直流電機（D.C.machine）是實現直流電能和機械能互相轉換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉換為機械能；作發電機運行時是直流發電機，將機械能轉換為電能。
直流電機由定子和轉子兩部分組成，其間有一定的氣隙。其構造的主要特點是具有一個帶換向器的電樞。直流電機的定子由機座、主磁極、換向磁極、前后端蓋和刷架等部件組成。其中主磁極是產生直流電機氣隙磁場的主要部件，由永磁體或帶有直流勵磁繞組的疊片鐵心構成。直流電機的轉子則由電樞、換向器（又稱整流子）和轉軸等部件構成。其中電樞由電樞鐵心和電樞繞組兩部分組成。電樞鐵心由硅鋼片疊成，在其外圓處均勻分布著齒槽，電樞繞組則嵌置于這些槽中。換向器是一種機械整流部件。由換向片疊成圓筒形后，以金屬夾件或塑料成型為一個整體。各換向片間互相絕緣。換向器質量對運行可靠性有很大影響。
當原動機驅動電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉時，電樞繞組上感生出電動勢，經電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負載（或電網），對外供電，此時電機作直流發電機運行。如用外部直流電源，經電刷換軍用直升機向器裝置將直流電流引向電樞繞組，則此電流與主磁極N.S.產生的磁場互相作用，產生轉矩，驅動轉子與連接于其上的機械負載工作，此時電機作直流電動機運行。
旋轉磁場直流電動機問世－－直流傳動將煥發青春的活力－－變頻調速技術很快徹底淘汰
我用18年找到了直流電動機轉矩性能于調速性能優良的原因是逐線圈換向——為證明真實性我首先公布理論－－逐線圈換向的是直流電動機，逐相換向的是交流電動機。
在逐線圈換向的前提下，實現旋轉磁場在旋轉之中，每一個磁極對應定子導體的電流始終向一個方向流動。《用電流跟蹤器取代換向器和電刷》定子的導體電流方向始終跟蹤轉子的磁極，就能實現零轉速到額定轉速恒轉矩變壓調速，而且沒有轉矩波動，可徹底淘汰變頻調速器，變壓調速的斬波器將風行天下。
直流電動機的定子磁場和轉子磁場始終垂直90度，通電導體始終處在磁場的最大受力位置，所以能產生強大而又平穩的轉矩，這種優點是異步電動機難以望其項背。旋轉磁場直流電動機沒有換向器和電刷，使用壽命和異步電動機一樣長。轉子的強度和異步電動機一樣高，功率密度不再受到轉速低的限制，在相等質量下功率可以遠遠超過異步電動機。
旋轉磁場直流電動機 在硬特性領域，使用永磁有利于提高控制精度 用電效率和安全，如數控機床 大型軋鋼機 礦井提升機 港口塔吊 因為它有切斷電源自動剎車功能，特別適應礦山提升機安全生產。在 電動自行車 電力機車 電動汽車 可以使用 串勵無刷 因為它具有汽車變速箱的輸出特性，會使交通工具的行駛性能更加完美。
在同步電動機上安裝同步換向器不能叫無刷直流電動機，是科學界的指鹿為馬，因為它是逐相換向－－是交流電動機，它永遠找不到直流電動機的轉矩性能和調速性能。
旋轉磁場直流電動機，具有異步電動機的耐久性能和旋轉電樞直流電動機的轉矩性能于調速性能，是性能最完美的電動機，直流變壓調速不會產生諧波污染電網，調速成本非常的低。它可以把有限的原材料制造成更有市場價值的商品，可成為企業會下金蛋的鵝，在整個工業領域將引發一場電動機革命，旋轉磁場直流電動機以當今IEGT的功率容量4500v5500A，單機功率做到50000KW是輕而易舉。從事電機研究的工作人員來南召縣云陽鎮看一看我的科技成果，就知道這一切都是真的。
