Le macchine elettriche sono dispositivi per convertire l'energia elettrica in energia meccanica (e viceversa). Il funzionamento di una macchina DC si basa sulla legge dell'induzione elettromagnetica.
Queste unità sono generalmente utilizzate nell'industria per applicazioni di trazione come gru e argani. Uno svantaggio significativo del motore è la formazione di depositi di carbonio dalle spazzole sul collettore. Per evitare eccessive scintille, è necessario ispezionare periodicamente ed effettuare la manutenzione preventiva. Il design delle macchine DC è diverso dai motori asincroni e sincroni.
Tra i poli, che creano un flusso magnetico costante, c'è un'ancora a forma di cilindro d'acciaio. Le bobine di un conduttore di rame sono disposte nelle sue scanalature e le estremità del conduttore sono collegate a semianelli, che sono isolati da altre parti della macchina: questo è il collettore lungo il quale scorrono le spazzole. Si collegano al circuito esterno.
Poiché nelle bobine si genera una forza elettromotrice, l'indotto della macchina DC inizia a ruotare quando il campo lo attraversagiri.
A causa del fatto che l'induzione magnetica è distribuita in modo non uniforme sul cilindro d'acciaio, la velocità dell'EMF generato dipende dalla densità di corrente negli spazi tra le spire. Quindi, sotto i poli, l'induzione magnetica è massima e al centro dell'armatura (sull'asse longitudinale) è uguale a zero.
Quando l'armatura di una macchina a corrente continua ruota, ogni mezzo giro i conduttori cambiano polarità, poiché cadono sotto l'influenza di poli opposti, quindi la direzione della forza elettromotrice cambia in senso opposto, e se l'EMF cambiamenti nel tempo e nella direzione, quindi dovrebbe essere attribuito a una variabile. Affinché un componente costante entri nel circuito esterno, un collettore è incluso nel dispositivo della macchina CC. È una specie di interruttore. Le spazzole fisse, collegate ad un circuito esterno, scorrono su semianelli rigidamente ancorati.
Ruotando, l'armatura è a contatto solo con la spazzola che si trova sotto una particolare polarità. Nel momento in cui cambia la direzione della forza elettromotrice, gli anelli cambiano, cioè per il circuito esterno, non vi è alcun cambiamento nella direzione dell'EMF. Pertanto, il collettore è una specie di raddrizzatore che non consente alla corrente generata di cambiare.
Per eliminare la pulsazione della forza elettromotrice, ci sono delle bobine sull'indotto che sono attaccate a coppie di piastre collettori. Le spire sono spostate l'una dall' altra di una leggera angolazione, questo consente di compensare la distorsione delle armoniche e la corrente entra nel circuito senza ondulazione.
Se le macchine DC funzionano in modalità motore, al contrario, viene applicata tensione alle spazzole. Pertanto, passando attraverso il collettore, appare una corrente nelle spire, che crea il proprio campo magnetico. Interagendo con il campo dei poli, l'indotto inizia a ruotare, tuttavia, nel momento in cui il senso di rotazione avrebbe dovuto cambiare quando i conduttori passano attraverso il polo opposto, il collettore cambia ancora polarità. Pertanto, la direzione della corrente e, di conseguenza, il suo campo magnetico cambia. In questo caso, il collettore è un inverter, un convertitore CC/CA.
