直流電機

　　實現直流電能和機械能互相轉換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機，將電能變換為機械能；作發電機運行時是直流發電機，將機械能變換為電能。

　　結構　直流電機由定子和轉子兩部分構成。定子與轉子之間有一定的氣隙。直流電機構造的主要特點是具有一個帶換向器的電樞。

　　①定子：由機座、主磁極、換向磁極、前後端蓋和刷架等部件構成。主磁極是產生直流電機氣隙磁場的主主要部件，由永磁體或帶有直流勵磁繞組的疊片鐵心構成。磁通所經過的各部件都由鐵磁材料制成。磁極一般由電工鋼板制造。機座（磁軛）由鑄鋼澆制或鋼板焊接而成。

　　②轉子：由電樞、換向器（又稱整流子）和轉軸等部件構成，並由裝在前後端蓋中的軸承支承於定子內腔中。電樞由電樞鐵心和電樞繞組兩部分構成。電樞鐵心由矽鋼片疊成，在其外圓處均勻分佈著齒槽。電樞繞組嵌置於這些槽中。構成繞組的基本單元是元件。元件按次序一個挨一個地串接著。相鄰接的兩元件的首和尾一起焊接在同一個換向片上（圖1）。電樞繞組的電流由安置在換向器表面並與其滑動接觸的電刷引出。通過電刷間的正確聯接，繞組被分成若幹並聯支路。為瞭使支路電動勢盡量大，電刷幾何位置應在磁極軸線上。電刷的數目一般等於磁極數。各電刷沿圓周按極性正負相間佈置，所有正電刷連在一起，所有負電刷連在一起。

　　換向器是一種機械整流部件。由換向片疊成圓筒形後，以金屬夾件或塑料成型為一個整體（圖2b）。各換向片（圖2a）之間互相絕緣。絕緣物為片雲母或電工絕緣塑料等。換向器的制造質量對運行可靠性很有影響。它必須有可靠的片間絕緣，其圓柱形外表面必須光滑平整，且與轉軸同心。

　　工作原理　當原動機驅動電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉時，電樞繞組上感生出電動勢。此電動勢經電刷、換向器裝置整流為直流後，引向外部負載（或電網），對外供電，此時電機作直流發電機運行。若用一外部直流電源，經電刷換向器裝置，將直流電流引向電樞繞組，則此電流與由主磁極N、S產生的磁場互相作用，產生轉矩，驅動轉子和連接於其上的機械負載工作。此時電機便作直流電動機運行。直流電機的運行狀態理論上是可逆的。一臺電樞接於電網的直流電機，若用原動機驅動，使其電樞電動勢大於電網電壓，則可成為發電機運行狀態，向電網輸出電能；而當將原動機換成機械負載，轉速下降而使電樞電動勢低於電網電壓時，則電能就由電網輸入，電機就轉為電動機運行。

　　勵磁方式　直流電機的勵磁方式有他勵和自勵兩種(見電機勵磁方式)。他勵式的勵磁電流由獨立的電源供給；自勵式的電流則由電樞本身的電動勢產生。

　　不同勵磁方式對直流電機的負載運行特性，即發電機的外特性和電動機的機械特性有重大影響。因此，按勵磁方式分類是直流電機的一種主要分類方法。