Электрические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую энергию, называются электродвигателями.
Первую электрическую машину в нашей стране сконструировал в 1834 году академик Б.С.Якоби.
Машина постоянного тока может работать как в качестве генератора, так и в качестве электродвигателя. Поэтому генераторы и электродвигатели имеют одинаковую конструкцию. Свойство машин постоянного тока работать как в качестве генераторов, так и электродвигателей называется обратимостью. Явление обратимости машин постоянного тока впервые было открыто русским академиком Э.Х.Ленцем.
Всякая машина постоянного тока состоит из двух частей:
1.Статор
2.Ротор или якорь
Статор - неподвижная часть (корпус)
Представляет собой магнитопровод, на котором располагаются электромагниты. Магнитопровод изготавливают из мягкой литой стали, которая обладает хорошей магнитной проницаемостью. К магнитопроводу крепятся электромагниты (полюса). Электромагнит (полюс) состоит из полюсного сердечника и катушки возбуждения. Полюсный сердечник изготавливают из тонких листов электротехнической стали с хорошей магнитной проницаемостью. Полюсный сердечник имеет такую форму, которая позволяет, во-первых, удерживать катушку и во-вторых, придать распределению магнитных силовых линий поля желаемый характер. Полюсную катушку изготавливают из медной проволоки, обматывают специальной хлопчатобумажной лентой и пропитывают специальным лаком.
Магнитная система статора служит для создания необходимого магнитного потока. В зависимости от мощности электродвигатель 
изготавливается с различным числом полюсов.
Схемы магнитных систем двигателя постоянного тока: а) - двухполюсной машины; б) - четырехполюсной машины
Якорь - подвижная часть машины состоит:
Рис. 1
1.Обмотка
2.Коллектор 5.Вал
3.Сердечник
4.Вентилятор
Вал изготавливают из конструкционной стали ст45 он имеет переменное сечение. Сердечник служит для размещения на нем обмотки, и для уменьшения сопротивления магнитной цепи двигателя. Сердечник изготавливают из электротехнической стали с хорошей магнитной проницаемостью. С целью уменьшения нагрева от вихревых токов сердечник набирается из отдельных пластин изолированных друг 
от друга лаком.
Обмотка якоря предназначена для создания магнитного поля якоря. Выполняется из медного провода и изолируется от сердечника. Обмотка укладывается в пазы и закрепляется бандажом. По типу различаютобмотку петлевую и волновую.
Коллектор cлужит для подвода и распределения тока по проводникам обмотки якоря.
1.Пластина 2.Шайба 3.Изоляция 4.Втулка 5. Гайка
Концы проводников обмотки якоря припаиваются к пластинам коллектора см.рис.1.
Ток к коллектору подводится через угольные щетки, которые закрепляют в щеткодержателе
Щетка и щеткодержатель а) - щетка; б) щеткодержатель со щетками
Вентилятор
Вентилятор жестко закрепляется на валу и служит для охлаждения электродвигателя.
Реакция якоря
При работе электродвигателя основное поле, создаваемое катушками электромагнитов (главных полюсов), искажается магнитным полем проводников, уложенных в самом якоре. Это явление носит название реакции якоря (см.рис.).
Реакция якоря сместит нейтральную линию (nn), на которой устанавливаются щетки в положение (n1n1 ) и вызовет, вследствие этого, искрение щеток. Искрение под щетками вызывает усиленный их износ и повреждение контактной поверхности коллектора, что, в свою очередь, может привести к возникновению кругового огня и выходу из строя якоря двигателя.
С целью уменьшения реакции якоря в двигателях между главными полюсами устанавливаются добавочные полюса.
Добавочные полюса создают дополнительное магнитное поле, которое в зонах установки щеток направлено навстречу полю якоря и нейтрализует его.
Для надлежащей компенсации поля якоря вместе с его изменением должно изменяться и поле добавочных полюсов, поэтому обмотки добавочных полюсов включаются последовательно с обмоткой якоря, и по ним проходит весь ток якоря.
Пуск двигателя
При вращении рамки с током в магнитном поле согласно явлению электромагнитной индукции в ней возникает Э.Д.С. (электродвижущая сила).
По правилу правой руки можем определить, что она имеет направление противоположное напряжению приложенному к рамке. По этой причине ее называют противо э.д.с.
Е = Сфn
где С - коэффициент постоянный, характеризующий конструкцию машины; Ф - магнитный поток полюсов; n - частота вращения.
В начальный момент т.е., когда двигатель еще не вращается (n = 0), то и Е = 0.
Сила тока якоря двигателя по закону Ома
Iя = Uдв/Ея
Т.к. сопротивление обмотки якоря очень незначительно, то ток якоря (1Я) может оказаться очень значительным и двигатель может сгореть. Поэтому при пуске двигателя в первый момент включают пусковой реостат для ограничения величины пускового тока.
Iя = UдВ/Rя + Rпуск
Пусковой реостат в дальнейшем выводится т.к. появляется противо э.д.с. и ток якоря будет определяться:
Iя = Uдв - Е/Rя
Е - противо э.д.с.
Приведем пример
В ТЭД троллейбуса подается U =550 В.
Сопротивление обмотки якоря Кя = 0,06 Ом
По закону Ома пусковой ток 1пуск = U/R = 550/0,06 = 9166 А,
что недопустимо, т.к. длительный ток составляет 185 А.
Пусковой реостат двигателя составляет 6.1 Ом.
Таким образом IПуск = U/Rя + RПуск =550/0,06 + 6,1 = 89,2 А.
Постепенное выведение сопротивлений после пуска позволяет регулировать скорость двигателя при пуске.
Изменение направления вращения двигателя (реверсирование) производится путем изменения направления тока либо в катушках полюсов, либо в обмотке якоря.
Вращающий момент двигателя зависит от силы взаимодействия между током якоря и магнитным потоком главных полюсов.
М = С IЯ Ф
где С - коэффициент характеризующий конструкцию двигателя; IЯ - ток якоря двигателя; Ф - магнитный поток- главных полюсов.
Число оборотов электродвигателя выражается:
n = U - IЯ RЯ/СФ
При холостом ходе, без нагрузки IЯ • Rя незначительно, если им пренебречь, то частота вращения двигателя
n = U/СФ
Число оборотов двигателя зависит от магнитного поля полюсов и напряжения, приложенного к зажимам двигателя. Чем больше U тем больше оборотов развивает двигатель и, наоборот, чем больше магнитный поток, тем с меньшей скоростью будет вращаться двигатель.
Первый вариант затруднителен т.к. в контактной сети напряжение постоянно.
Второй вариант удобен. Для этого в цепь катушек возбуждения двигателя включают регулировочный реостат, с помощью которого можно увеличивать или ослаблять поле двигателя.
