直流伺服电机速度操控单元的效果是将转速指令信号转化成电枢的电压值，到达速度调理的意图。现代直流电机速度操控单元常多选用晶闸管（可控硅，SCR）调速体系和晶体管脉宽调制（PWM）调速体系。
调速的概念有两个方面的意义：
（1） 改动电机转速：当指令速度改动时，电机的速度随之改动，并期望以最快的加减速到达新的指令速度值；
（2） 当指令速度不改动时，电机的速度保持稳定不变。
为调理电机转速和方向，需对直流电压的巨细和方向进行操控，怎么操控？
直流伺服电机速度操控单元的效果：将转速指令信号转化成电枢的电压值，到达速度调理的意图。
直流电机速度操控单元常选用的调速办法：晶闸管（可控硅）调速体系；晶体管脉宽调制（PWM）调速体系。
1、晶闸管调速体系
在沟通电源电压不变的情况下，当改动操控电压Un* 时，经过操控电路和晶闸管主电路改动直流电机的电枢电压Ud，得到操控电压Un*所要求的电机转速。电机的实践电压Un作为反应与Un*进行比较，构成速度环，到达改进电机运行时的机械特性的意图。
晶闸管调速体系主电路选用大功率晶闸管。大功率晶闸管的效果：
（1）整流。将电网沟通电源变为直流；将调理回路的操控功率扩大，得到较高电压与较大电流以驱动电机。
（2）逆变。在可逆操控电路中，电机制动时，把电机作业的惯功能转变为电能，并回馈给沟通电网，完结逆变。
为了对晶闸管进行操控，有必要设有触发脉冲发生器，以发生适宜的触发脉冲。该脉冲有必要与供电电源频率及相位同步，确保晶闸管的正确触发
主回路由大功率晶闸管构成的三相全控桥式反并接可逆电路，分红二大部分（Ⅰ和Ⅱ），每部本分按三相桥式衔接，二组反并接，别离完结正转和回转。
各有一个可控硅一起导通，构成回路。为了确保合闸后两个串联的晶闸管能够一起导通或电流截止后再导通，有必要对共阳极组的1个晶闸管和共阴极组的1个晶闸管一起宣布触发脉冲。
晶闸管调速体系选用的是大功率晶闸管，它的效果有两个，一是用作整流，将电网沟通电源变为直流；二是在可逆操控电路中，电机制动时，把电机作业的惯功能转变为电能，并回馈给沟通电网，完结逆变。为了对晶闸管进行操控，有必要设有触发脉冲发生器，以发生适宜的触发脉冲。晶闸管的整流电路有许多种，在数控机床中最常用是三相桥式反并联可逆电路。
如图所示的便是三相桥式反并联可逆电路。其由12个可控硅大功率晶闸管组成，晶闸管分两组，S11 ～S16为一组， S21 ～S26为一组。每组按三相桥式联接，两组反并联，别离完结正转和回转。反并联是指两组变流桥反极性并联，由一个沟通电源供电。每组晶闸管都有两种作业状况：整流和逆变。一组处于整流作业时，另一组处于待逆变状况。在电机降速时，逆变组作业。
三相全控桥式电路的电压波形如图所示。图上所标出的晶闸管触发角 α为π/3。晶闸管以π/3的距离按次第注册，每6个脉冲电机转1转。因为晶闸管 以较快的速率被触发，所以流经电机的电流几乎是接连的。
其作业进程如下：当ωt=π/6+α时，S11注册而在此之前S16已被注册了。因而，当A相电压波形在π/6+α＜ωt＜π/6+α+π/3区间时，晶闸管S11和S16导通，电机端子与A 相和B相接通，故Ud=UAB。当ωt=α+π/3+π/6时，晶闸管S12注册，电流流经S12，而S16因为受反向偏置而关断（天然或电网换向）。这时S11和S12导通，电机两头电压Ud=UAC。就这样，每隔π/3又有一只晶闸管被注册，之后就重复上述进程。
由波形图可见，只需改动触发角α的值，则就能够改动电机电压的输入值，然后调理直流电机电枢的电流值，到达调理直流电机速度的意图。
在图中，RW1为转速定位器U+n，为转速误差电压，Un为转速反应电压，ΔUn为反应误差电压，A为份额扩大器，Uct为触发操控电压，GT为晶闸管的触发操控设备。
体系的作业情况及主动调速进程如下：
当体系在某一较小的转速给定电压U+n效果下发动时，开端一会儿电机并未滚动，故转速反应电压Un=0，反应误差电压ΔUn=U+n，经过扩大器后，输出较大的Uct，触发器输出的触发角α将由开始状况时的90o下降，整流器输出电压也由Ud=0上升到某一较大的值，电动机在这一电压效果下（电流不超越答应值时）发动作业。跟着转速的上升，反应电压Un上升，则转速误差电压ΔUn下降，Uct随之下降，α上升，整流器输出电压Ud也下降，电动机转差率也下降，直到转速n挨近给定转速，即反应电压Un挨近，电机即平稳作业。如前所述，电机转速只能挨近给定转速，误差巨细与扩大倍数严密相关。但这种体系从原理上说便是有误差的，故称为有差调速体系。
晶闸管供电转速电流双闭环直流调速体系
前面所述的转速负反应单闭环调速体系实践上是不能用于数控机床进给体系，关于数控机床上要求高的调速体系，则要求快速发动、制动，动态速降要小等，一般选用转速电流双闭环体系。
