Внешняя характеристика генератора последовательного возбуждения (кривая 3) имеет вначале линейный участок, а при токах, близких к номинальному, наступает насыщение, и рост напряжения замедляется. При согласном включении обмоток возбуждения напряжение растет с ростом нагрузки (кривая 4). При встречном включении обмоток внешняя характеристика мягкая (кривая 5). Внешняя характеристика генератора параллельного (кривая 2) возбуждения идет ниже внешней характеристики генератора с независимым возбуждением (кривая 1). так как напряжение на обмотке возбуждения генератора с параллельным возбуждением при росте нагрузки падает и ток возбуждения уменьшается. Внешние характеристики снимаются при неизменном сопротивлении регулировочного резистора, включенного в цепь обмотки возбуждения. Вид внешней характеристики генератора с параллельным возбуждением (кривая 2) при перегрузках отличается от внешней характеристики генератора с независимым возбуждением (кривая 1). При перегрузках поле генератора с параллельным возбуждением опрокидывается и установившийся ток при коротком замыкании Iк.уст. определяется остаточным магнитным потоком.
Регулировочная характеристика генератора.
Регулировочные характеристики Iв = f(Iя) при U = const и n - const показывают, как надо изменять ток возбуждения при изменении нагрузки, чтобы напряжение оставалось постоянным.
Методы регулирования скорости.
Частоту вращения двигателей постоянного тока, исходя из 
, можно регулировать путем изменения напряжения, введения сопротивления в цепь ротора и изменения потока. Наиболее распространенный способ регулирования частоты вращения — изменение потока возбуждения путем регулирования тока в обмотке возбуждения.
Регулирование частоты вращения путем введения Rрег позволяет изменять частоту вращения в широких пределах, но этот способ неэкономичен, так как регулировочный резистор включается в силовую цепь и на нем выделяется тепло, пропорциональное квадрату тока нагрузки. При изменении тока возбуждения согласно 
имеют место механические характеристики такие, как это показано на рис.
Глубокое уменьшение потока недопустимо, так как при нагрузке реакция якоря будет «опрокидывать» поле возбуждения, что приведет к неустойчивой работе двигателя. Увеличение потока в обычных двигателях параллельного возбуждения нецелесообразно, так как магнитная система двигателей насыщена. Лучшие механические характеристики и меньшие потери в двигателе постоянного тока достигаются при регулировании частоты вращения за счет подводимого к двигателю напряжения. Но, как и в машинах переменного тока, при этом способе регулирования частоты вращения необходимо иметь громоздкое устройство, обеспечивающее регулирование напряжения. Способ регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока путем изменения подводимого к якорю напряжения обеспечивает широкие пределы регулирования.
ДПТ с параллельным возбуждением.
Характерной особенностью этого двигателя является то, что ток в обмотке возбуждения (ОВ) не зависит от тока нагрузки (тока якоря). Реостат в цепи возбуждения служит для регулирования тока в обмотке возбуждения и магнитного потока главных полюсов.
Для анализа зависимости n = f(Р2) обратимся к формуле 
, из которой видно, что при неизменном напряжении U на частоту вращения влияют два фактора: падение напряжения в цепи якоря 
и поток возбуждения Ф. Однако такая зависимость n = f(Р2) является нежелательной, так как она, как правило, не удовлетворяет условию устойчивой работы двигателя: с ростом нагрузки на двигатель возрастает частота вращения, что ведет к дополнительному росту нагрузки и т. д., т. е. частота вращения n двигателя неограниченно увеличивается и двигатель идет «в разнос». Если пренебречь реакцией якоря, то (так как Iв = const) можно принять Ф = сonst. Тогда механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения представляет собой прямую линию. Механическую характеристику двигателя при отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря называют естественной. Механические характеристики двигателя, полученные при введении дополнительного сопротивления в цепь якоря, называют искусственными.
ДПТ с последовательным возбуждением.