此項技術如果讓西門子 東芝 等大公司購買，中國的電機制造企業就會遭受毀滅性的打擊，成千上萬的工人會失去生活來源。這是因為我國大功率IGBT制造幾乎是空白，而西門子 東芝 英飛凌－－-具有先天優勢。 13503873417 李佳君
變頻調速器淘汰有如下原因
1價格昂貴 變頻器比電機還貴 多數企業難以承受
2產生諧波嚴重污染電網 破壞電網功率因數 使電氣設備誤動作 大幅度增加供電消耗
3低速轉矩太弱 需要重負荷啟動設備不能應用
4低速轉矩波動嚴重 高精度控制領域不能應用
5高達2000-20000赫茲的載波頻率 產生嚴重的電磁輻射危害人體 干擾電子設備正常工作
6載波頻率導致渦流消耗和磁滯消耗增加 線圈的趨膚效應猛增導致電機發熱嚴重 致使電機的工作效率底下
7功率模塊經常燒壞 需要增加巨大的維護成本 一些企業哭笑不是
8軸流引起電機軸承加速損壞 使用變頻器的異步電動機需要經常更換軸承
9變壓調速的旋轉磁場直流電動機問世 變頻調速器已是窮途末路
變頻調速器能紅極一時，是因為旋轉電樞直流電動機的壽命太短。事實是直流電動機的調速成本最低 精度最高 設備最簡單。只要直流電動機能長壽，變頻調速器就是廢銅爛鐵。
旋轉電樞直流電動機在運轉的時候，定子磁場和電樞磁場是靜止垂直90度，旋轉的是電樞，電樞的磁場并不旋轉。換向器的作用就是保證電樞的磁場和定子的磁場始終保持靜止90而換向。
旋轉磁場直流電動機在運轉的時候，定子的磁場和轉子的磁場，是在旋轉之中垂直90度。用逐線圈換向技術制造電流跟蹤器，取代換向器和電刷，因此旋轉磁場直流電動機變的和異步電動機一樣長壽。
旋轉磁場直流電動機的轉子做成永磁的時候，它的強度和異步電動機的轉子一樣高，造價非常低。像異步電動機一樣，脆弱線圈不動，堅固而又簡單轉子在高速旋轉。
旋轉磁場直流電動機的定子線圈，能產生穩定的反電勢阻止諧波的生成，無論IGBT的關斷速度多么快，也不會產生自感電壓擊穿IGBT和絕緣。小功率電機在6000轉的時候IGBT的工作頻率是200赫茲，大功率電機3000轉的時候工作頻率是100赫茲。不像變頻調速器載波頻率高達2000到4000赫茲，產生嚴重的電磁輻射，危害人體干擾電子設備，產生諧波污染電網。
變壓調速的旋轉磁場直流電動機問世，變頻調速器已是窮途末路，科技在推陳出新。
為實現直流電動機長壽的夢想，我付出了18年的努力。
旋轉電樞直流電動機在運轉的時候，定子磁場和電樞磁場是靜止垂直90度，旋轉的是電樞，電樞的磁場并不旋轉。換向器的作用就是保證電樞的磁場和定子的磁場始終保持靜止90度而換向。
旋轉磁場直流電動機在運轉的時候，定子的磁場和轉子的磁場，是在旋轉之中垂直90度。用逐線圈換向技術制造電流跟蹤器，取代換向器和電刷，因此旋轉磁場直流電動機變的和異步電動機一樣長壽。
旋轉磁場直流電動機的轉子做成無刷勵磁或永磁的時候，它的強度和異步電動機的轉子一樣高，造價非常低。像異步電動機一樣，脆弱線圈不動，堅固而又簡單轉子在高速旋轉。
