1 直流電機起動及反轉控制
1.1 他勵直流電動機自起動控制
圖1-1為用按鈕操作以時間繼電器自動控制的他勵直流電動機起動線路，在該線路中他勵直流電動機電樞中串有**起動電阻r1、r2、r3，分別經三隻時間繼電器kt1、kt2、kt3控制依次切除起動電阻。起動時，首先要將勵磁繞組和主電路、控制電路均接上直流電源。用按鈕操作利用時間繼電器自動起動的方法，因線路簡單、可靠，得到廣泛應用。
圖1-1 他勵直流電動機用按鈕操作的自起動控制線路
圖1-2為他勵直流電動機**電阻起動控制線路，該線路在他勵直流電動機的電樞電路串有**起動電阻r1、r2、r3，利用三隻時間繼電器kt1、kt2、kt3依次切除起動電阻。準備起動時，勵磁繞組和主電路、控制電路均加上直流電源。起動時，操作主令控制器lk接通即可，停止將lk置於零位。
圖1-2 他勵直流電動機**電阻起動控制線路
圖1-3為他勵直流電動機可逆執行控制線路，實用中他勵直流電動機的反轉一般都採用改變電樞電流的方法，如圖1-3（a）的原理接線圖所示，經過正、反向接觸器km1、km2的通斷控制，去改變電樞電流的方向，從而改變轉向。
圖1-3（b）為可逆執行的他勵直流電動機的控制線路圖，該線路採用改變電樞電流方向來使電動機反轉。當按下sb1時，接觸器km1動作，電樞繞組a1接到電源正端，電動機正向旋轉。按下sb2時，則km2動作，這時電樞繞組a2改接電源正端而電機反轉。
圖1-3 他勵直流電動機可逆執行控制
1.2 並勵直流電動機起動控制
圖1-4為並勵直流電動機起動控制線路，由於直流電動機電樞繞組的電阻一般都很小，如直接起動將產生較大的起動電流，從而對換向不利，同時較大的起動轉矩也會使被拖動機械受到很大衝擊，因此，電機起動時必須限制起動電流。常用限制起動電流的方法，主要有降低電樞電壓和在電樞迴路增加電阻兩種。圖1-4為並勵直流電動機電樞迴路串電阻，兩級起動控制線路，該線路經時間繼電器kt1、kt2延時順序，依次短接電阻，完成逐級起動。
圖1-4 並勵直流電動機起動控制線路
直流電動機反轉方法有改變電樞電流方向和勵磁繞組電流方向兩種，通常使用前一種方法。而改變勵磁繞組電流方向，由於勵磁繞組匝數多，實現反轉時，在勵磁繞組中將產生瞬時數值較大的感應電勢，從而擊穿自身絕緣，故較少使用。圖1-5為採用電樞反接法可逆執行的並勵直流電動機控制線路。
當按下起動按鈕sb1時，接觸器km1接通電源動作，電樞繞組接通電源，電動機正向運轉。如要電動機反轉，先按下sb3使電動機停轉，再按下sb2使km2接通，電機反向執行。
1.3 串勵直流電動機起動控制
串勵直流電動機具有良好的起動效能，比他勵和並勵直流電動機有較大的起動轉矩。串勵直流電動機的機械特性較軟，如電動機轉矩增大時，轉速則自動下降，因而能自動調整功率的穩定。由於串勵直流電動機的轉速隨其負載轉矩的大小而增減，故在空載和輕載時，將產生過高甚至危險的轉速，使電機效能惡化或甩壞，故不允許空、輕載起動和執行。
圖1-6為串勵直流電動機啟動控制線路。
圖1-5 並勵直流電動機電樞反接法可逆執行控制線路
串勵直流電動機的反轉方法宜採用勵磁繞組反接法，這是因為串勵電動機的電樞兩端電壓很高，而勵磁繞組兩端電壓很低，反接則比較容易，如用於內燃機車、電動機車的直流電機常採用這種方法。圖1-7即為按這種反接方法連線的串勵直流電動機可逆執行控制線路，sb1為正轉起動按鈕，km1為正轉接觸器。當按下sb1後，則km1得電動作，接通電源使電動機作正向運轉。
