直流发电机是根据导体在磁场中做切割磁力线运动，从而在导体中产生感应电势的电磁感应原理制成的。为获得直流电势输出，就要把电枢绕组先连接到换向器上，再通过电刷输给负载，其工作原理见图一所示。
环球电机定子上的主磁极N和S可以是永久磁铁，也可以是电磁铁。嵌在转子铁芯榕中的某一个元件abcd位于一对主磁极之间，元件的两个端点a和d分别接到换向片1和2上，换向片表面分别放置固定不动的电刷A和B,而换向片随同元件同步旋转，由电刷、换向片把元件abcd与外负载连接成电路。
(a)当东莞环球电机转子在原动机的拖动下按逆时针方向恒速旋转时，元件abcd中将有感应电势产生。
当转子旋转180°后，导体cd处在N极下面，根据右手定则判断其感应电势方向由c到d;导体ab处在S极下面，其感应电势方向由a到b; 元件中的电势方向为a-b-c-d，但此刻d点通过换 向片2与电刷A相接触，a点通过换向片1与电刷B相接触，从两电刷间看电刷A仍呈正电位，电刷B仍呈负电位，流向负载的电流仍是由电刷A指向电刷B。可以看出，当转子旋转360°经过一对磁极后，元件中电势将变化一个周期，转子连续旋转时，元件中产生的是交变电势，而电刷A和电刷B之间的电势方向却保持不变。
由以上分析看出，东莞电机由于换向器的作用，使处在N极下面的导体永远与电刷A相接触，处在S极下面的导体永远与电刷B相接触，使电刷A总是呈正电位，电刷B 总是呈负电位，从而获得直流输出电势。
一个线圈产生的电势波形是一个脉动的直流，不适于做直流电源使用。实际应用的直流发电机是由很多个元件和相同个数的换向片组成电枢绕 组，这样可以在很大程度上减少其脉动幅值，可以看做是稳恒电流电源。
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