如左图一,它是串励电动机的根本作业原理图。电流流经上部定子线圈,产生必定方向的磁场；然后经碳刷进入换向器(铜头),再在转子绕组中分红上、下并联支路流过，导流的转子线圈在外部磁场效果下产生力，然后使转子翻滚，铜头使转子中的电流始终坚持上下对称、接连；电流最终从另一个碳刷出来进入下部定子。因上部与下部定子线圈绕线方向共同,致使上、下定子产生的磁场同向,这是必定要坚持共同的.
不管是交流电仍是直流电;不管是60Hz仍是50 Hz;不管12V、24VDC仍是110V、220V、240V；总归它可规划成习惯任一外接电源的电机.
它的转速规模为3000～40000RPM，在同一电机上选用多个抽头可得到较宽的调速规模。家用电器正需求这种高转速、宽调速规模的电机.因感应电机达不到高转速(不大于3000 RPM）.例如吸尘器，它需求高转速在容器表里构成负压，以产生吸力.
在实践规划中，因碳套固定在罩上，其方位不能变，故往往选用将电枢组件与换向片的衔接顺旋转方向移一视点.例如下图八所示。
图八（a）所示为换向组件产生的(eaer)大,因此火花大;当碳刷逆转向移动两片换向片时,产
生的em使（eaer—em）=0（如上图八中b所示）。在要求碳刷方位不变的情况下，则将电枢组件与
串励电动机作为电机宗族的一员，它以本身的许多特色而遍及使用于家用电器及电动工具中。跟着家用电器的遍及使用,它的远景越来越广阔。
定子励磁绕组和电枢(转子)绕组为串联,既可通直流又可通交流电,具有换向器换向的电动机。
串励电动机主要是由定子,转子，前、后端盖（罩）及散热风叶组成。定子由定子铁芯和套在极靴上的绕组组成,其效果是产生励磁磁通,导磁及支撑前后罩;转子由转子铁芯,轴，电枢绕组及换向器组成,其效果是确保并产生接连的电磁力矩,经过转轴带动负载做功,将电能转化为机械能；前后罩起支撑电枢，将定、转子衔接固定成一体的效果.其间转轴,前、后罩要有满足的强度，以防电枢与罩产生共振现象，引起振荡和风险。一般前、后罩内有翻滚或滑动轴承.
V–––电枢线速度；L–––铁芯长；Baq–––交轴电枢反响产生的磁密.其间BaqW．ia,
可见ea的巨细与组件匝数平方、线速度及电流成正比;旋转电势ea与电抗电势er方向相同,总是妄图阻挠换向组件内电流的改动，使换向推迟.
如图七所示,当电刷违背几许中性线必定视点β时,换向组件既切开电枢磁场，产生旋转电势ea;又切开主磁场，产生对应的旋转电势em.它们契合右手安培定则.
关于串励电机,只需确保电流密度不大，一般碳刷不宜过宽.碳刷过宽,则被短接的组件数过多，换向组件的互感电势大,晦气换向;一起电磁力矩会减小，使得温升变差。但电刷过窄,会减小换向周期，添加换向电势,也晦气换向;一起电刷过窄电密过大和机械强度变低，都会影响到电刷的寿数.一般电刷宽度取（1。2~2。5)片换向片宽.
