3.1.2 直流电动机的工作原理
直流电机是利用电磁作用原理进行能量转换的机电装置。它具有可逆性，既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行。如果电动机拖动直流电机的电枢旋转，则作为直流发电机运行。同一台直流电机当将直流电输入电机时，电机将电能转换为机械能，拖动生产机械旋转，则作为电动机运行。
如图3-1-10 所示为直流电动机的工作原理图。图中N 和S 是一对固定的磁极，可以是电磁铁，也可以是永久磁铁。磁极之间有一个转动的铁质圆柱体，称为电枢铁心。铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈abd，线圈的两端a、d 分别接到相互绝缘的两个弧形铜片上，这两个铜片合称为换向器。在换向器上放置固定不动而与换向片滑动接触的电刷A 和B，线圈abcd 通过换向器和电刷接通外电路。铁心、线圈和换向器组合在一起形成电枢。
图3-1-10 直流电动机的工作原理图
把电刷A、B 接到直流电源上，电刷A 接正极，电刷B 接负极。此时电枢线圈中将电流流过。通电线圈在磁场中要受到磁场力的作用。假设电刷A 与电源的正极相连，电刷B 与电源的负极相连，电流经A→d→c→b→a→B 形成回路。根据左手定则，线圈ab 受力向右，线圈cd 受力向左。这样就形成一个转矩，使电枢逆时针方向旋转，如图3-1-10（a）所示。
当电枢转过90°时，此时通电线圈虽受到电磁力的作用，但转矩为零。由于电枢机械惯性的作用，电枢也能转过一定的角度，这时线圈中电流的方向也发生了改变。
当电枢转过180°时，这时电流经A→a→b→c→d→B 形成回路，线圈内部电流的方向发生了改变。根据左手定则，线圈ab 受力向左，线圈cd受力向右。仍然形成一个逆时针转动的转矩，使电枢按同一方向继续旋转，这样电动机就可以连续旋转，如图3-1-10（b）所示。(https://www.daowen.com)
因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体ab 和cd 流入，使线圈边只要处于N 极下，其中通过电流的方向总是由电刷A 流入的方向，而在S 极下时，总是从电刷B流出的方向。这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机的工作原理。
直流电动机运行时的几点结论：
（1）外施电压、电流是直流，电枢线圈内电流是交流。
（2）线圈中感应电势与电流方向相反。
（3）线圈是旋转的，电枢电流是交变的。
（4）产生的电磁转矩T 与转子转向相同，是驱动性质。
