电动叉车串励式直流电动机的机械特性

电动叉车串励直流电动机的机械特性，是指直流电动机的电磁转矩与转速之间的关如果用曲线图表示这种关系，就称为机械特性曲线。

为了说明串励式直流电动机的电磁转矩与其转速之间的关系，我们先看一看加到电动机上的电源电压，在串励直流电动机中都用在什么地方，如图1 所示：

图1 串励直流电动机电路

图中U是电源电压，Rw、RA 分别表示励磁绕组和电枢绕组的电阻，Ea 是电枢中的反电动势。显然，外加电源电压U一方面去克服电枢反电动势 EA，另一方面要在 R的RA产生电压降，故用表示式表示，则为:

U= Ea+ IARA+IWRw

因为串励电动机的Iw=IA。

所以:

U=EA+IA (RA+ Rw)

把式EA=CePn代人式U=EA+IA (RA+ Rw)得:

U=Ceφn +IA (RA+ RW)

经整理后得：n=[U-I A(RA+RW)]/Ceφ

从式U=EA+IA (RA+ Rw)可知，电磁转矩 T=C I 要增大，必须使 增加;或者更增加;或者二者都增加才行。电磁转矩丁要减小，则 、 也要减小，然而电磁转矩的增减，是由负载转矩决定的。二者的关系是数值上大小相等，方向上则是相反的。

从式n=[U-I A(RA+RW)]/Ceφ可知，当负载转矩增加时，电动机的电磁转矩必然增加，即I增加更也增加，于是n要减小，即转速n下降;当负载转矩较小时，的总值还不大，磁路未饱和，负载转矩增加时，更随着增加而成比例地增加，故转速 n下降很快;当负载转矩较大时，I  的总值已经较大了，磁路饱和，这时负载再增加，也增加，但更却不再增加。因此，转速n尽管仍是降低的，但下降的比较平缓了。

如果用横坐标表示转矩 T，用纵坐标表示转速 n，则电动叉车串励直流电动机制机械特性（自然特性)近似一双曲线，如图2所示。

（a）自然特性;(b)RT=0调节U的特性;(c)U不变，R变化时的特性；

(d)U不变，Rr＝0调节φ的特性

图2 串励电动机的机械特性

其中，图2-5(a)是指串励电动电源电压 U，电枢电路中的电阻和磁通不加人工调节的情况下，得出的特性曲线，因而称为自然特性。但是当改变电动机的电源电压U，或者在电枢电路里串入外加电阻Rr，或者改变电动机的主磁通φ时，电动机的特性曲线都将要改变。图2(b)、(c)、(d)表的是降低电源电压U、增大电枢电路外电阻Rr和减小磁通φ的机械特性变化情况。总体而言，串励直流电动机的机械特性具有以下几方面的特点:

1. (如空车行驶、空钩下降)的时间，从而提高机械的生产率;重载时转速自动降低，则可以保证生产安全及防止电机过载。因此，串励电动机最适合于电力牵引车(如电力机车、蓄电池车辆等)的运行要求
2. “飞车”的程度。空载或轻载时需要的电磁转矩 T很小，因而电枢电流IA及磁通φ更也很小，由式图1或图2的机械特性可见，这时电机的转速n将很高。为了防止因电机“飞车”而造成的转子损坏事故，串励电动机不允许在空载或轻载(低于额定负载的20%~30%)下运行。但在电动叉车或电动牵引车中，因车辆本身有自重电动机不会空载运行，因而这种危险性不大。
3. 串励电动机具有较大的启动能力和过载能力。直流电动机的启动能力和过载能力受电动机允许的电流过载倍数的限制，电流过载倍数大会使换向器与电刷的工作恶化，造成换向火花，所以电流过载倍数一般限制在额定电流的 2.0倍~2.5倍。

电动叉车串励直流电动机在正常运行时，磁路未饱和，可近似认为磁通φ与励磁电流IW(等于电枢电流IA)成正比，即φ∞IA²，根据式T=CTIAφ，可得T∞IA²，即电动机转矩与电枢电流的平方成正比。因此，在允许的电流过载倍数条件下，串励电动机的转矩过载倍数较大，亦就是具有较大的启动能力和过载能力。