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钻井设备检查要点1. 检查井架和井口设备：包括井口护栏、井口防喷壁、井架支撑结构等，确保其完好无损，符合安全要求。
2. 检查钻机主体：包括井架、钻杆、液压系统等，检查有无渗漏、损坏等情况，以及各部位的连接是否牢固。
3. 检查钻头和钻具：检查钻头的磨损情况，以及各种钻具的连接是否完好，有无裂纹、断裂等情况。
4. 检查钻井液循环系统：包括泥浆箱、泥浆泵、搅拌器等设备，确保其运转正常，无堵塞或泄漏情况。
5. 检查安全防护设施：包括灭火器、安全绳、安全帽等，确保施工人员能够正常使用并及时使用。
6. 检查电气系统：包括电源线路、开关箱、照明设施等，确保其正常运行，无漏电、短路等情况。
在进行钻井设备检查时，必须要严格按照相关的检查程序和规范进行操作，确保每一项检查都得到仔细的检查和确认。
只有做好了钻井设备的全面检查，才能够保障钻井作业的安全和高效进行。
很好，以下是继续的内容：7. 检查井口安全设备：确保井口附近的安全设备齐全，如警示标识、防护栏杆、安全绳索等，以预防意外事故的发生。
8. 检查钻井作业环境：包括井场周围的地势情况、是否有易引发事故的隐患，例如坡度大、易滑动的地面等，确保施工环境安全。
9. 检查设备的操作手册和维护记录：查验设备的操作手册和维护记录是否齐全，是否有相关的维护记录和维修情况，以了解设备的维护状况和历史。
10. 检查各种传感器和监测设备：包括深度传感器、压力传感器、温度传感器等，确保监测设备准确可靠，以便实时监控钻井作业的参数和安全情况。
11. 检查润滑和冷却系统：包括钻杆的润滑系统、液压系统的冷却系统，确保润滑和冷却系统运行正常，保障设备的稳定运行。
12. 检查设备固定和安装：确保设备安装牢固，各部位连接紧固，无松动、脱落现象。
进行完以上的检查后，还要记录每一项检查的结果，以备日后的参考和核查。
同时，有问题的设备要及时进行修理和更换，保障设备在施工过程中的可靠性和安全性。
除了日常检查外，还需要定期对钻井设备进行全面的维护和检修，以保证设备处于最佳的工作状态。
钻机作业现场电气设备故障分析与检测发布时间：2022-08-26T07:35:54.265Z 来源：《科学与技术》2022年第8期作者：陈凯[导读] 电气设备是油气钻机系统的重要组成部分，在钻井作业现场，受多方面因素影响，电气设备出现故障是比较普遍的事情陈凯中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井一公司辽宁盘锦 124000摘要：电气设备是油气钻机系统的重要组成部分，在钻井作业现场，受多方面因素影响，电气设备出现故障是比较普遍的事情，不仅影响钻井时效而且严重时还会影响现场作业人员的生命安全。
这与新时期油气钻机作业提速增效的目标的极不适应的，因为必须明确掌握钻机运行过程中电气设备使用过程中产生的常见故障，并针对这些故障提出应对的检测措施，只有这样才能有效确保钻井作业现场效率，提升钻井效益。
关键词：钻井作业；电气设备；设备故障；故障检测0前言钻井自动化水平的提升促进了电气设备在钻机中的应用，这也是提高钻井时效的关键，近年来随着复杂及中深层油气勘探规模的扩大，钻井工作的复杂程度和困难程度逐渐加大，钻井作业现场中因电气设备问题导致影响钻井效果的问题时有发生，严重影响了钻井时效及效益，因此有比较就此问题展开分析，明确在目前的钻井工程中常见的电气设备故障情况，并从故障分析检测的角度出发，简述了在钻井工程中电气设备中常见的故障排除措施。
1钻井工程中设备常见故障原因分析1.1 设备异常故障钻井工程需要使用大量的设备，往往出现问题的也是设备本身，实际上在实际的工程中电气设备出现故障的概率也比较大，如果电气设备个别零件不达标或者是电气元件没有正常运行，也会导致设备故障。
