直流伺服電動機(jī)通常用于功率稍大的系統(tǒng)中，其輸出功率一般為1w～600w。其基本結(jié)構(gòu)和工作原理與普通直流他勵電動機(jī)相同，所不同的是它制造得比較細(xì)長一些，以便滿足快速響應(yīng)的要求。其機(jī)械特性與他勵直流電動機(jī)機(jī)械特性相同，即
由上式可以看出，直流伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的控制可以通過改變控制電壓 或改變磁通 來實(shí)現(xiàn)。改變控制電壓的方法稱為電樞控制，改變磁通的方法稱為磁場控制。由于電樞控制具有響應(yīng)迅速、機(jī)械特性硬、線性度好的優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)電一體化系統(tǒng)中大都采用電樞控制方式。
直流伺服電動機(jī)的機(jī)械特性是一組斜率相同的直線簇。每條機(jī)械特性和一種電樞電壓相對應(yīng)，與ω軸的交點(diǎn)是該電樞電壓下的理想空載角速度，與軸的交點(diǎn)則是該電樞電壓下的啟動轉(zhuǎn)矩。
直流伺服電動機(jī)的調(diào)節(jié)特性也是一組斜率相同的直線簇。每條調(diào)節(jié)特性和一種電磁轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)，與ua軸的交點(diǎn)是啟動時的電樞電壓。調(diào)節(jié)特性的斜率為正，說明在一定負(fù)載下，電動機(jī)轉(zhuǎn)速隨電樞電壓的增加而增加；而機(jī)械特性的斜率為負(fù)，說明在電樞電壓不變時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加而降低。