这是现代直流调速器最核心、最常用的调速方式，适用于基速（电机额定转速）以下的无级调速，属于恒转矩调速（转速降低时，电机输出转矩基本不变），完全匹配多数工业设备“低速大转矩”的需求，如机床进给、起重机稳钩等场景。
工作原理：在保持主磁通$$\Phi$$不变（励磁电流恒定）、负载转矩基本稳定的前提下，通过调速器内部的电力电子器件（如晶闸管、IGBT、MOSFET），改变输出到电枢的平均电压$$U$$，进而改变转速$$n$$。根据电力电子技术的不同，分为两种主流实现方式：
晶闸管相控整流调压：核心器件为晶闸管（可控硅），利用晶闸管的可控整流特性，通过控制触发脉冲的相位角（导通角），调节交流电源整流后输出的直流平均电压，适用于中大功率场合（如轧钢机、大型起重机），技术成熟、成本可控，但低速时功率因数较低，会产生一定谐波污染电网，通常需要独立的励磁电源。
PWM脉宽调制调压（现代主流）：核心器件为MOSFET（中小功率）或IGBT（中高功率），先将输入电源（交流或直流）整流为恒定直流，再通过高频开关器件快速导通、关断，将恒定直流“斩波”为一系列宽度可调的脉冲电压序列。通过改变脉冲的占空比（导通时间与周期的比值），调节输出到电枢的平均电压$$U_{avg} = (T_{on}/T) \times U_{in}$$，占空比越大，平均电压越高，转速越快，反之则越慢。这种方式效率高（开关损耗小）、调速范围宽（可达1:100甚至更高）、低速转矩脉动小、对电网干扰小，还可实现四象限运行（正反转、电动/制动），广泛应用于小型电动工具、数控机床、机器人等各类场景。
物理过程（通俗理解）：电枢电压降低时，外部电压小于电机当前反电动势（转速越高，反电动势越大），电枢电流减小，电磁转矩随之减小，当转矩小于负载转矩时，电机开始减速，直到反电动势下降至与新的电枢电压匹配，达到新的稳定转速，整个过程平滑、连续、无顿挫。
该方式仅用于基速以上的升速调节，通常与电枢电压调节配合使用，扩大调速范围，属于恒功率调速（转速升高时，输出转矩减小），适用于需要高速运行的场景，如高速机床、电力机车等。
工作原理：在保持电枢电压$$U$$不超过额定电压的前提下，通过调速器调节励磁回路的电流，减小主磁通$$\Phi$$。根据转速公式，$$\Phi$$减小会使$$n$$升高（分母减小，分子基本不变），从而实现超额定转速运行。需要注意的是，磁通不能过度减弱，否则会导致电机换向困难、发热加剧，甚至损坏电机，且该方式只能升速，无法降速。
这是最传统、最简单的调速方式，目前仅用于低成本、小功率、对调速精度要求极低的老式设备（如小型起重设备、简易风机），已基本被PWM调压方式取代。
工作原理：在电枢回路中串联一个可变电阻，通过调节电阻的阻值，改变电枢回路的总电阻$$R_a$$，进而改变$$I_a R_a$$（电枢压降）。电阻增大时，电枢压降增大，实际作用于电枢的有效电压（$$U - I_a R_a$$）减小，转速降低。其缺点非常明显：能耗大（电阻发热损耗严重）、调速不平滑、机械特性软（负载变化时转速波动大）、效率低，无法满足现代工业的精准调速需求。
直流调速器的核心不仅是改变电压或磁通，更在于通过控制策略实现转速的精准、稳定控制，避免负载变化、电压波动导致的转速偏差，主要分为开环控制和闭环控制两种，其中闭环控制是现代调速器的主流配置。
最简单的控制方式，调速器根据给定的速度指令（如电位器调节、模拟量信号），直接输出相应的电枢电压或占空比，无需检测电机的实际转速。其优点是结构简单、成本低，缺点是调速精度差，受负载变化、电源波动、电机损耗等因素影响大，低速运行不稳定，仅适用于负载变化小、精度要求低的场景（如玩具车、小型风扇）。
通过增加反馈环节，实时检测电机的实际转速或电流，与预设的速度指令进行对比，通过控制器（常用PID控制器）自动调节输出电压，补偿转速偏差，确保转速稳定，抗负载扰动能力强，是工业设备的首选控制方式。常见的闭环控制类型分为两种：
速度闭环：最常用的闭环模式，通过速度传感器（如测速发电机、编码器、霍尔传感器）实时检测电机实际转速，将检测信号反馈给调速器，与预设速度指令对比，计算转速误差，通过PID算法调节输出电压，使实际转速始终接近预设转速，调速精度高、稳定性好，适用于机床、印刷机等对转速精度要求高的场景。
双闭环控制（速度环+电流环）：在速度闭环的基础上，增加电流闭环（内环），通过电流传感器检测电枢电流，限制起动、制动电流，保护电机和调速器的功率器件，同时改善动态响应性能（如加速、减速过程更平稳），避免电流过大损坏设备，适用于频繁启停、正反转、大惯量负载的场景（如起重机、轧钢机），是高端直流调速器的标准配置。
