直流電機是機械能和直流電能相互轉換的旋轉電機。它既可用作發電機_機械能轉換成電能，又可用作電動機將直流電能轉換為機械能。
直流發電機具有電壓波形好、過載能力大的特點，主要用作水輪發電機和10萬千瓦以下汽輪發電機的勵磁機以及電池的充電機等。
直流電動機具有良好的起動性能和調速性能，主要用於某些工業部門，火電廠的給粉電動機也常采用。
直流電機的一個主要弱點是存在電流換向問題，這個問題的存在使其製造成本高，運行維護較困難。目前，由於可控矽技術的迅速發展，直流電機有逐步被替代的趨勢。
本篇將簡要介紹直流電機的工作原理和基本結構，分析直流發電機和直流電動機的一些共同性問題，並對直流發電機和直流電動機的電磁過程和工作特性分別加以討論。本章主要介紹直流電機的工作原理和基本結構，電樞繞組及其電動勢，分析電樞反應及其影響，討論換向過程火花產生的原因和消除方法。
第一節?直流電機的工作原理、結構與銘牌
一、工作原理
1.直流發電機
圖1-1表示直流發電機的模型圖。在定子主磁極N、S之間有一轉動的電樞鐵芯。電樞鐵芯與主磁極之間的間隙稱為空氣隙。電樞鐵芯表麵放置線圈，線圈的引線分別連按到兩片半圓弧形的銅片（稱換向片）上。換向片之間相互絕緣構成一整體，稱為換向器，它固定在轉軸上，且與轉軸絕緣，整個轉動部分稱為電樞。為了把電樞和外電路接通，在定子上放置兩個固定不動電刷A和B，並壓在換向器上，使之滑動接觸，當電樞旋轉時，線圈所感應的電動勢可以從電刷引出。
當發電機的電樞被原動機驅動，線圈abed按順時針方向轉動時，線圈的有效邊ab和cd切割磁力線，根據電磁感應定律，線圈有效邊感應電動勢在瞬時，用右手定則可確定電動勢方向為a—b，c-d。於是，對外電路來說，電刷S正電位極性為“+”，電刷A負電位極性為“-”。
線圈abed隨電樞繼續轉動，當轉過半周時，即ab處於S極下，dc處於N極下，線圈有效邊感應電動勢的方向為b—a，d—c。由於電刷B始終與轉到S極下的有效邊相接觸，電刷A始終與轉到N極下的有效邊相接觸，所以，對外電路來說，電刷的電位始終不變，B刷為“+”，A刷為“_”。
由此可見，線圈中的感應電動勢雖已改變方向，但電刷引出的電動勢方向卻始終不變，即為直流電動勢。顯然，隻有一個線圈的直流發電機，電刷間的電動勢是脈動電動勢，其電動勢的波動太大。實際上，直流電機的電樞上由較多的線圈和換向片組成。這樣，就可在正、負電刷間獲得波形平穩的直流電動勢。
2.直流電動機
直流電動機的基本結構和直流發電機一樣。電刷接上直流電源，電流從正電刷萬流入，由負電刷A流出，在瞬時，線圈中電流方向為d~*a，根據電磁力定律，用左手定則決定電樞線圈將受到順時針方向的轉矩作用，該轉矩稱為電磁轉矩。當電樞轉過半周時，線圈有效邊dc處於N極下，ab處於S極下，但在線圈中流過的電流方向也改變了，從所以，線圈仍然受到順時針方向電磁轉矩的作用。電樞始終保持同一旋轉方向。
直流電動機的電樞實際上是由許多線圈組成的，這些線圈產生的電磁轉矩不但驅動電動旋轉，還可帶動轉軸上的機械負載。