Børsteløse DC- og stepmotorer kan få mere opmærksomhed end den klassiske børstede DC-motor, men sidstnævnte kan stadig være et bedre valg i nogle applikationer.

De fleste designere, der ønsker at vælge en lille jævnstrømsmotor – typisk en enhed med under- eller fraktioneret hestekræfter – ser normalt først på to muligheder: den børsteløse jævnstrømsmotor (BLDC) eller stepmotoren.Hvilken man skal vælge er baseret på applikationen, da BDLC generelt er bedre til kontinuerlig bevægelse, mens stepmotoren passer bedre til positionering, frem og tilbage og stop/start-bevægelse.Hver motortype kan levere den nødvendige ydeevne med den rigtige controller, som kan være en IC eller et modul afhængigt af motorstørrelse og specifikationer.Disse motorer kan drives med "smarts" indlejret i dedikerede motion-control IC'er eller en processor med indbygget firmware.

Men se lidt nærmere på tilbuddene fra leverandørerne af disse BLDC-motorer, og du vil se, at de næsten altid også tilbyder børstede DC-motorer (BDC), som har eksisteret "for evigt."Dette motorarrangement har en lang og etableret plads i historien om elektrisk drevet drivkraft, da det var det første elektriske motordesign af nogen art.Titusvis af millioner af disse børstede motorer bruges hvert år til seriøse, ikke-trivielle applikationer såsom biler.

De første rå versioner af børstede motorer blev udtænkt i begyndelsen af ​​1800-tallet, men det var udfordrende at drive selv en lille nyttig motor.De generatorer, der var nødvendige for at drive dem, var endnu ikke udviklet, og de tilgængelige batterier havde begrænset kapacitet, stor størrelse og skulle stadig "genopfyldes" på en eller anden måde.Til sidst blev disse problemer overvundet.I slutningen af ​​1800-tallet blev børstede jævnstrømsmotorer på op til tiere og hundreder af hestekræfter installeret og i almindelig brug;mange bruges stadig i dag.

Den grundlæggende børstede DC-motor kræver ingen "elektronik" for at fungere, da det er en selvpendlende enhed.Driftsprincippet er enkelt, hvilket er en af ​​dets dyder.Den børstede DC-motor bruger mekanisk kommutering til at skifte polariteten af ​​rotorens magnetfelt (også kaldet ankeret) i forhold til statoren.I modsætning hertil er statorens magnetfelt udviklet af enten elektromagnetiske spoler (historisk) eller moderne, kraftige permanente magneter (til mange nuværende implementeringer) (Figur 1).

Interaktionen og den gentagne vending af magnetfeltet mellem rotorspoler på ankeret og statorens faste felt inducerer den kontinuerlige roterende bevægelse.Kommuteringshandlingen, der vender rotorfeltet, opnås via fysiske kontakter (kaldet børster), som rører ved og bringer strøm til ankerspolerne.Motorens rotation giver ikke kun den ønskede mekaniske bevægelse, men også omskiftningen af ​​rotorspolens polaritet, der er nødvendig for at inducere tiltrækningen/frastødningen i forhold til det faste statorfelt – igen er der ikke behov for elektronik, da DC-forsyningen tilføres direkte til statorspoleviklinger (hvis nogen) og børsterne.

Grundlæggende hastighedskontrol opnås ved at justere den påførte spænding, men dette peger på en af ​​manglerne ved den børstede motor: Den lavere spænding reducerer hastigheden (hvilket var hensigten) og reducerer drejningsmomentet dramatisk, hvilket normalt er en uønsket konsekvens.Brug af en børstet motor, der drives direkte fra DC-skinnerne, er generelt kun acceptabel i begrænsede eller ikke-kritiske applikationer, såsom betjening af småt legetøj og animerede skærme, især hvis hastighedskontrol er nødvendig.

I modsætning hertil har den børsteløse motor en række elektromagnetiske spoler (poler) fastgjort på plads rundt om husets indre, og højstyrke permanente magneter er fastgjort til den roterende aksel (rotoren) (Figur 2).Da polerne aktiveres i rækkefølge af styreelektronikken (elektronisk kommutering – EC), roterer det magnetiske felt, der omgiver rotoren, og tiltrækker/frastøder således rotoren med dens faste magneter, som er tvunget til at følge feltet.

Strømmen, der driver BLDC-motorstængerne, kan være en firkantbølge, men det er ineffektivt og inducerer vibrationer, så de fleste designs bruger en rampende bølgeform med en form, der er skræddersyet til den ønskede kombination af elektrisk effektivitet og bevægelsespræcision.Yderligere kan controlleren finjustere den energigivende bølgeform for hurtige, men jævne starter og stop uden overskridelse og skarp reaktion på mekaniske belastningstransienter.Forskellige styreprofiler og baner er tilgængelige, der matcher motorposition og hastighed til applikationens behov.

Redigeret af Lisa