Hvilken er bedst, en DC-motor med børster eller en brushless DC-motor?

Der findes to almindelige typer DC-motorer: borstede motorer og borsteless motorer (eller BLDC-motorer). Som navnet antyder, har borstede DC-motorer børster, der kommuterer og roterer motoren, mens borsteless motorer erstatter den mekaniske kommuteringsfunktion med elektronisk kontrol.

Begge typer motorer bygger på samme princip om trækning og afstødning mellem spoler og permanente magneeter. Her følger en introduktion til forskellen mellem de to motorer.

Den hovedsagelige struktur af en brushed DC motor består af en stator, rotor og børster. Den genererer vridningsmoment gennem et roterende magnetfelt, hvilket resulterer i udgang af kinetisk energi. Børsterne kontakter løbende og ryster mod kommutatoren, hvilket letter ledning og kommutation under rotation.

Der er mekanisk friktion mellem børsterne og kommutatoren i en børstet motor. Da disse er elektriske kontakt punkter, kan de normalt ikke smøres, hvilket kræver periodisk udskiftning af kulbørsterne.

Den princippet om magnetisk tiltrækning og afstødning i børsteløse DC-motorer er det samme som i børstede motorer, men deres strukturer er lidt forskellige. I modsætning til børstede motorer, der bruger en mekanisk kommutator og børster, opnår børsteløse motorer rotationen af statorens magnetfelt gennem en elektronisk kommutator, hvilket kræver aktive kontrol elektronikker. I børsteløse DC-motorer håndteres kommutation af kontrolkredse inden for kontrolleren, typisk ved hjælp af Hall-sensorer og en kontroller, eller mere avancerede teknologier som magnetiske encoder.

Brushless DC-motors anvender elektronisk kommutation, hvor spolerne forbliver stille og de magnetiske poler roterer. Disse motorer bruger en række elektroniske enheder, herunder en Hall-skakling SS2712, til at registrere positionen af de permanente magnetpoler. På baggrund af denne registrering skifter elektroniske kredse strømretningen i spolerne på de rigtige tidspunkter for at sikre oprettelsen af magnetiske kræfter i den korrekte retning for at køre motoren. Denne design eliminerer ulemperne ved brushed DC-motors.

Tabellen nedenfor giver en sammenligning mellem brushless DC-motors (BLDC-motors) og brushed DC-motors:

Selvom brushless DC-motors (BLDC-motors) er dyrere og mere komplekse end brushed DC-motors, tilbyder de flere fordele over brushed motorer i andre henseender:

• Bedre hastigheds- og momentegenskaber
• Hurtig dynamisk respons
• Høj effektivitet
• Lang levetid
• Stille drift
• Videre hastighedsinterval

Da omkostningerne for burørsløse DC-motorer (BLDC-motorer) og deres tilhørende elektronik fortsat falder, drager BLDC-motorer gradvist ind i industrier, der traditionelt er domineret af motorer med bur. De anvendes mere og mere i husholdningsapparater, automobilindustrien, luftfart, forbrugsvarer, medicinsk udstyr, industrielt automatiseringsudstyr og instrumenter.