הסיבה העיקרית לכך שמנועי DC צריכים לאמץ התנעה במתח מופחת טמונה בחוסר ההתאמה בין המאפיינים החשמליים למאפיינים המכניים שלהם ברגע ההתנעה - הכוח האלקטרו-מוטיבציוני האחורי (Ea) הוא אפס בשלב הראשוני של ההתנעה, מה שמוביל לזרם התנעה העולה בהרבה על הערך המדורג בעת התנעה במתח מלא. זה בתורו גורם לסדרה של בעיות כגון נזק למנוע וכשלים במעגל. התנעה במתח מופחת מדכאת זרם מוגזם על ידי הורדת מתח ההתנעה, ובכך מבטיחה את בטיחות המערכת. ניתן להסביר את הפרטים משלושה היבטים: מנגנון יצירת זרם ההתנעה, הסכנות בהתנעה במתח מלא, ועקרון ההתנעה במתח מופחת.
ראשית, העלייה החריגה בזרם ההתנעה של מנועי DC נובעת מהמאפיין המרכזי של "חוסר בכוח אלקטרו-מוטיב אחורי". על פי משוואת איזון המתח של מעגל הארמטורה של מנוע DC: U = Ea + IaRa, כאשר U הוא המתח המופעל על פני הארמטורה, Ea הוא הכוח האלקטרו-מוטיב אחורי הנוצר על ידי סיבוב הארמטורה, Ia הוא זרם הארמטורה, ו-Ra הוא התנגדות סליל הארמטורה. ברגע שהמנוע מונע, הרוטור נמצא במצב סטטי, ומוליך הארמטורה אינו חותך את השדה המגנטי, כך שכוח האלקטרו-מוטיב האחורי Ea = 0. בשלב זה, משוואת המעגל מפושטת ל-Ia = U/Ra. מכיוון שסליל הארמטורה עשוי מחוט נחושת, ההתנגדות שלו Ra היא בדרך כלל קטנה מאוד (ה-Ra של מנועי DC קטנים הוא רק כמה אוהם, וזו של מנועים גדולים היא אפילו פחות מ-1 אוהם). אם מופעל ישירות מתח מלא מדורג U, זרם ההתנעה Ia יגדל בחדות, ויגיע בדרך כלל לפי 10-20 מהזרם המדורג. לדוגמה, מנוע DC עם מתח מדורג של 220 וולט והתנגדות ארמטורה של 1Ω יכול להיות בעל זרם מיידי של 220 אמפר בעת הפעלה במתח מלא, בעוד שהזרם המדורג שלו עשוי להיות רק 15 אמפר, וגורם הגברת הזרם הוא הרבה מעבר לטווח הבטוח.
שנית, זרם התנעה גדול במיוחד שכזה יגרום לסכנות קטלניות מרובות למנוע עצמו ולמערכת אספקת החשמל. עבור המנוע, מצד אחד, הזרם המוגזם יגרום לסליל הארמטורה לשאת כוח חשמלי עצום. על פי נוסחת כוח האמפר, הכוח החשמלי פרופורציונלי לריבוע הזרם. זרם גדול פי 10 מהזרם המדורג ייצר כוח חשמלי גדול פי 100 מהערך המדורג, דבר שיגרום בקלות רבה לעיוות הסליל ולשבירת שכבת הבידוד, מה שיוביל לקצר חשמלי בין-סיבובי. מצד שני, הזרם הגדל במהירות בזמן קצר ייצר חום רב של ג'אול בסליל, מה שיגרום לטמפרטורה לעלות בחדות, לחרוג ממגבלת עמידות החום של חומר הבידוד, וכתוצאה מכך להזדקנות הבידוד או אפילו לשריפתו. עבור מערכת אספקת החשמל, זרם ההתנעה הגדול במיוחד יגרום לירידה פתאומית במתח הרשת, וליצור "הלם מתח", המשפיע על הפעולה הרגילה של ציוד אחר באותה רשת. לדוגמה, הוא עלול לגרום למנורות התאורה להתעמעם ולמכשירים מדויקים לצאת משליטה. במקביל, הזרם הגדול ייצור גם קשת חשמלית חזקה על רכיבי הבקרה כגון מתגים ומגעים, מה שיאיץ את שחיקת המגעים ואף יגרום לתקלות קצר חשמלי.
התנעה במתח מופחת מדכאת את זרם ההתנעה מהמקור על ידי "הפחתה מלאכותית של מתח ההתנעה ההתחלתי", ומשיבה בהדרגה את המתח המדורג לאחר שמהירות המנוע עולה, מה שמתאים באופן מושלם למאפייני ההתנעה של המנוע. הלוגיקה המרכזית שלה היא: הפחתת U בשלב ההתנעה ההתחלתי. גם אם Ea = 0, ניתן לשלוט ב-Ia = U/Ra בטווח בטוח (בדרך כלל פי 1.5-2.5 מהזרם המדורג). ככל שמהירות המנוע n עולה, Ea עולה ביחס ל-n. בשלב זה, U עולה בהדרגה כדי לשמור על Ia בערך הזרם המתאים למומנט ההתנעה המתאים. עד שהמנוע מגיע למהירות המדורגת, Ea מתייצב על הכוח האלקטרו-מוטיבציוני המדורג. בשלב זה, U עולה לערך המדורג, והמנוע נכנס לפעולה רגילה.
ביישומים מעשיים, ישנן שיטות יישום שונות של התנעה במתח מופחת. מנועי DC קטנים משתמשים לעתים קרובות ב"הפחתת מתח התנגדות טורית", אשר מחלקת את המתח על ידי חיבור נגד משתנה במעגל הארמטורה ומנתקת בהדרגה את הנגד לאחר ההתנעה. מנועי DC גדולים משתמשים בעיקר ב"ויסות מתח תיריסטור", אשר שולט במדויק במתח המוצא על ידי התאמת זווית ההולכה של התיריסטור כדי להשיג התנעה חלקה. תוכניות אלו לא רק מונעות את הסכנות של התנעה במתח מלא, אלא גם מבטיחות את המומנט הנדרש להתנעת המנוע, מה שהופך את השימוש של מנועי DC בייצור תעשייתי, תחבורה ותחומים אחרים לבטוח ואמין יותר.
לסיכום, התנעה במתח מופחת של מנועי DC אינה "פעולה מיותרת", אלא אמצעי הגנה הכרחי המבוסס על העיקרון החשמלי שלהם. ליבתו היא לאזן את הקשר בין זרם ההתנעה למומנט באמצעות ויסות מתח, אשר לא רק מגן על המנוע עצמו, אלא גם מבטיח את יציבות מערכת אספקת החשמל. זוהי חוליה מרכזית לפעולה בטוחה של מנועי DC.




