000Z型同步牵引发电机、ZD109Z型直流牵引电动机，机车在全运用速度范围内不需进行磁场削弱。东风5D型机车并设有微机控制装置，其中包括恒功率励磁控制、柴油机转速控制、辅助发电控制等功能。
转向架.机车走行部为两台三轴转向架，轴式Co-Co，其结构与东风10DD型机车转向架基本相同，构架采用钢板箱形焊接结构。一系悬挂采用独立轴箱拉杆定位圆弹簧加液压减震器，二系悬挂采用橡胶弹性摩擦式旁承，牵引力和制动力通过低位四连杆机构牵引装置传递。牵引电动机采用滚动轴承抱轴半悬挂结构，实现抱轴轴