有刷直流電機的特性

該系列文章中，直到上一篇文章都介紹的是有刷直流電機的原理。本文將介紹有刷直流電機的基本特性。

有刷直流電機的特性

簡而言之，當(dāng)將電源電壓施加到有刷直流電機時，電流流動并且有刷直流電機旋轉(zhuǎn)。電源電壓、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩等特性之間都是彼此相關(guān)的。下面使用有刷直流電機的等效電路和公式進行說明。

●閉合電路直流關(guān)系表達式：
＊Ea：電源電壓，R：電樞電阻，Ia：電機電流，
Ec：電機感應(yīng)電壓

電源電壓Ea是電樞電阻R與電機電流Ia相乘的值再加上感應(yīng)電壓Ec而得到的值。電樞電阻是繞組和鐵芯的電阻分量。歐姆定律本身就是電阻×電流等于電壓。感應(yīng)電壓是由電機的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電壓（發(fā)電），是新增的電壓。

●有刷直流電機 等效電路電機感應(yīng)電壓：
＊Ec：電機感應(yīng)電壓，Ke：反電動勢系數(shù)，N：轉(zhuǎn)速

電機的感應(yīng)電壓Ec是反電動勢常數(shù)Ke乘以轉(zhuǎn)速N而獲得的值。因此，電機的感應(yīng)電壓與轉(zhuǎn)速成正比。

●電機轉(zhuǎn)矩：
＊T：轉(zhuǎn)矩，Kt：轉(zhuǎn)矩常數(shù)，Ia：電機電流

電機的轉(zhuǎn)矩T是轉(zhuǎn)矩常數(shù)Kt乘以電機電流Ia而獲得的值。因此，電機轉(zhuǎn)矩與電流成正比。

●轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系：

該公式匯總了上述電機感應(yīng)電壓和轉(zhuǎn)矩的公式，并給出了轉(zhuǎn)速N和轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系。通過公式可以看出，因為Ke和Kt是常數(shù)，所以1）當(dāng)施加扭矩T時，轉(zhuǎn)速N以恒定值減小，并且2）當(dāng)扭矩T恒定時，轉(zhuǎn)速N與電源電壓Ea成正比地增加。

右圖中匯總了上面的關(guān)系。轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速（T-N）特性是當(dāng)施加轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)速以恒定值減小，也就是成反比。另外，當(dāng)提高電源電壓時，施加到電機的電壓將增加，轉(zhuǎn)速提高。當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時轉(zhuǎn)矩最大。

轉(zhuǎn)矩-電流（T-I）特性是當(dāng)施加轉(zhuǎn)矩時，電機電流以恒定值增加，即與施加的轉(zhuǎn)矩成正比。在最大轉(zhuǎn)矩時，也就是轉(zhuǎn)速為零時，電機電流最大。

在驅(qū)動電機時，應(yīng)基于該關(guān)系來考慮驅(qū)動條件。

電機參數(shù)的單位

由于在前面的說明中提到了一些電機參數(shù)，所以在此列出這些電機參數(shù)的常用單位。

轉(zhuǎn)速N：min-1，rpm，rad/s
轉(zhuǎn)矩T：N?m
反電動勢系數(shù)Ke：V?s/rad，V/rpm
轉(zhuǎn)矩常數(shù)Kt：N?m/A

有些電機參數(shù)有多個單位表示法，但是作為將電能轉(zhuǎn)換為機械能時的單位，需要按照粗體顯示的單位N·m、rad / s、V·s / rad來統(tǒng)一。

審核編輯：湯梓紅