直流电动机具有良好的运行和控制特性，长期以来，直流调速系统在调速领域一直占据垄断地位。虽然近年来交流调速系统发展很快，并有望取代直流调速系统，但就目前而言，直流调速仍然是自动调速系统的主要形式，在许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、纺织、造纸等需要高性能调速的场合仍有着广泛的应用。而且由于直流调速系统在理论和实践方面都比较成熟，从控制技术的角度来看，它又是交流调速系统的基础，因此，首先着重讨论直流调速系统是十分必要的。

1.1直流调速主要的调速方法 

1.直流他励电动机供电原理图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

图1直流他励电动机供电原理图

2.直流他励电动机电气方程

由图1可得直流他励电动机的有关电气方程如下：

 

 

 

    （1-1）

U_do 为电源空载电压；U_d为电动机电枢电压；E为电枢电动势；R为电枢回路总电阻，R=R_n+R_a+R₁; R_n 为直流电源内阻；R_a 为电枢内阻；R₁为线路或外接电阻；n 转速，单位r/min；Φ为励磁磁通；C_e为电动机的电动势转速比，C_e=K_eΦ;K_e为电动机结构决定的电动势系数。

3.直流他励电动机的调速方法

由直流他励电动机转速方程可见，有三种调节转速的方法，即调节电枢供电电压U_do、减弱励磁磁通Φ和改变电枢回路总电阻R。

（1） 调节电枢供电电压的调速

从式(1-1)可知，当磁通Φ和电阻R一定时，改变电枢供电电压U_do，，可以平滑地调节转速n，机械特性将上下平移，如图1-2所示。由于受电动机绝缘性能的影响，电枢电压只能向小于额定电压的方向变化，所以这种调速方式只能在电动机额定转速以下调速。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压方式为最好，因此调压调速也是调速系统的主要调速方式。

（2） 减弱励磁磁通的调速

减弱励磁磁通的调速也称弱磁调速，由（1-1）可知，当U_do和R不变时，减小φ（考虑到直流电动机额定运行时，磁路已接近饱和，因此励磁磁通只能小于额定磁通的方向变化），电动机转速将高于额定转速，其机械特性向上移动，机械特性如图1-2中虚线以上部分所示。

由于弱磁调速是在额定转速以上调速，电动机最高转速受换向器和机械强度的限制，其调速范围不可能太大。在实际生产中，往往只是配合调压调速，在额定转速以上作小范围的升速。这样，调压与调磁相结合，可以扩大调速范围。

 

 

 

 

 

 

 

图1-2 直流他励电动机调压调速和弱磁调速时的机械特性

（3） 改变电枢回路电阻的调速

改变电枢回路电阻的调速一般是在电枢回路中串接附加电阻，该调速方法损耗较大，只能进行有级调速，电动机的人为机械特性比固有特性软，通常只用于少数小功率场合。