电机换向器是直流永磁串激电动机上为了能够让电动机持续转动下去的一个部件.结构上,电机换向器是几个接触片围成圆型,分别连接转子上的每个触头,外边连接的两个电极称为电刷与之接触,同时只接触其中的两个.电机换向器的原理是,当线圈通过电流后,会在永久磁铁的作用下,通过吸引和排斥力转动,当它转到和磁铁平衡时,原来通着电的线较对应电机换向器上的触片就与电刷分离开,而电刷连接到符合产生推动力的那组线圈对应的触片上,这样不停的重复下去,直流电动机就转起来了.
　　直流电机换向器的换向是指旋转着的电枢绕组元件.一般在电刷与换向器之间要产生火花,换向困难和产生故障的主要原因.所以,国家规范根据电机换向时火花大小将其分成几个等级(1,5/4,3/2,2,3).对连续工作的直流电机,其换向火花不应超过3/2级.电动自行车用直流电机属于连续工作的电机,应满足不大于3/2级火花的要求.规范规定：3/2级火花时,电刷边缘大部分或全部有微弱的火花,因此换向器上有黑痕出现,但不会继续发展,用汽油擦其表面即能除去,同时在电刷上有轻微的灼痕,这些都不会影响电机连续正常运行.
　　电机换向器与电刷在电机中组成对应的滑动摩擦副，电机换向器对电机性能的影响主要取决于在一定条件下(电负荷、接触压力、环境条件等)相对电刷高速滑动时的电接触行为.电机换向器在工作时除了传输纵向电流外，还存在着在短路电枢线圈中进行的电流换向任务.这些电流是在主电流电机换向器时而产生的反向电流和电抗电压，致使电刷在电机换向器表面滑动时会引起边部火花及电弧.
　　换向元件中会发生电抗电势和换向电势,换向时.这些电势之和一般大于零,称延迟换向.当换向器后刷边离开一个换向片转向另一个相邻换向片时,换向电流不为零,有电磁能量储存在换向元件内,前个换向片离开电刷时,换向回路被突然切断,换向元件中的电磁能量就只有击穿空气而释放,从而发生火花.