Chế độ kích thích của động cơ DC quyết định trực tiếp nguồn từ trường và đặc tính vận hành của nó. Việc phân loại các chế độ kích thích khác nhau và đặc tính hiệu suất của chúng rất quan trọng để hiểu cách động cơ thích ứng với các điều kiện làm việc khác nhau, đồng thời cung cấp cơ sở quan trọng cho việc lựa chọn trong các ứng dụng thực tế.
Các chế độ kích thích của động cơ DC chủ yếu được phân loại dựa trên mối quan hệ kết nối giữa cuộn dây kích từ và cuộn dây phần ứng. Các loại phổ biến bao gồm kích thích độc lập, kích thích song song, kích thích nối tiếp và kích thích hỗn hợp, với sự khác biệt đáng kể về đặc tính hiệu suất giữa các loại:
Đầu tiên là động cơ DC kích từ riêng biệt. Cuộn dây từ trường của nó hoàn toàn độc lập với cuộn dây phần ứng. Dòng điện từ trường được cung cấp bởi nguồn điện DC độc lập bên ngoài và không liên quan đến điện áp phần ứng hay dòng điện phần ứng. Về đặc tính hiệu suất, từ thông chính của động cơ kích từ riêng biệt ổn định và không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi của dòng điện phần ứng. Do đó, độ ổn định tốc độ cao và ngay cả khi tải dao động, sự thay đổi tốc độ cũng nhỏ. Đồng thời, có thể đạt được sự tăng tốc độ từ trường yếu bằng cách điều chỉnh độc lập dòng điện từ trường, hoặc có thể thực hiện điều chỉnh tốc độ mượt mà dưới tốc độ định mức bằng cách điều chỉnh điện áp phần ứng, tạo ra phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng và độ chính xác cao. Tuy nhiên, loại động cơ này yêu cầu một nguồn điện kích từ độc lập bổ sung, dẫn đến chi phí thiết bị tương đối cao. Nó phù hợp cho các tình huống có yêu cầu nghiêm ngặt về độ ổn định tốc độ và độ chính xác điều chỉnh tốc độ, chẳng hạn như truyền động trục chính của máy công cụ chính xác và máy phát điện tốc độ DC.
Thứ hai, động cơ DC kích từ shunt. Cuộn dây kích từ được mắc song song với cuộn dây phần ứng qua cùng một nguồn điện DC. Dòng điện kích từ được xác định bởi điện áp nguồn và không liên quan đến dòng điện phần ứng. Hiệu suất của nó tương tự như động cơ kích từ độc lập. Từ thông chính tương đối ổn định, tốc độ ít bị ảnh hưởng bởi tải và đặc tính vận hành ổn định. Hơn nữa, nó không yêu cầu nguồn kích từ độc lập, do đó cấu trúc thiết bị đơn giản hơn và chi phí thấp hơn so với động cơ kích từ độc lập. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nếu cuộn dây shunt bị ngắt đột ngột, từ thông chính sẽ giảm mạnh và tốc độ phần ứng sẽ tăng đáng kể, gây ra tai nạn "lộn xộn". Do đó, trong các ứng dụng thực tế, cần phải lắp đặt thiết bị bảo vệ mạch kích từ. Động cơ kích từ shunt phù hợp với các tình huống có sự thay đổi tải nhỏ và có một số yêu cầu nhất định về độ ổn định tốc độ, chẳng hạn như truyền động của bơm nước, quạt và băng tải.
Thứ ba, động cơ DC kích từ nối tiếp. Cuộn dây từ trường được nối tiếp với cuộn dây phần ứng, do đó dòng điện từ trường bằng với dòng điện phần ứng. Từ thông chính của loại động cơ này thay đổi đáng kể theo dòng điện phần ứng (tải): khi tải tăng, dòng điện phần ứng tăng, từ thông chính mạnh lên và tốc độ giảm mạnh; khi tải giảm, dòng điện phần ứng giảm, từ thông chính yếu đi và tốc độ tăng đáng kể. Đây là đặc điểm của "tốc độ cao khi tải nhẹ và tốc độ thấp khi tải nặng". Đồng thời, khi động cơ kích từ nối tiếp khởi động, dòng điện phần ứng lớn và từ thông chính mạnh, do đó nó có mô-men xoắn khởi động lớn và phù hợp với các trường hợp cần khởi động với tải nặng. Tuy nhiên, do tốc độ dao động mạnh theo tải và xu hướng "chạy trốn" ở tải nhẹ, động cơ kích từ nối tiếp không phù hợp với những trường hợp có yêu cầu cao về độ ổn định tốc độ. Nó chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị yêu cầu mô-men xoắn khởi động lớn và cho phép thay đổi tốc độ, chẳng hạn như động cơ kéo của xe điện, cơ cấu nâng của cần cẩu và các dụng cụ điện.
Thứ tư, động cơ DC kích từ kép. Loại động cơ này có cả cuộn dây shunt và cuộn dây nối tiếp. Từ thông chính được điều chỉnh bằng cách chồng chất lực từ động của hai cuộn dây. Nó được chia thành hai loại: kích từ kép tích lũy (lực từ động của cuộn dây nối tiếp cùng hướng với lực từ động của cuộn dây shunt) và kích từ kép vi sai (hướng ngược chiều). Trong số đó, động cơ kích từ kép tích lũy được sử dụng rộng rãi hơn. Từ thông chính của nó chủ yếu được xác định bởi cuộn dây shunt (để đảm bảo tốc độ cơ bản ổn định), và cuộn dây nối tiếp có thể tăng cường từ thông chính khi tải tăng, do đó làm tăng mô-men xoắn điện từ. Nó kết hợp các ưu điểm của động cơ kích từ kép (tốc độ ổn định) và động cơ kích từ nối tiếp (mô-men xoắn khởi động lớn). Phạm vi thay đổi tốc độ theo tải nằm giữa phạm vi thay đổi tốc độ của động cơ kích từ kép và động cơ kích từ nối tiếp. Nó phù hợp cho các tình huống tải thay đổi lớn và yêu cầu cả tốc độ ổn định và mô-men xoắn khởi động lớn, chẳng hạn như hệ thống đẩy tàu thủy và truyền động máy nén công suất lớn. Đối với động cơ kích từ hỗn hợp vi sai, khi tải tăng, từ thông chính yếu đi, tốc độ tăng, dẫn đến độ ổn định vận hành kém nên ít được sử dụng trong thực tế.