旋轉磁場直流電動機的定子線圈，能產生穩定的反電勢阻止諧波的生成，無論IGBT的關斷速度多么快，也不會產生自感電壓擊穿IGBT和絕緣。小功率電機在6000轉的時候IGBT的工作頻率是200赫茲，大功率電機3000轉的時候工作頻率是100赫茲。不像變頻調速器載波頻率高達2000到20000赫茲，產生嚴重的電磁輻射，危害人體干擾電子設備，產生諧波污染電網。
變壓調速的旋轉磁場直流電動機問世，變頻調速器已是窮途末路，科技在推陳出新。
為實現直流電動機長壽的夢想，我付出了18年的努力。
直流勵磁的磁路在電工設備中的應用，除了直流電磁鐵（直流繼電器、直流接觸器等）外，最重要的就是應用在直流旋轉電機中。在發電廠里，同步發電機的勵磁機、蓄電池的充電機等，都是直流發電機；鍋爐給粉機的原動機是直流電動機。此外，在許多工業部門，例如大型軋鋼設備、大型精密機床、礦井卷揚機、市內電車、電纜設備要求嚴格線速度一致的地方等，通常都采用直流電動機作為原動機來拖動工作機械的。直流發電機通常是作為直流電源，向負載輸出電能；直流電動機則是作為原動機帶動各種生產機械工作，向負載輸出機械能。在控制系統中，直流電機還有其它的用途，例如測速電機、伺服電機等。雖然直流發電機和直流電動機的用途各不同，但是它們的結構基本上一樣，都是利用電和磁的相互作用來實現機械能與電能的相互轉換。
直流電機的最大弱點就是有電流的換向問題，消耗有色金屬較多，成本高，運行中的維護檢修也比較麻煩。因此，電機制造業中正在努力改善交流電動機的調速性能，并且大量代替直流電動機。不過，近年來在利用可控硅整流裝置代替直流發電機方面，已經取得了很大進展。包括直流電機在內的一切旋轉電機，實際上都是依據我們所知道的兩條基本原則制造的。一條是：導線切割磁通產生感應電動勢；另一條是：載流導體在磁場中受到電磁力的作用。因此，從結構上來看，任何電機都包括磁場部分和電路部分。從上述原理可見，任何電機都體現著電和磁的相互作用，是電、磁這兩個矛盾著的對立面的統一。我們在這一章里討論直流電機的結構和工作原理，就是討論直流電機中的“磁”和“電”如何相互作用，相互制約，以及體現兩者之間相互關系的物理量和現象（電樞電動勢、電磁轉矩、電磁功率、電樞反應等）。
直流發電機和直流電動機具有相同的結構，只是直流發電機是由原動機（一般是交流電動機）拖動旋轉而發電。可見，它是把機械能變為電能的設備。直流電動機則接在直流電源上，拖動各種工作機械（機床、泵、電車、電纜設備等）工作，它是把電能變為機械能的設備。但是，當前已經有可控硅整流裝置替代了直流發電機，為了能使大家更好的理解直流電動機，有必要同時講述一下直流發電機的原理。
我們首先來觀察直流發電機是怎樣工作的。
電刷A、B分別與兩個半園環接觸，這時A、B兩電刷之間輸出的是直流電。我們再來看看這時線圈在磁極之間運動的情況。當線圈的ab邊在N極范圍內按逆時針方向運動時，應用發電機右手定則，這時所產生的電動勢是從b指向a。這時線圈的cd邊則是在S極范圍內按逆時針方向運動，依據發電機右手定則可以判斷，cd邊中的感應電動勢方向是從d指向c。從整個線圈來看，感應電動勢的方向是d-c-b-a。因此，和線圈a端連接的銅片1和電刷A是處于正電位；而和線圈的d端連接的銅片2和電刷B是處于負電位。如果接通外電路，那么電流就從電刷A經負載流入電刷B，與線圈一起構成閉合的電流通路。
