一、方向控制器：H橋

　H橋電路是控制直流電機的最簡單方法之一。下面的圖1顯示了H橋的簡化電路圖：

　用于直流電機方向控制的H橋電路

　直流電機控制器有四個成對控制的開關（1和4、2和3），當其中任何一對閉合時，它們就會完成電路并為電機供電。因此，可以通過將某些開關配對在一起來制作4象限電機，其中不斷變化的極性會對電機產生不同的影響。本質上，該電路正在切換直流電機的引線，這將根據(jù)命令反轉其旋轉方向。它們很容易作為芯片出售，并且可以在大多數(shù)基于微處理器的控制器中找到，因為H橋可以通過晶體管縮小到非常小的尺寸。

　H橋不僅可以反轉電機方向，還可以用于速度控制。如果只需要方向控制，那么H橋將用作所謂的非再生直流驅動器。但是，可以增加更多的復雜性來創(chuàng)建再生直流驅動器。圖2顯示了一個可視化再生驅動器工作原理的圖表：

　表示在直流電機上改變極性時速度和扭矩方向的圖表。請注意當它們朝同一方向工作時如何產生運動，以及當它們相反時如何實現(xiàn)斷裂。

　大多數(shù)直流電機只需切斷電機的電源即可減速；再生驅動器包括制動功能，其中在電機運行時切換極性將導致減速。象限1和3被認為是電動象限，其中電機在任一方向提供加速度，并且是非再生驅動器控制的。象限2和4被認為是制動象限，電機正在減速，再生驅動器從中受益。當電機速度與電機扭矩相反時，電機變成發(fā)電機，其機械能將驅動電流返回電源（稱為再生制動）。此功能可減少能量損失并可為電源充電，從而有效提高電機效率。

　每個象限的電路圖，顯示了電機和電源電壓的大小。注意電流方向(I a)如何從電機移動到象限2和4中的電源。

　當電機減速時，E a（電機產生/使用的電壓）大于電源電壓（V a），電流將流回電源。再生制動目前正在電動汽車和其他需要最大限度提高效率的應用中進行研究。這種方法不僅創(chuàng)造了直流電機控制，而且還提供了一種降低功耗的巧妙方法。

　二、速度控制器：脈沖寬度調制(PWM)

　正如我們關于交流電機控制器的文章中所見，PWM可用于多種電機。本質上，PWM電路通過模擬電源電壓的降低/升高來改變電機速度。可調速驅動控制器向電機發(fā)送周期性脈沖，當與線圈電感引起的平滑效應相結合時，使電機運行起來就好像它是由較低/較高的電壓供電一樣。例如，如果12 V電機的PWM信號在每個周期的三分之二時間為高電平(12 V)，其余時間為低電平(0 V)，則電機將有效地以全電壓的三分之二運行，或8 V。因此，電壓降低的百分比或PWM占空比將改變電機的速度。PWM實施起來既簡單又便宜，而且?guī)缀蹩梢赃x擇任何占空比，從而幾乎可以連續(xù)控制電機速度。PWM通常與H橋配對，以實現(xiàn)速度、方向和制動控制。

　三、電樞控制器：可變電阻

　影響直流電機速度的另一種方法是改變通過勵磁線圈或電樞饋入的電流。當通過這些線圈的電流發(fā)生變化時，輸出軸的速度將發(fā)生變化，因為其速度與電樞磁場的強度（由電流決定）成正比。與這些線圈串聯(lián)的可變電阻器或變阻器可用于改變電流，從而改變速度。用戶可以通過增加電樞線圈的電阻來降低轉速，也可以通過增加定子電阻來提高轉速，都是通過調節(jié)電阻來實現(xiàn)的。請注意，這種方法會導致電機效率低下，因為增加電阻意味著會損失更多的熱量能量，這就是PWM是首選直流電機控制器類型的原因。