Osnovna teorija rada za servo motore bez četkica vrti se oko principa magnetizma gdje se slični polovi odbijaju, a suprotni privlače. Postoje dva izvora magneta koji se nalaze unutar servo motora: trajni magneti koji se obično nalaze na rotoru motora i stacionarni elektromagnet koji okružuje rotor. Elektromagnet se naziva ili statorski ili motorni namotaj i sastoji se od čeličnih ploča koje se nazivaju laminacije, koje su međusobno povezane. Čelične ploče obično imaju "zube" koji omogućavaju da se bakrena žica namota oko njih.
Vraćajući se principima magnetizma, kada se provodnik poput bakarne žice formira u zavojnicu, a provodnik se napaja tako da struja teče kroz njega, stvara se magnetsko polje.
Ovo magnetsko polje stvoreno strujom koja prolazi kroz provodnik imat će sjeverni i južni pol. Sa magnetnim polovima smještenim na statoru (kada je pod naponom) i na trajnim magnetima rotora, kako stvoriti stanje suprotnih polova koji privlače i poput polova odbijaju?
Ključ je da se obrne struja koja prolazi kroz elektromagnet. Kada struja teče kroz provodni kalem u jednom smjeru, stvaraju se sjeverni i južni pol.
Kada se promijeni smjer struje, polovi se okreću tako da ono što je bio sjeverni pol sada je južni pol i obrnuto. Slika 1 daje osnovnu ilustraciju kako ovo funkcionira. Na slici 2, slika lijevo prikazuje stanje u kojem se polovi magneta rotora privlače prema suprotnim polovima statora. Polovi rotora, koji su pričvršćeni na osovinu motora, rotirati će se dok ne budu poravnati sa suprotnim polovima statora. Ako bi sve ostalo isto, rotor bi tada ostao nepomičan.
Slika desno na slici 2 pokazuje kako su se polovi statora preokrenuli. Ovo bi se dogodilo svaki put kada bi pol rotora sustigao suprotni pol statora obrnuvši strujni tok kroz tu određenu lokaciju statora. Kontinuirano okretanje polova statora stvara stanje u kojem polovi trajnih magneta rotora uvijek "jure" svoje suprotnosti 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 optimalni moment motora i rotacija osovine motora”. Kako se struje usmjeravaju u pravo vrijeme za održavanje rotacije osovine?
Upravljanje se vrši pomoću pretvarača ili pogona koji napaja motor. Kada se pogon koristi s određenim motorom, ugao pomaka se identificira u softveru pogona zajedno s drugim stvarima kao što su induktivnost motora, otpor i drugi parametri. Uređaj za povratnu spregu koji se koristi na motoru (enkoder, rezolver, itd.) daje pogonu položaj osovine rotora/magnetnog pola.
Kada se položaj magnetnog pola rotora poklopi sa uglom pomaka, pogon će obrnuti struju koja prolazi kroz zavojnicu statora mijenjajući tako pol statora sa sjevera na jug i s juga na sjever kao što je prikazano na slici 2. Iz ovoga možete vidjeti da puštanje polova da se poravnaju zaustaviće rotaciju osovine motora, ili promena redosleda će dovesti do toga da se vratilo okreće u jednom smeru u odnosu na drugi, a njihova brza promena omogućava rotaciju velikom brzinom ili upravo suprotno za sporu rotaciju vratila.
