一、基本結構
直流伺服電動機按勵磁方式來分有兩種：一種是電磁式，另一種是永磁式。電磁式直流伺服電動機又可分為他勵、并勵、串勵和復勵四種，永磁式可歸類為他勵，如圖4-1所示，其基本結構和工作原理與普通直流電動機相同。
直流伺服電動機主要有兩種控制方式：一種是電樞控制，即通過改變電樞電壓來實現對黃子轉速的控制；另一種是磁場控制，即通過改變勵磁電壓來實現對轉子轉速的控制(對電磁式直流伺服電動機而言)。電樞控制的優點是電動機機械特性和調節特性的線性度好，空載損耗小，調速范圍廣，控制回路電感小，響應迅速；而磁場控制雖然能實現平滑調速，但調速范圍不大，一般只是配合電樞控制在額定轉速以上進行小范圍的弱磁升速。另外，磁場控制有可能出現失磁而飛車的危險，因而較少采用。下面以電樞控制他勵直流伺服電動機為例，介紹相應的機械特性和調節特性。
二、運行特性
1，機械特性
直流伺服電動機的機械特性是指在一定控制電壓UC下，轉子轉速n與電磁轉矩Te之間的關系曲線，即n=f(Te)
如果忽略電樞反應的影響，主磁通西保持不變，則直流伺服電動機的電磁轉矩為
式中：CT為轉矩系數；Ia為電樞電流。
電樞繞組的感應電動勢為
式中：ce為電動勢系數。
電樞回路的電壓平衡方程為
式中：Ra為電樞電阻(包括電刷接觸電阻)。
由式(4-1)、式(4-2)和式(4—3)，可以得到直流伺服電動機的機械特性方程為
式中：α、β分別為機械特性的斜率。
相應的機械特性曲線如圖4—2所示。可見．直流伺服電動機的機械特性為一直線，隨著控制電壓U的增加，機械特性向上平移，而直線斜率p保持不變。
2．調節特性
直流伺服電動機的調節特性是指在一定負載轉矩TL下，轉子轉速n與控制電壓UC之間的關系曲線，即n=f(uc)。 、
根據式(4-4)，并利用Te=TL的關系，可直接得到直流伺服電動機的調節特性方程為
相應的調節特性曲線如圖4-3所示。可見，直流伺服電動機的調節特性也為一直線，隨著負載轉矩TL的增加，機械特性向右平移，而直線斜率α保持不變。
從上面的分析可以知道，電樞控制時直流伺服電動機的兩個主要運行特性——機械特性和調節特性都是線性的，這是一個很可貴的優點。
三、低速運行的不穩定性分析
從直流伺服電動機的運行特性可知，只要控制電壓足夠大，電動機就可以在很低的轉速下運行。但實際上，當轉速很低(每分鐘幾十轉以下)時，轉速將很不均勻，時快時慢，甚至停轉。這種現象稱為直流伺服電動機低速運行的不穩定性，產生的原因主要有以下幾個方面：
(1)低速時感應電動勢較小．出于電樞齒槽效應等原因造成的電動勢脈動的影響將增大，導致電磁轉矩的波動比較明顯。
(2)低速時控制電壓值很小．電刷和換向器之間接觸電壓不穩定性的影響將增大，導致電樞電流和電磁轉矩的波動。
(3)低速時電刷和換向器之間的摩擦轉矩也是不穩定的，造成總的阻轉矩的變化，導致輸出轉矩的不穩定。
直流伺服電動機低速運行的不穩定性將在自動控制系統中造成誤差．因此必須采取相應的措施加以克服．如采用定子斜極或轉子斜槽的結構，或者采用低速運行性能較好的特種電機．如力矩電機、無槽電機等。
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