Pagrindinė bešepetėlių servo variklių veikimo teorija sukasi apie magnetizmo principus, kai panašūs poliai atstumia, o priešingi poliai traukia. Servo variklyje yra du magnetiniai šaltiniai: nuolatiniai magnetai, kurie paprastai yra ant variklio rotoriaus, ir stacionarus elektromagnetas, supantis rotorių. Elektromagnetas vadinamas statoriaus arba variklio apvija ir yra sudarytas iš plieninių plokščių, vadinamų laminatėmis, kurios yra sujungtos kartu. Plieninės plokštės paprastai turi „dantis“, leidžiančias aplink jas apvynioti varinę vielą.
Grįžtant prie magnetizmo principų, kai toks laidininkas kaip varinė viela suformuojama į ritę, o laidininkas įjungiamas taip, kad juo tekėtų srovė, susidaro magnetinis laukas.
Šis magnetinis laukas, sukurtas srovės, einančios per laidininką, turės šiaurinį ir pietinį polių. Jei magnetiniai poliai yra ant statoriaus (kai įjungiama) ir ant nuolatinių rotoriaus magnetų, kaip sukurti priešingų polių būseną, kuri traukia ir tarsi polius atstumia?
Svarbiausia yra pakeisti srovę, einanti per elektromagnetą. Kai srovė teka per laidžiąją ritę viena kryptimi, susidaro šiaurės ir pietų poliai.
Kai pakeičiama srovės kryptis, ašigaliai apverčiami, todėl tai, kas buvo šiaurės ašigalis, dabar yra pietų ašigalis ir atvirkščiai. 1 paveiksle pateikiama pagrindinė iliustracija, kaip tai veikia. 2 paveiksle kairėje esančiame paveikslėlyje parodyta būsena, kai rotoriaus magnetų poliai traukiami į priešingus statoriaus polius. Rotoriaus poliai, pritvirtinti prie variklio veleno, suksis tol, kol bus sulygiuoti su priešingais statoriaus poliais. Jei viskas liktų taip pat, rotorius liktų nejudantis.
Paveikslėlis dešinėje 2 paveiksle rodo, kaip pasisuko statoriaus poliai. Tai atsitiktų kiekvieną kartą, kai rotoriaus polius pasivijo priešingą statoriaus polių, pakeisdamas srovės srautą per tą konkrečią statoriaus vietą. Nuolatinis statoriaus polių vartymas sukuria sąlygas, kai rotoriaus nuolatinio magneto poliai visada „vejasi“ savo statoriaus priešingus kampus, o tai lemia nuolatinį rotoriaus / variklio veleno sukimąsi.
Statoriaus polių perjungimas žinomas kaip komutavimas. Formalus komutacijos apibrėžimas yra „Vairavimo srovių veikimas į tinkamas variklio fazes, kad būtų sukurtas optimalus variklio sukimo momentas ir variklio veleno sukimasis“. Kaip srovės nukreipiamos tinkamu laiku, kad būtų išlaikytas veleno sukimasis?
Vairavimą atlieka keitiklis arba pavara, kuri maitina variklį. Kai pavara naudojama su konkrečiu varikliu, pavaros programinėje įrangoje nustatomas poslinkio kampas kartu su kitais dalykais, pvz., variklio induktyvumu, varža ir kitais parametrais. Variklyje naudojamas grįžtamojo ryšio įtaisas (koderis, skyriklis ir kt.) suteikia pavarai rotoriaus veleno / magnetinio poliaus padėtį.
Kai rotoriaus magnetinio poliaus padėtis sutampa su poslinkio kampu, pavara pakeis srovę, einanti per statoriaus ritę, taip pakeisdama statoriaus polių iš šiaurės į pietus ir iš pietų į šiaurę, kaip parodyta 2 paveiksle. Iš to matote, kad leidžiant polius susilyginti, variklio veleno sukimasis sustabdomas arba pakeitus seką velenas sukasi viena kryptimi prieš kitą, o juos pakeitus greitai galima suktis dideliu greičiu arba atvirkščiai, jei velenas sukasi lėtai.