需要電動機反轉時，順序按下按鈕sb3、sb2即可
圖1-6 串勵直流電動機起動控制線路
圖1-7 串勵直流電動機可逆執行控制線路
2 直流電機調速
直流電動機的調速方法有電樞迴路串電阻調速、調壓調速和弱磁調速。
表2-1 直流電動機幾種調速方式特點
2.1 電樞迴路串電阻調速
在保持電源電壓和勵磁電壓不變的情況下，在電樞迴路中串入不同的電阻，使電動機執行在不同的轉速，達到調速目的。在電樞迴路中串電阻調速時，所串的電阻越大，穩定執行轉速越低，因此，這種方法只能在額定轉速以下進行調速。一方面因調速電阻容量較大，一般多採用分級控制，不能連續調節，只能實現有級調速。
另一方面，電樞迴路串人電阻後，機械特性變軟，轉速受負載波動的影響較大，且在空載和輕載時調速範圍非常有限，調速效果不明顯。另外，所串電阻的損耗特使電動機的效率大大降低。因此，電樞迴路串電阻調速多用於對調速效能要求不高，而且是不經常調速的裝置，如起重機、運輸及牽引機械等。
2.2 調壓調速
在保持勵磁電壓不變的情況下，調節電源電壓(通常是降低電源電壓)，使電動機穩定執行在不同的轉速上，稱為調壓調速。調壓調速時，加在電樞上的電壓一般不超過額定電壓，所以，調壓調速只能在基速(額定轉速)以下調速。
調壓調速時，電動機的機械特性硬度不變，因此，在低速執行時，轉速受負載波動的影響小，穩定性好，而且能夠實現無級調速。與電樞迴路串電阻調速相比，調壓調速的效能要優越得多，面且電樞迴路中沒有附加電阻損耗，效率高。因此，調壓調速多用於對調速效能要求較高的裝置上，如造紙機、軋鋼機、龍門刨床等。
2.3 弱磁調速
弱磁調速就是保持電樞電壓不變，減小電動機勵磁電流，使主磁通減弱，從而電動機轉速公升高。因此，弱滋調速只能在基速以上進行。但弱磁調速所能達到的最高轉速受換向能力、電樞機械強度和穩定性等因素的限制，轉速不能公升得太高，一般用途的z2系列電動機弱磁調速時的最高轉速可達額定轉速的1．2—3倍。
為了擴大調速範圍而設計的zt2系列廣調速電動機，容許的最高轉速可達額定轉速的3—4倍。
弱磁調速是在較小的勵磁迴路中進行調節，調速時的能量損耗小，而且可以連續調節電阻值，達到無級調速。在實際的他勵直流電動機調速系統中，為了獲得更大的調速範圍，常常把調壓調速與弱磁調速結合起來使用。在基速以下來用調壓調速，在基速以上採用弱磁調速，從而在極寬的範圍內實現平滑的無級調速，面且調速時損耗小，執行效率高。
因為，一般電動機的額定磁通已設計得使鐵心接近飽和，所以，改變磁通一般應用在弱磁的方向，稱為弱磁調速，一般可以使轉速從額定值向上調節。弱磁調速只能向上調。
2.4 pwm直流調速系統
當改變勵磁電流時，可以改變磁通量的大小，從而達到改變磁通調速的目的。但由於勵磁線圈發熱和電動機磁飽和的限制，電動機的勵磁電流和磁通量只能在低於其額定值的範圍內調節，故只能弱磁調速。而對於調節電樞外加電阻時，會使機械特性變軟，導致電機帶負載能力減弱。
因此，通過調整電樞電壓調節直流電機速度的方法被廣泛使用。隨著電力電子技術的發展，調壓調速基本上都採用電力電子器件來實現,通常採用pwm調速實現電樞電壓調節直流電機速度。
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