Os motores produzem torque e rotação por meio da interação de campos magnéticos no rotor e no estator. Em um motor ideal — com componentes mecânicos perfeitamente usinados e montados e campos elétricos que aumentam e diminuem instantaneamente — a saída de torque seria perfeitamente suave, sem variações. Mas, no mundo real, há uma variedade de fatores que causam a inconstância na saída de torque — mesmo que seja apenas por uma pequena quantidade. Essa flutuação periódica no torque de saída de um motor energizado é chamada de ondulação de torque.

Matematicamente, a ondulação de torque é definida como a diferença entre o torque máximo e mínimo produzido em uma revolução mecânica do motor, dividida pelo torque médio produzido em uma revolução, expressa em porcentagem.

Em aplicações de movimento linear, o principal efeito da ondulação de torque é que ela causa movimento inconsistente. E como o torque do motor é necessário para acelerar um eixo a uma velocidade especificada, a ondulação de torque pode causar ondulação de velocidade, ou movimento "espasmódico". Em aplicações como usinagem e distribuição, esse movimento inconsistente pode ter um efeito significativo no processo ou no produto final — como variações visíveis nos padrões de usinagem ou na espessura dos adesivos distribuídos. Em outras aplicações, como pick and place, a ondulação de torque e a suavidade do movimento podem não ser um problema crítico de desempenho. Isto é, a menos que a rugosidade seja severa o suficiente para causar vibrações ou ruído audível — especialmente se as vibrações excitarem ressonâncias em outras partes do sistema.

A quantidade de ondulação de torque que um motor produz depende de dois fatores principais: a construção do motor e seu método de controle.
Construção do motor e torque de engrenagem

Motores que utilizam ímãs permanentes em seus rotores — como motores CC sem escovas, motores de passo e motores CA síncronos — sofrem um fenômeno conhecido como cogging, ou torque de cogging. O torque de cogging (frequentemente chamado de torque de retenção no contexto de motores de passo) é causado pela atração do rotor e dos dentes do estator em determinadas posições do rotor.

Embora normalmente associado aos "entalhes" que podem ser sentidos quando um motor sem energia é girado manualmente, o torque de engrenagem também está presente quando o motor é energizado, caso em que contribui para a ondulação do torque do motor, especialmente durante a operação em baixa velocidade.

Existem maneiras de mitigar o torque de cogging e a produção desigual de torque resultante — otimizando o número de polos magnéticos e ranhuras, e inclinando ou moldando os ímãs e ranhuras para criar sobreposição de uma posição de retenção para a próxima. E um tipo mais novo de motor CC sem escovas — o projeto sem ranhuras, ou sem núcleo — elimina o torque de cogging (mas não a ondulação de torque) usando um núcleo de estator enrolado, de forma que não haja dentes no estator para criar forças atrativas e repulsivas periódicas com os ímãs do rotor.
Comutação do motor e ondulação de torque

Motores CC sem escovas de ímã permanente (BLDC) e CA síncronos são frequentemente diferenciados pela forma como seus estatores são enrolados e pelo método de comutação que utilizam. Motores CA síncronos de ímã permanente possuem estatores enrolados senoidalmente e utilizam comutação senoidal. Isso significa que a corrente que alimenta o motor é controlada continuamente, de modo que o torque de saída permanece muito constante com baixa ondulação de torque.

Para aplicações de controle de movimento, motores CA de ímã permanente (PMAC) podem utilizar um método de controle mais avançado, conhecido como controle orientado a campo (FOC). Com o controle orientado a campo, a corrente em cada enrolamento é medida e controlada independentemente, reduzindo ainda mais a ondulação de torque. Com esse método, a largura de banda da malha de controle de corrente e a resolução do dispositivo de realimentação também afetam a qualidade da produção de torque e a quantidade de ondulação de torque. E algoritmos avançados de servoacionamento podem reduzir ainda mais ou até mesmo eliminar a ondulação de torque em aplicações extremamente sensíveis.

Ao contrário dos motores PMAC, os motores CC sem escovas possuem estatores enrolados trapezoidalmente e normalmente utilizam comutação trapezoidal. Com a comutação trapezoidal, três sensores Hall fornecem informações sobre a posição do rotor a cada 60 graus elétricos. Isso significa que a corrente é aplicada aos enrolamentos em uma forma de onda quadrada, com seis "passos" por ciclo elétrico do motor. Mas a corrente nos enrolamentos não pode aumentar (ou diminuir) instantaneamente devido à indutância dos enrolamentos, portanto, ocorrem variações de torque a cada passo, ou a cada 60 graus elétricos.

Como a frequência da ondulação de torque é proporcional à velocidade de rotação do motor, em velocidades mais altas, a inércia do motor e da carga pode servir para suavizar os efeitos desse torque inconsistente. Métodos mecânicos para reduzir a ondulação de torque em motores BLDC incluem o aumento do número de enrolamentos no estator ou do número de polos no rotor. E motores BLDC — como motores PMAC — podem usar controle senoidal ou mesmo controle orientado a campo para melhorar a suavidade da produção de torque, embora esses métodos aumentem o custo e a complexidade do sistema.