直流伺服电机与一般直流电机的基本原理是完全相同的，如图1所示，电机转子上的载流导体（即电枢绕组）在定子磁场中，受到电磁转矩M 的作用，使电机转子旋转。电磁转矩
M=KTIa（1）
式中：Kr——电机的转矩系数（KT=CMФ）；
Ia——电机电枢电流。
电枢转动后，因导体切割磁力线而产生反电势，其值为
Ea=Ken （2）
式中：Ke——电机的转矩系数 （Ke=CeФ）；
n——电枢的转速（r/min）。
或反电势为
Ea=Ke60/2=Ke'w（3）
式中，Ke'——电势系数（Ke'=60Ke/2p）
ω——电枢的角速度（rad/s）。
作用在电枢的电压U 应等于反电势与电枢电压降之和，即
（4）
式中，Ra--电枢电阻。
上式就是电机的电压平衡方程。由式（2）和式（4）有
（5）
由上式可知，调节电机的转速有三种方法。
改变电枢电压U；
改变磁通量Φ，即改变ke的值。改变激磁回路的电阻Rj以改变激磁电流Ij，可以达到改变磁通量Φ的目的；
在电枢回路中串联调节电阻Rj，此时，转速的计算公式变为
（6）
调节激磁回路电阻的方法，虽然容易控制，但激磁回路的电感大，因此，电气时间常数较大，调速的快速性较差。而且激磁回路串接电阻只能使激磁电流减小，所以转速只能由额定转速向上调高。在电枢回路中串接电阻的办法，转速只能调低，而且电阻上的铜耗大，这种方法并不经济。磁通量与电枢电阻固定不变，改变电枢电压的调速方法，一般都由电枢的额定电压向下调低，使电机转速由额定转速向下调低。尽管需要附加调压设备，但是它的调速范围大，所以直流伺服电机常用这种方法调速。