يُحدد وضع الإثارة في محرك التيار المستمر مصدر مجاله المغناطيسي وخصائص تشغيله بشكل مباشر. يُعدّ توضيح تصنيف أوضاع الإثارة المختلفة وخصائص أدائها أمرًا بالغ الأهمية لفهم كيفية تكيف المحرك مع ظروف العمل المختلفة، كما يُوفر أساسًا هامًا لاختيار الأنسب للتطبيقات العملية.
تُصنف أنماط إثارة محركات التيار المستمر بشكل رئيسي بناءً على علاقة التوصيل بين ملف المجال ولفائف المحرك. تشمل الأنواع الشائعة: الإثارة المنفصلة، والإثارة المتسلسلة، والإثارة المتسلسلة، والإثارة المركبة، مع اختلافات كبيرة في خصائص الأداء بين كل نوع:
أولاً، محرك التيار المستمر ذو الإثارة المنفصلة. لفاته الميدانية مستقلة تمامًا عن لفات المحرك. يُغذّى تيار المجال من مصدر طاقة تيار مستمر خارجي مستقل، ولا يرتبط بجهد المحرك أو تياره. من حيث خصائص الأداء، يكون التدفق المغناطيسي الرئيسي للمحرك ذي الإثارة المنفصلة مستقرًا ولا يتأثر بتغيرات تيار المحرك. لذلك، يتميز المحرك باستقرار عالي في السرعة، وحتى مع تقلب الحمل، يكون تغير السرعة ضئيلًا. في الوقت نفسه، يمكن تحقيق زيادة في سرعة المجال الضعيف عن طريق ضبط تيار المجال بشكل مستقل، أو تنظيم سلس للسرعة أقل من السرعة المقدرة عن طريق ضبط جهد المحرك، مما ينتج عنه نطاق واسع لتنظيم السرعة ودقة عالية. ومع ذلك، يتطلب هذا النوع من المحركات مصدر طاقة إثارة مستقل إضافي، مما يؤدي إلى تكلفة معدات عالية نسبيًا. وهو مناسب للسيناريوهات التي تتطلب متطلبات صارمة لاستقرار السرعة ودقة تنظيمها، مثل تشغيل مغازل أدوات الآلات الدقيقة ومولدات سرعة الدوران ذات التيار المستمر.
ثانيًا، محرك التيار المستمر ذو الإثارة التفرعية. يُوصل ملف المجال بالتوازي مع ملف المحرك عبر مصدر طاقة التيار المستمر نفسه. يُحدد تيار المجال بجهد مصدر الطاقة، ولا علاقة له بتيار المحرك. يُشبه أداء هذا المحرك أداء المحرك المُثار بشكل منفصل. يتميز بتدفق مغناطيسي رئيسي مستقر نسبيًا، وسرعة أقل تأثرًا بالحمل، وخصائص تشغيل مستقرة. علاوة على ذلك، لا يتطلب مصدر طاقة إثارة مستقل، لذا فإن هيكل المعدات أبسط وتكلفة أقل من تكلفة المحرك المُثار بشكل منفصل. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه في حالة فصل ملف الإثارة التفرعية فجأة، سينخفض التدفق المغناطيسي الرئيسي بشكل حاد، وستزداد سرعة المحرك بشكل ملحوظ، مما يُسبب حادثًا "اندفاعيًا". لذلك، في التطبيقات العملية، يجب تركيب جهاز حماية لدائرة المجال. يُعد محرك الإثارة التفرعية مناسبًا للسيناريوهات التي يكون فيها تغير الحمل صغيرًا وتوجد متطلبات معينة لاستقرار السرعة، مثل تشغيل مضخات المياه والمراوح والناقلات.
ثالثًا، محرك تيار مستمر مثار على التوالي. يتصل ملف المجال على التوالي بملف المحرك، لذا فإن تيار المجال يساوي تيار المحرك. يتغير التدفق المغناطيسي الرئيسي لهذا النوع من المحركات بشكل كبير مع تيار المحرك (الحمل): فعندما يزداد الحمل، يزداد تيار المحرك، ويزداد التدفق المغناطيسي الرئيسي، وتنخفض السرعة بشكل حاد؛ وعندما ينخفض الحمل، ينخفض تيار المحرك، ويضعف التدفق المغناطيسي الرئيسي، وتزداد السرعة بشكل كبير. هذه هي سمة "السرعة العالية عند الحمل الخفيف والسرعة المنخفضة عند الحمل الثقيل". في الوقت نفسه، عند بدء تشغيل المحرك المثار على التوالي، يكون تيار المحرك كبيرًا والتدفق المغناطيسي الرئيسي قويًا، لذا يتمتع بعزم بدء كبير، وهو مناسب للسيناريوهات التي تتطلب بدء التشغيل بحمل ثقيل. ومع ذلك، نظرًا للتقلبات الشديدة في السرعة مع الحمل وميل "الاندفاع" عند الحمل الخفيف، فإن المحرك المثار على التوالي غير مناسب للحالات التي تتطلب متطلبات عالية لاستقرار السرعة. يتم استخدامه بشكل أساسي في المعدات التي تتطلب عزم دوران ابتدائي كبير وتسمح بتقلب السرعة، مثل محرك الجر في المركبات الكهربائية، وآلية الرفع في الرافعات، والأدوات الكهربائية.
رابعًا، محرك التيار المستمر المُثار بالإثارة المركبة. يحتوي هذا النوع من المحركات على ملفين: ملف تحويلة وملف تسلسلي. يتم ضبط التدفق المغناطيسي الرئيسي من خلال تراكب القوى المغناطيسية الدافعة للملفين. ينقسم هذا النوع إلى نوعين: إثارة مركبة تراكمية (تكون القوة المغناطيسية الدافعة للملف التسلسلي في نفس اتجاه قوة ملف التحويلة) وإثارة مركبة تفاضلية (الاتجاهان متعاكسان). من بين هذين النوعين، يُعد محرك الإثارة المركبة التراكمية أكثر شيوعًا. يتم تحديد التدفق المغناطيسي الرئيسي له بشكل أساسي بواسطة ملف التحويلة (لضمان استقرار السرعة الأساسية)، ويمكن للملف التسلسلي تقوية التدفق المغناطيسي الرئيسي عند زيادة الحمل، مما يزيد من عزم الدوران الكهرومغناطيسي. يجمع هذا النوع من المحركات بين مزايا محرك الإثارة التتابعية (سرعة ثابتة) ومحرك الإثارة التتابعية (عزم بدء كبير). يتراوح نطاق تغير السرعة مع الحمل بين نطاق محرك الإثارة التتابعية والمحرك المثار بالتتابع. هذا المحرك مناسب للحالات التي يتغير فيها الحمل بشكل كبير، وتتطلب سرعة ثابتة وعزم بدء كبير، مثل أنظمة دفع السفن وتشغيل الضواغط الكبيرة. بالنسبة للمحرك ذي الإثارة التفاضلية المركبة، عندما يزداد الحمل، يضعف التدفق المغناطيسي الرئيسي، وتزداد السرعة بدلاً من ذلك، مما يؤدي إلى ضعف استقرار التشغيل، لذلك نادرًا ما يُستخدم في التطبيقات العملية.