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[摘 要]概述了直流电动机的调速方式，励磁方式，励磁电流的大小对电动机电枢电流的影响，同时电动机的转矩一定时，励磁电流和电枢电流的关系。及其电动机的机械特性。
[关键词]直流电动机，励磁电流，电枢电流，机械特性，转矩
中图分类号：TD327.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0034-01
直流电动机的主要优点是具有良好的起动性能和调速性能。它能够产生较大的起动转矩 ，能够在宽广的范围内平滑而经济地调节速度，易于快速起车、停车，易于控制。广泛应用在轧钢机，电气机车，中大型龙门刨床等调速范围大的大型设备，用蓄电池做电源的地方如起车、拖拉机等。现矿山的主提升系统大多采用大型的直流电机为动力源，从而达到启动及调速的安全可靠。
直流电动机调速的电气方法有三种：改变励磁电流调速，改变串入电枢回路的电阻调速，改变电枢端电压调速。其中，改变励磁电流是恒功率的无级调速，调速电阻功耗小，调速稳定性好，改变串入电枢回路的电阻是一种效率较低的有级调速，机械特性变软、低速时，调速电阻上耗能较多。负载若有变化，转速变化较大，一般不适合矿山的提升系统，改变电枢电枢端电压是一种恒转矩的平滑无级调速，机械特性硬，转速稳定此调速方式在设备启动初期就可以靠改变电枢电压来启动电机，而不用其他启动设备，具有调速的稳定度较高，调速范围较大等特点。
直流电动机的励磁方式有4种：直流他励电动机、直流并励电动机、直流串励电动机和直流复励电动机。直流串励电动机的励磁电流就是他的电枢电流，负载的大小对电动机的转速影响很大，当负载较大时，电动机转速很低，当负载轻时，转速又能很快上升，一般多用于起重运输机械。复励电动机具有他励和串励两个励磁绕组，它同时具有他励和串励电动机的性能，故机械特性介于两者之间。
在矿山提升系统中多采用直流他励电动机改变电枢端电压调速。直流他励电动机的励磁绕组与电枢绕阻没有电的联系，励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。
调速过程中，只需改变电枢端电压的大小来调节速度。以下具体分析他励电机的机械特性。
式中：n——电枢转速（m/s）
U——电机端电压（V）
Φ——一对磁极的磁通（Wb）
Ra——电枢电阻（Ω）
T——电磁转矩（Nm）
Ke——与电机结构有关的常数
Kt——与电机结构有关的常数，Kt=9.55 Ke
由于电动机的励磁方式不同，磁通φ随Ia和T变化的规律也不同，所以在不同励磁方式下，式1所示的机械特性形状就有差异。对他励而言，当Uf与U同属于一个电源，且不考虑供电电源的内阻时，这种电动机励磁电流If（或磁通φ）的大小均与电枢电流Ia无关。因此，它的机械特性如图1所示。当转矩T为零时，是理想的空载状态，这时的理想转速现实中是不存在的，当电机启动的时候，是电机克服负载初始惯性的时期，转矩最大，是实际空载的转速。这时加在电机定子的励磁电压产生的励磁电流会促使电机与电机的电枢电流相作用，产生磁场，使电机产生相应的转速。
图1
对于他励电动机，励磁电压是加在定子上的电压，电枢电压是加在转子上的电压，电机出厂后，定子与转子的电阻是一定的，在启动电机时，励磁电流先给定一固定值，随着转速，转矩的增加电枢电流逐渐的增加以满足负载的要求。在合适的励磁的作用下，会有满足要求的电枢电流使电机正常运转。
当预给的励磁电流不适合时，就会对电枢电流有所影响，当励磁电流过小时，电枢的电流就不会提供适合的电流来产生足够的转矩，使电机难以带动负载，在提升系统中，如井塔摩擦式提升绞车，过小的励磁电流会使绞车难以提高转速，重载时更会有转速为零电位状态，长时间运转会有烧电机的现象。如是落地摩擦式提升绞车，过小的励磁电流，会使绞车在运行时有滑绳的现象。重载的时候，滑绳的现象会更明显。
因此，在直流电动机的转矩一定时，电枢电流的大小在启动过程中受初始设定的励磁电流的大小的影响，当励磁电流固定后，电枢电流由小到大逐渐升高来满足负载的要求，这时就不会受励磁电流的影响。因此，在调速系统中，预设的励磁电流在整个调速过程中很重要，要根據可能有的最大负载来使电机达到最大的转矩，这就要合适的励磁电流，产生合适的电枢电流，达到平滑的无级调速。
参考文献
[1] 邓星钟.机电传动控制.2001.7 华中大学科技出版社.
[2] 钟诚.煤矿电工学.2009.6 煤炭工业出版社.
