تُنتج المحركات عزم الدوران والدوران من خلال تفاعل المجالات المغناطيسية في الدوار والجزء الثابت. في المحرك المثالي - بمكونات ميكانيكية مصنعة ومجمعة بدقة متناهية، ومجالات كهربائية تتشكل وتتلاشى لحظيًا - يكون عزم الدوران الناتج سلسًا تمامًا، دون أي تذبذبات. لكن في الواقع، توجد عوامل عديدة تُسبب عدم انتظام عزم الدوران الناتج، ولو بمقدار ضئيل. يُشار إلى هذا التذبذب الدوري في عزم الدوران الناتج عن المحرك المُشغَّل باسم تموج عزم الدوران.

رياضياً، يتم تعريف تموج عزم الدوران على أنه الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى لعزم الدوران الناتج خلال دورة ميكانيكية واحدة للمحرك، مقسومًا على متوسط ​​عزم الدوران الناتج خلال دورة واحدة، معبرًا عنه كنسبة مئوية.

في تطبيقات الحركة الخطية، يتمثل التأثير الرئيسي لتموج عزم الدوران في عدم انتظام الحركة. ولأن عزم دوران المحرك ضروري لتسريع محور إلى سرعة محددة، فقد يتسبب تموج عزم الدوران في تموج السرعة، أو ما يُعرف بالحركة المتقطعة. في تطبيقات مثل التشغيل الآلي والتوزيع، قد يكون لهذه الحركة غير المنتظمة تأثير كبير على العملية أو المنتج النهائي، مثل ظهور اختلافات مرئية في أنماط التشغيل أو في سماكة المواد اللاصقة الموزعة. أما في تطبيقات أخرى، مثل أنظمة الالتقاط والوضع، فقد لا يُمثل تموج عزم الدوران وسلاسة الحركة مشكلة أداء حرجة، إلا إذا كانت الخشونة شديدة بما يكفي لإحداث اهتزازات أو ضوضاء مسموعة، خاصةً إذا أدت هذه الاهتزازات إلى رنين في أجزاء أخرى من النظام.

يعتمد مقدار تموج عزم الدوران الذي ينتجه المحرك على عاملين رئيسيين: بنية المحرك وطريقة التحكم فيه.
بنية المحرك وعزم الدوران

تتعرض المحركات التي تستخدم مغناطيسًا دائمًا في دواراتها - مثل محركات التيار المستمر عديمة الفرش، والمحركات الخطوية، والمحركات المتزامنة للتيار المتردد - لظاهرة تُعرف باسم عزم الدوران الناتج عن التموج. وينتج هذا العزم (الذي يُشار إليه غالبًا بعزم التثبيت في سياق المحركات الخطوية) عن تجاذب أسنان الدوار والجزء الثابت عند مواضع معينة للدوار.

على الرغم من ارتباطها عادة بـ "النتوءات" التي يمكن الشعور بها عند تدوير محرك غير مزود بالطاقة باليد، إلا أن عزم الدوران المسنن موجود أيضًا عند تشغيل المحرك، وفي هذه الحالة يساهم في تموج عزم دوران المحرك، خاصة أثناء التشغيل بسرعة منخفضة.

توجد طرق للحد من عزم الدوران الناتج عن التذبذب وعدم انتظام إنتاج العزم، وذلك من خلال تحسين عدد الأقطاب المغناطيسية والفتحات، وتعديل شكل المغناطيسات والفتحات لخلق تداخل بين كل موضع تثبيت وآخر. كما أن نوعًا أحدث من محركات التيار المستمر عديمة الفرش - التصميم عديم الفتحات أو عديم القلب - يتخلص من عزم الدوران الناتج عن التذبذب (وإن لم يتخلص من تموج العزم) باستخدام قلب ثابت ملفوف، فلا توجد أسنان في الجزء الثابت لتوليد قوى تجاذب وتنافر دورية مع مغناطيسات الدوار.
تبديل المحرك وتموج عزم الدوران

غالبًا ما يتم التمييز بين محركات التيار المستمر عديمة الفرش ذات المغناطيس الدائم (BLDC) ومحركات التيار المتردد المتزامنة من خلال طريقة لف ملفات الجزء الثابت (الساكن) وطريقة التبديل المستخدمة. تتميز محركات التيار المتردد المتزامنة ذات المغناطيس الدائم بملفات ثابتة ملفوفة بشكل جيبي وتستخدم تبديلًا جيبيًا. هذا يعني أن التيار المار في المحرك يتم التحكم فيه باستمرار، وبالتالي يظل عزم الدوران الناتج ثابتًا جدًا مع تموج منخفض.

في تطبيقات التحكم بالحركة، قد تستخدم محركات التيار المتردد ذات المغناطيس الدائم (PMAC) طريقة تحكم أكثر تطورًا تُعرف بالتحكم الموجه للمجال (FOC). في هذه الطريقة، يُقاس التيار في كل ملف ويُتحكم به بشكل مستقل، مما يقلل من تموج عزم الدوران بشكل أكبر. كما يؤثر عرض نطاق حلقة التحكم بالتيار ودقة جهاز التغذية الراجعة على جودة عزم الدوران الناتج ومقدار تموجهه. ويمكن لخوارزميات محركات المؤازرة المتقدمة تقليل تموج عزم الدوران أو حتى إزالته تمامًا في التطبيقات شديدة الحساسية.

على عكس محركات التيار المتردد ذات المغناطيس الدائم، تتميز محركات التيار المستمر عديمة الفرش بملفات ثابتة شبه منحرفة الشكل، وتستخدم عادةً نظام تبديل شبه منحرف. في هذا النظام، توفر ثلاثة مستشعرات هول معلومات عن موضع الدوار كل 60 درجة كهربائية. هذا يعني أن التيار يُطبق على الملفات على شكل موجة مربعة، بست "خطوات" لكل دورة كهربائية للمحرك. ولكن نظرًا لحث الملفات، لا يمكن للتيار في الملفات أن يرتفع (أو ينخفض) بشكل فوري، لذا تحدث تغيرات في عزم الدوران عند كل خطوة، أو كل 60 درجة كهربائية.

نظرًا لأن تردد تموج عزم الدوران يتناسب طرديًا مع سرعة دوران المحرك، فإنه عند السرعات العالية، يمكن لقصور المحرك والحمل أن يُخفف من آثار هذا العزم غير المنتظم. تشمل الطرق الميكانيكية لتقليل تموج عزم الدوران في محركات التيار المستمر عديمة الفرش زيادة عدد اللفات في الجزء الثابت أو عدد الأقطاب في الجزء الدوار. ويمكن لمحركات التيار المستمر عديمة الفرش - مثل محركات التيار المتردد ذات المغناطيس الدائم - استخدام التحكم الجيبي أو حتى التحكم الموجه للمجال لتحسين سلاسة إنتاج عزم الدوران، على الرغم من أن هذه الطرق تزيد من تكلفة النظام وتعقيده.