Den grundläggande teorin om drift för borstlösa servomotorer kretsar kring principerna för magnetism där lika poler stöter bort och motsatta poler attraherar. Det finns två magnetiska källor i en servomotor: Permanenta magneter som vanligtvis är placerade på motorns rotor och den stationära elektromagneten som omger rotorn. Elektromagneten kallas antingen stator eller motorlindning och består av stålplattor som kallas lamineringar, som är sammanfogade. Stålplåtarna har vanligtvis "tänder" som gör att en koppartråd kan lindas runt dem.
För att gå tillbaka till magnetismens principer, när en ledare som en koppartråd formas till en spole och ledaren aktiveras så att ström flyter genom den, skapas ett magnetfält.
Detta magnetfält som skapas av ström som passerar genom ledaren kommer att ha en nordpol och en sydpol. Med magnetiska poler placerade på statorn (när den är spänningssatt) och på rotorns permanentmagneter, hur skapar du ett tillstånd av motsatta poler som drar till sig och som avvisar poler?
Nyckeln är att vända strömmen som går genom elektromagneten. När ström flyter genom en ledande spole i en riktning skapas nord- och sydpoler.
När strömriktningen ändras vänds polerna så det som var en nordpol är nu en sydpol och vice versa. Figur 1 ger en grundläggande illustration av hur detta fungerar. I figur 2 visar bilden till vänster ett tillstånd där rotormagneternas poler attraheras till statorns motsatta poler. Rotorpolerna, som är fästa på motoraxeln, kommer att rotera tills de är i linje med statorns motsatta poler. Om alla förblev desamma skulle rotorn förbli stationär.
Bilden till höger i figur 2 visar hur statorpolerna har vänt. Detta skulle hända varje gång rotorpolen kom ikapp den motsatta statorpolen genom att vända strömflödet genom just den statorplatsen. Den ständiga vändningen av statorpoler skapar ett tillstånd där rotorns permanentmagnetpoler alltid "jagar" sina statormotsatser vilket resulterar i en kontinuerlig rotation av rotor/motoraxel.
Vändningen av statorpolerna är känd som kommutering. Den formella definitionen av kommutering är "Aktionen av styrströmmar till de rätta motorfaserna för att producera optimalt motorvridmoment och motoraxelrotation". Hur styrs strömmarna vid rätt tidpunkt för att bibehålla axelrotationen?
Styrningen görs av växelriktaren eller drivenheten som driver motorn. När en frekvensomriktare används med en viss motor identifieras en offsetvinkel i frekvensomriktarprogramvaran tillsammans med andra saker som motorinduktans, resistans och andra parametrar. Återkopplingsanordningen som används på motorn (givare, resolver, etc..) ger läget för rotoraxeln/magnetpolen till frekvensomriktaren.
När rotorns magnetiska polposition matchar offsetvinkeln, kommer frekvensomriktaren att reversera strömmen som går genom statorspolen och därmed ändra statorpolen från norr till söder och från söder till norr som visas i figur 2. Av detta kan du se att om man låter polerna passa in kommer motoraxelns rotation att stoppas, eller genom att ändra sekvensen kommer axeln att snurra åt ena hållet jämfört med den andra, och om man ändrar dem snabbt kan man rotera i hög hastighet eller precis tvärtom för långsam axelrotation.
