Električne mašine su uređaji za pretvaranje električne energije u mehaničku (i obrnuto). Rad DC mašine je zasnovan na zakonu elektromagnetne indukcije.
Ove jedinice se obično koriste u industriji za vučne aplikacije kao što su dizalice i vitla. Značajan nedostatak motora je stvaranje naslaga ugljika iz četkica na kolektoru. Da bi se izbjeglo prekomjerno iskrenje, potrebno je povremeno pregledavati i provoditi preventivno održavanje. Dizajn DC mašina se razlikuje od asinhronih i sinhronih motora.
Između polova, koji stvaraju konstantan magnetni tok, nalazi se sidro napravljeno u obliku čeličnog cilindra. Zavojnice bakrenog vodiča položene su u njegove žljebove, a krajevi vodiča spojeni su na poluprstenove, koji su izolirani od ostalih dijelova stroja - ovo je kolektor po kojem klize četke. Povezuju se na vanjsko kolo.
Pošto se u zavojnicama javlja elektromotorna sila, armatura DC mašine počinje da se okreće kada polje pređe preko njeokreta.
Zbog činjenice da je magnetna indukcija neravnomjerno raspoređena po čeličnom cilindru, brzina generiranog EMF-a ovisi o gustoći struje u prazninama između zavoja. Dakle, ispod polova magnetna indukcija je maksimalna, au centru armature (na uzdužnoj osi) jednaka je nuli.
Kada se armatura jednosmjerne mašine rotira, na svakih pola okreta provodnici mijenjaju polaritet, jer padaju pod utjecaj suprotnih polova, stoga se smjer elektromotorne sile mijenja u suprotan, a ako EMF promjene u vremenu i smjeru, onda ga treba pripisati varijabli. Da bi konstantna komponenta ušla u eksterno kolo, u uređaj DC mašine je uključen kolektor. To je neka vrsta prekidača. Fiksne četke, koje su povezane na eksterno kolo, klize na poluprstenovima čvrsto usidrenim.
Rotirajući, armatura je u kontaktu samo sa četkom koja je pod određenim polaritetom. U trenutku kada se promijeni smjer elektromotorne sile, prstenovi se prebacuju, odnosno za vanjsko kolo, nema promjene smjera EMF. Dakle, kolektor je vrsta ispravljača koji ne dozvoljava promjenu generirane struje.
Da bi se eliminisalo pulsiranje elektromotorne sile, na armaturi se nalaze zavojnice koje su pričvršćene za parove kolektorskih ploča. Zavoji su pomaknuti jedan od drugog pod blagim uglom, ovo vam omogućava da kompenzirate izobličenje u harmonicima i struja ulazi u kolo bez mreškanja.
Ako DC mašine rade u motornom režimu, tada se, naprotiv, primenjuje napon na četke. Dakle, prolazeći kroz kolektor, u zavojima se pojavljuje struja koja stvara vlastito magnetsko polje. U interakciji s poljem polova, armatura počinje da se okreće, međutim, u trenutku kada bi se smjer rotacije trebao promijeniti kada provodnici prođu kroz suprotni pol, kolektor i dalje mijenja polaritet. Tako se mijenja smjer struje i, shodno tome, njeno magnetsko polje. U ovom slučaju kolektor je inverter, DC/AC pretvarač.
