Động cơ điện một chiều
Dựa vào phương pháp kích từ, việc phân loại động cơ điện một chiều giống như đã xét đối với máy phát một chiều.Sức điện động của động cơ điện một chiều là: Đối với động cơ, dòng điện I ư ngược ...
Dựa vào phương pháp kích từ, việc phân loại động cơ điện một chiều giống như đã xét đối với máy phát một chiều.Sức điện động của động cơ điện một chiều là:
Đối với động cơ, dòng điện Iư ngược chiều với sức điện động, nên Eư còn gọi là sức phản điện.Mômen điện từ của động cơ tính theo công thức
Đối với động cơ, mômen điện từ là mômen quay, cùng chiều với tốc độ quay n.
Mở máy động cơ điện một chiều
Từ phương trình cân bằng điện áp mạch phần ứng của động cơ
Khi mở máy, tốc độ n = 0, sức phản điện Eư = kEnΦ = 0, dòng điện phần ứng lúc mở máy:
Vì điện trở Rư rất nhỏ, cho nên dòng điện phần ứng lúc mở máy rất lớn, có thể gấp 20÷30 lần Iđm làm hỏng cổ góp và chổi điện. Dòng điện phần ứng lớn kéo theo dòng điện mở máy Imở lớn, làm ảnh hưởng đến lưới điện. Để giảm dòng điện mở máy chỉ còn Imở=(1,5÷2)Iđm, người ta dùng các biện pháp sau:
Dùng biến trở mở máy Rmở.
Biến trở mở máy được mắc vào mạch phần ứng như hình 3-17. Dòng điện mở máy lúc có biến trở mở máy là: 
Lúc bắt đầu mở máy, biến trở Rmở để ở vị trí có trị số lớn nhất (hình 3-17), trong quá trình mở máy, tốc độ tăng lên, sđđ Eư tăng, và điện trở mở máy phải giảm đến không, lúc đó quá trình mở máy kết thúc, máylàm việc đúng điện áp quy định.
Giảm điện áp đặt vào phần ứng
Phương pháp này được sử dụng khi có nguồn điện một chiều có thể điều chỉnh được, ví dụ trong hệ thống máy phát - động cơ như hình 3-18 hoặc nguồn một chiều chỉnh lưu. Phương pháp mở máy nhờ biến trở mở máy đối với các động cơ lớn thường cồng kềnh và tiêu hao một phần năng lượng đáng kể nhất là với động cơ yêu cầu mở máy liên tục. Do đó, để mở máy động cơ công suất lớn, người ta sử dụng nguồn một chiều độc lập có thể điều chỉnh được như hệ thống máy phát - động cơ (F-Đ). Để cung cấp cho phần ứng động cơ Đ, người ta dùng máy phát F, trong khi mạch kích từ được đặt dưới điện áp U = Uđm của nguồn một chiều đang sử dụng, có như vậy, mới đảm bảo lúc mở máy có từ thông lớn nhất để có mômen mở máy lớn
Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều
Từ phương trình cân bằng điện áp mạch phần ứng của động cơ ta rút ra:
E ư = U - I ư R ư
Thay trị số Eư = kEnΦ = 0, ta có phương trình tốc độ:
Nhìn vào phương trình trên, muốn điều chỉnh tốc độ n, ta có các phương pháp sau:
Mắc điện trở điều chỉnh vào mạch phần ứng.
Khi thêm điện trở vào mạch phần ứng (hình 3-17), tốc độ giảm. Vì dòng điện phần ứng lớn nên tổn hao công suất trên điện trở điều chỉnh lớn. Phương pháp này chỉ sử dụng ở động cơ công suất bé.
Thay đổi điện áp U
Dùng nguồn một chiều điều chỉnh được điện áp cung cấp điện cho động cơ như hình 3-18. Phương pháp này được sử dụng nhiều.
Thay đổi từ thông
Thay đổi từ thông bằng cách thay đổi dòng kích từ. Để thay đổi dòng kích từ, người ta mắc thêm Rđc vào mạch kích từ (hình 3-17).Khi điều chỉnh tốc độ, người ta kết hợp các phương pháp. Ví dụ phương pháp thay đổi từ thông với phương pháp thay đổi điện áp thì phạm vi điều chỉnh rất rộng, đây là ưu điểm lớn của động cơ điện một chiều.Dưới đây, ta xét cụ thể các loại động cơ điện một chiều.
kích từ song song
Sơ đồ nối dây như hình 3-19a, trong đó có vẽ chiều dòng điện vào động cơ I, dòng điện phần ứng Iư, dòng điện kích từ Ikt và I = Iư + Ikt. Để mở máy, dùng biến trở mở máy Rmở. Để điều chỉnh tốc độ thường điều chỉnh Rđc để thay đổi Ikt, do đó thay đổi từ thông Φ. Phương pháp này sử dụng rất rộng rãi, song cần chú ý khi giảm từ thông Φ, có thể dòng điện phần ứng Iư tăng quá trị số cho phép, vì thế cần có bộ phận bảo vệ cắt điện không cho động cơ làm việc khi từ thông giảm quá nhiều.
