Električni strojevi su uređaji za pretvaranje električne energije u mehaničku (i obrnuto). Rad istosmjernog stroja temelji se na zakonu elektromagnetske indukcije.
Ove se jedinice obično koriste u industriji za vučne aplikacije kao što su dizalice i vitla. Značajan nedostatak motora je stvaranje naslaga ugljika iz četkica na kolektoru. Kako biste izbjegli prekomjerno iskrenje, potrebno je povremeno pregledavati i provoditi preventivno održavanje. Dizajn istosmjernih strojeva razlikuje se od asinkronih i sinkronih motora.
Između polova, koji stvaraju konstantan magnetski tok, nalazi se sidro izrađeno u obliku čeličnog cilindra. Zavojnice bakrenog vodiča položene su u njegove utore, a krajevi vodiča spojeni su na poluprstenove, koji su izolirani od ostalih dijelova stroja - to je kolektor po kojem klize četke. Povezuju se na vanjski krug.
Budući da u zavojnicama nastaje elektromotorna sila, armatura istosmjernog stroja počinje se okretati kada polje prijeđe preko njeokreće.
Zbog činjenice da je magnetska indukcija neravnomjerno raspoređena po čeličnom cilindru, brzina generiranog EMF-a ovisi o gustoći struje u prazninama između zavoja. Dakle, ispod polova magnetska indukcija je maksimalna, au središtu armature (na uzdužnoj osi) jednaka je nuli.
Kada se armatura istosmjernog stroja okreće, svakih pola okreta vodiči mijenjaju polaritet, jer padaju pod utjecaj suprotnih polova, dakle, smjer elektromotorne sile se mijenja u suprotan, a ako EMF promjene u vremenu i smjeru, onda ga treba pripisati varijabli. Kako bi konstantna komponenta ušla u vanjski krug, u uređaj istosmjernog stroja uključen je kolektor. To je neka vrsta prekidača. Fiksne četke, koje su spojene na vanjski krug, klize na poluprstenovima čvrsto usidrenim.
Rotirajući, armatura je u kontaktu samo s četkom koja je pod određenim polaritetom. U trenutku kada se promijeni smjer elektromotorne sile, prstenovi se prebacuju, odnosno za vanjski krug nema promjene smjera EMF-a. Dakle, kolektor je vrsta ispravljača koji ne dopušta promjenu generirane struje.
Kako bi se eliminiralo pulsiranje elektromotorne sile, na armaturi se nalaze zavojnice koje su pričvršćene na parove kolektorskih ploča. Zavoji su pomaknuti jedan od drugog pod blagim kutom, to vam omogućuje kompenzaciju izobličenja u harmonicima i struja ulazi u krug bez mreškanja.
Ako istosmjerni strojevi rade u motornom modu, tada se, naprotiv, primjenjuje napon na četke. Dakle, prolazeći kroz kolektor, u zavojima se pojavljuje struja koja stvara vlastito magnetsko polje. U interakciji s poljem polova, armatura se počinje okretati, međutim, u trenutku kada se smjer rotacije trebao promijeniti kada vodiči prolaze kroz suprotni pol, kolektor i dalje mijenja polaritet. Tako se mijenja smjer struje i, sukladno tome, njezino magnetsko polje. U ovom slučaju kolektor je pretvarač, DC/AC pretvarač.
