Schematy zastępcze dla stany nieustalonego i ustalonego oraz równania silnika obcowzbudnego prądu stałego.

Pracę silnika prądu stałego opisują zależności wynikajace z praw indukcji elektromagnetycznej i elektrodynamiki: E=k_e, M_e= k_e_a

Przemianom energetycznym zachodzącym w silnikach prądu stałego towarzyszą straty mocy: mechaniczne P_m oraz wydzielane w uzwojeniu P_cu i żelazie twornika P_Fe.

Moc pobierana przez silnik: P_in=U_aI_a .

Zależność między mocą dostarczoną do silnika P_in, mocą elektromagnetyczną silnika P_e i mocą na wale P, a stratami mocy: P_e=P_in-P_Cu= U_aI_a-R_rI_a²=EI_a

P=P_e-P_Fe-P_m

Mocy elektromagnetycznej P_e odpowiada moment elektromagnetyczny M_e rozwijany przez silnik: M_e=P_e/=EI_a/=k_eI_a

Wartość prądu I_a w stanie pracy ustalonej silnika jest proporcjonalna do momentu oporowego M_o maszyny roboczej i zmienia się ze zmianą M_o

Moment napędowy M_s na wale silnika: M_s=P/

W stanie ustalonym pracę silnika opisują nastepujące równania wyprowadzone ze schematu zastępczego:

1. Dla obwodu wzbudzenia I_f=U_f/(R_f+R_fd)

Wartość prądu zależy tylko od napięcia zasilania i rezystancji tego obwodu

2. Dla obwodu twornika U_a=k_e+R_rI_a

Wartość pradu zależy od momentu oporowego M_o maszyny roboczej.

k_e-stała zależna od konstrukcji maszyny, E-siła elektromotoryczna indukowana w tworniku silnika, -strumień wywołany przez strumień wzbudzenia, -prędkość kątowa, I_a-prad twornika, U_a-napięcie twornika, R_r-rezystancja obwodu twornika

Stan nieustalony to np. rozruch, hamowanie

Schemat zastępczy obcowzbudnego silnika prądu stałego

Silnik napędowy wytwarza moment obrotowy M_S=f(_S),który jest najczęściej momentem napędzającym, a niekiedy momentem hamującym. Maszyna robocza przeciwstawia napędzającemu ją silnikowi moment oporowy M₀=f(₀), który najczęściej działa hamująco. W stanie ustalonym maszyny roboczej M._S=M₀. Jeżeli M_SM₀ to powstaje moment dynamiczny M._d, powodujący zmianę prędkości kątowej napędu. Moment dynamiczny wymusza stan przejściowy układu napędowego i jest definiowana zależnością M_d=M_S()-M₀(). Jest to podstawowe równanie ruchu napędu.

Stan ustalony: M_S=M_{0 ;} M_d=0 ; =const; d/dt=0.

Stan przejściowy: M_SM_{0 ;} M_d0 ; const; d/dt0.

Rozruch; przyśpieszenie układu: M_S>M_{0 ;}M_d>0; const; d/dt>0.

Hamowanie; opóźnienie układu: M_S<M_{0 ;}M_d<0; const; d/dt<0