تنتج المحركات عزم الدوران والدوران من خلال تفاعل المجالات المغناطيسية في الجزء المتحرك والجزء الثابت. في المحرك المثالي - مع المكونات الميكانيكية التي يتم تشكيلها وتجميعها بشكل مثالي والمجالات الكهربائية التي تتراكم وتتحلل على الفور - سيكون خرج عزم الدوران سلسًا تمامًا، دون أي اختلافات. ولكن في العالم الحقيقي، هناك مجموعة متنوعة من العوامل التي تتسبب في عدم اتساق عزم الدوران الناتج - حتى ولو بمقدار صغير. يشار إلى هذا التقلب الدوري في عزم الدوران الناتج لمحرك نشط بتموج عزم الدوران.

رياضياً، يتم تعريف تموج عزم الدوران على أنه الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى لعزم الدوران الناتج خلال دورة ميكانيكية واحدة للمحرك، مقسومًا على متوسط ​​عزم الدوران الناتج خلال دورة واحدة، معبرًا عنه كنسبة مئوية.

في تطبيقات الحركة الخطية، التأثير الرئيسي لتموج عزم الدوران هو أنه يتسبب في عدم تناسق الحركة. ولأن عزم دوران المحرك مطلوب لتسريع المحور إلى سرعة محددة، فإن تموج عزم الدوران يمكن أن يسبب تموج السرعة، أو الحركة "المتشنجة". في تطبيقات مثل التصنيع والتوزيع، يمكن أن يكون لهذه الحركة غير المتناسقة تأثير كبير على العملية أو المنتج النهائي - مثل الاختلافات المرئية في أنماط التصنيع أو في سمك المواد اللاصقة الموزعة. في التطبيقات الأخرى، مثل الانتقاء والمكان، قد لا يمثل تموج عزم الدوران وسلاسة الحركة مشكلة أداء حرجة. أي ما لم تكن الخشونة شديدة بما يكفي لتسبب اهتزازات أو ضوضاء مسموعة - خاصة إذا كانت الاهتزازات تثير أصداء في أجزاء أخرى من النظام.

تعتمد كمية تموج عزم الدوران التي ينتجها المحرك على عاملين رئيسيين: بناء المحرك وطريقة التحكم فيه.
بناء المحرك وعزم الدوران المسنن

تواجه المحركات التي تستخدم مغناطيسًا دائمًا في دواراتها - مثل محركات التيار المستمر بدون فرش، والمحركات السائر، ومحركات التيار المتردد المتزامنة - ظاهرة تُعرف باسم الترس، أو عزم الدوران المسنن. إن عزم الدوران المسنن (الذي يشار إليه غالبًا باسم عزم الدوران الكامن في سياق المحركات السائر) يحدث نتيجة لجذب الجزء المتحرك وأسنان الجزء الثابت في مواضع معينة للدوار.

على الرغم من أنه يرتبط عادةً بـ "الشقوق" التي يمكن الشعور بها عند تشغيل محرك غير مزود بالطاقة يدويًا، إلا أن عزم الدوران المسنن موجود أيضًا عند تشغيل المحرك، وفي هذه الحالة يساهم في تموج عزم دوران المحرك، خاصة أثناء التشغيل البطيء السرعة.

هناك طرق للتخفيف من عزم الدوران المسنن وإنتاج عزم الدوران غير المتساوي الناتج عنه - من خلال تحسين عدد الأقطاب المغناطيسية والفتحات، وعن طريق تحريف أو تشكيل المغناطيسات والفتحات لإنشاء تداخل من موضع احتجاز إلى آخر. وهناك نوع أحدث من محركات التيار المستمر بدون فرش - التصميم بدون فتحات أو بدون قلب - يتخلص من عزم الدوران المسنن (على الرغم من عدم تموج عزم الدوران) باستخدام قلب الجزء الثابت الملفوف، لذلك لا توجد أسنان في الجزء الثابت لإنشاء قوى جذابة وتنافر دورية مع مغناطيس الدوار.
تخفيف المحرك وتموج عزم الدوران

غالبًا ما يتم التمييز بين محركات التيار المستمر بدون فرش ذات المغناطيس الدائم (BLDC) ومحركات التيار المتردد المتزامنة من خلال طريقة لف أعضائها الثابتة وطريقة التبديل التي يستخدمونها. تحتوي المحركات المتناوبة المتزامنة ذات المغناطيس الدائم على أجزاء ساكنة جيبية الشكل وتستخدم التبديل الجيبي. وهذا يعني أنه يتم التحكم في التيار الواصل إلى المحرك بشكل مستمر، وبالتالي يظل خرج عزم الدوران ثابتًا للغاية مع تموج عزم الدوران المنخفض.

بالنسبة لتطبيقات التحكم في الحركة، قد تستخدم محركات التيار المتردد ذات المغناطيس الدائم (PMAC) طريقة تحكم أكثر تقدمًا تُعرف باسم التحكم الموجه ميدانيًا (FOC). مع التحكم الموجه ميدانيًا، يتم قياس التيار في كل ملف والتحكم فيه بشكل مستقل، وبالتالي يتم تقليل تموج عزم الدوران بشكل أكبر. باستخدام هذه الطريقة، يؤثر عرض النطاق الترددي لحلقة التحكم الحالية ودقة جهاز التغذية الراجعة أيضًا على جودة إنتاج عزم الدوران وكمية تموج عزم الدوران. ويمكن لخوارزميات محرك المؤازرة المتقدمة أن تقلل أو حتى تزيل تموج عزم الدوران للتطبيقات الحساسة للغاية.

على النقيض من محركات PMAC، فإن محركات التيار المستمر بدون فرش تحتوي على أعضاء ساكنة ملفوفة بشكل شبه منحرف وعادةً ما تستخدم تخفيف شبه منحرف. مع التبديل شبه المنحرف، توفر ثلاثة مستشعرات Hall معلومات عن موضع الدوار كل 60 درجة كهربائية. هذا يعني أنه يتم تطبيق التيار على اللفات في شكل موجة مربعة، مع ست "خطوات" لكل دورة كهربائية للمحرك. لكن التيار في الملفات لا يمكن أن يرتفع (أو ينخفض) بشكل فوري بسبب محاثة الملفات، لذلك تحدث اختلافات في عزم الدوران عند كل خطوة، أو كل 60 درجة كهربائية.

نظرًا لأن تردد تموج عزم الدوران يتناسب مع سرعة دوران المحرك، عند السرعات الأعلى، يمكن أن يعمل القصور الذاتي للمحرك والحمل على تخفيف تأثيرات عزم الدوران غير المتسق هذا. تتضمن الطرق الميكانيكية لتقليل تموج عزم الدوران في محركات BLDC زيادة عدد اللفات في الجزء الثابت أو عدد الأقطاب في الجزء المتحرك. ويمكن لمحركات BLDC - مثل محركات PMAC - استخدام التحكم الجيبي أو حتى التحكم الموجه ميدانيًا لتحسين سلاسة إنتاج عزم الدوران، على الرغم من أن هذه الطرق تزيد من تكلفة النظام وتعقيده.