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第1章磁路1.1磁路的基本定律⚫安培环路定律：，符合右手螺旋关系，可导出磁路的基尔霍夫第二定律：。
⚫磁路的欧姆定律： F=ΦR m，其中， R m=lμA。
磁导率μ不是一个常值，磁路是非线性的，磁路的欧姆定律由安培环路定律导出。
⚫磁通连续性定律：∮B⃗ ∙da=0A，可导出磁路的基尔霍夫第一定律：∑Φ=0。
1.2常用的铁磁材料及其特性⚫磁化和磁滞是铁磁材料的两大特性。
⚫初始磁化曲线：对铁磁材料进行磁化，磁通密度随磁场强度增大而增大的曲线B=f(H)。
初始磁化曲线有4个阶段：①开始磁化，磁密缓慢增大；②外磁场增强，磁密呈线性增长；③开始出现饱和；④完全饱和。
膝点在电机设计中很重要。
⚫磁滞回线：将铁磁材料周期性交变磁化，B=f(H)呈回线。
剩磁：去掉外磁场后仍然保留的磁密B r。
为使B r降至零，必须施加的反向磁场强度称为矫顽力H c。
⚫基本磁化曲线：各磁滞回线顶点组成的单值函数。
⚫铁磁材料：①软磁材料：回线窄、剩磁和矫顽力都很小，常用于制造电机和变压器的铁心；②硬磁材料：回线宽、剩磁和矫顽力都很大。
⚫磁滞损耗：材料被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦造成损耗，pℎ=fV∮HdB，经验公式：pℎ=CℎfB m n V。
涡流损耗：根据电磁感应定律，铁心中将产生感应电动势，引起环流，造成损耗，经验公式：p e=C eΔ2f2B m2V。
铁心损耗：p Fe=pℎ+p e≈C Fe f1.3B m2G。
1.3磁路的计算⚫正问题：由Φ求F；逆问题：由F求Φ。
⚫气隙磁场的边缘效应：Aδ(有效)=(a+δ)(b+δ)。
⚫永磁磁路的计算特点：H M l M+Hδδ=0，F=−H M l M，永磁体工作在磁滞回线的第二象限，称退磁曲线（外特性曲线）。
工作点由气隙磁阻线和退磁曲线交点确定，故F M不是定值，而与外磁路的磁阻有关。
1.4电抗和磁导的关系⚫Ψ=NΦ=N(Ni)R m =Li，L=Ψi=N2R m=N2Λm， X=ωN2Λm。
电机学学习笔记一、绪论1)基本概念：电机：指应用电磁感应作用而运行的机械，用于电能的转换与不同形式电能之间的变换电机按照功能的分类：有电动机，发电机，变压器与控制电机按照结构特点分类：有变压器与旋转电机，旋转电机分为交流电机与直流电机，交流电机分为同步电机与异步电机2)电机学使用的基本公式：磁路欧姆定律、磁路基尔霍夫第一定律（KCL）、磁路基尔霍夫第二定律（kvl）安培环路定律、电磁感应定律3)电路与磁路相关概念的对比：磁动势：就是所有电流产生磁场，公式为F=Ni磁位降：就是在安培换路定律中的Hl，也等于在这段磁路里面的磁阻乘于磁通，也就是抵消掉磁动势的东西4)关于损耗：磁路中的损耗为铁耗，铁耗包括滞磁损耗和涡流损耗二、变压器1)基本概念变压器：实现相同频率的交流电能之间的转换几种绕组的分类：高压绕组，低压绕组；一次绕组，二次绕组变压器按照绕组数目分类：双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器按照冷却方式分类：油浸式变压器、干式变压器按照铁芯结构分类：心式变压器、壳式变压器变压器的基本构成：1、必须有电路部分跟磁路部分；2、绕组套在铁芯上，构成器身（变压器的核心部分）变压器的额定值：额定容量SN：输出视在功率的保证值，规定一次二次绕组的视在功率相同一次绕组额定电压U1N：正常运行时一次绕组应该加的电压的有效值二次绕组额定电压U2N：一次绕组加额定电压时二次绕组空载时的输出电压有效值一次、二次绕组额定电流I1N、I2N：正常运行时一二次绕组能够承担的电流的有效值，可以通过额定容量来计算额定负载：就是当二次绕组电流I2达到其额定值I2N时的负载，也成为满载单向变压器的额定容量计算：就是拿该相的电压乘以该相的电流（额定值）三相变压器的额定容量计算：要注意，这里给出的额定电压都是线电压，因此虽然三相变压器的额定容量就是三个相的容量加起来，但是每个相的容量的计算中已经用到了线电压除以根号三，所以总的是线电压乘以线电流乘以根号三：2)变压器的运行分析：参考方向的问题：考虑电路中电压、电动势、电流、磁通的参考方向。
