a voltage output which is nearly constant. Usually, shunt winding contains many turns of paratively heavy conductor because it must carry the full armature current of the machine. The voltage of both shunt and pound generators can be controlled over reasonable limits by means of rheostats in the shunt field. Any of the methods of excitation used for generators can also be used for motors. In the typical steadystate speedtorque characteristics, it is assumed that the motor terminals are supplied from a constantvoltage source. In a motor the relation between the . generated in the armature and the terminal voltage is Where is now the armature current input. The generated . is now smaller than the terminal voltage , the armature current is in the opposite direction to that in a motor, and the electromagnetic torque is in the direction to sustain rotation of the armature.In shunt and separately excited motors the field flux is nearly constant. Consequently, increased torque must be acpanied by a very nearly proportional increase in armature current and hence by a small decrease in counter . to allow this increased current through the small armature resistance. Since counter . is determined by flux and speed, the speed must drop slightly. Like the squirrelcage induction motor, the shunt motor is substantially a constantspeed motor having about 5 percent drop in speed from no load to full load. Starting torque and maximum torque are limited by the armature current that can be mutated successfully.An outstanding advantage of the shunt motor is ease of speed control. With a rheostat in the shuntfield circuit, the field current and flux per