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右圖是他勵直流電動機的電路原理圖，他勵直流電動機的機械特性方程式可由他勵直流電動機的基本方程式導出
　　　　　　　 圖.他勵直流電動機電路原理圖

　　當電源電壓U=常數，電樞回路總電阻R＝常數，勵磁磁通Φ=常數時，電動機的機械特性如圖2.12所示，是一條向下傾斜的直線，這說明加大電動機的負載，會使轉速下降。特性曲線與縱軸的交點為Tem=0時的轉速n0 ，稱為理想空載轉速。
　　

則
　　固有機械特性是當電動機 的電樞工作電壓和勵磁磁通均為額定值，電樞電路中沒有串入附加電阻時的機械特性，其方程式為；
　　　　　　　　　　　　　　　
　　與固有特性相比，理想的空載轉速不變
　　　　　　　　　　　　　　　　他勵直流電動機串電阻時的機械特性
　　從圖上可見，當負載轉矩TL不變時，只改變電阻Rpa的大小，可以改變電動機的轉速，例如TL=TN，電樞回路串電阻Rpa=0，轉速na，當Rpa=Rpa1，轉速nb，Rpa=Rpa2，轉速nc，因此，電樞回路串電阻的方法，可用于他勵直流電動機調速。
　　 (2）改變電樞端電壓時的人為機械特性
　　保持Rpa=0，Φ=ΦN，特性方程式為；
　　　　
　　由于磁通Φ的減少，使得 理想空載轉速n0和斜率β都增大，其特性曲線如下圖所示 。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　可求得機械特性方程式
　　 下圖他勵直流電動機的機械特性曲線
　　 實際上，當電動機旋轉時，不管是否有負載，總存在有一定的空載損耗和相應的空載轉矩，所以電動機的實際空載轉速n0′將低于n0。由此可見式（2-4）的右邊 第二項即表示電動機帶負載后的轉速降，用?n表示，
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　式中β——機械特性曲線的斜率。
β越大，?n越大，機械特性就越“軟”，通常稱β大的機械特性為軟特性。一般他勵電動機在電樞沒有外接電阻時，?n比較小，機械特性都比較“硬”。機械特性的硬度也可用額定轉速調整率％來說明，見式（1-22），轉速調整率小，則機械特性硬度就高。
　　固有機械特性和人為機械特性
　　1．固有機械特性
　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　固有機械特性曲線如右上圖所示，由于電樞電阻Ra比較小，則?n也比較小，所以他勵直流電動機的固有機械特性是比較“硬”的。
　　2．人為機械特性
　　人為機械特性是人為地改變電動機回路參數或電樞電壓而得到的機械特性，即改變公式（2-4）中的參數所獲得的機械特性，一般只改變電壓、磁通、附加電阻中的一個，他勵電動機有下列三種人為機械特性。
　　（1） 電樞回路串電阻時的人為機械特性
　　保持U =UN , Φ=ΦN ,R =Ra+Rpa，電樞回路串電阻人為機械特性的方程式為；
　　　　　　　　　　　　　，但轉速降?n增大，特性變“軟”，當Rpa越大，?n也越大，特性越“軟”，如圖中曲線1, 2所示。這類人為機械特性是一組通過n0但具有不同斜率的直線。
　　　　　　　　　　　　　　　
　　由于電動機的額定電壓是工作電壓的上限，受到絕緣強度的限制，因此改變電壓時，只能在低于額定電壓的范圍內變化。與固有特性相比較，特性曲線的斜率不變，理想空載轉速n0隨電壓減小成正比減小，右圖所示為改變電壓時的人為他勵直流電動機改特性，它是一組低于固有機械特性而與之平行的直線。
　　可見，當負載轉矩不變時，改變電壓的大小，可以改變電動機的轉速，因此，改變電樞電壓的方法，也可用
　　于他勵直流電動機調速。
　　3．減弱磁通時的人為機械特性
　　在勵磁回路內串接電阻Rpf，或降低勵磁電壓Uf來減弱磁通，此時，減弱磁通時的人為機械特性方程式為；

　　電機的磁通設計在磁化曲線的膝點，接近飽和點，因此一般采用減弱磁通方法，可見，當負載轉矩不變時，減弱磁通方法也可用于他勵直流電動機調速。