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一、 直流电机的铭牌数据及主要系列：
1．直流电机的铭牌数据：
电机制造厂按照国家标准，根据电机的设计和试验数据，规定了电机的正常运行状态和条件，通常称之为额定运行情况。凡表征电机额定运行情况的各种数据，称为额定值。额定值一般都标注在电机的铭牌上，所以也称为铭牌数据，它是正确合理使用电机的依据。
二、 直流电机的基本工作原理：
直流电机分为直流电动机和直流发电机两大类，其工作原理可通过直流电机的简化模型进行说明。
1．直流发电机的工作原理：
图1.1为直流发电机的简化模型。
图中N, S为固定不动的定子磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的转子线圈，线圈的首端a，末端d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同转动的导电换向片上。转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷实现的。在定子与转子间有间隙存在，称其为气隙：
原动机拖动转子旋转
当有原动机拖动转子以一定的转速逆时针旋转时，根据法拉第电磁感应定律－发电机原理可知，在切割磁场的线圈abcd中将产生感应电动势。两条有效边导体产生的感应电动势大小应为;
e = Bx l v （1-1）
若Bx 、l、v在空间相互垂直，则e的大小等于三者的乘积，感应电动势方向由右手定则确定。
式中Bx为导体所在处的磁通密度，单位为Wb/m.m； L为导体ab或cd的有效长度，单位为m；v为导体ab或cd与Bx间的相对线速度，单位为m/s；e为导体感应电动势，单位为V。
2.直流电动机的工作原理：
若把电刷A, B接到一直流电源上，电刷A接电源的正极，电刷B接电源的负极，此时在电枢线圈中将有电流流过。
如图1.2（a）所示为直流电动机的简化模型：
位于N极下线圈ab边和位于S极下线圈的cd边通以直流电流i，根据安培电磁力定律 －电动机原理可知，导体中产生电磁力F的大小应为：
F＝Bx l i （1-2）
若B、i在空间相互垂直，则F的大小等于三者的乘积，方向由左手定则确定。为导体所在处的磁通密度，单位为Wb／m.m；L为导体ab或cd的有效长度，单位为m；i为导体中流过的电流，单位为A；F为电磁力，单位为N。
在图1.2（a）的情况下，位于N极下的导体ab受力方向为从右向左，而位于S极下的导体cd受力方向为从左向右。该电磁力与转子半径之积即为电磁转矩，该转矩的方向为逆时针。当电磁转矩大于阻转矩时，线圈按逆时针方向旋转。
当电枢旋转到图1.2（b）所示位置时，原位于S极下的导体cd转到N极下，其受力方向变为从右向左；而原位于N极下的导体ab转到S极下，导体ab受力方向变为从左向右，该转矩的方向仍为逆时针方向，线圈在此转矩作用下继续按逆时针方向旋转。
这样虽然导体中流通的电流为交变的，但N极下的导体受力方向和S极下导体所受力的方向并未发生变化，电动机在此方向不变的转矩作用下转动。电刷的作用是把直流电变成线圈中的交变的电流。
电磁力F的方向由两个因素决定；1，导体中的电流方向，2，气隙磁场的极性。改变其中之一就可以改变电磁力F的方向。
同一台直流电机即可作发电机运行，也可作电动机运行，关键在输入功率的性质，发电机原理和电动机原理总是同时出现的，即电磁的相互作用，电枢电动势和电磁转矩是同时存在的。
发电机：带上负载后，在输出电功率同时导体元件中产生的电流与磁场相互作用，根据电磁力定理产生电磁转矩，其方向与发电机的转速方向相反，阻碍发电机旋转，是制动转矩，原动机要输入足够大的拖动转矩来克服制动转矩，使发电机转速稳定，实现把机械能转化为电能输出。
电动机：轴上输出机械功率同时导体元件在主极下运动，根据电磁感应定理产生电动势，其方向与电流方向相反，阻碍电流输入，是反电动势，外加电源电压必须大于反电动势，才能把电流灌入电动机，实现把电能转化为机械能输出。
