直流电动机有哪些机械特性？

~ 直流电动机的机械特性分固有机械特性和人为机械特性两种。

当直流电动机拖动生产机械运转时，作为输出机械功率的电动机，其主要特性表现在转速和转矩的关系上，即机械特性 n = f（T）。特性方程为

(r/min)

由于电磁转矩 ，故可得用电流表示的机械特性方程为

（r/min）

1．固有机械特性

当电枢电路中没有串入附加电阻，电动机的工作电压和磁通均为额定值时的机械特性，称为固有机械特性。

2．人为机械特性

人为改变电路参数或电源参数而得到的机械特性称为人为机械特性。人为机械特性可分为三种情况：

（1）电枢回路中串入电阻的机械特性 电源电压和磁通均为额定值，在电枢回路中串入一定的附加电阻RC。

（2）改变电源电压的机械特性 电枢电路中没有串入附加电阻，磁通为额定值，仅改变电源电压（一般为降低电压）。

（3）减弱磁通的机械特性 电源电压为额定值，电枢回路中没有串入附加电阻，仅在励磁回路中串入附加电阻Rf，使磁通 减弱。

3．直流电动机的运行状态

直流电动机的运行状态分为电动运行状态和制动运行状态两种:

（1）直流电动机的电动运行状态 其特点是电动机产生的电磁转矩T与转速n 的方向相同，电磁转矩对电动机的运行为拖动转矩。

（2）直流电动机的制动运行状态 其特点是电动机产生的电磁转矩T与转速n的方向相反，电磁转矩对电动机的运行为制动转矩。直流电动机的制动状态可以用三种方法来实现，即再生制动、能耗制动及反接制动。

①再生制动 电动机处于电动状态运行中，由于某种外加因素，使电动机的转速n 超过理想空载n0，此时磁场极性未变，Ea>U，电枢电流反向，电动机产生的电磁转矩T与转速n 方向相反，成为制动转矩，对电动机的转动起制动作用。这时生产机械拖动电动机发电，把机械能转换为电能，向电网馈送。

②能耗制动 当电动机具有较高转速时，将电枢脱离电源，而与电阻R1串联起来，形成闭合回路，励磁绕组仍接在电源上。此时电动机所产生的电磁转矩T与转速n方向相反，成为制动转矩，对电动机的转动起制动作用。这时电动机由生产机械拖动而发电，将生产机械所储藏的动能转换为电能，输送到电枢回路的电阻上，再转化成热能消耗掉，直至电动机完全停止。

③反接制动 反接制动可分为两种，一种是倒拉反接制动，用于位能性负载，另一种是电源反接制动，一般用于反抗性负载。

(a)倒拉反接制动 在起重装置中，电动机在电动状态下提升重物若在电枢电路中串入较大的电阻，使电动机转入人为机械特性运行，此时电动机的电磁转矩小于负载转矩，电动机便在负载转矩作用下被倒拉而反转，下放重物。电动机产生的电磁转矩T 与转速n的方向相反，成为制动转矩，对电动机的转动起制动作用，稳定下放重物。

(b)电源反接制动 为了使工作机械迅速停车或反转，在电动机正向“运行”时，突然改变电枢两端接线（既改变电枢两端电压极性），由于惯性，电动机仍按原来方向旋转，而电磁转矩则改变了方向，与转速方向相反，反抗电动机的转动，成为制动转矩，电动机的转速迅速地下降，直到n＝0。在转速接近于零时，若不及时将电动机电源切断，电动机便会反向起动而反转。

直流电动机（DC Motor）的机械特性主要体现在其转速与负载之间的关系。以下是一些基本的机械特性：

• 基本转速-扭矩关系：直流电动机的转速与负载扭矩之间通常呈现非线性关系。在额定负载下，电动机的转速接近其额定转速。

• 起动特性：直流电动机在起动时可以提供较大的起动力矩，这使得它适用于需要较大起动扭矩的应用。

• 调速特性：直流电动机可以通过改变电枢电压或改变磁场电流来调整转速，具有较好的调速性能。

• 负载特性：当负载增加时，直流电动机的转速会下降，但这种下降通常不会太剧烈，因为直流电动机可以提供较大的起动力矩。

• 效率和功率因数：直流电动机的效率和功率因数会随着负载的变化而变化。在额定负载下，效率和功率因数通常较高。

• 热特性：直流电动机在长时间运行或过载时会产生热量，需要适当的散热措施以避免过热。

• 惯性特性：直流电动机的转动部分具有一定的惯性，这会影响其起动和制动的响应时间。

• 可控性：直流电动机可以通过电子控制器精确控制转速和扭矩，适用于需要精确控制的应用。

• 噪声和振动：直流电动机在运行时可能会产生一定的噪声和振动，这取决于其设计和运行条件。

• 寿命和可靠性：直流电动机的寿命和可靠性取决于其设计、制造质量以及使用和维护情况。

直流电动机的这些机械特性使其在许多工业和商业应用中非常受欢迎，尤其是在需要精确控制和较大起动力矩的场合。

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