《电机学》课程复习要点课程名称：《电机学》适用专业：电气工程及其自动辅导教材：《电机学》（第5版）汤蕴璆主编第一章绪论内容：了解本课程的主要内容和电机在国民经济各行各业中的作用，明确《电机学》课程在自动化专业中的地位，从而明确学习目的；了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法，了解电机的分类、主要作用。
要求：熟练掌握电机理论中常用的基本电磁定律；铁磁材料的特性。
第二章变压器内容：单相变压器运行原理、三相变压器连接法和联结组别、标幺值概念及用标幺值进行各种运算要求：了解三相变压器磁路系统、三相变压器绕组接法和磁路系统对电动势波形的影响；理解单相变压器空载运行物理现象及电势、电流分析；变压器工作特性；掌握变压器基本工作原理结构,原理图各量参考方向的规定；额定值；单相变压器负载；熟练掌握单相变压器空载及负载运行时基本方程式、等效电路、相量图、功率关系及相关运算、标幺值概念及用标幺值进行上述各种运算。
第三章直流电机内容：直流电机磁场及电枢反应、电机的可逆原理、直流电机的基本工作原理和结构、直流电机单叠绕组。
要求：理解直流电机空载和负载时的磁场及电枢反应、电机的可逆原理；掌握直流电机的基本工作原理和结构、直流电机单叠绕组；熟练掌握直流电机电枢电动势、电磁转矩和电磁功率、直流电动机的运行原理、电动机惯例、基本方程式、机械特性、工作特性及相关运算。
第四章交流电机共同问题内容：交流电机的电枢绕组、交流绕组的绕制方法、交流绕组感应电动势、交流绕组建立的磁动势。
要求：了解交流电机的电枢绕组、理解交流绕组的绕制方法、掌握交流绕组感应电动势及交流绕组建立的磁动势。
第五章感应电机内容：感应电机的结构、基本工作原理、额定值、三相感应电机磁动势、磁场、工作特性及运行原理。
要求：了解感应电机的结构、基本工作原理、额定值；理解三相感应电机磁动势、磁场和工作特性；掌握三相感应电动机堵转时运行特性、转子转动时运行特性、频率折算和转子绕组折算、三相感应电动机参数测定；熟练掌握感应电动机基本方程式组、等值电路、功率与转矩平衡关系及相关运算。
一、主要内容磁场、磁感应强度，磁场强度、磁导率，全电流定律，磁性材料的B-H 曲线，铁心损耗与磁场储能，电感，电磁感应定律，电磁力与电磁转矩。
二、基本要求牢固掌握以上概念对本课程学习是必须的。
三、注意点1、欧姆定律：作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通m F Φ=Λ，1m m S R l μΛ==2、2222m SfN S N l X L N l μμωωπω==Λ== 3、随着铁心磁路饱和的增加，铁心磁导率µFe 减小，相应的磁导、电抗也要减小。
一、主要内容额定值，感应电动势、电压变比，励磁电流，电路方程、等效电路、相量图，绕组归算，标幺值，空载实验、短路实验及参数计算，电压变化率与效率。
三相变压器的联接组判别。
三相变压器绕组的联接法和磁路系统对相电势波形的影响。
二、基本要求熟练掌握变压器的基本电磁关系，变压器的各种平衡关系。
三种分析手段：基本方程式、等效电路和相量图。
正方向确定，基本方程式、相量图和等效电路间的一致性。
理解变压器绕组的归算原理与计算。
熟练掌握标幺值的计算及数量关系。
熟悉变压器参数的测量方法，运行特性分析方法与计算。
掌握三相变压器的联接组表示与确定。
三、注意点1、变压器的额定值对三相变压器来说电压、电流均为线值，功率是三相视在功率，计算时一定要注意。