设备在运行的过程中发生故障，就影响钻井工程的正常进行，造成比较严重的影响。
尤其是设备已经达到使用期限，但是由于工作人员、管理人员的疏忽导致磨损严重、达到寿命的零件没有及时更换，在高强度的环境下运行让设备极为容易出现故障。
一些钻井队伍在使用电气设备的过程中，认识到设备定期检查的重要性，制定了相关的策略，但是同样存在故障情况，检查原因是由于更换的零件或者是设备等不符合设备本身的规范，这样导致电气设备在使用的过程中出现较多问题，还会对现场作业人员的生命安全造成一定的隐患。
石油工程公司钻井队电气工程师（电工）岗位HSE应知应会试题(单项选择题)石油工程公司钻井队电气工程师（电工）岗位HSE应知应会试题(单项选择题)1.顶驱导轨安装后，下端距钻台面高度最小应不小于（）m。
[2.5分]A 2；B 2.2；C 2.5；D 3。
2.顶驱安装后，主轴与井口中心偏移量不应大于（）mm。
[2.5分]A 5；B 10；C 15；D 20。
3.顶驱导轨吊耳安全工作载荷、机加工孔等要符合要求，吊耳的焊缝应经（）检测合格方能使用。
[2.5分]A 拉力；B 无损；C 打磨；D 测量。
4.顶驱液控内防喷工具，应在按下操作按钮后（）s内完成动作[2.5分]A 1；B 2；C 3；D 5。
5.顶驱Ⅲ类检查（NDT无损）和Ⅲ类检查（NDT检查以及进一步的拆解检测）分别是每（）年一次。
[2.5分]A 半年，5；B 1，3；C 1，5；D 2，4。
6.在顶驱上检查保养时，人员、工具要有防坠落措施，不应上抛、下扔物品，位置较高时能见度不应小于（）m。
[2.5分]A 15；B 20；C 30；D 35。
7.顶驱装置第一次安装调试后，检查工作应由（）进行。
[2.5分]A 工长；B 司钻；C 电气师；D 顶驱技术人员。
8.顶驱倾斜液缸具有自动（）功能。
[2.5分]A 前倾；B 后倾；C 复位到中位；D 旋转。
9.顶驱盘刹刹车片如果被（）污染将失去摩擦力，应更换刹车片。
[2.5分]A 泥浆；B 油脂；C 灰尘；D 污水。
10.当顶驱刹车片的摩擦材料厚度磨损剩余（）mm时，刹车摩擦片应更换。
新的刹车摩擦片需要一段时间的磨合才能达到额定转矩。
[2.5分]A 2；B 4；C 3；D 5。
11.当顶驱刹车盘厚度磨损剩余（）mm 时，刹车盘应当更换。
[2.5分]A 6；B 7；C 5；D 8。
12.顶驱提环和提环销的磨损量超过（）mm，要降低承载重量使用，必要时进行更换。
[2.5分]A 2；B 3；C 1；D 1.5。
1、旋转系统在钻井过程中，旋转系统通过转动井中钻柱带动钻头旋转破碎岩石。
它主要包括转盘、水龙头。
转盘型号：ZP375，功率：5850kN。
水龙头型号：SL-450，功率：4500kN。
2、循环系统循环系统主要作用是循环钻井液，及时清洗井底、携带岩屑，分离钻井液中多余固相、保护井壁和冷却钻头等。
它主要包括泥浆罐、泥浆泵、地面管线、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤、钻头、环空、导流管、振动筛、除砂器、除泥器、离心机、搅拌机等。
泥浆泵型号：F-1600，功率：1176kW。
水龙头型号：SL-450，功率：4500kN。
振动筛型号：ZSW-2，振动筛负荷：50L/s，数量：3个。
除砂除泥一体机型号：ZCN250，数量1个。
离心机型号：LW450-1000-N1、LW450-1000-N3，负荷：40m3/h、60m3/h。
3、起升系统起升系统用于起下钻具、下套管、控制钻压及钻头钻进等。
它主要包括绞车、辅助刹车、井架、天车、游动滑车、大钩、钢丝绳、吊环、吊卡、卡瓦、液压大钳、“B”型大钳等。
绞车型号：JC70D，功率：1470kW。
井架型号：JJ450/45-K7，负荷：4500kN。
