直流发电机的原理是利用电磁感应现象，将机械能转化为电能。其基本构造包括定子和转子两部分。定子上绕有线圈，称为励磁线圈，通以直流电流，产生磁场。转子上绕有导线，称为电枢，通过旋转在励磁磁场中产生感应电动势。电枢两端接有刷子，与外部电路相连，使电流从电枢中流出，形成直流电。
具体来说，当励磁线圈通以直流电流时，产生磁场。转子旋转时，电枢中的导线在磁场中运动，产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与导线运动速度、磁场强度和导线长度有关。当导线与磁场垂直时，感应电动势最大。电枢两端接有刷子，使电流从电枢中流出，形成直流电。
直流发电机的输出电压和电流大小与励磁电流、转子转速和电枢绕组的参数有关。通过调节励磁电流和转速，可以控制输出电压和电流的大小。