三相变压器参数计算时，必须换成单相数值，最后结果再换成三相值。
2、励磁阻抗的物理意义，与频率和铁心饱和度的关系。
3、变压器的电势平衡、磁势平衡和功率平衡（功率流程图）。
4、变压器参数计算（空载试验一般在低压侧做，短路实验一般在高压侧做。
在哪侧做实验，测出来的就是哪侧的数值，注意折算！）5、变压器的电压调整率和效率的计算（负载因数1I β*=）。
6、单相变压器中励磁电流、主磁通和感应电势的波形关系，三相变压器的铁心结构和电势波形。
7、联接组别的判别。
8、变压器负载与二次侧接线方式要一致，若不一致，必须将负载∆-Y 变换。
直流电机一、主要内容直流电机的励磁方式，直流电机绕组参数与特点，空载磁场，负载时的直轴和交轴电枢反应分析，电枢绕组的感应电动势，电压和功率平衡，电枢绕组的电磁转矩，转矩平衡。
《电机学》课程复习重点本门课程掌握以下知识点:一、电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。
二、软磁材料、、硬磁材料的概念：答：铁磁材料按其磁滞回线的宽窄可分为两大类:软磁材料和硬磁材料。
磁滞回线较宽，即矫顽力大、剩磁也大的铁磁材料称为硬磁材料，也称为永磁材料。
这类材料一经磁化就很难退磁，能长期保持磁性。
常用的硬磁材料有铁氧体、钕铁硼等，这些材料可用来制造永磁电机。
磁滞回线较窄，即矫顽力小、剩磁也小的铁磁材料称为软磁材料。
电机铁心常用的硅钢片、铸钢、铸铁等都是软磁材料。
三、磁路和电路的不同点。
1）电流通过电阻时有功率损耗，磁通通过磁阻时无功率损耗；2）自然界中无对磁通绝缘的材料；3）空气也是导磁的，磁路中存在漏磁现象；4）含有铁磁材料的磁路几乎都是非线性的。
四、直流电机电刷放置的原则在确定直流电机电刷的安放原则上就考虑：（1）应使电机正、负电刷间的电动势最大：（2）应使被短路元件的电动势最小，以利于换向。
两者有一定的统一性，一般以空载状态为出发点考虑电刷的安放。
因此，电刷的合理位置是在换向器的几何中性线上。
无论叠绕组还是波绕组，元件端接线一般总是对称的，换向器的几何中性线与主极轴线重合，此时电刷的合理位置是在主极轴线下的换向片上。
五、一台直流电动机，磁路饱和。
当电机负载后，电刷逆电枢旋转方向移动一个角度。
试分析在此种情况下电枢磁动势对气隙磁场的影响。
答电刷移动后，电刷不在几何中性线上，同时存在交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势。
交轴电枢磁动势使气隙磁场发生畸变，因磁路饱和，还有去磁作用，使每极磁通减少。
对电动机而言，电刷逆旋转方向移动后，直轴电磁磁动势方向相反，电枢反应起去磁作用，使每极磁通减少。
六、变压器铁芯的作用；为什么它要用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成。
铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。
绕组: 构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。
第一章变压器1.变压器基本工作原理，基本结构、主要额定值变压器是利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能变换为另一种同频率且不同电压等级的交流电能的静止电气设备，它在电力系统，变电所以及工厂供配电中得到了广泛的应用，以满足电能的传输，分配和使用。
变压器的原理是基于电磁感应定律，因此磁场是变压器的工作媒介变压器基本结构组成：猜测可能出填空题或选择题三相变压器按照磁路可分为三相组式变压器和三相芯式变压器两类变压器的型号和额定值~考法：例如解释S9-1250/10的各项数值的含义2.变压器空载和负载运行时的电磁状况；空载电流的组成、作用、性质。
变压器一次侧接到额定频率和额定电压的交流电源上，其二次侧开路，这种运行状态称为变压器的空载运行。
