直流伺服電機定義輸出或輸入為直流電能的旋轉電機，稱為直流電機，它是能實現直流電能和機械能互相轉換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉換為機械能；作發電機運行時是直流發電機，將機械能轉換為電能。

直流伺服電機的可逆運行原理

一臺直流伺服電機原則上既可以作為電動機運行,也可以作為發電機運行,這種原理在電機理論中稱為可逆原理。當原動機驅動電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉時，電樞繞組上感生出電動勢，經電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負載（或電網），對外供電，此時電機作直流發電機運行。如用外部直流電源，經電刷換向器裝置將直流電流引向電樞繞組，則此電流與主磁極N.S.產生的磁場互相作用，產生轉矩，驅動轉子與連接于其上的機械負載工作，此時電機作直流電動機運行。

直流伺服電機的分類

按結果主要分為直流電動機和直流發電機。

按類型主要分為直流有刷電機和直流無刷電機。

直流伺服電機的勵磁方式是指對勵磁繞組如何供電、產生勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。根據勵磁方式的不同，直流伺服電機可分為下列幾種類型。

直流發電機

直流發電機是把機械能轉化為直流電能的機器。它主要作為直流電動機、電解、電鍍、電冶煉、充電及交流發電機的勵磁等所需的直流伺服電機。雖然在需要直流電的地方，也用電力整流元件，把交流電變成直流電，但從使用方便、運行的可靠性及某些工作性能方面來看，交流電整流還不能和直流發電機相比。

直流伺服電機的勵磁方式

直流伺服電機的勵磁方式是指對勵磁繞組如何供電、產生勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。根據勵磁方式的不同，直流伺服電機可分為下列幾種類型。

1．他勵直流伺服電機：勵磁繞組與電樞繞組無聯接關系，而由其他直流電源對勵磁繞組供電的直流伺服電機稱為他勵直流伺服電機，接線如圖（a）所示。圖中M表示電動機，若為發電機，則用G表示。永磁直流伺服電機也可看作他勵直流伺服電機。

2．并勵直流伺服電機：并勵直流伺服電機的勵磁繞組與電樞繞組相并聯，接線如圖（b）所示。作為并勵發電機來說，是電機本身發出來的端電壓為勵磁繞組供電；作為并勵電動機來說，勵磁繞組與電樞共用同一電源，從性能上講與他勵直流電動機相同。

3．串勵直流伺服電機：串勵直流伺服電機的勵磁繞組與電樞繞組串聯后，再接于直流電源，接線如圖（c）所示。這種直流伺服電機的勵磁電流就是電樞電流。

4．復勵直流伺服電機：復勵直流伺服電機有并勵和串勵兩個勵磁繞組，接線如圖（d）所示。若串勵繞組產生的磁通勢與并勵繞組產生的磁通勢方向相同稱為積復勵。若兩個磁通勢方向相反，則稱為差復勵。不同勵磁方式的直流伺服電機有著不同的特性。一般情況直流電動機的主要勵磁方式是并勵式、串勵式和復勵式，直流發電機的主要勵磁方式是他勵式、并勵式和和復勵式。

直流伺服電機的工作原理

直流發電機的工作原理就是把電樞線圈中感應的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變為直流電動勢的原理。

感應電動勢的方向按右手定則確定（磁感線指向手心，大拇指指向導體運動方向，其他四指的指向就是導體中感應電動勢的方向。）

導體受力的方向用左手定則確定。這一對電磁力形成了作用于電樞一個力矩，這個力矩在旋轉電機里稱為電磁轉矩，轉矩的方向是逆時針方向，企圖使電樞逆時針方向轉動。如果此電磁轉矩能夠克服電樞上的阻轉矩（例如由摩擦引起的阻轉矩以及其它負載轉矩），電樞就能按逆時針方向旋轉起來。

當電樞轉了180°后，導體cd轉到N極下，導體ab轉到S極下時，由于直流電源供給的電流方向不變，仍從電刷A流入，經導體cd、ab后，從電刷B流出。這時導體cd受力方向變為從右向左，導體ab受力方向是從左向右，產生的電磁轉矩的方向仍為逆時針方向。

因此，電樞一經轉動，由于換向器配合電刷對電流的換向作用，直流電流交替地由導體ab和cd流入，使線圈邊只要處于N極下，其中通過電流的方向總是由電刷A流入的方向，而在S極下時，總是從電刷B流出的方向。這就保證了每個極下線圈邊中的電流始終是一個方向，從而形成一種方向不變的轉矩，使電動機能連續地旋轉。這就是直流電動機的工作原理。