Børsteløse likestrøms- og trinnmotorer kan få mer oppmerksomhet enn den klassiske børstede likestrømsmotoren, men sistnevnte kan fortsatt være et bedre valg i noen applikasjoner.

De fleste designere som ønsker å velge en liten likestrømsmotor – en sub- eller fraksjonell hestekreftenhet, vanligvis – ser vanligvis først på to alternativer: den børsteløse DC-motoren (BLDC) eller trinnmotoren.Hvilken som skal velges er basert på applikasjonen, siden BDLC generelt er bedre for kontinuerlig bevegelse, mens trinnmotoren passer bedre for posisjonering, frem og tilbake og stopp/start-bevegelse.Hver motortype kan levere den nødvendige ytelsen med riktig kontroller, som kan være en IC eller modul avhengig av motorstørrelse og spesifikasjoner.Disse motorene kan drives med "smart" innebygd i dedikerte bevegelseskontroll-ICer eller en prosessor med innebygd fastvare.

Men se litt nærmere på tilbudene til leverandørene av disse BLDC-motorene, og du vil se at de nesten alltid også tilbyr børstede DC-motorer (BDC), som har eksistert «for alltid».Dette motorarrangementet har en lang og etablert plass i historien til elektrisk drevet drivkraft, da det var den første elektriske motordesignen av noe slag.Titalls millioner av disse børstede motorene brukes hvert år til seriøse, ikke-trivielle bruksområder som for eksempel biler.

De første råversjonene av børstede motorer ble utviklet på begynnelsen av 1800-tallet, men å drive selv en liten nyttig motor var utfordrende.Generatorene som trengs for å drive dem var ennå ikke utviklet, og de tilgjengelige batteriene hadde begrenset kapasitet, stor størrelse og måtte fortsatt "fylles på" på en eller annen måte.Til slutt ble disse problemene overvunnet.På slutten av 1800-tallet ble børstede likestrømsmotorer på opptil titalls og hundrevis av hestekrefter installert og i vanlig bruk;mange brukes fortsatt i dag.

Den grunnleggende børstede DC-motoren krever ingen "elektronikk" for å fungere, siden den er en selvpendlende enhet.Driftsprinsippet er enkelt, noe som er en av dets dyder.Den børstede DC-motoren bruker mekanisk kommutering for å bytte polariteten til rotorens magnetfelt (også kalt ankeret) kontra statoren.I kontrast er statorens magnetfelt utviklet av enten elektromagnetiske spoler (historisk) eller moderne, kraftige permanente magneter (for mange dagens implementeringer) (Figur 1).

Samspillet og den gjentatte reverseringen av magnetfeltet mellom rotorspoler på ankeret og det faste feltet til statoren induserer den kontinuerlige rotasjonsbevegelsen.Kommuteringshandlingen som reverserer rotorfeltet, oppnås via fysiske kontakter (kalt børster), som berører og gir kraft til ankerspolene.Motorens rotasjon gir ikke bare den ønskede mekaniske bevegelsen, men også vekslingen av rotorspolens polaritet som er nødvendig for å indusere tiltrekningen/frastøtingen i forhold til det faste statorfeltet – igjen, ingen elektronikk er nødvendig, da DC-forsyningen tilføres direkte til statorspoleviklinger (hvis noen) og børstene.

Grunnleggende hastighetskontroll oppnås ved å justere den påførte spenningen, men dette peker på en av manglene til den børstede motoren: den lavere spenningen reduserer hastigheten (som var intensjonen) og reduserer dreiemomentet dramatisk, som vanligvis er en uønsket konsekvens.Å bruke en børstet motor drevet direkte fra DC-skinnene er generelt akseptabelt bare i begrensede eller ikke-kritiske applikasjoner som bruk av små leker og animerte skjermer, spesielt hvis hastighetskontroll er nødvendig.

I motsetning til dette har den børsteløse motoren en rekke elektromagnetiske spoler (poler) festet på plass rundt husets indre, og permanente magneter med høy styrke er festet til den roterende akselen (rotoren) (Figur 2).Ettersom polene blir energisert i rekkefølge av kontrollelektronikken (elektronisk kommutering – EC), roterer magnetfeltet som omgir rotoren og tiltrekker/frastøter rotoren med sine faste magneter, som er tvunget til å følge feltet.

Strømmen som driver BLDC-motorpolene kan være en firkantbølge, men det er ineffektivt og induserer vibrasjon, så de fleste design bruker en rampende bølgeform med en form som er skreddersydd for den ønskede kombinasjonen av elektrisk effektivitet og bevegelsespresisjon.Videre kan kontrolleren finjustere den energigivende bølgeformen for rask, men jevn start og stopp uten oversving og skarp respons på mekaniske lasttransienter.Ulike kontrollprofiler og baner er tilgjengelige som matcher motorposisjon og hastighet til applikasjonens behov.

Redigert av Lisa