天车型号：TC450，负荷：4500kN。
游动滑车型号：YG450，负荷：4500kN。
4、动力系统动力系统主要是为各工作机提供动力，按动力设备不同分为机械驱动和电驱动两大类，即分别以柴油机和电动机为动力。
柴油发电机组型号：TYM-ZJ1600，功率：1000kW，数量：4个。
发电机：YG505，功率：400kW。
5、传动系统传动系统的作用是连接发动机与工作机，实现能量从驱动设备到工作机组的能量传递、分配及运动方式的转换。
电传动系统型号：VFDSL70715，功率1900KV A。
6、控制系统控制系统的作用是指挥各机组协调进行工作，常用的有气控、电控、液控等。
7、钻机底座钻机底座包括钻台底座和机房底座。
钻台底座用于安装井架、转盘、放置立根盒及必要的井口工具等。
钻井现场--设备监督检查标准1井场及布局1.1井位1.1.1油、气井井口距高压线及其他永久性设施不小于75m，距民宅不小于100m，距铁路、高速公路不小于200m，距学校、医院和大型油库等人口密集性、高危性场所不小于500m。
1.1.2含硫油气田的井，井口距民房的距离应以使其不受硫化氢扩散影响为准则。
应选在较空旷的位置，尽量在前后或左右方向能让盛行风畅通。
1.2大门方向1.2.1一般应背向季节风，面向进入井场的道路。
1.2.2含硫油气田的井大门方向，应面向盛行风。
1.3井场场地1.3.1井场入口处标识牌依次摆放“钻井队队号牌”、“入场须知和紧急逃生路线牌”，含硫油气井“硫化氢警示牌”。
1.3.2井场应平坦坚实，能承受大型车辆的行驶，井场无坑洼、积水、油污现象。
1.3.3井场、钻台下、机房下、泵房根据需要设有通向污水池的排水沟。
1.3.4在河床、海滩、湖泊、盐田、水库、湿地、水产养殖场钻井时，设置防洪、防腐蚀、防污染的围埝或毛石墙，在环境敏感地区，再增加一个专用体积不小于200m3的放喷池，池体中心距井口在75m以上。
1.3.5泥浆池、污水池围警戒带圈闭（特殊环境要求底部和四周采用塑料布铺垫或水泥抹面）。
1.3.6钻井作业产生的各类废弃物在指定地点分类收集、存放、处置。
1.4井场钻具1.4.1钻具按内螺纹为基准排列，钻具螺纹清洁、防腐。
好坏钻具分开摆放，管架台两端加装防掉挡销，钻具无落地现象。
1.4.2钻具及套管摆放最多不能超过三层（含三层），并不能用钻具及套管做垫杠使用，设置警戒线，距钻具接箍、管架0.5m，距上钻台梯子1.5m。
1.4.3备用钻具应摆放整齐，设置警戒线并做标识。
1.4.4甩下的方钻杆不带有补心，甩下的钻具不带接头、工具。
1.5井场主要用房布置1.5.1综合录井房、地质值班房、钻井液化验房、工程值班房摆放在大门右前方，距井口不小于30m，应急灯完好，工作正常；含硫油气田的井，井场综合录井房、地质值班房、钻井液化验房、工程值班房摆放在井场季节风的上风方向。
油田工程机械设备表1. 石油开采设备- 钻井设备- 钻机：用于钻取井眼的设备，包括钻杆、钻头、钻井液等。
- 提升设备：用于提升钻柱、钻头和钻井液的设备，包括钻井井架、钻井绞车等。
- 采油设备- 抽油机：用于从井底抽取地下石油的设备，包括电动抽油机、液压抽油机等。
- 气举设备：用气体的浮力提升地下石油的设备，包括气举泵、气液分离器等。
- 分离设备- 分离罐：用于将采出的含油气体和液体分离的设备，包括油气分离器、沉降罐等。
- 加热设备：用于加热含油液体的设备，包括蒸汽加热器、电加热器等。
2. 石油运输设备- 管道输送设备- 输油管线：用于将采出的石油输送到加工厂或储油罐的管线系统，包括输油管道、阀门、泵站等。
- 船舶设备- 油轮：用于海上石油运输的船舶，包括原油油轮、成品油轮等。
- 散装油船：用于运输散装液体石油的船舶。
- 货车设备- 油罐车：用于公路运输石油产品的车辆，包括罐体、泵系统等。
