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直流电机是最基本的电动机类型之一。它的工作原理基于通电导体在磁场中受力的洛伦兹力定律。定子产生恒定的磁场，转子也叫电枢，其中的线圈通电后会受到电磁力的作用产生转矩，从而驱动转子旋转。换向器的作用是实现电流方向的周期性改变，使转矩方向保持一致，实现连续旋转。
直流电机的计算基于几个基本方程。电压平衡方程表示外加电压等于反电势加上电枢压降。反电势与磁通和转速成正比。电磁转矩与磁通和电枢电流成正比。通过这些方程可以分析电机的转矩特性和功率特性，确定最佳工作点。
同步电机的工作原理是定子绕组通入三相交流电产生旋转磁场。转子通过直流励磁形成固定的磁极。当定子旋转磁场的转速与转子转速相同时，转子磁极被定子旋转磁场牵引而同步旋转。同步电机的特点是转子转速严格等于同步转速，不存在转差。
异步电机又称感应电机，是应用最广泛的交流电机。定子绕组通入三相交流电产生旋转磁场。旋转磁场切割转子导体，在转子中感应出电动势和电流。转子电流在定子旋转磁场中受力产生电磁转矩，驱动转子旋转。异步电机的特点是转子转速总是略低于同步转速，存在转差，这样才能持续感应电流并产生转矩。
异步电机的计算基于转差率概念。转差率等于同步转速与转子转速之差除以同步转速。同步转速由电源频率和磁极对数决定。转矩特性曲线显示了转矩与转差率的关系，存在最大转矩点。通过等效电路可以分析电机的各种运行状态，包括启动、额定运行和制动等工况。