串励电动机一般根据客户对电气功能要求及外部结构的需求而规划.一个规划优秀的串励电动机，不只到达客户对电气功能及外部尺度的要求，还要在绝缘、结构、安全、本钱等方面上优化，既使电机能经过相关的试验查核，契合相间的规范,又节约资料和工时。
关于串励电动机,其换向周期特短，一般在10—4秒级.在这么短的时刻内,要开释电机换向组件所具有的能量，必定会引起火花。换向组件所具有能量为：
下面将逐个评论这些引起火花的电势。只需明晰这些电势与各量间的联系,才可以有效地找到改进火花的办法.关于串励电动机，一般要求ekt≦8V，(erea）≦4。5V。
换向片的衔接顺旋转方向位移两片换向片（如上图八中c所示）。br>
当然,工作也有其特殊性.如上图九所示:图(a）表明关于整距绕组的电枢,此刻换向火花好，即（eaer—em)=0，图(b）表明将整距绕组变成短距绕组，此刻下组件边处在S极下靠中心区的当地，切开电势em〉（erea),呈现火花现象；图（c）表明采取了电枢组件与换向片的衔接逆转向移动了一个换向片，使em减小，然后到达(eaer—em)=0的意图,改进了火花。
单相串励电动机一般都会选用碳化石墨或人工树脂粘洁剂碳刷。为改进换向最好选用硬质电化石墨电刷，因其有较大电阻率,电刷与换向器的触摸电阻较大，能较好地按捺换向进程中的短路电流，有利换向减小火花.一般碳刷的电阻率要求为: 30,000～100,000μΩ。cm，能存受的电密为10A/cm2。
电刷压力巨细对换向功能和电刷损蚀有很大影响。压力大可削减火花，但磨损速度大幅度添加，压力小使换向器在换向时呈现烧蚀。一般取300～500g/c㎡.
在串励电动机的规划进程中,关于串励电动机的换向问题是最要害的。由于换向情况的好坏直接决议了电机寿数及对无线电设备电磁搅扰的好坏.怎样改进串励电动机的换向火花是一个杂乱而困难的问题。
如图一，欲使力矩Tm的巨细和方向坚持为稳定，即Φ及I在空间上的相位有必要恒
定。倘若转子沿着轴向旋转,而导体流过的电流却仍未换向,则效果力便无法坚持稳定,上述情况便无法建立,这就需求换向。电枢旋转时,使每一组件边在经过一固定方位时,其电流得以切换的设备叫换向器(铜头)。组件:关于串励电动机，指衔接两换向片,由进出两线头所衔接的多匝线圈为一组件,因组件和换向片一一对应,所以组件数和换向片数持平.
换向器的资料一般为紫铜制造,为改进换向及寿数，串励马达一般都会选用含银的银铜合金。加工光洁度一般在0。4～1。2间,跳动量一般控制在5μ左右.
如图十中（1)所示,当选用整距绕组时,尽管整距绕组可产生最大的电磁力矩，但换向的上下组件边在同一电枢槽内.从电抗电势er的描绘中可知，这时上下组件经过互感效果在各组件边中感应的互感电势em增大，使火花增大.当选用图中（2)的短距绕组时,尽管电磁力矩稍有减小,但换向的上下组件边不在同一槽内,然后减小了em下降了火花.实践在机械主动
如左图二：其为串励电动机外接直流电时电流、磁通及力矩曲线。电流经过定子线圈的激磁方向由线圈的进、出线以及绕线方向决议.如图中电流I，可产生磁通Φ1和反向磁通Φ2，而关于串励电动机,其力矩方向由电流I及磁通Φ两个矢量决议.这便是定子绕线后接线的开口及穿插决议横竖、转向的原因。
当然，为了可以更好的确保功率及温升，不是电枢绕组与激磁绕组的匝数比越小越好，一般串励电机取在1。5~2。0。
在电机全体功能已定的条件下，即电枢绕组与激磁绕组已定，这时要改进火花，可选用添加换向片数的办法改进火花。因er、ea与换向组件的匝数平方成正比,ekt与换向组件匝数成正比，故减小换向组件匝数会大幅度的下降(ea er）及ekt值。在电枢绕组总匝数已定情况下，添加每槽并排组件数nd，即削减了换向各组件匝数，它需经过添加换向片数的办法到达。因添加换向片数后，换向周期TK相对削减,故实践效果并未到达平方联系，但可改进许多,特别关于高电压电机,因每组件的匝数相关于低电压来说多得多，故选用添加换向片数效果显著。
如图四和五表明一个单迭绕组(迭绕关于串励电动机指：恣意两串联的线圈都是后一个紧迭在前一个上面,每个组件的始端与终端别离焊接在相邻两换向片上的绕组）电枢的换向进程.设其换向器片数为8,换向器由右向左逆时针运动，并设碳刷宽稍大于一个换向片的宽度.因碳刷方位是固定不变的，开始时换向片1与碳刷彻底触摸,组件8的下组件边及组件1的上组件边电流合为2ia流出;当换向器翻滚至碳刷与换向器片1和2触摸处,组件1被短路，组件8的下组件边及组件2的上组件边也合为2ia流出;当碳刷与换向器片2彻底触摸时，组件2的上组件边及组件1的下组件边合为2ia流出，这样换向片1换向完结,组件1中的电流方向由i变为-i.，完结此换向进程的时刻称为换向周期TK.设此电机负载转速为12000RPM,则 秒。
2.5.2选用高的激磁绕组与电枢绕组匝数比（即低的电枢绕组与激磁绕组匝数比）.
