U E Ia Ra

（2-3）

式中为， Ra 电枢回路总电阻，包括电枢回路中各串联绕组的电阻和电刷与换向器之间的接触 电阻。

将式（2-1）代入式（2-3）并略加整理后，便可以得到

n U  

Ke

Ra I Ke

（2-4）

式（2-4）称为直流电机的转速特性 n 

f T 。

将式（2-2）代入式（2-4）并经过整理，便可以得到

n U  

Ra T n n

（2-5）

Ke Ke Kt

式（2-5）称为直流电动机机械特性的一般表达式，式中 n 称为转速降。他励直流电动机的 机械特性如图 2.4 所示：

如图 2.4 他励直流电动机的机械特性

可令直流电动机机械特性的一般表达式中的 T  0 ，则此时的转速图 n0   U  (Ke) 称为理

想空载转速。

电动机的机械特性又分为人为机械特性和固有机械特性。固有机械特性又称为自然特性，

是指在额定条件下的 n 

f T 曲线。对于直流他励电动机，就是指在额定电压UN  和额定磁通

N       下，电枢回路里无任何外接电阻时的 n f T 曲线。直流他励电动机的固有机械特性可以文献综述

根据电动机的铭牌数据来绘制。人为机械特性指的是式（2-5）中有外接电阻 Rad 、直流电机 端电压U 或磁通不是额定值时的机械特性。

第 8  页 本科毕业设计说明书

2.4 调速控制

调速系统主要有直流调速系统和交流调速系统两种。直流调速系统以直流电动机为动力， 交流调速系统则以交流电动机为动力。直流电动机虽不像交流电动机那样结构简单、制造方 便、容易维修、价格便宜等，但有良好的调速性能，可在很宽的范围平滑调速。目前，直流 调速系统仍应用于控制性能要求较高的一些生产机械上，而且从控制的角度来看，直流调速 器系统又是交流调速系统的基础[5]。

直流电动机调速的方法有以下三种： 1.改变电枢电路串接电阻

这种调速方法存在不少缺点，例如：电阻愈大则特性愈软、稳定度愈低；机械特性软；

在空载或轻载时调速范围不大；在调速电阻上消耗大量电能；实现无极调速困难等等。值得 注意的是，启动电阻不能当调速电阻用，否则将被烧坏[6]。

2.改变电动机电枢供电电压 这种调速方法的特点是：

（1）当电源电压持续变化时，在额定转速以下调节，可以达到平滑无极调节。

（2）调速特性与固有特性互相平行，机械性硬度不变，调速的稳定度高，调速范围较大

（3）改变电动机电枢供电电压的调速方法属于恒转矩调速，适合于对恒转矩负载进行调 速。

（4）可以靠调节电枢电压而不是启动设备来启动电动机 3.改变电动机主磁通

这种调速方法的特点是：

（1）可以平滑无极调速，但只能使用弱磁极调速及在额定转速之上进行调节。

（2）受电动机换向条件等限制且调速特性较软，普通他励电动机的最高转速不得超过额 定转速的 1.5 倍，故而调速范围不大。若使用，调速范围可以增加，但是这种特殊制造的调 速电动机所消耗的材料量和体积都比普通电动机要大得多。来!自~751论-文|网www.751com.cn 伺服电机双闭环控制系统的设计+程序(6):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_78269.html