3. 石油加工设备- 原油处理设备- 原油储罐：用于储存采出的原油的设备。
- 原油加热装置：用于加热原油的设备，包括热交换器、加热炉等。
- 炼油设备- 分离塔：用于将原油中的不同组分分离的设备，包括蒸馏塔、吸收塔等。
- 催化装置：用于催化裂化原油的设备，包括催化转化器、再生器等。
- 储油设备- 储油罐：用于储存石油产品的设备，包括地下储罐、地上储罐等。
以上为油田工程常见的机械设备表，用于支持石油开采、运输和加工过程。
不同设备的选择取决于具体的工程需求和石油作业环境。
钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。
在正常钻进时，通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升，下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。
在正常钻进时，通过刹车机构控制钻具的送进速度，将钻具重量的一部分作为钻压施加到钻头上实现破碎岩层。
旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。
在钻井现场我们观察到的钻具包括：方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，此外还有扶正器以及配合接头等。
其中钻头是直接破碎岩石的工具，有刮刀钻头，牙轮钻头、金刚石钻头等类型。
钻铤的重量和壁厚都很大，用来向钻头施加钻压，的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。
动力设备。
钻机的动力设备有柴油机、交流电机、直流电机，我们在钻井现场观察到的是柴油机动力。
起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组，用来提供动力，它们协调工作即可完成钻井作业，为了向这些工作机组提供动力，钻机需要配备动力设备。
柴油机适应于在没有电网的偏远地区打井，交流电机依赖于工业电网或者是需要柴油机发出交流电，直流电机需要柴油机带动直流发电机发出直流电，目前更常用的情况是柴油机带动交流发电机发出交流电，再经可控硅整流，将交流电变成直流电。
传动系统。
传动系统将动力设备提供的力和运动进行变换，然后供钻井操作场所。
井架用来安装天车、悬挂游车、大钩、水龙头和钻具，承受钻井工作载荷，排放立根；底座用来安装动力机组、绞车、转盘、支撑井架，借助转盘悬持钻具，提供转盘和地面之间的高度空间，以安装必要的防喷器和便于泥浆循环。
辅助设备。
为了保证钻井的安全和正常进行，钻机还包括其他的辅助设备，如防止井喷的防喷器组，为钻井提供照明和辅助用电的发电机组，提供压缩空气的空气压缩设备以及供水、供油设备等。
钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。
钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化循环系统。
循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。
钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。
动力设备。
钻机的动力设备有柴油机、交流电机、直流电机，我们在钻井现场观察到的是柴油机动力。
起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组，用来提供动力，它们协调工作即可完成钻井作业，为了向这些工作机组提供动力，钻机需要配备动力设备。
