本发明系涉及一种具有可控动态特性的直流分激（或复激）马达及其电路装置。 传统的直流电机，分激型的运转效率高，但起动力矩较小，串激型的则具有较大的起动转矩，但运转效率因磁场压降损失而较低。
本发明的目的是提供一种具有可控动态特性的直流分激（或复激）马达及其电路装置，主要为具有一组基本激磁电流的分激磁场，并随电枢负载电流增加而增大的磁场，以便产生近似串激马达的特性，并且在到达最大设定值后停止增加磁场激磁电流，以便产生近似分激马达的特性。
下面根据附图详细说明本发明的实施例。
图1是可控动态特性的直流分激（或复激）马达的原理示意图，
图2是主动元件并与磁场绕组WF201同极性相连的辅助磁场绕组WF202的实施例地示意图。
图3是用外加阻抗Z301（如电阻或电感）代替图2所述的辅助磁场绕组的实施例的示意图。
图4是由两组马达构成互锁的具有可控动态特性的直流马达及其电路装置的电路图。
如图1所示的本发明主要构成包括：
-与主动元件AD101串联后并与电源相联的主分激磁场绕组WF101;
-主动元件AD101，它是具有前置放大的固态开关元件，且包含功率晶体管，闸流管等元件，其中功率晶体管适用于直流或脉动直流，闸流管则控制具有过零点的截波直流电源;
-激磁控制开关FS101，它用来控制主动元件AD101进行基本激磁电流选择，包括接受电控界面或人工操控，以形成控速或在运转中加大激磁作动能回收的发电制动;
-直流电机电枢A101，它可与双掷正反转开关外接，并与电枢电流检测元件S101串联后再与直流电源相联;
-由串激绕组或降压电阻（或电抗线圈）构成的检测元件S101，以提供与电枢电流值相对的参考信号来驱动主动元件AD101，其控制关系为：当电枢电流随负载增大时，参考信号愈强，则主动元件AD101阻抗愈低;而增加对磁场WF101的激磁电流以提高输出转矩。
上述构成的电机一种具有速度上限、分激特性的下限以及其上下限之间具有串激特性。
图1的动作特性如下：
当电流流入电枢A101时，电枢由于与磁场作用关系，因侦测元件组S101的检测信号控制主动元件AD101而进一步控制磁场WF101，形成可控动态特性的直流马达;此外，其动态特性如图1-A所示，与原串激马达特性曲线比较，其分激磁场绕组所具有的基本磁场形成具有一被限制的速度上限ab特性段，由于电枢电流侦测元件S101的检知及控制主动元件AD101进而使磁场电流随电枢电流增减以构成近似串激马达特性的bc工作段，以及在磁场因饱和或被限制不再增加激磁后呈现近似分激马达特性的cd工作段。
图2及图3分别为本发明的进一步的电路应用例。
图2为主动元件与磁场绕组WF201相联的同极性的辅助磁场绕组WF202的实施例，其主要构成包括：
-分激磁场绕组WF201和辅助磁场绕组WF202同极性相互串联，其辅助磁场绕组并联于主动元件AD201的两侧;
-电枢A201与检测元件S201相串联后再与电源并联;
-激磁控制开关FS201对主动元件AD201控制并作基本激磁电流选择，包括接受电控界面或人工控制，以便制成控速或在运转中加大激磁作动能回收的发电制动。
图2的动作特性如下：
当电枢电流过小时，检测元件S101所检测的电流信号亦较小，主动元件AD201呈高阻抗状态，此时磁场电流强度与分激磁场绕组WF201及所串联的辅助磁场绕组WF202的阻抗值成反比，基本激磁电流可维持电枢转速在其反电动势（EMF）与电源相互平衡的转速上限;当其负载渐渐增加时，磁场因主动元件AD201的阻抗降低而激磁电流渐渐增大，使得马达产生类似串激马达的性能;当主动元件AD201到达最低阻抗的饱和状态时，磁场呈最大激磁状态，而马达呈类似分激的特性。
图3为以外加阻抗Z301（如电阻或电感）代替图2所示的辅助磁场绕组的实施例的示意图，其主要构成包括：
-阻抗Z301为电阻性或电感性或电容性或具有混合性质的阻抗，且与分激磁场绕组WF301串联并与主动元件AD301并联;
-电枢A301与检测元件S301相串联后再与电源并联;
-激磁控制开关FS301为对主动元件AD301控制作基本激磁电流选择，包括接受电控界面或人工控制，以形成控速或在运转中加大激磁作动能回收的发电制动。
图3的动作特性如下：
当电枢电流过小时，检测元件S301所检知的电流信号也较小，主动元件AD301呈高阻抗状态，此时磁场电流强度与分激磁场绕组WF301所串联的阻抗Z301的阻抗值成反比，以便基本激磁电流可维持电枢转速在其反电动势（EMF）与电源相互平衡的转速上限;当其负载渐渐增加时，磁场因主动元件AD301的阻抗降低而激磁电流渐渐增大，使马达产生类似串激马达的性能;当主动元件AD301到达最低阻抗的饱和状态时，磁场呈最大激磁状态，而马达呈类似分激的特性。
本发明除了单机构成外，还进一步包括两机交叉互锁以达成同步或比例运转的功能，其特征在于依靠第一组马达的电枢负载电流值的检知以正比控制相邻马达（往前或往后皆可）的磁场电流值，以及根据最终马达的电枢电流值的检知以正比控制第一组马达的磁场，使马达组呈同步或近似同步或作比例运转状态。
图4为由两组马达构成互锁的具可控动态特性直流马达及其电路装置的线路图，其主要构成包括：
-第一马达组的分激磁场绕组WF401和辅助磁场绕组WF411同极性相互串联，其辅助磁场绕组WF411并于主动元件AD401在两侧并联;电枢A401与检测元件S401相互串联后再于电源并联;
-第二马达组的分激磁场绕组WF402和辅助磁场绕组WF412同极性相互串联，其辅助磁场绕组WF412并于主动元件AD402在两侧并联;电枢A402与检测元件S402相串联后再于电源并联;
-上述第一马达组电枢A401所串联的检测元件S401的检测信号是传送给操控第二马达组磁场绕组的主动元件AD402的;第二马达组电枢A402所串联的检测元件S402的检测信号是发送给操控第一马达组磁场绕组之主动元件AD401而形成互锁;
-上述互锁电路的控制包括其中一组马达因负载加大而电枢转速减低及电流加大时，与其电枢串联的检测元件信号将加大，进而控制另一组马达磁场绕组所串联的主动元件的阻抗降低，加强磁场激磁电流，使得另一组马达电枢的转速因磁场磁通加强而使马达电枢同时降低转速;
-上述两马达磁场的辅助绕组WF411及WF412可根据需要决定是否设置;或由其他电阻性或电感性或电容性或具有混合性质的阻抗元件所取代;
-通过激磁控制开关FS401及FS402分别控制两马达磁场绕组所串联的主动元件AD401及AD402，使两马达间可磁场基本强度不同而作比例运转，其动能回授功能也同前面所述。
前述图1至4的实施例应用于复激马达除特性bc段斜率不同外，其余特性均相同。
本发明揭示了一种具有可控动态特性直流分激（或复激）马达及其电路装置，此项马达具有类似串激马达负载转矩与速度有关的特性，但其具有上限速度，且具有分激马达负载特性的下限速度，而其类似的串激特性则因磁场激磁电流较小，具有的分激马达较佳效率作为控制及动能回收操控的性能尤为突出，除单机运转外，并可两机互锁作同步或比例运转，其功能优越，创思新颖实用。