圖9-1是直流電動機(direct current motor)的結構原理圖。圖中N極和S極是一對固定不動的磁極,用以產生所需要的磁場。 除容量很小的電動機是用永久磁鐵做成磁極外,對于容量較大一些的電動機,磁場都是由直流勵磁電流通過繞在磁極鐵心上的勵磁繞組產生。為了使圖面清晰起見,圖中只畫出了磁極的鐵心,沒有畫出勵磁繞組。在N極和S極之間有一個可以繞軸旋轉的繞組,直流電動機的這一部分稱為電樞。 實際電動機中的電樞繞組嵌放在鐵心槽內,電樞繞組中的電流稱為電樞電流,圖中只畫出了代表電樞繞組的一個線圈,沒有畫出電樞鐵心。線圈兩端分別與兩個彼此絕緣而且與線圈同軸旋轉的銅片連接,銅片上又各壓著一個固定不動的電刷。

如圖9-1所示那樣將電樞繞組通過電刷接到直流電源上,繞組的轉軸與機械負載相連,這時便有電流從電源的正極流出,經電刷A流人電樞繞組,然后經電刷B流回電源的負極。在圖9-1(a)所示位置上,線圈的ab邊在N極下,cd邊在S極下,電樞繞組中的電流沿著a一b-+c-d的方向流動。電樞電流與磁場相互作用產生電磁力F,其方向可用左手定則來判斷。這一對電磁力所形成的電磁轉矩使電動機逆時針方向旋轉。麗尋遜佩餐潛習當電樞繞組的ab邊轉到了 S極下,cd邊轉到了 N極下,如果線圈中電流的方向仍然不變,那么作用在這兩個線圈邊上的電磁力和電磁轉矩的方向就會與原來的方向相反,電動機便無法旋轉。為此,必須改變電樞繞組中電流的方向,這一任務由連接在線圈兩端的銅片和電刷來完成。從圖9-1(b)中可以看到,由于原來與電刷A相接觸的線圈a端的銅片現在已改成與電刷B接觸,而原來與電刷B相接觸的線圈d端的鋼片現在已改成與電刷A接觸,因而電樞繞組中的電流變成沿d一c一b-a的方向流動。利用左手定則判斷出:電磁力及電磁轉矩仍然使電動機逆時針旋轉。

由此可見,在直流電動機中,為了產生方向始終如一的電磁轉矩,外部電路中的直流電流必須改變成電動機內部的交流電流,這一過程稱為電流的換向。換向用的銅片稱為換向片?；ハ嘟^緣的換向片組合的總體稱為換向器。

在電磁轉矩的作用下,電動機拖動生產機械沿著與電磁轉矩相同的方向旋轉時,電動機向負載輸出機械功率。 與此同時,由于電樞繞組旋轉,線圈ab和cd邊切割磁場線產生了感應電動勢。根據右手定則,其方向與電樞電流的方向相反,故稱反電動勢。 電源只有克服這一反電動熱才能向電動機輸出電流。因此,電動機向機械負載輸出機械功率的同時,電源卻向電動機輸出電功率?？梢?在這種情況下,電動機起看將電能轉換成機械能的作用,也就是說,電動機作為電動機運行。