柴油机适应于在没有电网的偏远地区打井，交流电机依赖于工业电网或者是需要柴油机发出交流电，直流电机需要柴油机带动直流发电机发出直流电，目前更常用的情况是柴油机带动交流发电机发出交流电，再经可控硅整流，将交流电变成直流电。
传动系统。
传动系统将动力设备提供的力和运动进行变换，然后传递和分配给各工作机组，以满足各工作机组对动力的不同需求。
传动系统一般包括减速机构、变速机构、正倒车机构等。
由柴油机直接驱动的钻井多采用统一驱动的形式，6．水龙头16．指重表26．节流管汇36．储水罐7．吊卡17．司钻控制台27．泥浆-天然气分离器37．发电机8．方钻杆18．井场值班室28．脱气装置38．防喷器组9．方钻杆补心19．水龙带29．泥浆储备池10．方补心20．蓄能装置30．泥浆池1.钻井上所说的一开，二开，三开是什么意思？怎么区分？（1）第一次开钻（一开）：1.钻表层，下表层套管，固井；2.装井口；3.试压；4.防喷设备的安装。
第八章钻井电动机第一节直流电动机把直流电能转换成机械能，并输出机械转矩的电动机为直流电动机。
它具有起动转矩大、调速范围宽、调速平滑等优点。
因此，在起动、调速要求较高的生产机械中，如轧钢机、电车、起重机中得到广泛应用。
但和异步电动机相比，它的结构复杂，可靠性差，使用维护也不方便。
一、直流电动机的构造和励磁方式直流电动机的结构比异步电动机复杂，但它也是由定子(固定部分)和电枢(转动部图8—1直流电动机结构图图8—2 直流电动机主要部件图分)两大部分组成的。
图8—1及图8—2是直流电动机的结构图及主要部件图。
1．定子定子是用来产生磁场的，它由机座、主磁极和换向磁极组成。
(1)机座常用铸钢或钢板焊接而成，是电动机磁路的一部分，起支承和保护电动机的作用。
(2)主磁极由铁芯及套在铁芯上的励磁绕组组成，是用来产生主磁场的。
铁芯用硅钢片迭成，用螺栓固定在机座上。
当励磺绕组中通入直流电流时，铁芯就成为具有固定磁性的磁极。
(3)换向磁极由铁芯及套在铁芯上的绕组组成，其作用是改善电动机换向性能，使电动机在运行中，电刷下不产生火花或者减小火花。
主磁极与换向磁极在机座上的排列如图8－3所示。
图8－3 直流电动机剖面图图8－4 换向器2．电枢电枢是电动机的转动部分，是进行能量转换的重要部件，由电枢铁芯、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
(1)电枢铁芯它由硅钢片迭成圆柱体，是电动机磁路的一部分。
它的外表面有均匀分布的平行槽，槽内安放电枢绕组。
(2)电枢绕组由许多绕组元件构成，放入铁芯槽内，按一定规则与换向片连接。
其作用是流通电流产生电磁转矩，实现能量转换。
(3)换向器将许多彼此绝缘的换向片紧压在一起，放在V形套筒上，再用螺帽紧固成—个圆筒形整体，即为换向器。
它装在转轴上，通过电刷使转动的电枢绕组与外电路连接，其结构如图8—4所示。
(4)风扇用于对电动机冷却通风。
直流电动机的性能与它的励磁方式有密切的关系。
按其励磁方式的不同，直流电动机可分为以下四种：他励、并励、串励和复励。
它们的线路如图8—5所示。
图8—5 直流电动的励磁方式他励电机的励磁绕组和电枢绕组分别由两个单独电源供电，它们在电路上没有联系。
并励电机的励磁绕组和电枢绕组并联，由同一个直流电源供电。
串励电机的励磁绕组和电枢绕组串联。
复励电机有两个励磁绕组，一个与电枢绕组串联，另一个与电枢绕组并联。
二、直接电动机的工作原理直流电动机的电枢绕组通电后，在磁场中受电磁转矩的作用，电枢在电磁转矩的驱动下旋转。
图8—6是直流电动机的简单工作原理图。
当电枢线圈接通直流电源后，在图示的瞬间，导体ab 中的电流方向是从a 到b ，导线cd 中的电流方向是从c 到d 。
由左手定则可判断导线ab 受到的电磁力向左，导线cd 受到的电磁力向右。
这样，在电枢上就产生子逆时针方向的电磁转矩。
在这个电磁转矩的驱动下，电枢就会向逆时针方向旋转起来。
