A teoría básica de funcionamento dos servomotores sen escobillas xira en torno aos principios do magnetismo onde os polos semellantes repelen e os polos opostos se atraen. Dentro dun servomotor hai dúas fontes magnéticas: os imáns permanentes que normalmente están situados no rotor do motor e o electroimán estacionario que rodea o rotor. O electroimán chámase devanado do estator ou do motor e está formado por placas de aceiro chamadas laminacións, que están unidas entre si. As placas de aceiro adoitan ter "dentes" que permiten enrolar un fío de cobre ao seu redor.
Volvendo aos principios do magnetismo, cando un condutor como un fío de cobre se forma nunha bobina e o condutor é energizado para que a corrente circule por el, créase un campo magnético.
Este campo magnético creado pola corrente que pasa polo condutor terá un polo norte e un polo sur. Con polos magnéticos situados no estator (cando está energizado) e nos imáns permanentes do rotor, como se crea un estado de polos opostos que se atraen e que se repelen?
A clave é invertir a corrente que atravesa o electroimán. Cando a corrente flúe a través dunha bobina condutora nunha dirección, créanse polos norte e sur.
Cando se cambia a dirección da corrente, invítanse os polos polo que o que era polo norte é agora polo sur e viceversa. A figura 1 ofrece unha ilustración básica de como funciona isto. Na figura 2, a imaxe da esquerda mostra unha condición na que os polos dos imáns do rotor están sendo atraídos polos polos opostos do estator. Os polos do rotor, que están unidos ao eixe do motor, xirarán ata que estean aliñados cos polos opostos do estator. Se todo permanecese igual, o rotor permanecería estacionario.
A imaxe da dereita da figura 2 amosa como se viraron os polos do estator. Isto ocorrería cada vez que o polo do rotor alcanzase co polo oposto do estator invertendo o fluxo de corrente a través desa localización particular do estator. O xiro continuo dos polos do estator crea unha condición na que os polos do imán permanente do rotor están sempre "perseguindo" os seus opostos do estator, o que resulta na rotación continua do eixe do rotor/motor.
A inflexión dos polos do estator coñécese como conmutación. A definición formal de conmutación é "A acción das correntes de dirección ás fases adecuadas do motor para producir un par motor óptimo e unha rotación do eixe do motor". Como se dirixe as correntes no momento correcto para manter a rotación do eixe?
A dirección realízase polo inversor ou accionamento que alimenta o motor. Cando se usa unha unidade cun motor en particular, un ángulo de compensación identifícase no software da unidade xunto con outras cousas como a inductancia do motor, a resistencia e outros parámetros. O dispositivo de retroalimentación que se utiliza no motor (codificador, resolver, etc.) proporciona a posición do eixe do rotor/polo magnético ao accionamento.
Cando a posición do polo magnético do rotor coincide co ángulo de compensación, a unidade invertirá a corrente que atravesa a bobina do estator, cambiando así o polo do estator de norte a sur e de sur a norte, como se mostra na Figura 2. A partir deste pode ver que deixar que se aliñan os polos deterá a rotación do eixe do motor, ou cambiar a secuencia fará que o eixe xire nunha dirección fronte á outra, e cambialos rapidamente permite unha rotación a alta velocidade ou todo o contrario para unha rotación lenta do eixe.