从电抗电势及旋转电势的公式可知，其数值的巨细均与W的平方成正比，故减小换向组件匝数(便是削减电枢总匝数)可较快地减小（erea），从下一节的电机规划常识可知，单相串励电动机只需坚持定、转子匝数乘积不变,改动定、转子匝数,不会使电动机主要功能产生大的改动,为了减小换向组件中的感应电势，改进换向，宜选用小的电枢匝数。
到-ia，电流的改动引起漏磁通的改动(包含槽漏磁通、齿顶漏磁通和绕组端部漏磁通三部分）.然后在换向组件中产生漏自感电势eL；一起进行换向的其它组件，经过互感效果在该组件中还感应出互感电势em。
2.5.1使碳刷逆转向偏移一适宜视点或将电枢组件与换向片的衔接顺旋转方向移一视点。
如图七所示：当碳刷逆转向违背β角后,换向组件产生的直轴旋转电势em与交轴旋转电势ea及电抗电势er的方向相反，这样就呈现(eaer-em)使换向需开释的能量p减小，然后改进了火花.β越大,使得em越大，则呈现em〉(erea)，相同使能量p增大,晦气换向，这样会使本来推迟的换向变为超前，一起还使电磁转矩下降,故需适宜的β角.
如左图三,关于单相串励电动机，因电流为交变的单相正弦波，则在定子中产生滞后约
1°～5°的交变正弦波磁场,如图中Φ1和Φ2.其电流与磁通矢量积决议了力矩方向，由此产生形象同于全波整流波的力矩波.当定子绕组顺绕时产生上半部分力矩波，即产生正向的均匀力矩 ，反之则产生负向 。这样就决议了电机的正、回转方向.
即 .这说明电机同一组件，其匝数越多,转速越高,电流越大,则电抗电势就愈大.
如图一，电机可视为有两个磁场：定子激绕组产生的直轴主磁场Φd及电枢绕组产生的交轴电枢磁场Φaq,此刻换向组件轴线与主磁场轴线重合，当电机旋转时，换向组件在交轴电枢磁场中产生的旋转电势巨细为:
换向组件轴线与主磁场轴线重合,脉振主磁场Φd与换向线圈匝链,产生变压器电势。
因Φd与换向组件匝链，故ekt数值很大,且比(erea)大.其间：
如图十一所示,因交轴电枢反响在顺主磁场方向使直轴磁场增强，在逆主磁场方向使直轴磁场削弱，如图十一中曲线；成果使主磁场波形产生畸变,如图中曲线;主磁场的畸变会影响换向组件中感应电势的巨细，影响换向。因气隙磁阻大,故增大气隙会削弱这种畸变,但气隙过大，使主磁路磁阻增大,功率下降，温升变差.单边气隙一般取0。2~0。5之间。
