مدار معادل موتور DC:
نمودار شماتیکی یک موتور DC در شکل زیر نشان داده شده است.

ساختار_موتور4

یک موتور DC دو مدار مجزا دارد: مدار میدان یا تحریک و مدار آرمیچر. ورودی، توان الکتریکی و خروجی توان مکانیکی است.

در این مدار معادل، سیم پیچ تحریک از یک منبع ولتاژ DC جداگانه با ولتاژVf تغذیه می شود. همچنینRfوLf به ترتیب، مقاومت و اندوکتانس سیم پیچی میدان را نشان می دهند.

جریانIf که در سیم پیچی تولید شده، میدان مغناطیسی لازم را برای عملکرد موتور ایجاد می کند. در مدار آرمیچر (روتور)، VTولتاژ اعمالی به ترمینال های موتور، Iaجریان گذرنده از مدار آرمیچر، Raمقاومت سیم پیچی آرمیچر وEb کل ولتاژ القایی در آرمیچر است.

شکل 4: مدار موتور DC

معادله ولتاژ:
با اعمال KVL در مدار آرمیچر شکل 4، می توان نوشت:

که در آن، VT ولتاژ اعمالی به ترمینال های آرمیچر موتور وRa مقاومت سیم پیچی آرمیچر است.

ولتاژ القایی معمولاً با نمادeیاE و ولتاژ ترمینال معمولاً باvیاV نمایش داده می شود. در حالت سکون، سرعت موتور صفر است؛ بنابراین، نیروی ضد محرکه الکتریکی برابر با صفر است. جریان آرمیچر در حالت راه اندازی بسیار بزرگ است.

با اعمال KVL در مدار میدان شکل 7، داریم:

که در آن، Vf ولتاژ اعمالی به سیم پیچی تحریک (برای تولید میدان مغناطیسی)، Rf مقاومت سیم پیچی میدان، وIf جریان گذرنده از سیم پیچی میدان است.

معادله انتقال توان:
پیش تر معادله گشتاور تولیدی موتور را به دست آوردیم:

توان نیز توانی است که فرم مکانیکی در می آید و برابر است با:

عبارت بالا، توان تحویلی به ولتاژ القایی آرمیچر (ضد محرکه) است و به صورت زیر بیان می شود:

توجه کنید که سرعت چرخش در دقیقه (N) با رابطهبه سرعت زاویه ای ω (برحسب رادیان بر ثانیه) مربوط می شود.N را می توان به صورت r/min یا rpm (دور در دقیقه) نوشت.

لازم به ذکر است که شار در ماشین، متناسب با جریان گذرنده از سیم پیچی تحریک است (یعنیϕ∝If) و می توانیم دو ولتاژ القایی را در دو سرعت مختلف با یکدیگر مقایسه کنیم.

اگر ولتاژ القایی در سرعتN1 و با جریان سیم پیچی تحریکIf1 به صورت زیر باشد:

و ولتاژ القایی در سرعتN2 و با جریان سیم پیچی تحریکIf2 به صورت زیر باشد:

در نتیجه، ولتاژهای القایی در این نقاط کار را می توان به صورت زیر با هم مقایسه کرد:

این معادله در تعیین سرعت موتور DC در شرایط کاری مختلف مفید است.