变压器空载运行原理图、变压器一次绕组接交流电源，二次绕组接负载的运行方式， 称为变压器的负载运行方式。
变压器负载运行原理图实际运行的电力变压器的磁路总是工作在饱和状态下。
通过磁化曲线推得的电流波形可以发现： 空载电流（即励磁电流）呈尖顶波，除了基波外， 还有较强的三次谐波和其他高次谐波。
；产生主磁通所需要的电流称为励磁电流，用m i 表示； 同理产生主磁通的磁动势称为励磁磁动势，用 m F 表示。
变压器铁芯上仅有一次绕组空载电流0i 所形成的磁动势0F ，即空载电流0i 建立主磁通，所以空载电流0i 就是励磁电流m i ，即m 0i i = 同理，空载磁动势0F 就是励磁磁动势，即m 0F F =或m 101i N i N = 因为空载时，变压器一次绕组实际上是一个铁芯线圈， 空载电流的大小主要决定于铁芯线圈的电抗和铁芯损耗。
铁芯线圈的电抗正比于线圈匝数的平方和磁路的磁导。
2121N N E E =因此，空载电流的大小与铁芯的磁化性能，饱和程度有密切的关系。
3. }4. 变压器变比的定义；磁动式平衡关系的物理含义，用此平衡关系分析变压器的能量传递；变压器折算概念和变压器折算方法，变压器基本方程组、等效电路和相量图 在变压器中，一次绕组的感应电动势1E 与二次绕组的感应电动势2E 之比称为变比，用k 表示，即k =变压器负载运行时，作用于变压器磁路上111N I F •=和222N I F •=两个磁动势。
电机学笔记
电机学是一门非常重要的工程学科，主要研究电动机的原理、结构、性能，以及其应用于各种实际工程中的运用。
以下是电机学的一
些笔记：
1.电动机的分类：电动机按照不同的标准可以分为很多种类，比
如按照能量传递方式可分为直流电机和交流电机，按照电源形式可分
为单相电机和三相电机，按照转子类型可分为异步电机和同步电机等。
2.电动机的主要构造：电动机由定子和转子两部分组成，其中定
子是由绕组和铁心组成的，绕组中笆分为定子绕组和励磁绕组；转子
则是由导体和铁心组成，其中导体又可以分为串联转子、并联转子和
环形转子等。
3.电动机的工作原理：电动机的工作原理是利用电磁感应的原理，能量从电源输入到电动机中，经过一系列的电流变化和磁通变化，最
终使得转子转动，从而实现电动机的工作。
4.电动机的运用：电动机在工业领域中得到了广泛的运用，比如
风力发电机、水力发电机、液压泵站、电梯、风扇、电动汽车等等，
电动机的发展对于现代工业的发展起到了很大的推动作用。
5.电机性能的测试：在电机的使用过程中，对于其性能的测试也
很重要，比如需要测试电机的高速性能、额定电压下的工作性能、过
载保护能力等等，以保证电机在使用过程中的可靠性和稳定性。
以上是电机学的一些笔记，希望对大家有所帮助。
电机学分类电机1 磁路磁路基本定律磁路：磁通所通过的路径。
主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，绝大部分磁通将在铁心内通过，这部分磁通称为主磁通。
漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间，还存在少量分散的磁通，这部分磁通称为漏磁通。
安培环路定律全电流定律：磁场强度沿任意的闭合回路的线积分等于闭合回路包围的导体电流的代数和。
意义：电流是产生磁场的源。
ll H dl H dl i '⋅=⋅=∑⎰⎰，123lH dl I I I ⋅=+-⎰磁路的欧姆定律 磁动势：F Ni = 磁阻：m l R Aμ=磁导：1/m m R Λ= 磁通：/m F R φ=磁路的基尔霍夫第一定律0φ=∑穿出(或进入)任一闭和面的总磁通量恒等于零(或者说进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量)，这就是磁通连续性定律。
