Електрическите машини са устройства за преобразуване на електрическа енергия в механична енергия (и обратно). Работата на DC машина се основава на закона за електромагнитната индукция.
Тези агрегати обикновено се използват в индустрията за приложения за теглене като кранове и лебедки. Значителен недостатък на двигателя е образуването на въглеродни отлагания от четките върху колектора. За да избегнете прекомерно искри, е необходимо периодично да проверявате и да извършвате превантивна поддръжка. Дизайнът на DC машините е различен от асинхронните и синхронните двигатели.
Между полюсите, които създават постоянен магнитен поток, има котва, направена под формата на стоманен цилиндър. Намотките на медния проводник се полагат в неговите жлебове, а краищата на проводника са свързани с полупръстени, които са изолирани от други части на машината - това е колекторът, по който се плъзгат четките. Те се свързват с външната верига.
Тъй като в намотките възниква електродвижеща сила, арматурата на DC машината започва да се върти, когато полето я пресечезавои.
Поради факта, че магнитната индукция е разпределена неравномерно върху стоманения цилиндър, скоростта на генерираното ЕМП зависи от плътността на тока в пролуките между завоите. Така под полюсите магнитната индукция е максимална, а в центъра на котвата (по надлъжната ос) е равна на нула.
Когато котвата на DC машина се върти, на всеки половин оборот проводниците променят полярността, тъй като попадат под въздействието на противоположни полюси, следователно посоката на електродвижещата сила се променя на противоположна, а ако ЕМП промени във времето и посоката, тогава трябва да се припише на променлива. За да влезе постоянен компонент във външната верига, в устройството на DC машината е включен колектор. Това е един вид превключвател. Фиксираните четки, които са свързани към външна верига, се плъзгат върху полупръстени, здраво закотвени.
Въртейки, арматурата е в контакт само с четката, която е под определен полярност. В момента, когато посоката на електродвижещата сила се промени, пръстените се превключват, тоест за външната верига, няма промяна в посоката на ЕМП. По този начин колекторът е вид токоизправител, който не позволява на генерирания ток да се промени.
За да се елиминира пулсацията на електродвижещата сила, има намотки на котвата, които са прикрепени към двойки колекторни пластини. Завоите се изместват един от друг под лек ъгъл, това ви позволява да компенсирате изкривяването в хармониците и токът влиза във веригата без пулсации.
Ако DC машините работят в двигателен режим, тогава, напротив, напрежението се прилага към четките. Така, преминавайки през колектора, в завоите се появява ток, който създава собствено магнитно поле. Взаимодействайки с полето на полюсите, котвата започва да се върти, но в момент, когато посоката на въртене трябва да се промени, когато проводниците преминават през противоположния полюс, колекторът все още превключва полярността. По този начин посоката на тока и съответно магнитното му поле се променя. В този случай колекторът е инвертор, DC/AC преобразувател.