当电枢转过90°时，线圈中无电流，电磁力消失，但由于惯性作用电枢继续转动。
这样电刷2又与换向器1接触，使电流又流进线圈，但电流的流向却 图8—6直接电动机的工作原理改变了。
导线ab 移到了S 极下，电流从b 到a ，受 1—换向器 2—电刷 3—电枢力方向向右；导线cd 移到N 极下，电流从d 到c ，受 力方向向左，因此电枢仍按逆时针方向旋转。
由于电流经换向器能自动地改变其在线圈中的流动方向，所以线圈受到的电磁转矩的方向始终不变，使电动机继续向同一方向旋转。
这就是直流电动机的简单工作原理。
在直流电动机中，主磁通是由励磁绕组产生的，当电枢绕组也接通直流电源，并流入电流I 后，电枢在电磁转矩的作用下旋转。
从电磁力F BlI =可知，电磁转矩的大小与主磁通Φ和电枢电流I 成正比，即a T G I =Φ (8—1) 式中 T 一电磁转矩(N m )；G 一转矩常数，取决于电机结构； Φ一励磁绕组产生的每极磁通； a I 一电枢电流(A )。
电枢旋转后，绕组的线圈边又因切割磁力线而产生感应电动势。
用右手定则判断，它的方向与绕组中的电流方向是相反的。
此感应电势有阻碍电流流入电枢的趋势，故称反电动势；记作a E 。
反电动势a E 与每极磁通Φ和电动机的转速n 成正比a e E C n =Φ (8—2) 式中，e C 为电动势常数，取决于电机结构。
因此，直流电动机运转时，电枢中的电流为aa aU E I R -=式中 U 一外加电压； a R 一电枢绕组的电阻。
于是得 a a a U E I R =+ (8—3)这是直流电动机电路的电压平衡方程式。
该式表示，外加电压除了克服反电动势a E 的反抗外，还需克服电枢电流a I 在电抠电阻a R 上的电压降落。
因此，U ＞a E 。
上式两边乘以电流a I ，即得功率平衡方程：2a a a a a U I E I I R =+ (8—4)式中a U I 项为电源供给的电功率；2a a I R 项为电枢绕组的铜损耗；a a E I 项称为电磁功率，它转化为电动机的机械功率，如果不计摩擦损耗，它就是电动机输出的机械功率。
例8—1 一台直流电动机的电源电压220U V =，稳定运行时电枢电流10a I A =，电枢电阻0.5a R =Ω。
试求电动机的反电动势和电磁功率。
若由于某种原因，电网电压下降为190V ，而电动机的每极磁通和负载转矩保持不变，求电动机在新的平衡条件下稳定运行时的反电动势和电磁功率。
解 (1) 220U V =时，反电动势a E 为220100.5215a a a E U I R V =-=-⨯= 电磁功率 215102150a a P E I W ==⨯=(2)当190U V =时，因Φ与转矩T 都不变，故电枢电流a I 也保持不变在新平衡状态时反电动势为 ''190100.5185a a a E U I R V =-=-⨯= 电磁功率为 '185101850a a P E I W ==⨯=如果将将图8－6中所示直流电源去掉，改接电气负载(如照明灯)，再用原动机来拖动电枢旋转，使电枢绕组因切割磁力线而产生感应电动势，经过换向器、电刷与外电路接通，给负载供电，这样，它就成为一台直流发电机了。
因此，直流电机具有可逆性，即从原理上讲，一台直流电机既可用作直流电动机，也可用作直流发电机。
三、他励电动机的机械特性直流电动机输出转矩T 和输出转速n 之间的关系，称为电动机的机械特性。
他励直流电动机应用较广，在转速需要恒定或需要在较宽的范围内调速的生产机械中，都采用他励电动机。
下面以他励电动机为例，介绍电动机T 与n 的关系(并励电动机的关系与他励电动机相 似)。