Đường đặc tính cơ n = f(M)
Biểu diễn quan hệ giữa tốc độ n và mômen quay M khi điện áp U = const, điện trở mạch phần ứng Rư = const, điện trở mạch kích từ Rkt = const.Từ phương trình tốc độ ta có:
Mặt khác, theo biểu thức M = KMIưΦ, rút ra 
, thay vào phương trình trên ta có (3-25):
Nếu có mắc điện trở Rp vào mạch phần ứng, ta có phương trình (3 - 26):
Quan hệ n = f(M) được vẽ trên hình (3-19b). Đường 1 là đường đặc tính cơ tự nhiên (Rp = 0) ứng với phương trình (3-25). Đường 2 với Rp ≠ 0 ứng với phương trình (3-26).
Đặc tính làm việc
Đường đặc tính làm việc được xác định khi điện áp và dòng điện kích từ không đổi (U = const, Ikt = const). Đó là các đường quan hệ giữa tốc độ n, mômen M, dòng điện phần ứng Iư và η (hiệu suất) theo công suất cơ trên trục động cơ P2 được vẽ trên hình 3-19c. Ta nhận thấy, động cơ kích từ song song có đặc tính cơ cứng và tốc độ hầu như không đổi khi công suất trên trục động cơ P2 thay đổi. Chúng được dùng nhiều trong các máy cắt kim loại, các máy công cụ v.v… Khi có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ, ta dùng động cơ kích từ độc lập.
kích từ song song
kích từ nối tiếp
Sơ đồ nối dây như hình (3-20a), Để mở máy ta dùng biến trở mở máy Rmở. Để điều chỉnh tốc độ ta dùng các phương pháp như đã trình bày ở mục 3.7.2, nhưng cần chú ý khi điều chỉnh từ thông phải mắc biến trở điều chỉnh song song với dây quấn kích từ nối tiếp.
kích từ nối tiếp
Đường đặc tính cơ n = f(M)
Khi máy chưa bão hoà, dòng điện phần ứng Iư và từ thông tỷ lệ với nhau, tức (3-27):
Phương trình 3-30 cho thấy đặc tính cơ có dạng hypecbôn (hình 3-20b). Đó là đường đặc tính cơ mềm, mômen tăng thì tốc độ động cơ giảm. Khi không tải hoặc tải nhỏ, dòng điện và từ thông nhỏ, tốc độ động cơ tăng rất lớn có thể phá huỷ động cơ về mặt cơ khí, vì thế không cho phép động cơ kích từ nối tiếp mở máy không tải hoặc tải nhỏ.
Đường đặc tính làm việc
Hình (3-20c) vẽ các đường đặc tính làm việc. Động cơ được phép làm việc với tốc độ n nhỏ hơn tốc độ giới hạn ngh. Trong vùng làm việc, đường đặc tính vẽ bằng đường nét liền. Động cơ kích từ nối tiếp khi chưa bão hoà, mômen quay tỷ lệ với bình phương dòng điện và tốc độ giảm theo tải, nên thích hợp dùng trong chế độ tải nặng nề, được sử dụng nhiều trong giao thông vận tải hay các thiết bị cầu trục.
kích thích hỗn hợp
Sơ đồ nối dây như hình 3-21a. Các dây quấn kích từ có thể nối thuận (từ trường của chúng thuận chiều ) làm tăng từ thông, hoặc nối ngược (từ trường của chúng ngược nhau) làm giảm từ thông. Đường đặc tính cơ của động cơ kích từ hỗn hợp khi nối thuận (đường 1) là trung bình giữa đặc tính cơ của động cơ kích từ song song (đường 2) và của động cơ kích từ nối tiếp (đường 3) như hình 3-21b. Ở các động cơ làm việc nặng nề, dây quấn kích từ nối tiếp là dây quấn kích từ chính, còn dây quấn kích từ song song là phụ và được nối thuận. Dây quấn kích từ song song bảo đảm cho tốc độ động cơ không tăng quá lớn khi mômen nhỏ. Động cơ kích từ hỗn hợp có dây quấn kích từ nối tiếp là kích từ phụ và nối ngược, có đặc tính cơ rất cứng như đường 4 trong hình 3-21b, nghĩa là tốc độ quay hầu như không đổi khi mômen thay đổi. Thật vậy, khi mômen quay tăng, dòng điện phần ứng tăng, dây quấn kích từ song song làm tốc độ n giảm một ít, nhưng vì có dây quấn kích từ nối tiếp nối ngược làm giảm từ thông trong máy, sẽ tăng tốc độ động cơ lên như cũ. Ngược lại, khi nối thuận, sẽ làm cho đặc tính của động cơ mềm hơn, mômen mở máy lớn hơn, thích hợp với các máy ép, máy bơm, máy nghiền, máy cán v.v…
