电阻、牵引电动机的串—并联转换和磁场削弱来达到调速的目的。机车起动和加速时，逐步减少起动电阻的阻值，然后将四台牵引电动机从串联转入并联连接，从而实现有级调速。机车还可以对牵引电动机使用一级磁场削弱，作为恒功区的辅助调速手段。牵引电动机采用MT20型直流串励电动机，额定功率为385千瓦，额定电压为675伏特，额定转速为每分钟700转。ED54型电力机车是日本国铁之中功率最大的D型动轮四轴旧型电力机车，小时功率可达1540千瓦。