直流主轴伺服系统由他励式直流电动机和直流主轴速度控制单元组成。直流主轴速度单元是由速度环和电流环构成的双闭环速度控制系统，用于控制主轴电动机的电枢电压，进行恒转矩调速。控制系统的主回路采用反并联可逆整流电路，因为主轴电动机的容量大，所以主回路的功率开关元件大都采用晶闸管元件。主轴直流电动机调速还包括恒功率调速，由励磁控制回路完成。因为主轴电动机为他励式电动机，励磁绕组需要有另一直流电源供电，用减弱励磁控制回路电流方式使电动机升速。采用直流主轴速度控制单元之后，只需2～3级机械变速，即可满足数控机床主轴调速要求。