磁路的基尔霍夫第二定律311221k k m m m k Ni H i R R R δδϕϕϕ===++∑定律内容：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。
常用的铁磁材料及其特性铁磁物质的磁化：铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象称为铁磁物质的磁化。
磁化曲线和磁滞回线将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度H 由零逐渐增大时，磁通密度B 将随之增大，曲线B=f(H)就称为起始磁化曲线。
随着磁场强度H 的增大，饱和程度增加，μFe 减小，R m 增大，导磁性能降低。
设计电机和变压器时，为使主磁路内得到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势。
通常把铁心内的工作磁通密度选择在膝点（磁化曲线开始拐弯的点）附近。
1）磁滞回线剩磁：去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的磁通密度B r 。
矫顽力：要使B 值减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度称为矫顽力。
2）基本磁化曲线对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点联接起来，所得的曲线。
一、直流电机A. 主要概念1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b2. 极数和极对数3. 主磁极、励磁绕组4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组5. 额定值6. 元件7. 单叠、单波绕组8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距9. 并联支路对数a10. 绕组展开图11. 励磁与励磁方式12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通13. 电枢磁场14. （交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷15. 反电势常数C E、转矩常数C T16. 电磁功率P em电枢铜耗p Cua励磁铜耗p Cuf电机铁耗p Fe机械损耗p mec附加损耗p ad输出机械功率P2可变损耗、不变损耗、空载损耗17. 直流电动机（DM）的工作特性18. 串励电动机的“飞速”或“飞车”19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性20. 稳定性21. DM的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动22. DM的调速方法：电枢回路串电阻、调励磁、调端电压23. DM的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动B. 主要公式：发电机：P N＝U N I N(输出电功率)电动机：P N＝U N I NηN(输出机械功率)反电势：60E a E E C npN C a Φ==电磁转矩：em a2T aT T C I pN C aΦπ==直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 ：12()()a f a f a a a fa aa f em Cua CufP UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++12em Cua Cuf em Fe mec adP P p p P P p p p =++=+++DM 的转矩方程：20d d em T T T J tΩ--=DM 的效率：21112100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑=⨯=⨯=-⨯+∑他励DM 的转速调整率： 0NN100%n n n n -∆=⨯ DM 的机械特性：em2T j a j a a )(T ΦC C R R ΦC UΦC R R I U n E E E +-=+-=. 