一、方向控制器：H桥

　H桥电路是控制直流电机的最简单方法之一。下面的图1显示了H桥的简化电路图：

　用于直流电机方向控制的H桥电路

　直流电机控制器有四个成对控制的开关（1和4、2和3），当其中任何一对闭合时，它们就会完成电路并为电机供电。因此，可以通过将某些开关配对在一起来制作4象限电机，其中不断变化的极性会对电机产生不同的影响。本质上，该电路正在切换直流电机的引线，这将根据命令反转其旋转方向。它们很容易作为芯片出售，并且可以在大多数基于微处理器的控制器中找到，因为H桥可以通过晶体管缩小到非常小的尺寸。

　H桥不仅可以反转电机方向，还可以用于速度控制。如果只需要方向控制，那么H桥将用作所谓的非再生直流驱动器。但是，可以增加更多的复杂性来创建再生直流驱动器。图2显示了一个可视化再生驱动器工作原理的图表：

　表示在直流电机上改变极性时速度和扭矩方向的图表。请注意当它们朝同一方向工作时如何产生运动，以及当它们相反时如何实现断裂。

　大多数直流电机只需切断电机的电源即可减速；再生驱动器包括制动功能，其中在电机运行时切换极性将导致减速。象限1和3被认为是“电动”象限，其中电机在任一方向提供加速度，并且是非再生驱动器控制的。象限2和4被认为是“制动”象限，电机正在减速，再生驱动器从中受益。当电机速度与电机扭矩相反时，电机变成发电机，其机械能将驱动电流返回电源（称为“再生制动”）。此功能可减少能量损失并可为电源充电，从而有效提高电机效率。

　每个象限的电路图，显示了电机和电源电压的大小。注意电流方向(I a)如何从电机移动到象限2和4中的电源。

　当电机减速时，E a（电机产生/使用的电压）大于电源电压（V a），电流将流回电源。再生制动目前正在电动汽车和其他需要最大限度提高效率的应用中进行研究。这种方法不仅创造了直流电机控制，而且还提供了一种降低功耗的巧妙方法。

　二、速度控制器：脉冲宽度调制(PWM)

　正如我们关于交流电机控制器的文章中所见，PWM可用于多种电机。本质上，PWM电路通过模拟电源电压的降低/升高来改变电机速度。可调速驱动控制器向电机发送周期性脉冲，当与线圈电感引起的平滑效应相结合时，使电机运行起来就好像它是由较低/较高的电压供电一样。例如，如果12 V电机的PWM信号在每个周期的三分之二时间为高电平(12 V)，其余时间为低电平(0 V)，则电机将有效地以全电压的三分之二运行，或8 V。因此，电压降低的百分比或PWM“占空比”将改变电机的速度。PWM实施起来既简单又便宜，而且几乎可以选择任何占空比，从而几乎可以连续控制电机速度。PWM通常与H桥配对，以实现速度、方向和制动控制。

　三、电枢控制器：可变电阻

　影响直流电机速度的另一种方法是改变通过励磁线圈或电枢馈入的电流。当通过这些线圈的电流发生变化时，输出轴的速度将发生变化，因为其速度与电枢磁场的强度（由电流决定）成正比。与这些线圈串联的可变电阻器或变阻器可用于改变电流，从而改变速度。用户可以通过增加电枢线圈的电阻来降低转速，也可以通过增加定子电阻来提高转速，都是通过调节电阻来实现的。请注意，这种方法会导致电机效率低下，因为增加电阻意味着会损失更多的热量能量，这就是PWM是首选直流电机控制器类型的原因。

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