當線圈的ab邊轉到S極范圍內時，cd邊就轉到N極范圍內，用右手定則判斷可以知道，這時線圈cd邊中產生的電動勢方向是從c到d，而ab邊轉到了S極范圍內，其中電動勢的方向則是有a到b。由于電刷在空間是不動的，因此和線圈d端連接的銅片2和電刷A接觸，它的電位仍然是正。而與線圈a端連接的銅片1則和電刷B接觸，它的電位仍然是負。接通外電路時，電流仍然是從電刷A經負載流入電刷B，與線圈一起構成閉合的電流通路。不過，要注意到這時線圈內的電流已經反向了。
由此可知，當線圈不停地旋轉時，雖然與兩個電刷接觸的線圈邊不停的變化，但是，電刷A始終是正電位，電刷B始終是負電位。因此，有兩電刷引出的是具有恒定方向的電動勢，負載上得到的是恒定方向的電壓和電流。也就是說，盡管線圈abcd中感應電動勢的方向不斷交變，但是電刷A總是和處在N極范圍內的線圈邊接觸，電刷B總是和處在S極范圍內的線圈邊相接觸，它們的極性始終不變。于是，線圈中的交流電經過銅片和電刷整流后，便成為外電路中的直流電了。這兩個半圓形的銅片就叫做換向片，它們合在一起叫做換向器。
如果直流電機的轉子不用原動機拖動，而把它的電刷A、B接在電壓為U的直流電源上那么會發生什么樣的情況呢？電刷A是正電位，B是負電位，在N極范圍內的導體ab中的電流是從a流向b，在S極范圍內的導體cd中的電流是從c流向d。前面已經說過，載流導體在磁場中要受到電磁力的作用，因此，ab和cd兩導體都要受到電磁力Fde的作用。根據磁場方向和導體中的電流方向，利用電動機左手定則判斷，ab邊受力的方向是向左，而cd邊則是向右。由于磁場是均勻的，導體中流過的又是相同的電流，所以，ab邊和cd邊所受電磁力的大小相等。這樣，線圈上就受到了電磁力的作用而按逆時針方向轉動了。當線圈轉到磁極的中性面上時，線圈中的電流等于零，電磁力等于零，但是由于慣性的作用，線圈繼續轉動。線圈轉過半州之后，雖然ab與cd的位置調換了，ab邊轉到S極范圍內，cd邊轉到N極范圍內，但是，由于換向片和電刷的作用，轉到N極下的cd邊中電流方向也變了，是從d流向c，在S極下的ab邊中的電流則是從b流向a。因此，電磁力Fdc的方向仍然不變，線圈仍然受力按逆時針方向轉動。可見，分別處在N、S極范圍內的導體中的電流方向總是不變的，因此，線圈兩個邊的受力方向也不變，這樣，線圈就可以按照受力方向不停的旋轉了，通過齒輪或皮帶等機構的傳動，便可以帶動其它工作機械。
從以上的分析可以看到，要使線圈按照一定的方向旋轉，關鍵問題是當導體從一個磁極范圍內轉到另一個異性磁極范圍內時（也就是導體經過中性面后），導體中電流的方向也要同時改變。換向器和電刷就是完成這個任務的裝置。在直流發電機中，換向器和電刷的任務是把線圈中的交流電變為直流電向外輸出；而在直流電動機中，則用換向器和電刷把輸入的直流電變為線圈中的交流電。可見，換向器和電刷是直流電機中不可缺少的關鍵性部件。
當然，在實際的直流電動機中，也不只有一個線圈，而是有許多個線圈牢固地嵌在轉子鐵芯槽中，當導體中通過電流、在磁場中因受力而轉動，就帶動整個轉子旋轉。這就是直流電動機的基本工作原理。
比較直流發電機和直流電動機的工作原理可以看出，它們的輸入和輸出的能量形式不同的。正如前面已經說過，直流發電機由原動機拖動，輸入的是機械能，輸出的是電能；直流電動機則是由直流電源供電，輸入的是電能，輸出的是機械能
