Elektrické stroje jsou zařízení pro přeměnu elektrické energie na mechanickou energii (a naopak). Provoz stejnosměrného stroje je založen na zákonu elektromagnetické indukce.
Tyto jednotky se obvykle používají v průmyslu pro trakční aplikace, jako jsou jeřáby a navijáky. Významnou nevýhodou motoru je tvorba karbonových usazenin z kartáčů na sběrači. Aby se zabránilo nadměrnému jiskření, je nutné pravidelně kontrolovat a provádět preventivní údržbu. Konstrukce stejnosměrných strojů se liší od asynchronních a synchronních motorů.
Mezi póly, které vytvářejí konstantní magnetický tok, je kotva vyrobená ve formě ocelového válce. V jeho drážkách jsou položeny cívky měděného vodiče a konce vodiče jsou spojeny s půlkroužky, které jsou izolovány od ostatních částí stroje - to je kolektor, po kterém kloužou kartáče. Připojují se k vnějšímu okruhu.
Protože v cívkách vzniká elektromotorická síla, kotva stejnosměrného stroje se začne otáčet, když ji pole překročíotočí.
Vzhledem k tomu, že magnetická indukce je na ocelovém válci rozložena nerovnoměrně, závisí rychlost generovaného EMF na hustotě proudu v mezerách mezi závity. Pod póly je tedy magnetická indukce maximální a ve středu kotvy (na podélné ose) je rovna nule.
Když se kotva stejnosměrného stroje otáčí, každou půl otáčkou vodiče změní polaritu, protože spadají pod vlivem opačných pólů, proto se směr elektromotorické síly změní na opačný, a pokud EMF změny v čase a směru, pak by to mělo být připsáno proměnné. Aby se do vnějšího obvodu dostala konstantní součástka, je v zařízení stejnosměrného stroje zařazen kolektor. Je to druh vypínače. Pevné kartáče, které jsou napojeny na vnější okruh, se nasouvají na polokroužky pevně ukotvené.
Otáčí se, kotva je v kontaktu pouze s kartáčem, který má určitou polaritu. V době, kdy se mění směr elektromotorické síly, se kroužky sepnou, to znamená, že pro vnější obvod nedochází ke změně směru EMF. Kolektor je tedy druh usměrňovače, který neumožňuje změnu generovaného proudu.
Pro eliminaci pulsace elektromotorické síly jsou na kotvě cívky, které jsou připevněny k párům kolektorových desek. Závity jsou od sebe posunuty o mírný úhel, což umožňuje kompenzovat zkreslení v harmonických a proud vstupuje do obvodu bez zvlnění.
Pokud stejnosměrné stroje pracují v motorovém režimu, pak je naopak na kartáče přiváděno napětí. Při průchodu kolektorem se tedy v závitech objevuje proud, který vytváří vlastní magnetické pole. Při interakci s polem pólů se kotva začne otáčet, avšak v době, kdy se měl změnit směr otáčení při průchodu vodičů opačným pólem, kolektor ještě přepóluje. Tím se mění směr proudu a podle toho i jeho magnetické pole. V tomto případě je kolektorem invertor, DC/AC měnič.
