圖4.31所示是直流電動機(jī)的基本工作原理圖。在不動的磁極n，s中間放置電樞線圈，線圈兩端分別聯(lián)在兩個換向片上，換向片上壓著電刷a和b。將直流電源接在兩電刷之間而使電流通入電樞線圈。電流方問應(yīng)該是這樣：n極下的有效邊中的電流總是一個方向，而s極下的有效邊中的電流總是另一個方向。這樣才能使兩個邊上受到的電磁力的方向一致，電樞因而轉(zhuǎn)動。因此，當(dāng)線圈的有效邊從n(s)極下轉(zhuǎn)到s(n)極下時，其中電流的方向必須同時改變，以使電磁力的方向不變。而這也必須通過換向片才得以實現(xiàn)。電磁力的方向由左手定則確定。
電樞電流與每極磁通ф相互作用，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為
(1)
式中是與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。
圖1直流電動機(jī)的工作原理圖
另外，當(dāng)電樞在磁場中轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)速為n)時，線圈中要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
(2)
式中也是與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。
由右手定則可知，這個電動勢的方向與電流或電源電壓的方向相反，故是一反電動勢(圖1)。
圖2是直流電機(jī)的組成部分。磁極上繞有勵磁繞組，通入勵磁電流后產(chǎn)生磁通(如圖3所示)。就勵磁繞組和電樞繞組的連接方式而言，圖4中的并勵電動機(jī)和他勵電動機(jī)是最常用的。它們只是聯(lián)接上的不同，兩者特性一樣。運行時電壓與電流間的關(guān)系都可用下列各式表示(為電樞電阻)：
(2)
在電動機(jī)剛起動時，，這時電樞電流很大。圖中的電阻用來限制起動電流，起動后將它逐段切除。
圖2 直流電機(jī)的組成部分
圖3 直流電機(jī)的磁路
如果要電動機(jī)反轉(zhuǎn)，必須改變電樞電流或勵磁電流的方向。
在調(diào)速性能上直流電動機(jī)有其獨特的優(yōu)點。由式(1)和式(2)可得出
(3)
(a)并勵
(b)他勵
圖4 直流電動機(jī)的接線圖
由上式可見，改變磁通ф(即調(diào)節(jié)圖4中的電阻以改變勵磁電流)，或?qū)λ麆铍妱訖C(jī)改變其電樞電壓u，都可達(dá)到調(diào)速的目的。
必須注意，直流電動機(jī)在起動或工作時，勵磁電路一定要接通，不能讓它斷開(起動時要滿勵磁)。否則，由于磁路中只有很小的剩磁，就可能發(fā)生：①電樞電流劇增；或②轉(zhuǎn)速猛升。這都會使電動機(jī)遭受嚴(yán)重?fù)p壞。