一、直流电机的原理
直流电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
二、直流电机的制动方式
1、能耗制动
指运行中的直流电机突然断开电枢电源，然后在电枢回路串入制动电阻，使电枢绕组的惯性能量消耗在电阻上，使电机快速制动。由于电压和输入功率都为0，所以制动平衡，线路简单；
2、反接制动
为了实现快速停车，突然把正在运行的电动机的电枢电压反接，并在电枢回路中串入电阻，称为电源反接制动。制动期间电源仍输入功率，负载释放的动能和电磁功率均消耗在电阻上，适用于快速停转并反转的场合，对设备冲击力大。
3、倒拉反转反接制动适用于低速下放重物
制动时在电路串入一个大电阻，此时电枢电流变小，电磁转矩变小。由于串入电阻很大，可以通过改变串入电阻值的大小来得到不同的下放速度。
反接制动时，切换极性相反的电源电压，使电枢回路内产生反向电流：反接制动时，从电源输入的电功率和从轴上输入的机械功率转变成的电功率一起消耗在电枢回路制动电阻上。
4、回馈制动（再生制动、发电制动）
电动状态下运行的电动机，在某种条件下会出现由负载拖动电机运行的情况，此时出现n〉n0、Ea〉U、Ia反向，电机由驱动变为制动。从能量方向看，电机处于发电状态——回馈制动状态。
正向回馈：当电机减速时，电机转速从高到低所释放的动能转变为电能，一部分消耗在电枢回路的电阻上，一部分返回电源；
反向回馈：电机拖位能负载（如下放重物）时，可能会出现这种状态。重物拖动电机超过给定速度运行，电机处于发电状态。电磁功率反向，功率回馈电源。
电动状态下运行的电动机，在某种条件下（如电动机拖动的机车下坡时）会出现运行转速n高于理想空载转速n0的情况，此时EaU，电枢电流反向，电磁转矩的方向也随之改变：由驱动转矩变成制动转矩。从能量传递方向看，电机处于发电状态，将机车下坡时失去的位能变成电能回馈给电网，因此这种状态称为回馈制动状态。
发电回馈制动，没有反向，它的方向是不变的，它将电机的动能转换为电能反应回电网，并且发作在电机转速高于同步转速时，限制电机转速进一步上升，当电机转速小于同步速时，制动就不存在了。
回馈制动是指如果需被制动的电动机不从电网切断，则为了制动而把电动机暂时用作发电机，将由动能转换来的电能不是消耗在电阻上，而把它反馈至电网。此方法主要用以限制电动机转速过分升高。
例如，电动机车下坡时，重力加速度将使车速增高，为了安全需要制动限速。当电动机转速升高而增大的电枢感应电动势大于电网电压时，电动机便变为发电机运行，它的电枢电流和电磁转矩的方向都将倒转，就限制转速进一步增高，起了制动作用。电枢电流方向倒转，电功率回馈到电网，故称为回馈制动，叫馈的电功率来源于电动机车下坡时所释放出来的位能。
三、直流电机的超速开关
一般用于直流电动机的超速保护。
因为直流电动机的转速与磁场成反比，一旦磁场小于最低允许值。电机的速度将超过最大允许值。
随着时代的发展，新式超速开关一般配备自动复位开关。超速开关随电机一起转动，当电机转速达到超速开关动作值时，弹珠在自身离心力作用下作径向运动，挤压锥盘。锥盘在弹珠的压力下向轴向运动，锥盘轴向移动一定距离后，使得锥盘的顶锥和双向开关的控制触点接触，从而使超速开关动作，常开触点变成常闭触点，常闭触点变成常开触点。
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