تنتج المحركات عزم الدوران والدوران من خلال تفاعل الحقول المغناطيسية في الدوار والثابت. في محرك مثالي - مع المكونات الميكانيكية التي يتم تصنيعها بشكل مثالي وتجميع الحقول الكهربائية التي تبني وتتحلل على الفور - سيكون ناتج عزم الدوران ناعمًا تمامًا ، مع عدم وجود اختلافات. ولكن في العالم الواقعي ، هناك مجموعة متنوعة من العوامل التي تسبب ناتج عزم الدوران غير متسق - حتى لو كان بمقدار صغير فقط. يشار إلى هذا التقلب الدوري في عزم الدوران المخرج من محرك نشط باسم تموج عزم الدوران.

من الناحية الرياضية ، يتم تعريف تموج عزم الدوران على أنه الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى من عزم الدوران الناتج على ثورة ميكانيكية واحدة للمحرك ، مقسومًا على عزم الدوران المتوسط ​​المنتجة على ثورة واحدة ، معبراً عنه كنسبة مئوية.

في تطبيقات الحركة الخطية ، يكون التأثير الرئيسي لتموج عزم الدوران هو أنه يتسبب في عدم اتساق الحركة. ولأن عزم الدوران المحرك مطلوب لتسريع محور إلى سرعة محددة ، يمكن أن تسبب تموج عزم الدوران تموج السرعة ، أو حركة "متشنج". في التطبيقات مثل الآلات والتوزيع ، يمكن أن يكون لهذه الحركة غير المتسقة تأثير كبير على العملية أو المنتج النهائي - مثل الاختلافات المرئية في أنماط التصنيع أو في سمك المواد اللاصقة الموزع. في التطبيقات الأخرى ، مثل الاختيار والمكان ، قد لا يكون تموج عزم الدوران ونعومة الحركة مشكلة أداء حرجة. هذا هو ، ما لم تكن الخشونة شديدة بما يكفي للتسبب في الاهتزازات أو الضوضاء المسموعة - خاصةً إذا كانت الاهتزازات تثير الرنين في أجزاء أخرى من النظام.

تعتمد كمية تموج عزم الدوران التي ينتجها المحرك على عاملين رئيسيين: بناء المحرك وطريقة التحكم الخاصة به.
بناء المحركات وعزم الدوران

تواجه المحركات التي تستخدم مغناطيسًا دائم في دواراتها - مثل محركات DC بدون فرش ، ومحركات السائر ، ومحركات AC المتزامنة - ظاهرة تُعرف باسم التسكين ، أو عزم الدوران. عزم الدوران (الذي يشار إليه غالبًا باسم عزم الدوران في سياق محركات السائر) ناتج عن جاذبية الدوار والأسنان الثابتة في مواقع دوارة معينة.

على الرغم من أنه يرتبط عادةً بـ "الشقوق" التي يمكن الشعور بها عندما يتم قلب محرك غير مدعوم باليد ، إلا أن عزم الدوران يدويًا أيضًا عند تشغيل المحرك ، وفي هذه الحالة يساهم في تموج عزم الدوران للمحرك ، خاصة أثناء تشغيل السرعة البطيئة.

هناك طرق للتخفيف من عزم الدوران التسكع وإنتاج عزم الدوران غير المتكافئ الذي ينتج عنه - من خلال تحسين عدد الأعمدة المغناطيسية والفتحات ، ومن خلال تشويه أو تشكيل المغناطيس والفتحات لإنشاء تداخل من موضع مواد إلى آخر. ونوع أحدث من محرك DC بدون فرش - التصميم بدون فتحة ، أو بلا منازع - يتخلص من عزم الدوران (على الرغم من أنه ليس تموج عزم الدوران) باستخدام جوهر الجزء الثابت الجرح ، لذلك لا توجد أسنان في الجزء الثابت لإنشاء قوى جذابة دورية وبراقة مع مغناطيس الدوار.
تخفيف المحرك وتموج عزم الدوران

غالبًا ما يتم التمييز بين DC DC (BLDC) بدون فرش (BLDC) ومحركات التيار المتردد المتزامن بالطريقة التي يتم بها جرحها وطريقة التخفيف التي يستخدمونها. محركات AC المتزامنة الدائمة للمغناطيس لها جيب من الجيوب الأنفية وتستخدم تخفيف الجيوب الأنفية. هذا يعني أن التيار للمحرك يتم التحكم فيه بشكل مستمر ، لذلك يظل ناتج عزم الدوران ثابتًا للغاية مع تموج عزم الدوران المنخفض.

بالنسبة لتطبيقات التحكم في الحركة ، قد تستخدم محركات Magnet AC (PMAC) الدائمة طريقة تحكم أكثر تقدماً تُعرف باسم التحكم الموجهة نحو المجال (FOC). مع التحكم الموجهة نحو المجال ، يتم قياس التيار في كل لف وينقل بشكل مستقل ، لذلك يتم تقليل تموج عزم الدوران إلى أبعد من ذلك. مع هذه الطريقة ، يؤثر عرض النطاق الترددي لحلقة التحكم الحالية ودقة جهاز التغذية المرتدة على جودة إنتاج عزم الدوران وكمية تموج عزم الدوران. ويمكن لخوارزميات محرك المؤازرة المتقدمة تقليل أو حتى التخلص من تموج عزم الدوران للتطبيقات الحساسة للغاية.

على النقيض من محركات PMAC ، فإن محركات DC بدون فرش لها تماثيل شبه منحرفة وتستخدم عادة تخفيف شبه منحرف. مع تخفيف شبه منحرف ، توفر ثلاثة أجهزة استشعار للقاعة معلومات عن موضع الدوار كل 60 درجة كهربائية. هذا يعني أن التيار يتم تطبيقه على اللفات في شكل موجة مربعة ، مع ست خطوات "لكل دورة كهربائية للمحرك. لكن التيار في اللفات لا يمكن أن يرتفع (أو السقوط) على الفور بسبب محاثة اللفات ، لذلك تحدث اختلافات عزم الدوران في كل خطوة ، أو كل 60 درجة كهربائية.

نظرًا لأن تواتر تموج عزم الدوران يتناسب مع السرعة الدورانية للمحرك ، بسرعات أعلى ، يمكن أن يعمل الحرك والحمل القصور الذاتي على تهدئة تأثيرات عزم الدوران غير المتسق. تشمل الطرق الميكانيكية لتقليل تموج عزم الدوران في محركات BLDC زيادة عدد اللفات في الجزء الثابت أو عدد الأعمدة في الدوار. ويمكن لـ BLDC Motors-مثل محركات PMAC-استخدام التحكم الجيبي أو حتى التحكم الموجهة نحو الحقل لتحسين نعومة إنتاج عزم الدوران ، على الرغم من أن هذه الطرق تزيد من تكلفة النظام وتعقيدها.