把式(8—2)代入式(8—3)，即得a a ae e E U I R n C C -==ΦΦ(8—5)再把式(8—1)代入上式，即得 2a a aa e e e T E U I R R n T C C C C -===ΦΦΦ(8—6)式(2—17)即为他励直流电动机的机械特性。
在式中，外加电压及主磁极每极磁通Φ都不因负载而改变，均为定值。
因此，式(8—6)中，除变量T 与n 之外的其余各量都是常数。
由式(8—6)看出，转速。
将随转矩了的增加按线性规律下降。
因电枢电阻a R 很小，转速下降程度较小。
如图8—7所示，从空载到满载，转速的降低仅为额定转速n 的5％～10％。
因此，他励电动机具有硬的机械特性。
从机械特性及式(8—1)可以看出，当负载变化时，电动机的转速n 和电枢电流a I 也都随之作线性变化。
在实际运行中，电动机的负载是不断变化的，电动机的转速与电流是怎样通过内部的电磁过程进行调节，以 图8—7他励直流电动机的机适应负载的变化呢？我们知道，在电动机带动 械特性生产机械转动时，当电动机的电磁转矩T 等于机械负载转矩L T ，即T ＝L T 时；电动机即以某一转速n 稳定运转(如图2—37所示)。
若机械负载转矩由L T 增至'L T ，这时电磁转矩T ＜'L T ，转速立即下降。
转速的下降导致电枢绕组中的反电动势a E减小，又因a a a U E I R =+，且外加电压U 是定值，所以a E 的减小引起电枢电流a I 的增加，而a T G I =Φ也随a I 的增加而增大，直到与负载转矩重新平衡，即T ＝'L T 时，电动机的转速不再下降，而以较低的转速b n 运转(如图8—7所示)。
如果负载转矩变小，则变化过程与上述相反，电动机的转速将略为上升。
从以上分析可以看到，直流电动机的转速n 、反电动势a E 、电枢电流a I 及电磁转矩T 等物理量的变化与负载的变动有直接关系。
必须注意，他励或并励电动机运转时，切不可断开励磁绕组，否则，励磁电流为零，磁极上仅有微弱剩磁，反电动势a E 很小，电动机的电流和转速都将急剧增大，导致超过安全限度，发生“飞车”现象。
所以一般设置失磁保护，当电动机的磁场消失时，能自动跳闸，切断电源，使电动机停止运转。
四、直流电动机的起动、调速和反转 1．起动如果把直流电动机直接接入电源起动，由于起动瞬间的转速n ＝0，故a E ＝0，此时电枢电流称为起动电流，记作st I ，由于 aa a U E I R -=得 st aU I R =已知电枢电阻a R 很小，可知起动电流是很大的，可达额定电流N I 的十几倍或几十倍，会损坏换向器，并使供电线路的电压下降。
为了限制起动电流在(1.5～2.5) N I 范围内，起动时采用的具体方法有：(1)在电枢电路中串接起动变阻器，随着转速的上升再逐步将变阻器切除，起动结束时起 动变阻器的全部电阻均切除。
这种方法适用于容量不大和不经常起动的直流电动机。
(2)降压起动，即先降低电枢电压来起动直流电动机，随着转速的上升将电枢电压逐渐提 高到额定值。
这种方法适用于容量较大的直流电动机。
2．调速从公式a a ae e E U I R n C C -==ΦΦ可看出，直流电动机的调速方法有下面3种。
(1)电枢串接电阻 在电枢电路中串联调速变阻器s R ，用以增加电枢电路的总电阻，使转速降低，如图2—36所示。
串联电阻s R 后的转速为 ()a a a s e e E U I R R n C C -+==ΦΦ改变s R 即可调节转速n 。
这种调速方法只能在额定转速n 。
以下进行调节。
此外，这种调速方法能耗较大，故不经济；串联s R 后使机械特性的斜率增加，机械特性变软，转速受负载的影响较大。
这种方法在容量不大的直流电动机中应用较多。
(2)弱磁调速 在他励或并励电动机的励磁电路中串联凋速变阻器f R (如图8—8所示)，用来调节励磁电流f I ，以改变主磁通Φ。
当f I 及Φ减小时，转速增加；当f I 及Φ增大时，转速降低。