В этом двигателе обмотка возбуждения включена последовательно в цепь якоря, поэтому магнитный поток Ф в нем зависит от тока нагрузки I = Ia = Iв. При небольших нагрузках магнитная система машины не насыщена и зависимость магнитно го потока от тока нагрузки прямо пропорциональна, т. е. Ф = Kф*Ia. В этом случае найдем электромагнитный момент: 
. Формула частоты вращения примет вид: 
, где Кф – коэффициент пропорциональности. Значит вращающий момент двигателя при ненасыщенном состоянии магнитной системы пропорционален квадрату тока, а частота вращения обратно пропорциональна току нагрузки. При уменьшении нагрузки двигателя последовательного возбуждения частота вращения резко увеличивается и при нагрузке меньше 25% от номинальной может достигнуть опасных для двигателя значений «разнос». Для более надежной работы вал двигателя последовательного возбуждения должен быть жестко соединен с рабочим механизмом посредством муфты и зубчатой передачи. Применение ременной передачи недопустимо, так как при обрыве или сбросе ремня может произойти «разнос» двигателя.
Электромашинный усилитель.
Электромашинный усилитель (ЭМУ) представляет собой электрическую машину, работающую в генераторном режиме и предназначенную для усиления электрических сигналов. Электромашинные усилители применяются в системах автоматики. Простейший ЭМУ — это генератор постоянного тока независимого возбуждения. Так как напряжение на выходе генератора зависит от тока возбуждения, то, изменяя ток возбуждения, можно управлять напряжением на выходе генератора. Следовательно, сравнительно небольшой мощностью в цепи обмотки возбуждения можно управлять значительной мощностью в цепи якоря. Электромашинные усилители не нашли широкого применения, так как они не могут обеспечить достаточно большого коэффициента усиления по мощности.
Наибольшее распространение получили электромашинные усилители поперечного поля. В отличие от обычного генератора постоянного тока в этом ЭМУ основным рабочим потоком является магнитный поток, создаваемый током обмотки якоря. Помимо обмотки якоря усилитель имеет одну или несколько обмоток управления, компенсационную обмотку, поперечную подмагничивающую обмотку и обмотку добавочных полюсов. Якорь усилителя приводится во вращение электродвигателем. Обмотка добавочных полюсов служит для улучшения коммутации на продольных щетках. Поперечная подмагничивающая обмотка усиливает магнитный поток по поперечной оси, что позволяет уменьшить ток в цепи щеток, следовательно, улучшить коммутацию на этих щетках. Компенсационная обмотка, наличие которой в ЭМУ обязательно, устраняет размагничивающее влияние реакции якоря по продольной оси.
ВАХ щеточного контакта.
Щеточный контакт является одним из активных элементов оказывающих влияние на условие токосъемника. ВАХ щетки – зависимость ΔUщ = f(j), где j – это плотность тока. При работе щетки по медному коллектору нарабатывается пленка политура, которая имеет светло или темноореховый цвет. Состав политуры сложен.
1 – графитные щетки (применяются для машин низкого напряжения 0,1 – 0,3В), 2 – электрографитные щетки (тот же графит обработанный электричеством, для высоковольтных 0.8 – 1,5), 3 – металлосодержащие щетки(в коллекторных машинах до 6 – 8В). Медь и графит наилучшая пара взаимодействия.
Назначение добавочных полюсов
Назначение добавочных полюсов — создать в зоне коммутации магнитное поле такой величины и направления, чтобы наводимая этим полем в коммутирующей секции ЭДС вращения еВР компенсировала реактивную ЭДС еР. Добавочные полюсы располагаются между главными. При этом щетки устанавливают на геометрической нейтрали. Все машины постоянного тока мощностью свыше 1 кВт снабжаются добавочными полюсами, число которых принимают равным числу главных полюсов или же вдвое меньшим. Наличие добавочных полюсов позволяет увеличить линейную нагрузку машины и при заданной мощности получить машину меньшего веса и габаритов. МДС добавочного полюса для некомпенсированных машин постоянного тока принимают равной (А): Fд = Kд*Fa, где Kд = Fд/Fa — коэффициент, учитывающий требуемое превышение МДС обмотки добавочного полюса Fд над МДС якоря Fа.
Способы улучшения коммутации.
