电刷、刷握、刷杆座和铜丝辨组成。电刷由石墨制成，放在刷握内，用弹簧压紧在换向器上，刷杆装在刷架上，彼此之间绝缘。刷架装在端盖或轴承内盖上，调整位置以后，将它固定。
二、直流电动机的转动部分
1、电枢铁心 电枢铁心也有两个用处，一个是作为主磁路的主要部分；另一个是嵌放电枢绕组。由于电枢铁心和主磁场之间的相对运动将导致铁耗，为了减少铁耗，通常用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，固定在转子支架或转轴上。
2、电枢绕组 电枢绕组是由许多按一定规律联接的线圈组成，它是直流电机的主要电路部分，是通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换的关键性部件。线圈用带绝缘的圆形和矩形截面导线绕成，嵌放在电枢槽内，上下层之间以及线圈与铁心之间都要妥善地绝缘。然后用槽楔压紧，再用钢丝或玻璃丝带扎紧，以防离心力将绕组甩出槽外。在大型电机中，绕组伸出槽外的端接部分应扎紧在支架上。
3、换向器 换向器也是直流电机的重要部件。在直流电动机中，它的作用是将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流，在直流发电机中，它将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势。换向器由许多换向片组成。换向片之间用云母绝缘。电枢绕组的每一个线圈两端分别焊接在两个换向片上。
三、直流电机的励磁方式
在直流电机中，由磁极的励磁磁通势单独建立的磁场是电机的主磁场，也称为励磁磁场。励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。按励磁方式的不同，直流电机可分为：
1、他励直流电机 他励直流电机是一种励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其它直流电源对励磁绕组供电的直流电机，如图2-2（a）所示。永磁直流电机也可看作他励直流电机，因其主磁场也与电枢电流无关。
2、并励直流电机 并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组并联，如图2-2（b）所示。这种直流电机的励磁绕组上所加的电压就是电枢电路两端的电压。
3、串励直流电机 串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联，如图2-2（c）所示。这种直流电机的励磁电流就是电枢电流，若有调节电阻与励磁绕组并联，则为电枢电流的一部分。
MM——(a) 他励式 (b) 并励式 (c) 串励式 (d) 复励式图2-2 直流电机的励磁方式
M—M—36
4、复励直流电机 这种直流电机的主磁极上装有两个励磁绕组，一个与电枢电路并联（称为并励绕组），然后再和另一个励磁绕组串联（称为串励绕组），如图1-2（d）所示。也可以一个励磁绕组与电枢绕组串联后，再和另一个励磁绕组并联。若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为加复励。若两个磁通势方向相反，则称为差复励。
他励式电动机构造比较复杂，一般用于对调速范围要求很宽的重型机床等设备中。 并励式电动机在外加电压一定的情况下，励磁电流产生的磁通将保持恒定不变。起动转矩大，负载变动时转速比较稳定，转速调节方便，调速范围大。
串励式电动机的转速随转矩的增加，呈显著下降的软特性，特别适用于起重设备。 加复励电动机的电磁转矩变化速度较快，负载变化时能够有效克服电枢电流的冲击，比并励式电动机的性能优越，主要用于负载力矩有突然变化的场合。差复励电动机具有负载变化时转速几乎不变的特性，常用于要求转速稳定的机械中。
四、直流电机的铭牌数据
每台直流电机的机座上都钉有一块铭牌。上面标注着一些叫做额定值的铭牌数据。额定值是由电机制造厂按国家标准的要求，对电机的一些电量或机械量所规定的数据。若电机运行时，这些电量和机械量都符合额定值，这样的电机运行情况称为额定工况。在额定工况下运行，可以保证电机可靠地工作，并且具有优良的性能。直流电机的额定值有：额定功率PN（kW），额定电压UN（V），额定转速nN（r/min），额定励磁电压UfN（V），额定励磁电流IfN（A）和励磁方式等等。直流电动机的额定功率是指输出的机械功率，它等于额定电压和额定电流的乘积，再乘以电动机的效率。直流发电机的额定功率是指电机出线端输出的电功率，它等于额定电压和额定电流的乘积。
