直流电机模型，其换向原理如下：

带换向器的电枢绕组在工作中的一种特有现象。

假定电枢只需一个线圈abcd，换向器只需两个换向片，它们分别与线圈首、尾相连接，A与B为停止

的两个电刷。当线圈在磁极N、S中逆时针翻滚时，处于N极下的导体ab发生的电动势，方向为从b至a,

处于S极下的导体cd发生的电动势方向为从 d至c。但当线圈翻滚180°后，导体ab与导体cd位置对调,

导体中的电动势也与本来的方向相反。所以在线圈连续旋转时，导体及整个线圈的电动势是在正最

大值与负最大值之间不断交变，故为沟通电动势。但由图不难看到,电刷A只与处在N极下的导体引出

端相连，永为正极性；电刷B只与处在S极下的导体引出端相连,永为负极性。故电刷所引导出来的

电动势及电流的方向始终不变，也便是说，关于外电路而言，引出的是直流电。这便是直流电机换

向的基本原理。一般,电枢绕组由许多线圈串、并联而成,其间各线圈电流换向情况还要杂

乱些。图2为一个元件（一个单元线圈）在被电刷短路时发生的换向进程。
　　直流电机的换向当电枢元件跟着电枢的旋转，顺次从一条支路转移到另一支路时，各

元件中的电流也就从一种活动方向改变为另一种活动方向。这种运用机械方法（换向器和电刷）使

元件中电流转换方向的现象称为换向。换向进程总是与元件被电刷短路的进程相随同的。图2中,当元

件a开始被电刷短路时（图2a），元件电流便进入了换向进程。当元件a脱离短路时(图2c),换向进程也

就结束。整个进程所耗时间称为换向周期()。换向周期的长短与电刷的宽度及电枢的转速有关。

电刷越宽，转速越慢，换向周期越长。
　　换向进程中，因为电流变化，换向元件中会发生自感电动势，俗称电抗电动势。当同槽

中有多个元件同时换向时，电抗电动势还包括它们之间的互感电动势在内。这种电动势起阻遏换向

的作用。电抗电动势越大，换向越困难，甚至在电刷边上会发生火花。严峻的火花有时展开成换

向器环火而损坏换向器。
　　改善换向的主要方法是在两个主磁极之间设备换向极，用以在换向元件中发生切开电动

势来抵消电抗电动势。因为电抗电动势是跟着电流增大而增大的，故换向极绕组需与电枢串联，使换

向极磁场及其相应的切开电动势也能随电枢电流同步增大。换向极应接成与电枢电流发生的磁场极性相反。