Механические причины искрения — слабое давление щеток на коллектор, биение коллектора, негладкая поверхность коллектора, загрязнение поверхности коллектора, а также другие причины, вызывающие нарушение электрического контакта между щеткой и коллектором. Потенциальные причины искрения – появляются при возникновении напряжения между смежными коллекторными пластинами, превышающего допустимое значение. В этом случае искрение наиболее опасно, так как оно обычно сопровождается появлением на коллекторе электрических дуг. Коммутационные причины искрения – создаются физическими процессами, происходящими в машине при переходе секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую. Процесс переключения секции из одной параллельной ветви в другую и сопровождающие его явления называются коммутацией. Секция, в которой происходит коммутация, называется коммутирующей, а продолжительность процесса коммутации — периодом коммутации. Когда е≠0, имеет место криволинейная коммутация, кривые 2 и 3. Для сравнения показана кривая 1 – прямолинейная коммутация. При прямолинейной коммутации ток под щеткой распределяется равномерно, а при криволинейной коммутации — не равномерно. В коммутируемой секции ЭДС могут наводиться за счет изменения токов в самой секции еL и соседних секциях еМ, а также за счет вращения секции во внешнем магнитном поле еВ. Реактивная ЭДС стремится замедлить изменение тока в коммутируемой секции. В зоне коммутации, где происходит изменение тока в секции, может быть внешнее магнитное поле. Причиной появления поля может быть поле поперечной реакции якоря или поле добавочных полюсов, которые специально устанавливаются в машине для улучшения коммутации. При замедленной коммутации ЭДС вращения не компенсирует еР (еР > ев). Наихудший случай, когда ЭДС вращения и реактивная ЭДС складываются. Это имеет место, когда щетки установлены на геометрической нейтрали, добавочных полюсов нет, а поток поперечной реакции якоря наводит ЭДС одного знака с реактивной ЭДС. При замедленной коммутации ток в коммутируемой секции не успел уменьшиться до нуля, а щетка уже сошла с коллекторной пластины. Контур, где замыкается ток коммутыции, разрывается, и на сбегающем крае щетки возникает искрение. При замедленной коммутации перегружается сбегающий край щетки. При ускоренной коммутации (еВ > еР) перегружен током набегающий край щетки. При большой перекомпенсации может искрить набегающий край щетки. Ускоренная коммутация может быть практически только в машинах, имеющих добавочные полюсы.
Обобщенная ЭМ.
Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую и обратно. При этом поля ротора и статора неподвижны друг относительно друга. Электрические машины представляют собой определенную комбинацию в пространстве обмоток, в которых протекают токи, сдвинутые во времени также на определенный угол. При проектировании стремятся получить в воздушном зазоре круговое вращающееся магнитное поле, которое содержит только одну гармонику. Вращающееся поле может быть создано двухфазной системой токов, если неподвижные обмотки сдвинуты в пространстве на 90°; трехфазной системой токов — при сдвиге обмоток в пространстве на 120° и токов во времени на 120°. Вращающееся поле может также создаваться и постоянным током. При этом обмотка, обтекаемая постоянным током, должна вращаться.
Простейшей схемой электрической машины является двухфазная машина с двумя парами обмоток на статоре и роторе. Обмотки статора ωαs и ωβs сдвинуты в пространстве и в магнитном поле на 90° и обмотки ротора ωαr и ωβr сдвинуты относительно друг друга на 90°. К обмоткам статора приложены соответственно напряжения. Чтобы в воздушном зазоре двухфазной машины получить вращающееся магнитное поле, необходимо к обмоткам статора или ротора под вести напряжения, сдвинутые во времени на 90°. Тогда в обмотках будут протекать токи, сдвинутые во времени на 90°, и в воздушном зазоре появится вращающееся магнитное поле. В воздушном зазоре магнитные поля ротора и статора неподвижны относительно друг друга. При изменении ωс или ωр изменяется частота токов в роторе, но поля статора и ротора остаются неподвижными относительно друг друга.
Реакция якоря в МПТ.
Поперечная реакция якоря зависит от воздушного зазора.
Для уменьшения Fqd лучше выбирать большой воздушный зазор, однако при большом зазоре увеличивается 
, а следовательно, и объем, и масса меди катушки возбуждения. Для компенсации поперечной реакции якоря можно использовать последовательную обмотку возбуждения с МДС, примерно равной Fqd. Такая обмотка, применяемая в двигателях постоянного тока, называется стабилизирующей обмоткой. При больших линейных нагрузках под частью полюса, где потоки возбуждения и реакции якоря направлены навстречу друг другу может произойти не только значительное изменение индукции, но и изменение направления поля — так называемое опрокидывание поля.
Заштрихованная площадь треугольника ВСD характеризует опрокидывание поля. При опрокидывании поля в генераторном режиме происходит резкое падение напряжения, так как в части витков параллельной ветви машины ЭДС имеют разные знаки и вычитаются. В двигательном режиме опрокидывание поля приводит к уменьшению электромагнитного момента и останову двигателя.