转速电流双闭环调速体系如图所示。为了完结转速和电流两种反应别离起效果，体系中设置了两个调理器，别离对转速和电流进行调理，两者之间实施串级联接。
2、晶体管直流脉宽（PWM）调速体系
（1）原理：运用大功率晶体管的开关效果，将直流电压转化成必定频率的方波电压，加到直流电动机的电枢上；经过调整操控方波脉冲宽度来改动电枢的均匀电压，然后调理电机的转速。
直流电机电压的均匀值
其间，T为脉冲周期，Ton为导通时刻
特色：操控电路简略，不需附加关断电路，开关特性好。广泛应用中、小功率直流伺服体系。
（2）PWM体系的组成
USr——速度指令转化过来的直流电压；
U△——三角波；
USC——脉宽调制器的输出（USr+U△）；
Ub——调制器输出的经脉冲分配、由基极驱动转化过来的脉冲电压。
操控回路：速度调理器、电流调理器、固定频率振荡器及三角波发生器、脉宽调制器和基极驱动电路组成。
差异：与晶闸管调速体系比较，速度调理器和电流调理器原理相同。不同的是脉宽调制器和功率扩大器。
PWM体系的脉宽调制器
效果：将电压量转化成可由操控信号调理的矩形脉冲，为功率晶体管的基极供应一个宽度可由速度指令信号调理的脉宽电压。
组成：调制信号发生器（三角波和锯齿波两种）和比较扩大器。
晶体管调速体系主电路
开关功率扩大器是脉宽调制速度单元的主回路，其结构方式有两种，一种是H型（也称桥式） ，另一种是T型。每种电路又有单极性作业方式和双极性作业方式之分，而各种不同的作业方式又可组成可逆开关扩大电路和不可逆开关扩大电路。
图示为广泛运用的H型开关电路的作业原理图，它是由四个二极管和四个功率管组成的桥式回路。直流供电电源+Ed由三组全波整流电源供电。脉宽调制器输出的脉冲波u1、u2、u3、u4经光电隔离器，转化成与各脉冲相位和极性相同的脉冲信号U1、U2、U3、U4，并将其加到开关功率管VT1～VT4的基极。当电机正常作业时，在0《t《t1的时刻区间内，U2、U3为高电平，功率晶体管 VT2、VT3导通，此刻电源、+Ed加到电枢的两头，向电机供电，电流方向是从电源+Ed经VT3→电机→VT2→回到电源。在t1≤t《t2时刻段U1、U3均是低电平，VT1和VT3到，+Ed被堵截。而此刻U2仍为高电平，此刻，因为电枢电感的效果，电流经VT2和续流二极管VD4持续流转。在t2≤t《t3时，U2、U3又一起为正，+Ed又经VT2和VT3加至电机两头，电流持续流转。在t3≤t《T时，U2、U4一起为负，电源又被堵截，而U3为正，所以电枢电流经VT3和VD1续流，如此往复循环。主回路得到的电压UAB是在+Ed和O之间改动的脉冲电压。
双极性和单极性的电路原理图是相同的，所不同的是右边两个管子的驱动信号不同。
晶体管直流脉宽（Pulse Width ModulaTIon，PWM）调速体系
（1）直流PWM伺服驱动设备的作业原理
PWM驱动设备是运用大功率晶体管的开关特性来调制固定电压的直流电源，按一个固定的频率来接通和断开，并依据需要改动一个周期内接通与断开时刻的长短，经过改动直流伺服电动机电枢上电压的“占空比”来改动均匀电压的巨细，然后操控电动机的转速。
PWM操控的示意图如图所示，可控开关S以必定的时刻距离重复地接通和断开，当S接通时，供电电源U经过开关S施加到电动机两头，电源向电机供应能量，电动机储能；当开关S断开时，则中止电动机的能量供应。在开关S断开期间电枢电感所贮存的能量则经过续流二极管VD使电动机电流持续流转。
假设加在电机两头为图所示的电压波形，则电机所取得的均匀电压即为：
有式知：改动ton和toff即可改动转速，但这有必要有相应的设备才干完结。图示的即为一种PWM驱动设备体系原理框图。
由图知：PWM驱动设备的操控结构可分为两大部分：从主电源将能量传递给电动机的功率转化电路以及操控电路。功率转化电路可为H型、T型功率扩大电路；操控电路一般由恒频率波形发生器、脉冲宽度调制电路、基极驱动电路、维护电路等根本电路组成。
当三角形波电压UΔ 与直流电压Uk送入扩大器后，如三角波高于操控电压时，输出为“空”；反之，输出为“占”，改动操控电压Uk就能够改动占空比。其输出波形如图。
脉冲分配电路它依据功率转化电路作业制式，对V/W改换的信号进行恰当的逻辑改换，分配给基极驱动电路以满意功率转化电路作业时通、断时序脉冲的电压要求。
3、全数字直流调速体系
在全数字直流调速体系中，仅功率转化组件和履行组件的输入信号和输出信号为模拟信号，其他的信号都为数字信号，由核算机经过算法完结。
核算机的核算速度很高，在几毫秒内能够核算出电流环和速度环的输入、输出数值，发生操控方波的数据，然后操控电机的转速和转矩。全数字调速的特色是离散化，即在每个采样周期给出一次操控数据。
在一个采样周期内，核算机要完结一次电流环和速度环的操控数据的核算和输出，对电机的转速和转矩操控一次。
