I motori producono coppia e rotazione attraverso l'interazione dei campi magnetici nel rotore e nello statore. In un motore ideale - con componenti meccanici che sono perfettamente lavorati e assemblati e campi elettrici che costruiscono e decadono istantaneamente - l'uscita della coppia sarebbe perfettamente liscia, senza variazioni. Ma nel mondo reale, ci sono una varietà di fattori che causano la produzione di coppia incoerente, anche se solo di una piccola quantità. Questa fluttuazione periodica nella coppia di uscita di un motore energizzato viene definita ondulazione di coppia.

Matematicamente, l'ondulazione della coppia è definita come la differenza tra la coppia massima e minima prodotta su una rivoluzione meccanica del motore, divisa per la coppia media prodotta su una rivoluzione, espressa in percentuale.

Nelle applicazioni di movimento lineare, l'effetto principale della ondulazione della coppia è che provoca incoerente il movimento. E poiché è necessaria la coppia del motore per accelerare un asse su una velocità specificata, l'ondulazione della coppia può causare ondulazione di velocità o movimento "a scatti". In applicazioni come la lavorazione e l'erogazione, questo movimento incoerente può avere un effetto significativo sul processo o sul prodotto finale, come le variazioni visibili nei modelli di lavorazione o nello spessore degli adesivi dispensati. In altre applicazioni, come Pick and Place, l'increspatura della coppia e la fluidità del movimento potrebbero non essere un problema di prestazioni critico. Cioè, a meno che la rugosità non sia abbastanza grave da causare vibrazioni o rumore udibile, specialmente se le vibrazioni eccitano le risonanze in altre parti del sistema.

La quantità di coppia increspata che un motore produce dipende da due fattori principali: la costruzione del motore e il suo metodo di controllo.
Costruzione del motore e coppia di ingegnamento

I motori che usano magneti permanenti nei loro rotori - come motori DC senza spazzole, motori a passo passo e motori AC sincroni - sperimentano un fenomeno noto come Cogging o Cogging Torque. La coppia di cogging (spesso indicata come coppia di detenzione nel contesto dei motori di passo) è causata dall'attrazione del rotore e dei denti dello statore in determinate posizioni del rotore.

Sebbene tipicamente associato alle "tacche" che possono essere sentite quando un motore non alimentato viene girato a mano, è presente anche la coppia di invasatura quando il motore è alimentato, nel qual caso contribuisce alla ondulazione della coppia del motore, specialmente durante il funzionamento a bassa velocità.

Esistono modi per mitigare la coppia di cogging e la produzione di coppia irregolare che ne deriva - ottimizzando il numero di poli e slot magnetici e inclinando o modellando i magneti e le slot per creare sovrapposizioni da una posizione di detenzione alla successiva. E un nuovo tipo di motore a CC senza spazzole - il design senza slot, o senza colare, elimina la coppia di cogging (sebbene non ondulata di coppia) usando un nucleo dello statore della ferita, quindi non ci sono denti nello statore per creare forze periodiche e repulsive con i magneti del rotore.
Commutazione motoria e ondulazione di coppia

Magnet permanente Brushless DC (BLDC) e motori AC sincroni sono spesso differenziati dal modo in cui i loro stato sono feriti e il metodo di commutazione che usano. I motori AC sincroni a magneti permanenti hanno stato di ferita sinusoidalmente e usano la commutazione sinusoidale. Ciò significa che la corrente al motore è continuamente controllata, quindi l'uscita della coppia rimane molto costante con ondulazione a bassa coppia.

Per le applicazioni di controllo del movimento, i motori permanenti a magnete AC (PMAC) possono utilizzare un metodo di controllo più avanzato noto come controllo orientato al campo (FOC). Con il controllo orientato al campo, la corrente in ciascun avvolgimento viene misurata e controllata in modo indipendente, quindi l'ondulazione della coppia viene ridotta ancora di più. Con questo metodo, la larghezza di banda dell'attuale ciclo di controllo e la risoluzione del dispositivo di feedback influenzano anche la qualità della produzione di coppia e la quantità di ondulazione di coppia. E gli algoritmi di trasmissione servo avanzati possono ridurre ulteriormente o addirittura eliminare l'ondulazione di coppia per applicazioni estremamente sensibili.

Contrariamente ai motori PMAC, i motori DC senza spazzole hanno stato trapezoidalmente e usano in genere la commutazione trapezoidale. Con la commutazione trapezoidale, tre sensori di sala forniscono informazioni sulla posizione del rotore ogni 60 gradi elettrici. Ciò significa che la corrente viene applicata agli avvolgimenti in una forma d'onda quadra, con sei "passaggi" per ciclo elettrico del motore. Ma la corrente negli avvolgimenti non può aumentare (o cadere) istantaneamente a causa dell'induttanza degli avvolgimenti, quindi si verificano variazioni di coppia in ogni fase o ogni 60 gradi elettrici.

Poiché la frequenza della ondulazione della coppia è proporzionale alla velocità di rotazione del motore, a velocità più elevate, l'inerzia del motore e del carico può servire a appianare gli effetti di questa coppia incoerente. I metodi meccanici per ridurre l'ondulazione della coppia nei motori BLDC includono l'aumento del numero di avvolgimenti nello statore o il numero di poli nel rotore. E i motori BLDC-come i motori PMAC-possono utilizzare il controllo sinusoidale o persino il controllo orientato al campo per migliorare la fluidità della produzione di coppia, sebbene questi metodi aumentino il costo e la complessità del sistema.