[3] 秦曾煌.电工学.2010.5 高等教育出版社.
[关键词]直流电动机，励磁电流，电枢电流，机械特性，转矩
中图分类号：TD327.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0034-01
直流电动机的主要优点是具有良好的起动性能和调速性能。它能够产生较大的起动转矩 ，能够在宽广的范围内平滑而经济地调节速度，易于快速起车、停车，易于控制。广泛应用在轧钢机，电气机车，中大型龙门刨床等调速范围大的大型设备，用蓄电池做电源的地方如起车、拖拉机等。现矿山的主提升系统大多采用大型的直流电机为动力源，从而达到启动及调速的安全可靠。
直流电动机调速的电气方法有三种：改变励磁电流调速，改变串入电枢回路的电阻调速，改变电枢端电压调速。其中，改变励磁电流是恒功率的无级调速，调速电阻功耗小，调速稳定性好，改变串入电枢回路的电阻是一种效率较低的有级调速，机械特性变软、低速时，调速电阻上耗能较多。负载若有变化，转速变化较大，一般不适合矿山的提升系统，改变电枢电枢端电压是一种恒转矩的平滑无级调速，机械特性硬，转速稳定此调速方式在设备启动初期就可以靠改变电枢电压来启动电机，而不用其他启动设备，具有调速的稳定度较高，调速范围较大等特点。
直流电动机的励磁方式有4种：直流他励电动机、直流并励电动机、直流串励电动机和直流复励电动机。直流串励电动机的励磁电流就是他的电枢电流，负载的大小对电动机的转速影响很大，当负载较大时，电动机转速很低，当负载轻时，转速又能很快上升，一般多用于起重运输机械。复励电动机具有他励和串励两个励磁绕组，它同时具有他励和串励电动机的性能，故机械特性介于两者之间。
在矿山提升系统中多采用直流他励电动机改变电枢端电压调速。直流他励电动机的励磁绕组与电枢绕阻没有电的联系，励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。
调速过程中，只需改变电枢端电压的大小来调节速度。以下具体分析他励电机的机械特性。
式中：n——电枢转速（m/s）
U——电机端电压（V）
Φ——一对磁极的磁通（Wb）
Ra——电枢电阻（Ω）
T——电磁转矩（Nm）
Ke——与电机结构有关的常数
Kt——与电机结构有关的常数，Kt=9.55 Ke
由于电动机的励磁方式不同，磁通φ随Ia和T变化的规律也不同，所以在不同励磁方式下，式1所示的机械特性形状就有差异。对他励而言，当Uf与U同属于一个电源，且不考虑供电电源的内阻时，这种电动机励磁电流If（或磁通φ）的大小均与电枢电流Ia无关。因此，它的机械特性如图1所示。当转矩T为零时，是理想的空载状态，这时的理想转速现实中是不存在的，当电机启动的时候，是电机克服负载初始惯性的时期，转矩最大，是实际空载的转速。这时加在电机定子的励磁电压产生的励磁电流会促使电机与电机的电枢电流相作用，产生磁场，使电机产生相应的转速。
图1
对于他励电动机，励磁电压是加在定子上的电压，电枢电压是加在转子上的电压，电机出厂后，定子与转子的电阻是一定的，在启动电机时，励磁电流先给定一固定值，随着转速，转矩的增加电枢电流逐渐的增加以满足负载的要求。在合适的励磁的作用下，会有满足要求的电枢电流使电机正常运转。
当预给的励磁电流不适合时，就会对电枢电流有所影响，当励磁电流过小时，电枢的电流就不会提供适合的电流来产生足够的转矩，使电机难以带动负载，在提升系统中，如井塔摩擦式提升绞车，过小的励磁电流会使绞车难以提高转速，重载时更会有转速为零电位状态，长时间运转会有烧电机的现象。如是落地摩擦式提升绞车，过小的励磁电流，会使绞车在运行时有滑绳的现象。重载的时候，滑绳的现象会更明显。
因此，在直流电动机的转矩一定时，电枢电流的大小在启动过程中受初始设定的励磁电流的大小的影响，当励磁电流固定后，电枢电流由小到大逐渐升高来满足负载的要求，这时就不会受励磁电流的影响。因此，在调速系统中，预设的励磁电流在整个调速过程中很重要，要根據可能有的最大负载来使电机达到最大的转矩，这就要合适的励磁电流，产生合适的电枢电流，达到平滑的无级调速。
参考文献
[1] 邓星钟.机电传动控制.2001.7 华中大学科技出版社.
[2] 钟诚.煤矿电工学.2009.6 煤炭工业出版社.
[3] 秦曾煌.电工学.2010.5 高等教育出版社.