มอเตอร์เซอร์โวกระแสตรงใช้โครงสร้างกระดองที่เพรียวบาง โดยมีความเฉื่อยในการหมุนเพียง 1/3 ถึง 1/2 ของมอเตอร์กระแสตรงทั่วไป และความแข็งแรงเชิงกลของโครงสร้างสามารถทนต่อแรงกระแทกที่มีความเร่งสูงได้ แบบจำลองแม่เหล็กถาวรใช้วัสดุแม่เหล็กถาวรในการกระตุ้น โดยผสมผสานความหนาแน่นของพลังงานแม่เหล็กสูงและการสูญเสียฮิสเทรีซิสต่ำ รุ่นความเฉื่อยต่ำช่วยลดความเฉื่อยในการหมุนและปรับปรุงความเร็วการตอบสนองผ่านการออกแบบโรเตอร์ที่ปรับให้เหมาะสม แปรงถูกวางอย่างแม่นยำบนระนาบที่เป็นกลางทางเรขาคณิตเพื่อให้แน่ใจว่ามีลักษณะการหมุนไปข้างหน้าและย้อนกลับอย่างสมมาตร
หลักการพื้นฐาน: โรเตอร์ที่มีพลังงานจะหมุนภายใต้แรงลอเรนซ์ในสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ สูตรแรงบิดคือ:
$$T=K_t \\cdot I$$ โดยที่ $K_t$ คือค่าคงที่ของแรงบิด (ค่าโดยทั่วไป 0.01~0.1 N·m/A) และ $I$ คือกระแสกระดอง
กระบวนการควบคุม-วงปิด: ตัวควบคุมจะเปรียบเทียบตำแหน่งเป้าหมายกับสัญญาณตอบรับจริง (เช่น ข้อมูลตัวเข้ารหัส) แรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์ PWM จะถูกปรับผ่านอัลกอริธึม PID เพื่อแก้ไขความเร็วและทิศทางของมอเตอร์แบบไดนามิก เวลาตอบสนองอาจสั้นเพียง 1 มิลลิวินาที และความแม่นยำของตำแหน่งถึง ±0.01 องศา (แหล่งข้อมูล: เอกสารทางเทคนิคของ Yaskawa Electric)