恒轉矩模式下，要先保持氣隙磁通Φ恒定，直流電機的定子和轉子磁場是正交狀態的，互相沒有影響。要保持Φ恒定，只要保證勵磁線圈的電流穩定在一個值就可以了。理論上給一個恒流源來控制勵磁線圈的電流是比較完美的，但是因為電流源不好找，而一般給勵磁線圈施加一個穩定的電壓值，也可以近似讓勵磁電流穩定，進而讓氣隙磁通Φ恒定。如果是永磁直流電機，用永磁鐵來替代了勵磁線圈，磁通是永久恒定的，所以不用操這個心了。

簡單的調整電壓，并不能滿足負載波動比較厲害的場合，所以引進了串級調速系統，通過檢測電機的電流和轉速，分別弄出電流環內環和速度環外環了，使用PID算法，有效的滿足了負載波動狀況下的調速，讓直流電機的調速工作特性非常“硬”，也就是最大轉矩不會受到轉速的波動而變化，實現了真正的恒扭矩輸出。這種調速方式，一直是交流調速系統的模仿對方，比如變頻器矢量控制，就是模仿這種方式而實現的。如果只用電流環內環，還可以直接控制電機輸出一定的扭矩，滿足不同的拉伸和卷曲等控制要求。

電樞電壓控制，在晶閘管和IGBT這些沒有被發明前，控制起來也不是容易的事情了，畢竟功率比較大，早期是通過一臺發電機直流發電來控制的，通過調整發電機的磁通就可以控制發電機的輸出電壓，進而調整了電樞電壓大小的。

在晶閘管可控硅被發明出來以后，通過給可控硅施加交流輸入電壓，利用移相觸發技術控制可控硅的導通角，就可以把交流電整流成一定脈動的直流電，因為直流電機是大感性負載，脈動直流電會被大電感緩沖穩定下來。這個直流電的電壓是可以調整的，和可控硅的導通角成一定的比例關系。這種調速技術是非常成熟可靠的，在上個世紀中后期得到了廣泛的工業應用。

另外場效應管和IGBT之類的器件出現以后，直流電機調速還可以做得更加精密了，可以利用PWM斬波技術，讓輸出的直流電壓非常穩定，這樣直流電機的轉速波動非常小，如果讓電機的轉子變長點，轉動慣量變小了，外加了位置環進去，還可以實現精確的定位控制，這個就是所謂的直流伺服系統了。