（1）旋轉(zhuǎn)變流機組——用交流電動機和直流發(fā)電機組成機組，以獲得可調(diào)的直流電壓。

 

（2）靜止式可控整流器——用靜止式的可控整流器，以獲得可調(diào)的直流電壓。

 

 

（3）直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器——用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關器件斬波或進行脈寬調(diào)制，以產(chǎn)生可變的平均電壓。

 

常用的可控直流電源又因其供電電源種類的不同而分為以下幾種情況：

 

 

早期使用的可控變流裝置是旋轉(zhuǎn)變流機組，由它供電的直流電動機調(diào)速系統(tǒng)如圖1所示。

 

 

圖1  旋轉(zhuǎn)變流機組

 

圖中，交流電動機（圖1中的藍色圈顯現(xiàn)）為原動機，工作時轉(zhuǎn)速基本恒定。由它拖動的直流發(fā)電機G（圖-1中的綠色圈顯現(xiàn)秒）給需要調(diào)速的直流電動機M（圖1中的紅色圈顯現(xiàn)）的電樞供電。GE（圖1中的紫色圈顯現(xiàn)）為一臺小型直流發(fā)電機，可以如圖那樣與交流電動機、直流發(fā)電機G同軸相連，也可另設一臺小型交流電動機對其拖動。它在系統(tǒng)中的作用是提供一小容量的直流電源，供直流發(fā)電機G（圖1中的綠色圈顯現(xiàn)）和直流電動機M（圖1中的紅色圈顯現(xiàn)）的定子勵磁用，所以又稱GE為勵磁發(fā)電機。

 

對于直流發(fā)電機而言，其定子需要直流勵磁，外力轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生動生電動勢。對于直流電動機而言，其定子需要直流勵磁，轉(zhuǎn)子上再外接工作直流電源，從而在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

 

旋轉(zhuǎn)變流機組供電的直流調(diào)速系統(tǒng)可簡稱為G-M系統(tǒng)。改變G的勵磁電流If的大小，也就改變了G的輸出電壓U，進而改變了直流電動機的M的轉(zhuǎn)速。

 

對系統(tǒng)的調(diào)速性能要求不高時，圖中的放大裝置可以不用，If直接由勵磁電源GE提供，要求較高的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一般都應有放大裝置。如果改變If的方向，則U的極性和直流電動機M的旋轉(zhuǎn)方向都將發(fā)生改變。所以，G-M系統(tǒng)的可逆運行是很容易實現(xiàn)的。

 

上述改變If的方向可以如何實現(xiàn)？

 

G-M系統(tǒng)在20世紀60年代曾經(jīng)廣泛使用，但因其設備多、體積大、效率低、運行噪聲大等缺點，后被更經(jīng)濟可靠的晶閘管整流可控變流裝置取代了。

 

 

 

圖2  晶閘管整流裝置

 

晶閘管整流裝置供電的直流調(diào)速系統(tǒng)如圖。GT（圖2中的綠色圈顯現(xiàn)）為晶閘管的觸發(fā)裝置，V（圖2中的橙色圈顯現(xiàn)）為晶閘管整流器，合起來為一可控直流電源。可控直流電源給直流電動機M（圖2中的紫色圈顯現(xiàn)）電樞供電組成直流調(diào)速系統(tǒng)。這類直流調(diào)速系統(tǒng)簡稱V-M系統(tǒng)。

 

改變GT的輸入信號（圖2中的紅色圈顯現(xiàn)）大小，就可改變其輸出脈沖（圖2中的藍色線條顯現(xiàn)）的相位，不同相位的脈沖輸入整流器V，可以使整流器的輸出電壓Ud的大小發(fā)生變化，進而改變電動機M的轉(zhuǎn)速。

 

晶閘管可控直流電源的功率放大倍數(shù)高出旋轉(zhuǎn)變流機組兩到三個數(shù)量級，系統(tǒng)反應速度也高出兩個數(shù)量級以上。

 

 

圖3中（a）圖為采用晶閘管做開關的直流斬波器—電動機調(diào)速系統(tǒng)原理圖。

 

 

圖3 直流斬波器

 

當晶閘管VT（圖3中的藍色圈顯現(xiàn)）被觸發(fā)導通時，電源電壓Us加到電動機M（圖3中的紅色圈和線段顯現(xiàn)）的電樞上；當VT在控制信號的作用下，通過強迫關斷電路（圖3中的淺藍色框顯現(xiàn)）關斷時，電源與電動機電樞斷開，電動機經(jīng)二極管VD（圖3中的綠色圈顯現(xiàn)）續(xù)流，此時A、B兩點間（即電樞兩端）電壓接近零（圖3中的黃色線段顯現(xiàn)）。若使晶閘管VT反復通斷，就可得到A、B間的電壓波形如（b）圖所示。由波形看來，就好像電源電壓Us在一段時間內(nèi)（從ton到T）被斬掉后形成的，這也是斬波器這一名稱的由來。

 

基于該電壓波形特點，在電力拖動系統(tǒng)中常采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）式控制、脈沖頻率調(diào)制（PFM）式控制和兩點式控制。其中脈沖寬度調(diào)制式應用最為廣泛。在調(diào)速系統(tǒng)中，將其與電動機合在一起，組成PWM—電動機系統(tǒng)，簡稱PWM調(diào)速系統(tǒng)或脈寬調(diào)速系統(tǒng)。

 

直流斬波器目前廣泛應用于電力牽引設備和高性能的小型伺服系統(tǒng)上。