Charakterystyka mechaniczna silnika pokazuje zależność momentu elektromagnetycznego M od prędkości obrotowej n. W silniku prądu stałego szeregowym uzwojenie wzbudzenia jest połączone szeregowo z twornikiem, więc płynie przez nie ten sam prąd.
Kształt charakterystyki
Dla silnika szeregowego charakterystyka mechaniczna ma kształt silnie opadającej krzywej, zbliżonej do hiperboli:
- przy małej prędkości silnik może wytwarzać bardzo duży moment,
- wraz ze wzrostem prędkości moment szybko maleje,
- przy małym obciążeniu prędkość może nadmiernie wzrosnąć.
Na wykresie z osiami M pionowo i n poziomo charakterystyka silnika szeregowego jest więc krzywą opadającą: duży moment przy małej prędkości i mały moment przy dużej prędkości.
Dlaczego tak jest?
W silniku szeregowym strumień magnetyczny zależy od prądu twornika. Przy rozruchu prąd jest duży, więc duży jest także strumień i moment. W przybliżeniu, przed nasyceniem magnetycznym:
- moment: M ~ I²,
- prędkość silnie zależy od obciążenia.
Ważna cecha eksploatacyjna
Silnika szeregowego prądu stałego nie wolno uruchamiać bez obciążenia, ponieważ przy małym obciążeniu prędkość może wzrosnąć do niebezpiecznej wartości, grożąc uszkodzeniem maszyny.
Typowe zastosowania
Silniki szeregowe stosuje się tam, gdzie potrzebny jest duży moment rozruchowy, np. w napędach trakcyjnych, dźwignicach i rozrusznikach.