기관차는 디젤엔진의 힘을 발전기를 통해 전기적 에너지로 변환시켜 전동기를 회전시켜 동력을 발생시킨다. 철도차량에 쓰이는 대부분의 전동기는 직류직권 전동기로 저회전에서는 견인력이 커 열차출발시에 유리하고 고회전시에는 견인력은 약하나 속도가 증가하는 특성이 있다.
즉 열차 출발시 강력한 토크로 열차를 인출하여 가속시키고 부하가 감소하면 전류도 감소하여 회전속도가 증가하여 고속운전이 가능하게 된다. 직권전동기는 계자권선과 전동자가 직렬로 접속되어 있어 계좌권선에 전 전동자 전류가 통하므로 자속은 전동자 전류에 의해 지배된다. 그러나 자속은 전동자 전류에 비례하여 증가한다고 할 수 없는 게 사실이나 대체로 직권전동기의 회전력은 전동자 전류의 제곱에 비례한다. 지금 공급전압을 일정하게 하고 부하가 증가하면 전동자 전류가 증가하고 동시에 자속이 전류에 비례하여 증가하므로 전동자 전류에 반비례하여 회전속도가 감소한다. 만일 부하가 감소하여 전동자 전류가 적어지면 자속이 약해지므로 회전속도가 빨라진다. 떄문에 무부하 때는 매우 고속으로 회전하여 위험하므로 전동자 축에 장치된 기어와 추축에 조림된 기어가 항상 맞물려 있게 하였다. 견인전동기는 동륜축마다 설치되어 주발전기와의 결선이 자동적으로 바뀌어 열차운전을 효과적으로 이루고 역전드럼 또는 역전접촉기를 동작시켜 계자권선의 전류방향을 바꾸어 견인전동기의 회전방향을 변경시켜 이루어진다. 견인전동기는 동력운전시 주발전기와 직렬, 병렬 또는 직병렬에 약계자회로 구성으로 기관차의 견인력과 속도를 제어하고 발전제동시 직류분권발전기 작용으로 제동력을 발휘한다.