Η βασική θεωρία λειτουργίας για τους σερβοκινητήρες χωρίς ψήκτρες περιστρέφεται γύρω από τις αρχές του μαγνητισμού όπου οι όμοιοι πόλοι απωθούνται και οι αντίθετοι πόλοι έλκονται. Υπάρχουν δύο μαγνητικές πηγές που βρίσκονται μέσα σε έναν σερβοκινητήρα: Μόνιμοι μαγνήτες που βρίσκονται συνήθως στον ρότορα του κινητήρα και ο σταθερός ηλεκτρομαγνήτης που περιβάλλει τον ρότορα. Ο ηλεκτρομαγνήτης ονομάζεται είτε περιέλιξη του στάτορα είτε του κινητήρα και αποτελείται από χαλύβδινες πλάκες που ονομάζονται ελάσματα, που συνδέονται μεταξύ τους. Οι χαλύβδινες πλάκες έχουν συνήθως «δόντια» που επιτρέπουν την περιέλιξη ενός χάλκινου σύρματος γύρω τους.
Επιστρέφοντας στις αρχές του μαγνητισμού, όταν ένας αγωγός όπως ένα χάλκινο σύρμα διαμορφώνεται σε πηνίο και ο αγωγός ενεργοποιείται έτσι ώστε το ρεύμα να ρέει μέσω αυτού, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο.
Αυτό το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από το ρεύμα που διέρχεται από τον αγωγό θα έχει έναν βόρειο και έναν νότιο πόλο. Με τους μαγνητικούς πόλους που βρίσκονται στον στάτορα (όταν ενεργοποιείται) και στους μόνιμους μαγνήτες του ρότορα, πώς δημιουργείτε μια κατάσταση αντίθετων πόλων που έλκονται και σαν πόλους απωθούνται;
Το κλειδί είναι να αντιστρέψετε το ρεύμα που διέρχεται από τον ηλεκτρομαγνήτη. Όταν το ρεύμα ρέει μέσω ενός αγώγιμου πηνίου προς μία κατεύθυνση, δημιουργούνται βόρειοι και νότιοι πόλοι.
Όταν αλλάζει η φορά του ρεύματος, οι πόλοι ανατρέπονται, οπότε αυτό που ήταν βόρειος πόλος είναι τώρα νότιος πόλος και αντίστροφα. Το Σχήμα 1 παρέχει μια βασική απεικόνιση του πώς λειτουργεί αυτό. Στο σχήμα 2, η εικόνα στα αριστερά δείχνει μια κατάσταση όπου οι πόλοι των μαγνητών του ρότορα έλκονται προς τους αντίθετους πόλους του στάτορα. Οι πόλοι του ρότορα, που είναι προσαρτημένοι στον άξονα του κινητήρα, θα περιστρέφονται μέχρι να ευθυγραμμιστούν με τους απέναντι πόλους του στάτορα. Αν όλα έμεναν ίδια, ο ρότορας θα παρέμενε ακίνητος.
Η εικόνα στα δεξιά στο σχήμα 2 δείχνει πώς έχουν αναποδογυρίσει οι πόλοι του στάτορα. Αυτό θα συνέβαινε κάθε φορά που ο πόλος του ρότορα έπιανε τον αντίθετο πόλο του στάτορα αντιστρέφοντας τη ροή ρεύματος μέσω αυτής της συγκεκριμένης θέσης στάτη. Η συνεχής ανατροπή των πόλων του στάτορα δημιουργεί μια κατάσταση όπου οι πόλοι μόνιμου μαγνήτη του ρότορα «κυνηγούν» πάντα τα αντίθετα του στάτη τους, με αποτέλεσμα τη συνεχή περιστροφή του άξονα ρότορα/μοτέρ.
Η ανατροπή των πόλων του στάτορα είναι γνωστή ως μεταγωγή. Ο επίσημος ορισμός της μεταγωγής είναι «Η δράση των ρευμάτων διεύθυνσης στις κατάλληλες φάσεις του κινητήρα έτσι ώστε να παραχθεί η βέλτιστη ροπή του κινητήρα και η βέλτιστη περιστροφή του άξονα του κινητήρα». Πώς κατευθύνονται τα ρεύματα τη σωστή στιγμή για να διατηρηθεί η περιστροφή του άξονα;
Το τιμόνι γίνεται από τον μετατροπέα ή τον ηλεκτροκινητήρα που τροφοδοτεί τον κινητήρα. Όταν χρησιμοποιείται μια μονάδα δίσκου με έναν συγκεκριμένο κινητήρα, μια γωνία μετατόπισης προσδιορίζεται στο λογισμικό κίνησης μαζί με άλλα πράγματα όπως η αυτεπαγωγή κινητήρα, η αντίσταση και άλλες παραμέτρους. Η συσκευή ανάδρασης που χρησιμοποιείται στον κινητήρα (κωδικοποιητής, αναλυτής κ.λπ..) παρέχει τη θέση του άξονα/μαγνητικού πόλου του ρότορα στον ηλεκτροκινητήρα.
Όταν η θέση του μαγνητικού πόλου του ρότορα ταιριάζει με τη γωνία μετατόπισης, ο ηλεκτροκινητήρας θα αντιστρέψει το ρεύμα που διέρχεται από το πηνίο του στάτορα αλλάζοντας έτσι τον πόλο του στάτορα από βορρά προς νότο και από νότο προς βορρά όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Από αυτό μπορείτε να δείτε ότι Εάν αφήσετε τους πόλους να ευθυγραμμιστούν, θα σταματήσει η περιστροφή του άξονα του κινητήρα ή η αλλαγή της σειράς θα κάνει τον άξονα να περιστρέφεται προς τη μία κατεύθυνση έναντι της άλλης και η γρήγορη αλλαγή τους επιτρέπει μια περιστροφή υψηλής ταχύτητας ή ακριβώς το αντίθετο για αργή περιστροφή του άξονα.
