A kefe nélküli szervomotorok működésének alapvető elmélete a mágnesesség elve körül forog, ahol a hasonló pólusok taszítják, az ellentétes pólusok pedig vonzzák.A szervomotorokban két mágneses forrás található: az állandó mágnesek, amelyek általában a motor forgórészén helyezkednek el, és az álló elektromágnes, amely körülveszi a forgórészt.Az elektromágnest állórésznek vagy motortekercsnek nevezik, és laminált acéllemezekből áll, amelyek egymáshoz vannak kötve.Az acéllemezeken jellemzően „fogak” vannak, amelyek lehetővé teszik, hogy rézhuzalt tekerjenek köréjük.
Visszatérve a mágnesesség elveihez, amikor egy vezetőből, mint egy rézhuzalból tekercset formálunk, és a vezetőt feszültség alá helyezzük úgy, hogy áram folyik rajta, mágneses mező keletkezik.
A vezetőn áthaladó áram által létrehozott mágneses mezőnek északi és déli pólusa lesz.Az állórészen (feszültség alatt) és a forgórész permanens mágnesein elhelyezett mágneses pólusokkal hogyan lehet olyan állapotot létrehozni, ahol az ellentétes pólusok vonzzák és taszítják a pólusokat?
A kulcs az elektromágnesen áthaladó áram megfordítása.Amikor az áram egy vezető tekercsen keresztül folyik egy irányba, északi és déli pólus jön létre.
Amikor az áram iránya megváltozik, a pólusok átfordulnak, így ami északi pólus volt, az most déli pólus lesz, és fordítva.Az 1. ábra alapvetően szemlélteti ennek működését.A 2. ábrán a bal oldali kép azt az állapotot mutatja, amikor a forgórész mágneseinek pólusai az állórész ellentétes pólusaihoz vonzódnak.A forgórész pólusai, amelyek a motor tengelyéhez vannak rögzítve, addig forognak, amíg egy vonalba nem kerülnek az állórész ellentétes pólusaival.Ha minden változatlan marad, a rotor álló helyzetben maradna.
A 2. ábrán a jobb oldali képen látható, hogyan fordultak el az állórész pólusai.Ez minden alkalommal megtörténik, amikor a forgórész pólusa utolérte az ellenkező állórész pólust azáltal, hogy megfordítja az adott állórész helyén áthaladó áramot.Az állórész pólusainak folyamatos billentése olyan állapotot hoz létre, hogy a forgórész állandó mágneses pólusai mindig „kergetik” az állórész ellentétes pontjait, ami a forgórész/motor tengely folyamatos forgását eredményezi.
Az állórész pólusainak átfordítását kommutációnak nevezik.A kommutáció formális definíciója: „A kormányáramok hatása a megfelelő motorfázisokra, hogy optimális motornyomatékot és motortengely-forgást hozzon létre”.Hogyan irányítják az áramokat a megfelelő időben, hogy fenntartsák a tengely forgását?
A kormányzást a motort tápláló inverter vagy hajtás végzi.Amikor egy hajtást egy adott motorral használnak, a hajtásszoftver meghatározza az eltolási szöget, valamint egyéb dolgokat, például a motor induktivitását, ellenállását és egyéb paramétereket.A motoron használt visszacsatoló eszköz (kódoló, rezolver stb.) biztosítja a forgórész tengelyének/mágneses pólusának helyzetét a hajtás számára.
Ha a forgórész mágneses pólushelyzete megegyezik az eltolási szöggel, a hajtás megfordítja az állórész tekercsen áthaladó áramot, ezáltal az állórész pólusát északról délre és délről északra változtatja, ahogy az a 2. ábrán látható. Ebből látható, hogy a pólusok egymáshoz igazítása leállítja a motor tengelyének forgását, vagy a sorrend megváltoztatása azt eredményezi, hogy a tengely az egyik irányba forog a másikhoz képest, és ezek gyors cseréje lehetővé teszi a nagy sebességű forgást, vagy éppen az ellenkezője a lassú tengelyforgást.
