Двигуни створюють крутний момент та обертання завдяки взаємодії магнітних полів у роторі та статорі. В ідеальному двигуні — з механічними компонентами, які ідеально оброблені та зібрані, та електричними полями, які миттєво накопичуються та згасають — вихідний крутний момент був би ідеально плавним, без коливань. Але в реальному світі існує низка факторів, які призводять до нестабільності вихідного крутного моменту — навіть якщо це лише на невелику величину. Це періодичне коливання вихідного крутного моменту двигуна під напругою називається пульсаціями крутного моменту.

Математично, пульсація крутного моменту визначається як різниця між максимальним і мінімальним крутним моментом, що виробляється за один механічний оберт двигуна, поділена на середній крутний момент, що виробляється за один оберт, виражена у відсотках.

У системах лінійного руху основним ефектом пульсації крутного моменту є те, що вона призводить до нестабільного руху. А оскільки для прискорення осі до заданої швидкості потрібен крутний момент двигуна, пульсація крутного моменту може спричинити пульсацію швидкості або «ривковий» рух. У таких системах, як обробка та дозування, цей нестабільний рух може суттєво впливати на процес або кінцевий продукт, наприклад, на видимі зміни у схемах обробки або товщини дозованих клеїв. В інших системах, таких як підбирання та розміщення, пульсація крутного моменту та плавність руху можуть не бути критичною проблемою продуктивності. Тобто, якщо шорсткість не є достатньо сильною, щоб викликати вібрації або чутний шум, особливо якщо вібрації викликають резонанси в інших частинах системи.

Величина пульсацій крутного моменту, що створюється двигуном, залежить від двох основних факторів: конструкції двигуна та методу його керування.
Конструкція двигуна та крутний момент зубчастого ходу

Двигуни, ротори яких містять постійні магніти, такі як безщіткові двигуни постійного струму, крокові двигуни та синхронні двигуни змінного струму, стикаються з явищем, відомим як зубчасте обертання або момент зубчастого обертання. Момент зубчастого обертання (часто званий моментом фіксації в контексті крокових двигунів) викликається притяганням ротора та зубців статора в певних положеннях ротора.

Хоча зазвичай це пов'язано з «зазубринами», які можна відчути, коли неживий двигун обертається вручну, зубчастий момент також присутній, коли двигун працює, і в цьому випадку він сприяє пульсаціям крутного моменту двигуна, особливо під час роботи на низькій швидкості.

Існують способи зменшення крутного моменту зубчастого обертання та нерівномірного створення крутного моменту, що виникає в результаті цього, — шляхом оптимізації кількості магнітних полюсів і пазів, а також шляхом перекосу або зміни форми магнітів і пазів для створення перекриття від одного положення фіксації до іншого. А новіший тип безщіткового двигуна постійного струму — безпазова конструкція — усуває крутний момент зубчастого обертання (хоча не пульсації крутного моменту) завдяки використанню намотаного осердя статора, тому в статорі немає зубців, які б створювали періодичні сили тяжіння та відштовхування з магнітами ротора.
Комутація двигуна та пульсації крутного моменту

Безщіткові двигуни постійного струму з постійними магнітами (BLDC) та синхронні двигуни змінного струму часто відрізняються способом намотування статорів та методом комутації, який вони використовують. Синхронні двигуни змінного струму з постійними магнітами мають синусоїдальну намотування статорів та використовують синусоїдальну комутацію. Це означає, що струм, що подається на двигун, постійно контролюється, тому вихідний крутний момент залишається дуже постійним з низькою пульсацією крутного моменту.

Для застосувань керування рухом, двигуни змінного струму з постійними магнітами (PMAC) можуть використовувати більш просунутий метод керування, відомий як польово-орієнтоване керування (FOC). За допомогою польово-орієнтованого керування струм у кожній обмотці вимірюється та контролюється незалежно, тому пульсації крутного моменту ще більше зменшуються. За допомогою цього методу смуга пропускання контуру керування струмом та роздільна здатність пристрою зворотного зв'язку також впливають на якість створення крутного моменту та величину пульсацій крутного моменту. А вдосконалені алгоритми сервоприводу можуть ще більше зменшити або навіть усунути пульсації крутного моменту для надзвичайно чутливих застосувань.

На відміну від двигунів PMAC, безщіткові двигуни постійного струму мають трапецієподібну намотування статора та зазвичай використовують трапецієподібну комутацію. При трапецієподібній комутації три датчики Холла надають інформацію про положення ротора кожні 60 електричних градусів. Це означає, що струм подається на обмотки у формі прямокутної хвилі, з шістьма «кроками» на електричний цикл двигуна. Але струм в обмотках не може миттєво зростати (або спадати) через індуктивність обмоток, тому зміни крутного моменту відбуваються на кожному кроці або кожні 60 електричних градусів.

Оскільки частота пульсацій крутного моменту пропорційна швидкості обертання двигуна, на вищих швидкостях інерція двигуна та навантаження може згладжувати вплив цього нестабільного крутного моменту. Механічні методи зменшення пульсацій крутного моменту в двигунах BLDC включають збільшення кількості обмоток у статорі або кількості полюсів у роторі. А двигуни BLDC, як і двигуни PMAC, можуть використовувати синусоїдальне керування або навіть польово-орієнтоване керування для покращення плавності створення крутного моменту, хоча ці методи збільшують вартість та складність системи.