在生产机械运行时，电动机的机械特性（电磁转矩与转速之间的关系）与生产机械的负载转矩特性是同时存在的。在分析电力拖动系统运行情况时，可以把两者画在同一坐标图上。例如在图3.3.1中，曲线1是恒转矩负载转矩特性n＝f（TL），曲线2是他励直流电动机的机械特性n＝f（T）。两特性曲线交于A点。在交点处，电动机与负载具有相同的转速nA，电动机的电磁转矩T与负载转矩TL大小相等，方向相反，互相平衡。根据运动方程式可知，T－TL＝0时系统稳定运行。因此系统应能在A点稳定运行，A点就称为工作点或运行点。但仅凭两条特性曲线有交点还不足以说明系统就一定能稳定运行。因为系统在实际运行中，会受到各种干扰的影响，例如电源电压或负载波动时，原来转矩T与TL由平衡变成不平衡，电动机转速发生变化。在这种情况下，如系统能过渡到新的工作点上稳定运行，且干扰消失后，系统又能回到原来的工作点稳定运行，则系统是稳定的，否则是不稳定的。现举例说明如下。
图3.3.1 电力拖动系统稳定运行分析
在图3.3.1中，原来系统在A点运行，转速为nA，如电压突然降低，使电动机的机械特性从曲线2变为曲线3。在电源电压突变瞬间，由于机械惯性即飞轮矩存在，转速不能突变，所以电枢电动势不变，但电枢电流及电磁转矩T则因电枢电压降低而减小。如忽略电枢的电磁过渡过程，认为电枢电流及电磁转矩的变化是瞬时完成的，于是电动机从原来工作点A瞬间过渡到机械特性曲线3的B点，B点的电磁转矩为TB。由于电动机电磁转矩从T＝TL减小到TB，根据运动方程式，TB－TL＜0，系统开始减速。在n下降过程中，电枢电动势Ea＝CeΦn将随之下降，电枢电流Ia＝（U－Ea）／Ra则因Ea减小而增大，电磁转矩T＝CeΦIa也随之增加。电动机的运行点沿着机械特性3下降，直至曲线3与曲线1的交点C，T＝TL、dn／dt，系统降速过程结束，达到新的稳定运行状态，以转速nc稳定运行。当干扰消失，电源电压又升到原来数值，电动机的机械特性又回到原来的曲线2，在电压升高瞬间，转速nc不能突变，电枢电流及电磁转矩均因电压升高而增大，电动机从工作点C瞬间过渡到D点。因TD＞TL，系统开始增速，Ea随之增加而Ia则减小，T亦减小，故电动机的工作点沿着曲线2上升，直到A点，T＝TL，系统又回到原工作点A稳定运行，转速仍为nA。
从以上分析可见，系统在A点以转速nA稳定运行时，当电源电压向下波动后，系统能够稳定运行在C点，其转速为nc，电压波动消失后，系统又回到原工作点A稳定运行，转速仍为nA。因此A点的运行情况是稳定的，称为稳定工作点。
下面考察一下不稳定工作的情况。图3.3.2中曲线1为不能忽略电枢反应影响的他励直流电动机机械特性，其特点是电磁转矩越大，转速越高，特性上翘；曲线2为恒转矩负载转矩特性。两曲线交于A点。当系统在A点运行时，电磁转矩TA＝TLA，转速为nA。当负载转矩突然从TLA降到TLB，在负载转矩降低瞬间，转速nA不变，因而Ea不变，由于电源电压未变，电枢电流及电磁转矩均不变，于是TA＞TLB，系统开始加速。随着n的升高，T沿曲线1不断增大，而负载转矩仍保持TLB不变，T－TLB动态转矩继续增大，使系统不断加速，最后导致电动机因转速过高和电枢电流过大而损坏。可见，系统不能在工作点A稳定运行，A点称为不稳定工作点。
综上所述，电力拖动系统在电动机机械特性与负载转矩特性交点上，不一定能稳定运行，也就是说，T＝TL只是稳定运行的必要条件，尚不充分。对于电力拖动系统，稳定运行的充分必要条件是：电动机机械特性与负载转矩特性必须相交，在交点处T＝TL，实现转矩平衡；在工作点要满足dT／dn＜dTL／dn。下面应用充要条件考察上两例。对于图3.3.1的A点，dT／dn＜0，即n增加时T减小；而负载转矩为常值dTL／dn＝0，因此在A点dT／dn＜dTL／dn，系统能在A点稳定运行。在图3.3.2的A点，dT／dn＞0而dTL／dn＝0，于是dT／dn＞dTL／dn，因此系统不能在A点稳定运行。
图3.3.2 电力拖动系统稳定运行分析
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