并联DM 的理想空载转速n 0：二、变压器A. 主要概念1. 单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器；干式、油浸式变压器2. 铁心柱、轭部3. 额定容量、一次侧、二次侧4. 高压绕组、低压绕组5. 空载运行，主磁通Φ、漏磁通Φ1σ及其区别，主磁路、漏磁路 空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系，铁耗角6. Φ、i 、e 正方向的规定。
总体基础：导线的感应电动势：e=Blv 电机感应电动势E=C Eφn=pN60a*φn导线所受电磁力：f=Bxli 电磁转矩Tem=pN2πaφIa=C TφI a电机内气隙磁场：F m=F a+F f1第一部分直流电机一、结构：定子为永磁极，为电机提供一个固定的磁场，成对出现。
绝大多数不采用永磁体，由励磁绕组通以直流电流来建立磁场。
转子上面为电枢绕组。
电动机时，转子通以直流电压，经过换向器变在转子内部体现为每根导体上的交变电流，用以驱动旋转。
发电机时，由于转子切割磁场，电枢内每根导线上产生交变电流，通过换向器对外体现为直流电。
换向器通过电刷连接外电路。
电枢铁心用于固定支撑电枢绕组和导通磁路。
为了减少涡流损耗，采用0.5~0.35的涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。
额定值：额定功率P N（W），额定电压U N（V），额定电流I N（A），额定转速n N（r/min）,额定效率η，额定转矩T N。
发电机：P N=U N*I N 电动机：P N=U N*I N*η额定值是电机运行的基本依据，一般希望电机按照额定值运行。
运行于额定值时称为满载。
运行时超过额定容量，称为过载。
运行远低于额定容量，称为轻载。
过载使电机过热，降低使用寿命，甚至损坏电机，应避免。
轻载浪费容量和降低了效率，不建议采用。
二、直流电机分类和通用方程1、分类：他励：励磁电流和电枢电路采用不同电源。
并励：励磁绕组和电枢并联串励：励磁绕组和电枢串联复励：电机里同时存在并励绕组和串励绕组。
并励和串励绕组磁动势相加称积复励，相减称差复励。
并励绕组与电枢绕组并接，串励绕组与电枢串接，称短复励。
并励绕组与串励绕组串联后与电枢绕组并联，称长复励。
2、直流电机可逆性：当电机以较高转速n旋转时，产生E>U，则电机电枢电流与E同向，电磁转矩Tem与n反向，电机为发电机运行状态。
当电机以较低转速n旋转时，产生E<U，则电机电枢电流与E反向，电磁转矩Tem与n同向，电机为电动机运行状态。
在不同的外部条件下，一台电机的转换能量方向可以改变的性质，无论是交流电机还是直流电机都具有这种性质，称为电机的可逆性。
3、直流电机方程：（1）电动势平衡方程：发电机： E=U+Ia*Ra 电动机：U=E+Ia*Ra（2）功率平衡方程:电磁功率的概念：电枢绕组感应电动势E 与电枢电流Ia 的乘积。
P em =E*Ia 发电机： EI a =UI+UI f +I a 2R aEI a ——发电机电磁功率UI ——发电机输出功率UI f ——发电机励磁回路电阻损耗I a 2R a ——发电机电枢回路内电阻损耗，即铜损电动机： P= U （Ia+If ）= EI a +UI f +I a 2R a(3)转矩平衡方程： 发电机：P1Ω=Pem Ω+P0Ω 电动机： Pem Ω =P2Ω+P0Ω （4）效率：η=P2P1=P1−Σp P1三、几种电机的运行特征运行特征：讨论端电压U 0、电枢电流I 或者输出电流I 、励磁电流I f 与转速n 之间的三个量中其余不变时，任意两个量之间关系。
