直流牵引电动机为什么采取串励的形式？

当提高直流串励电动机转速时，转矩很快下降，其曲线近似双曲线的形状。由于电动机是通过齿轮直接和动轮啮合在一起的，电动机的转矩相当于机车的牵引力，电动机的转速相当于机车的速度。所以，直流串励电动机的特性能自动满足速度低时牵引力大；速度高时牵引力小的要求。
这是因为串励电动机在磁路未饱和时，磁通与电流成正比，根据电动机转矩公式：
M=CeФI
该转矩M又与磁通Ф和电流I成正比，故可认为，串励电动机的转矩与电流的平方成正比。这样，当负载小时，所需转矩小，电流和磁通小，牵引力亦小。根据电动机转速公式：
n=（U－IR）／CeФ
此时，电动机转速n增加；反之，当负载增加时，转速成反比，这个特性有利于不需要大牵引力时，而能得到较高的转速，即较高的列车运行速度。另外，直流串励电动机的起动转矩很大，这对机车起动时要求有足够的牵引力也是相符合的。并且有较高的过载能力（可达300％），对牵引列车也很有利。这就是通常所说的中励牵引电动机的“牛马特性”。

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