三、 直流电机的基本结构：
直流电机由定子（固定不动）与转子（旋转）两大部分组成，定子与转子之间有空隙,称为气隙。
定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖、电刷等装置；
转子部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等部件。
1风扇；2—机座；3—电枢；4——主磁极；5—刷架；6—换向器；7—接线板；8—出线盒；9—换向极；10—端盖
1．定子部分：
(1)机座：
机座既可以固定主磁极、换向极、端盖等，又是电机磁路的一部分（称为磁轭）。机座一般用铸钢或厚钢板焊接而成，具有良好的导磁性能和机械强度。
（2）主磁极：
主磁极的作用是产生气隙磁场，由主磁极铁心和主磁极绕组（励磁绕组）构成。
如图1.4所示。主磁极铁心一般由1.0mm～1.5mm厚的低碳钢板冲片叠压而成，包括极身和极靴两部分。极靴做成圆弧形，以使磁极下气隙磁通较均匀。极身上面套有励磁绕组，
绕组中通入直流电流。整个磁极用螺钉固定在机座上
1--固定主磁极的螺钉； 2—主磁极铁心；3—励磁绕组
（3）换向极：
换向极用来改善换向，由铁心和套在铁心上的绕组构成。
如图1.5所示。换向极铁心一般用整块钢制成，如换向要求较高，则用1.0mm～1.5mm厚的钢板叠压而成，其绕组中流过的是电枢电流。换向极装在相邻两主极之间，用螺钉固定在机座上。
1—换向极铁心；2—换向极绕组
（4）电刷装置：
电刷与换向器配合可以把转动的电枢绕组电路和外电路连接并把电枢绕组中的交流量转变成电刷端的直流量。电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆架、弹簧、铜辫构成，如图1.6所示。电刷组的个数，一般等于主磁极的个数。
1—电刷；2—刷握；3—弹簧压板； 4—座圈 5—刷杆
电刷与换向器工作面应有良好的接触，正常的电刷压力为0.15—0.25公斤/平方厘米（±10%）（可用弹簧秤测量），电刷与刷握框的配合不宜过紧，而须留有不大于0.15毫米左右的间隙。
电刷磨损或碎裂时，须换以相同规格（牌号及尺寸）的电刷，新电刷装配好后应研磨光滑，以达到与换向器相吻合的接触面。
研磨电刷的接触面，须用0号砂布，砂布的宽度为换向器的长度，砂布的长度为换向器的周长，然后再找一块橡皮胶，橡皮胶一半贴住砂布的一端，橡皮胶的另一半按转子旋转方向贴在换向器上，然后转动转子即行。用这种方法研磨电刷，一般接触面可达90％以上。
2．转子部分：
（1）电枢铁心：
电枢铁心是电机磁路的一部分，其外圆周开槽，用来嵌放电枢绕组。电枢铁心一般用0.5mm厚、两边涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠压而成。
（2）换向器（整流子）：换向器是直流电动机的一种特殊装置：
其外形如图1-8所示，主要由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路联接。换向器是直流电动机的结构特征。
换向器表面很光洁，不得有机械损伤或火花灼痕。如有轻微的灼痕时，可用00号吵布在旋转着的换向器上细细研磨。如果换向器表面出现严重灼痕或粗糙不平，表面不圆或有局部凹凸现象时，则应拆下电枢进行重车。
通常要求换向器表面和光洁度达到▽6―▽7，越光越好。车削时，速度不大不于1.5米/秒，最后一刀切削深度进刀量不大于0.1毫米，清除换向器表面的切屑及毛刺等杂物，最后将整个电枢吹净装配。换向器在负载下长期运转后，表面会产生一层坚硬的深褐色的薄膜，这层薄膜能保护换向器不受磨损，因此要保存这层薄膜，不应磨去。
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