直流电动机控制方式

由上式可以看出，Ua、 Ra、Φ三个参数都可以称为变量，若是改变其中一个参数，就可以改变电动机的转速，故直流电动机有三种基本调速方式：① 改变电枢回路电阻 Ra；② 改变电枢电压Ua；③ 改变励磁磁通Φ 。

1. 电枢回路电阻控制法

电枢回路电阻控制法是在磁极绕组励磁电流不变的情况下，通过改变电枢回路的电阻，使电枢电流变化来实现对电动机转速的控制。当电动机负载一定时，随着串入的外接电阻的增大，电枢回路总电阻增大，相应的电动机的转速就会降低。外接电阻的改变可以通过接触器或主令开关来实现。这种调速方式控制简单、操作方便，但只能进行有级调速，调速平滑性差，机械特性较软，空载时几乎没有调速作用，还会在调速电阻上消耗大量电能，因此很少在新能源汽车上应用。

2. 电枢电压控制法

电枢电压控制是通过改变电枢电压控制电动机的转速，其适用于电动机基速以下的调速控制。直流电动机的电枢电压与转速之间近似于线性调节。而电动机的输出转矩不变，因此也称为恒转矩控制。该控制方法可以是直流电动机在较宽的速度范围内实现平滑的速度控制，调速比一般为1∶10，如果配合磁场调节，则调速比可以达到1∶30。

电枢电压调速的实现过程为：当电枢电压降低，在转速、阻力矩还没来得及改变时，电枢电流必然下降，电枢产生的电磁转矩下降，致使电枢转速下降。随着电枢转速的降低，电枢反电动势减小，电枢电流上升，电磁转矩随之增大，直到与电动机的阻力矩相平衡时，电动机才会在比调压前更低的转速下稳定运行。

3. 励磁磁通控制法

励磁磁通控制法是通过调节励磁电流，改变磁极磁通来调节电动机的转速，适用于电动机基速以上的调速控制。当电动机电枢电流不变时，该控制方法具有恒功率调速的特性。励磁磁通控制法效率较高，但其调速范围较小（一般不超过1∶3），且响应速度较慢。

励磁磁通调速的实现过程为：减小磁通，在机械惯性力的作用下，电枢转速还没有来得及下降，而反电动势随着磁通的减小而下降，电枢电流增大，由于电流增加的幅度大于磁极磁通减小的幅度，因而电动机的电磁转矩增大，如果这时电动机的阻力矩不变，则转速会上升。随着电动机转速的上升，电枢的反电动势增大，电枢电流随之减小，在电磁转矩与阻力矩平衡时，电动机就会在比减小磁通前更高的转速下运行。

图5-1 直流电动机转矩—转速特性

在实际的电流电动机调速控制中，通常是电枢电压控制和励磁磁通控制相配合使用。在电动机基速以下，励磁磁场保持不变，通过调节电枢电压控制电动机的转速，称为调压调速，或称为恒转矩调速；在基速以上，通过调节励磁磁通控制电动机的转速，称为弱磁调速，或称为恒功率调速。调压调速与弱磁调速相配合时，电动机的转矩—转速特性如图5-1所示。