Motorlar, rotor ve statordaki manyetik alanların etkileşimi yoluyla tork ve dönüş üretir. Mükemmel şekilde işlenmiş ve monte edilmiş mekanik bileşenlere ve anında oluşan ve azalan elektrik alanlarına sahip ideal bir motorda, tork çıkışı hiçbir değişiklik olmadan mükemmel şekilde düzgün olurdu. Ancak gerçek dünyada, tork çıkışının tutarsız olmasına neden olan çeşitli faktörler vardır - sadece küçük bir miktarda bile olsa. Enerjili bir motorun çıkış torkundaki bu periyodik dalgalanmaya tork dalgalanması denir.

Matematiksel olarak tork dalgalanması, motorun bir mekanik devri boyunca üretilen maksimum ve minimum tork arasındaki farkın, bir devir boyunca üretilen ortalama torka bölünmesiyle elde edilen yüzdelik değer olarak tanımlanır.

Doğrusal hareket uygulamalarında, tork dalgalanmasının ana etkisi hareketin tutarsız olmasına neden olmasıdır. Ve bir ekseni belirtilen bir hıza çıkarmak için motor torku gerektiğinden, tork dalgalanması hız dalgalanmasına veya "sarsıntılı" harekete neden olabilir. İşleme ve dağıtım gibi uygulamalarda, bu tutarsız hareket, işleme desenlerinde veya dağıtılan yapıştırıcıların kalınlığında gözle görülür değişiklikler gibi, süreç veya son ürün üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Al ve yerleştir gibi diğer uygulamalarda, tork dalgalanması ve hareketin düzgünlüğü kritik bir performans sorunu olmayabilir. Yani, pürüzlülük titreşimlere veya duyulabilir gürültüye neden olacak kadar şiddetli olmadığı sürece - özellikle de titreşimler sistemin diğer bölümlerinde rezonansları harekete geçirirse.

Bir motorun ürettiği tork dalgalanmasının miktarı iki ana faktöre bağlıdır: motorun yapısı ve kontrol yöntemi.
Motor yapısı ve dişli torku

Rotorlarında kalıcı mıknatıslar kullanan motorlar (fırçasız DC motorlar, adım motorları ve senkron AC motorlar gibi) dişli veya dişli torku olarak bilinen bir fenomeni deneyimler. Dişli torku (adım motorları bağlamında genellikle tetik torku olarak adlandırılır), rotor ve stator dişlerinin belirli rotor konumlarında çekilmesinden kaynaklanır.

Genellikle güçsüz bir motor elle döndürüldüğünde hissedilebilen "çentikler" ile ilişkilendirilmesine rağmen, dişli torku motor çalıştırıldığında da mevcuttur ve bu durumda özellikle düşük hızda çalışma sırasında motorun tork dalgalanmasına katkıda bulunur.

Dişli torkunu ve bunun sonucunda oluşan düzensiz tork üretimini azaltmanın yolları vardır — manyetik kutup ve yuva sayısını optimize ederek ve mıknatısları ve yuvaları bir mandal konumundan diğerine örtüşme yaratacak şekilde eğerek veya şekillendirerek. Ve daha yeni bir fırçasız DC motor türü — yuvasız veya çekirdeksiz tasarım — bir sargılı stator çekirdeği kullanarak dişli torkunu ortadan kaldırır (tork dalgalanması olmasa da), böylece rotor mıknatıslarıyla periyodik çekici ve itici kuvvetler yaratmak için statorda diş olmaz.
Motor komütasyonu ve tork dalgalanması

Kalıcı mıknatıslı fırçasız DC (BLDC) ve senkron AC motorlar genellikle statorlarının sarılma şekline ve kullandıkları komütasyon yöntemine göre ayırt edilir. Kalıcı mıknatıslı senkron AC motorlar sinüzoidal olarak sarılmış statorlara sahiptir ve sinüzoidal komütasyon kullanır. Bu, motora giden akımın sürekli olarak kontrol edildiği, böylece tork çıkışının düşük tork dalgalanmasıyla çok sabit kaldığı anlamına gelir.

Hareket kontrol uygulamaları için, kalıcı mıknatıslı AC (PMAC) motorlar, alan yönelimli kontrol (FOC) olarak bilinen daha gelişmiş bir kontrol yöntemi kullanabilir. Alan yönelimli kontrol ile, her bir sargıdaki akım bağımsız olarak ölçülür ve kontrol edilir, böylece tork dalgalanması daha da azaltılır. Bu yöntemle, akım kontrol döngüsünün bant genişliği ve geri besleme cihazının çözünürlüğü de tork üretiminin kalitesini ve tork dalgalanmasının miktarını etkiler. Ve gelişmiş servo tahrik algoritmaları, son derece hassas uygulamalar için tork dalgalanmasını daha da azaltabilir veya hatta ortadan kaldırabilir.

PMAC motorlarının aksine, fırçasız DC motorlar trapezoidal sarılı statorlara sahiptir ve tipik olarak trapezoidal komütasyon kullanır. Trapezoidal komütasyonda, üç Hall sensörü rotorun konumu hakkında her 60 elektrik derecesinde bilgi sağlar. Bu, akımın sargılara kare dalga biçiminde, motorun elektrik döngüsü başına altı "adım" ile uygulandığı anlamına gelir. Ancak sargılardaki akım, sargıların endüktansı nedeniyle anında yükselemez (veya düşemez), bu nedenle tork değişimleri her adımda veya her 60 elektrik derecesinde meydana gelir.

Tork dalgalanmasının frekansı motorun dönüş hızıyla orantılı olduğundan, daha yüksek hızlarda motor ve yük ataleti bu tutarsız torkun etkilerini yumuşatmaya hizmet edebilir. BLDC motorlarda tork dalgalanmasını azaltmak için mekanik yöntemler arasında statordaki sargı sayısını veya rotordaki kutup sayısını artırmak yer alır. Ve BLDC motorlar — PMAC motorlar gibi — tork üretiminin düzgünlüğünü iyileştirmek için sinüzoidal kontrol veya hatta alan odaklı kontrol kullanabilir, ancak bu yöntemler sistem maliyetini ve karmaşıklığını artırır.