Osnovna teorija rada servo motora bez četkica vrti se oko principa magnetizma gdje se isti polovi odbijaju, a suprotni polovi privlače. U servo motoru postoje dva magnetska izvora: trajni magneti koji se obično nalaze na rotoru motora i stacionarni elektromagnet koji okružuje rotor. Elektromagnet se naziva namot statora ili motora i sastoji se od čeličnih ploča koje se nazivaju lamelirane ploče, koje su spojene zajedno. Čelične ploče obično imaju "zube" koji omogućuju namotavanje bakrene žice oko njih.
Vraćajući se na principe magnetizma, kada se vodič poput bakrene žice oblikuje u zavojnicu, a vodič je pod naponom tako da struja teče kroz njega, stvara se magnetsko polje.
Ovo magnetsko polje stvoreno strujom koja prolazi kroz vodič imat će sjeverni i južni pol. S magnetskim polovima koji se nalaze na statoru (kada su pod naponom) i na trajnim magnetima rotora, kako stvoriti stanje suprotnih polova koji se privlače i poput polova odbijaju?
Ključ je preokrenuti struju koja prolazi kroz elektromagnet. Kada struja teče kroz vodljivu zavojnicu u jednom smjeru, stvaraju se sjeverni i južni pol.
Kada se promijeni smjer struje, polovi se okreću tako da je ono što je bio sjeverni pol sada južni i obrnuto. Slika 1 daje osnovnu ilustraciju kako to funkcionira. Na slici 2, slika lijevo prikazuje stanje u kojem se polovi magneta rotora privlače na suprotne polove statora. Polovi rotora, koji su pričvršćeni na osovinu motora, okretat će se dok se ne poravnaju sa suprotnim polovima statora. Kad bi sve ostalo isto, rotor bi ostao nepomičan.
Slika desno na slici 2 pokazuje kako su se polovi statora okrenuli. To bi se dogodilo svaki put kad bi pol rotora sustigao suprotni pol statora preokretanjem strujnog toka kroz to određeno mjesto statora. Kontinuirano okretanje polova statora stvara stanje u kojem polovi trajnog magneta rotora uvijek "jure" za svojim suprotnim stranama statora, što rezultira kontinuiranom rotacijom rotora/osovine motora.
Okretanje polova statora poznato je kao komutacija. Formalna definicija komutacije je "Djelovanje struja upravljanja na odgovarajuće faze motora kako bi se proizveo optimalan moment motora i rotacija vratila motora". Kako se struje usmjeravaju u točno vrijeme za održavanje rotacije osovine?
Upravljanje se vrši pomoću pretvarača ili pogona koji napaja motor. Kada se pogon koristi s određenim motorom, kut pomaka identificira se u softveru pogona zajedno s drugim stvarima poput induktiviteta motora, otpora i drugih parametara. Uređaj za povratnu spregu koji se koristi na motoru (koder, rezolver, itd.) daje pogonu položaj osovine rotora/magnetskog pola.
Kada položaj magnetskog pola rotora odgovara kutu pomaka, pogon će preokrenuti struju koja prolazi kroz zavojnicu statora mijenjajući tako pol statora od sjevera prema jugu i od juga prema sjeveru kao što je prikazano na slici 2. Iz ovoga možete vidjeti da ako pustite da se polovi poravnaju, zaustavit će se rotacija osovine motora ili će se promjenom redoslijeda osovina okretati u jednom smjeru u odnosu na drugi, a njihova brza promjena omogućuje rotaciju velikom brzinom ili upravo suprotno za sporu rotaciju osovine.
