Напряжение, подводимое к якорной цепи двигателя, в установившемся режиме уравновешивается падением напряжения на сопротивлениях цепи якоря и противо э.д.с. якоря, которая наводится в обмотке якоря при его вращении в электромагнитном поле, создаваемом обмоткой возбуждения (см.рис.3.1,а)
Uя=Eя+RяIя, (3.1)
где Rя - сопротивление якорной цепи, складывающееся из сопротивления обмотки якоря Rо.я, обмотки дополнительных полюсов Rдn, компенсационной обмотки Rк.о (если она имеется) и сопротивление стабилизирующей обмотки Rс.о (если она имеется)
, (3.2)
где кt – коэффициент приведения температуры обмоток якорной цепи к рабочей температуре t = 75°C. кt=1,24 для двигателей до 100 кВт; кt=1,32 для двигателей большей мощности.
Э.д.с. якоря Ея равна
Ея = к·Ф ·ω, (3.3)
где Ф - поток возбуждения (Вб);
к = p·N /2πа - конструктивная постоянная двигателя;
где р - число пар полюсов машины;
N - число активных проводников обмотки якоря;
а – число пар параллельных ветвей обмотки якоря.
Момент, развиваемый двигателем, пропорционален току якоря и потоку возбуждения
М=кФIя, (3.4)
Решая уравнение 3.1 относительно скорости получаем зависимость скорости от тока якоря ω = f(Iя), которая называется электромеханической (скоростной) характеристикой двигателя
. (3.5)
Выражая ток якоря из 3.4 и подставляя в уравнение 3.5 получаем зависимость скорости от момента двигателя ω = f(M) - механическую характеристику привода.
. (3.6)
Если двигатель во всех режимах работает с постоянным номинальным потоком возбуждения, то величину считают постоянной, кФн=С.
Величину кФн можно определить по паспортным данным двигателя из уравнения 3.3 или 3.4 по формулам
; (3.7)
. (3.8)