五、直流电机的绕组
直流电机电枢绕组的基本形式有两种：一种叫单叠绕组；另一种叫单波绕组。在实际电机中，为了使元件端接部分能平整地排列，每个槽中的元件边分上下两层叠放，一个元件边放在一个槽的上层；另一个元件边放在另一个槽的下层，所以直流电机绕组一般都是双层绕组。
1、单叠绕组
单叠绕组联接的特点是元件两个端子联接于相临的两个换向片上，元件跨距称为第一节距，用y1表示（一般y1用所跨槽数计算），上层元件边与下层元件边所联接的两个换向片之间的距离称为换向节距，用yk表示（一般yk用换向片数计算）。单叠绕组的所有相临元件依次串联，即后一元件的首端与前一元件的末端联在一起，并接到一个换向片上，同时元件两个端子所联的换向片之间的距离等于“一个”换向片宽，所以这种绕组称为单叠绕组。
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122y1NS434yk=+1图2-3 元件边在槽内的放置情况 图2-4 单叠绕组元件在电枢上的连接情况 1—上层元件边 2—后端接部分 3—下层元件边 4—首端接部分 13S1512N3456S789N111213151234567891011121314B2-A1-+B1+-A2+图2-5 单叠绕组展开图2p=4、S=K=16
2、单波绕组
单波绕组是另一种电枢绕组的基本形式，其联结规律和单叠绕组不同。它不是把元件依次串联，而是把相隔大约两个极距，既在磁场中的位置差不多相对应的元件联接起来。如果电机作电动机运行，这样联接也可以保证元件中通过电流时产生同方向的电磁力，从而也可以使电机产生总的电磁转矩为最大。这种绕组联接的特点是元件两出线端所联的换向片相隔较远，相串联的两元件也相隔较远。这样联接起来的元件的形式犹如波浪一样向前延伸，所以称为波绕组。又由于顺着串联元件绕电枢一周以后，元件的末端不能与起始元件上层元件边所联的换向片相联，而必须与其相临的换向片相联，否则元件绕一周以后就闭合，无法再把元件继续联接下去。这样起始换向片与绕电枢一周后所联换向片相隔为“1”个换向片的距离，所以这种绕组称为单波绕组。
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y1NSNSyk图2-6单波绕组在电枢上绕组元件联
13S1512N3456S789N111213151234567891011121314B2-A1-+B1+-A2+图2-7 单波绕组展开图2p=4，S=K=15 A N a F b S N 3 2 S F + U － B (a) 直流电动机原理图 (b) 线圈受力方向 图2-8 直流电动机的工作原理示意图
第二节 直流电动机的工作原理和机械特性
1、 直流电动机的转动原理
接通直流电压U时，直流电流为从a边流入，b边流出，由于a边处于N极之下，b边处于S极之下，则线圈受到电磁力而形成一个逆时针方向的电磁转矩T，使电枢绕组绕轴线方向逆时针转动。
当电枢转动半周后，a边处于S极之下，而b边处于N极之下。由于采用了电刷和换向器装置，此时电枢中的直流电流方向变为从b边流入，从a边流出。电枢仍受到一个逆时针方向的电磁转矩T的作用，继续绕轴线方向逆时针转动。
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N +U －AbFaSN32SFB (a) 直流电动机原理图 (b) 线圈受力方向图2-9 直流电动机的工作原理示意图
2、电磁转矩与电压平衡方程
T?Cm?Ia
+UE－IaRa+M－E?Ce?n U?E?IaRa
3、机械特性
直流电动机电枢等效电路图2-10 直流电动机电枢等效电路 En?Ce??U?IaRaCe?
n0nNOnΔnINTRU??aIaCe?Ce?RaU??TCe?CeCm?2?no??n图2-11直流电动机的机械特性。
例：一直流电动机额定电压U?110 V，电枢电流Ia?10 A，电枢电阻Ra?0.5Ω，求起动瞬间的电流及正常运转时的反电动势。
解：直接起动时的起动电流：
U110Ist???220 A
Ra0.5正常运转时的反电动势： E?U?IaRa?110?10?0.5?105 V
第三节 直流电动机的运行与控制
一、直流电动机的起动
直流电动机直接起动时的起动电流很大，达到额定电流的10～20倍，因此必须限制起动电流。限制起动电流的方法就是起动时在电枢电路中串接起动电阻Rst。起动电
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