มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงเป็นมอเตอร์ที่ป้อนด้วยไฟฟ้ากระแสตรงและมีคอมมิวเตเตอร์กับแปรงถ่านทำหน้าที่ในการจัดเรียงกระแสไฟฟ้าในขดลวดอาร์เมเจอร์ กระแสที่ไหลในขดลวดอาร์เมเจอร์ภายใต้หน้าขั้วแม่เหล็กเดียวกันจะมีทิศทางเดียวกัน ส่วนที่อยู่ภายใต้ขั้วตรงข้ามจะมีทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าตรงข้ามกัน ส่งผลให้แรงบิดเกิดขึ้นเสริมกัน
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงที่ใช้อยู่ในอุตสาหกรรมนิยมใช้อยู่ 2 แบบ
- Permanent Magnet DC Motor
- Separately Excited Field DC Motor
สามารถเขียนวงจรเสมือนของ Separately Excited Field DC Motor ได้โดยประกอบด้วยขดลวดหลัก 2 ขดด้วยกันคือ Field Coil และ Armature winding เราจะใช้วงจรสมมูลของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงในการคำนวณหาความสัมพันธ์ของพารามิเตอร์ต่าง ๆ ในการควบคุม
สมการ Armature Induced EMF
สมการ Electromagnetic Torque
Electromagnetic Power เป็นกำลังไฟฟ้าป้อนเข้าที่ขดลวดอาร์เมเจอร์ ซึ่งเป็นจุดที่ทำหน้าที่แปลงกำลังไฟฟ้าไปเป็นกำลังทางกล
สมการแสดงความสัมพันธ์ของการแปลงรูปกำลังไฟฟ้าไปเป็นกำลังทางกลที่อาร์เมเจอร์ของเครื่องจักรกลไฟฟ้ากระแสตรงจะมีค่าเท่ากับ
กำหนดให้ความสัมพันธ์ระหว่างเส้นแรงแม่เหล็กต่อขั้ว (Magnetic Flux per Pole) กับกระแสกระตุ้นสนามแม่เหล็ก (Field winding current) เป็นไปในลักษณะเชิงเส้น (linear)
แทนลงในสมการ Armature Induced EMF และ สมการ Electromagnetic Torque
สมการศักดาไฟฟ้าป้อนเข้าที่ขั้ว ของขดลวดอาร์เมเจอร์ขณะทำงานเป็นมอเตอร์
สามารถหา ค่าพลังงานขาออก Output Power ของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงได้จาก
ความสูญเสียภายในมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงไม่คิด Stay-load loss
ประสิทธิภาพ (Efficiency) ของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงสามารถคำนวณ ได้จากสมการ
กำลังที่ต้องป้อนเข้าทั้งหมด หาได้จาก กำลังขาออก บวกด้วยกำลังสูญเสียทั้งหมด
