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1. 静态特性
电磁转矩由下式表示:
TM = KT .φ. Ia （ 6.1）
KT —转矩常数；Φ—磁场磁通；Ia —电枢电流；TM —电磁转矩。
电枢回路的电压平衡方程式为:
Ua = IaRa + Ea （6.2）
Ua─ 电枢上的外加电压；Ra─ 电枢电阻；Ea--电枢反电势。
电枢反电势与转速之间有以下关系：
Ea = Ke φω （6.3）
Ke─电势常数；ω─电机转速（角速度）。
根据以上各式可以求得：
（6.4）
当负载转矩为零时：
理想空载转速 （6.5）
当转速为零时：
启动转矩 ( 6.6）
当电机带动某一负载TL时 ，
电机转速与理想空载转速的差 （6.7）
图6.7 直流电机的机械特性
2. 动态特性
直流电机的动态力矩平衡方程式为：
（6.8）
式中TM ─电机电磁转矩；
TL ─ 折算到电机轴上的负载转矩；
ω ─ 电机转子角速度；
J ─ 电机转子上总转动惯量；
t ─时间自变量。