1、他励发电机（1）空载特性曲线为n=常数，I=0时，U0=f(I f)的关系曲线。
当励磁电流I f=0时，发电机仍然有一个很小的电压，称为剩磁电压，值约为额定电压的2%~4%。
（2）负载特性曲线为n=常数，I=常数时，U0=f(I f)的关系曲线。
两条曲线在同一励磁电流下，电压不等。
产生原因是：1、电枢反映的去磁（或助磁）作用；2、电枢回路总电阻引起的电压降。
（3）外特性曲线为n=常数，I f=常数时，U=f（I）的关系曲线。
随着负载电流增大，输出端电压下降。
这是由于电枢回路总电阻引起的电压降和电枢反映的去磁效应。
当负载电流大大超过额定值时，发电机端电压降的很低。
极端时，负载电阻为零，由于电枢电阻很小，短路电流很大，使发电机损坏。
需要设置短路保护设备。
（4）调节特性为n=常值，U=常值时，I f= f（I）的关系曲线。
当负载电流增大时，要保持端电压不变，需要增大励磁电流，以补偿电阻压降以及电枢反应增加的去磁作用。
2、并励发电机并励发电机的自励条件（同样适用于复励发电机）：（1）电机应有剩磁。
即主磁极存在部分磁场，使电枢在旋转过程中产生电压。
（2）励磁绕组并接到电枢的连接方法与电枢的旋转方向正确配合。
剩磁产生电压能够使励磁绕组磁场增加。
这样可以使主磁极磁场增大。
（3）励磁回路电阻小于电机运行转速对应的临界电阻。
在发电机正常转速下，电枢绕组产生的电压足以激发足够的磁场，使发电机工作稳定。
即U0>I f R f时，自己可以成立。
外特性曲线见图。
当负载电流增加时，并励发电机端电压比他励发电机下降快。
因为他励发电机在负载电流增加爱时，端电压下降是由于电枢回路电阻压降和电枢反应的去磁作用。
而并励发电机要加上端电压下降造成励磁电流的减小。
并空载和负载特征曲线外特性曲线调节特性励发电机电压调整率一般为20%左右。
外特性曲线的意义包括：当负载电阻下降时，I=U/R 增大，电机磁路接近饱和状态，I=I a+I f，I f的减小对于U作用不大。
当电流I增大到临界电流I cr后，I f减小到不足以使磁路饱和，其减小使U降低很快，导致I进一步减小，一般并励发电机临界电流I cr约为（2~3）I N。
并励发电机稳定短路电流很小，当负载短路时，电枢里只有剩磁产生的电动势。
但是，当发生突然短路时，由于励磁线圈并联于电枢绕组两端，由于其电感效应，是励磁电流和励磁磁通不能立即为零，短路电流将达到（8~12）I N。
故并励发电机需要安装短路保护设备。
3、复励发电机复励发电机中并励绕组起主要作用，以保证空载时产生额定电压，串励绕组用来补偿负载时电枢回路的电压降和电枢反应的去磁作用。
若要求额定负载时端电压保持为额定电压，称为平复励。
串励绕组过度补偿，使负载时端电压比额定电压高，称过复励。
差复励电机中，由于负载时串励绕组的磁动势是电机磁通和电动势进一步减小，使得外特性急剧下降，可以作为恒电流电源使用，如直流电焊机。
4、直流电动机4.1 并励电动机令U=U N=常数，I f=I fN=常数。
1、速度特性：n=U−IaRaCeφ转速调整率：Δn=n0−nNnN×100%由于U与If为常值，影响转速的两个因素（电枢回路电阻压降造成转速下降，电枢反应的去磁作用是转速上升）互相抵消，使并励电动机转速变化很小，具有略为下降的速率特征。
并励电动机，转速调整率通常为Δn=3%~4%，基本上为恒速电动机。
并励电动机运行时，励磁绕组绝对不能断路。
在重负载下断开励磁绕组，导致磁通急剧减小，Tem= C TφI a急剧减小，电动机停转，反电动势为零，电枢电流很大，电机过热以至烧毁。
在轻载下断开励磁绕组，根据速度特性方程，转速急剧上升，造成电动机“飞速”，损坏转动部件。
2、转矩特性：U=U N=常值，I f=I FN=常值时，T em=f（P2）的关系曲线T em=T0+T2=T0+P2/Ω其中：T0为空载转矩，T2= P2/Ω=P2/(2πn/60)为一条通过坐标原点的直线，由于P2增加时，n稍有下降，故而直线略微向上弯曲。
4.2串励电动机注意If=Ia1、速率特性：负载增加时，转速下降的很快串励电机不允许空载运行。
串励电动机空载或轻载时，Ia=If很小，φ也很小，由转速公式可知，转速将非常高而引起危险，俗称“飞速”。
物理过程是：由于磁通量很小，电枢必须以非常高的转速才能产生足够的反电动势来与端电压平衡。
为了防止意外，规定：串励电动机与生产机械连接时，不允许采用皮带等容易发生滑脱的传动机构，应使用齿轮或直轴联轴器传动。
由于串励电动机不允许空载运行。
根据规定，串励电动机的转速调整率定义为1/4负载（不是空载）时转速与额定转速的差值。
2、转矩特性： 串励电动机的转速n 随着P2的增加而迅速下降，电磁转矩Tem 将随着负载的增加而很快上升。
一般情况下，转矩按照大于电流一次方的比例增加。
串励电动机有较大的起动转矩。
过载时，转速n 自动下降，输出功率P2变化不大，保护电动机不至于因过载而损坏。
负载减轻时转速会自动上升。
3、复励电动机：为了避免运行不稳定现象，通常接成积复励形式。
复励电动机中的并励绕组起主要作用时，它的工作特性接近于并励电动机。
当电枢反应的去磁作用较强时，仍能够获得下降的速率特性，从而保证了电动机的稳定运行，这种复励电动机的复励电动机的串励绕组常称之为“稳定绕组”；复励电动机中的串励绕组起主要作用时，它的工作特性接近于串励电动机，但空载时不会出现“飞速”的危险。
5、直流电动机机械特性U=U N =常值，励磁和电枢回路电阻不变时，转速与电磁转矩之间关系曲线n=f （Tem ）称为直流电机的机械特性。
其中电枢回路不串调节电阻使称为自然机械特性，串入调节电阻时，称为人工机械特性。
n=U Ce φ-Ia （Ra+Rj ）Ceφ=UCe φ-Ra+RjCeCTφ2Tem并励电动机中，自然机械特性很接近于水平线，Tem 增加时，n 下降不多，称为硬机械特性。
串励电动机中，电磁转矩Tem 增大时，转速迅速下降。
称为软机械特性四、直流电动机的起动、调速和制动（一）、起动1、直接起动（用在容量很小的电动机中）起动电流Ist=U−e Ra ≈U Ra 起动转矩 Tst=C T φIst优点：不必增加起动设备，操作简单，起动转矩很大缺点：起动电流很大，可达10~20倍额定电流，影响电网电压并使换向器产生强烈火花。
2、电枢回路串接变阻器起动（用于小容量电动机中）起动时将起动电阻串入电枢回路以限制启动电流，当转速上升后再逐步将启动电阻切除。
起动电流Ist=URa+Rast3、降压启动（用于经常启动的大容量直流电动机中）通过降低电动机的电枢端电压来限制起动电流。
降压启动要求有专用的直流电源，过去采用发电机——电动机组形式，现多采用可控硅整流器——电动机组形式。
起动过程中，可以逐步提升电源电压，使电动机组转速按照需要的加速度上升，以控制启动时间。
降压启动电动机应采用他励，使启动时电动机的励磁电流不受端电压影响，启动转矩不致于过小。
优点：起动电流小，起动过程中能量消耗少，能够达到调速和正反转的目的。
缺点：机组投资费用较大。
4、改变电动机转向：将励磁绕组或电枢绕组两极对调。
如同时两个对调，则转向不变。
（二）调速n=UCeφ-Ia（Ra+Rj）Ceφ=UCeφ-Ra+RjCeCTφ2Tem1、改变励磁电流调速，改变φ。
由于负载转矩不变，则电磁转矩不变，电枢电流与磁通成反比例。
减小励磁电流时可以使电动机转速升高，电枢电流将增加，则输入、输出功率将同时增加，电动机的效率几乎不变。
优点：效率高，设备简单，调节方便缺点：随着转速和电枢电流的增加，电抗电动势增加，使换向条件恶化。
