Qual è meglio, un motore DC con spazzole o un motore DC senza spazzole?

Esistono due tipi comuni di motori CC: motori con spazzole e motori senza spazzole (o motori BLDC). Come suggerisce il nome, i motori CC con spazzole hanno delle spazzole che commutano e fanno ruotare il motore, mentre i motori senza spazzole sostituiscono la funzione di commutazione meccanica con un controllo elettronico.

Entrambi i tipi di motori si basano sullo stesso principio di attrazione e repulsione di bobine e magneti permanenti. Ecco un'introduzione alle differenze tra i due motori.

La struttura principale di un motore DC senza spazzole si compone di un stator, un rotore e delle spazzole. Genera coppia attraverso un campo magnetico rotante, producendo così energia cinetica. Le spazzole entrano continuamente in contatto e sfregano contro il commutatore, facilitando la conduzione e la commutazione durante la rotazione.

Esiste un attrito meccanico tra i pennelli e il commutatore in un motore con pennelli. Poiché questi sono punti di contatto elettrico, di solito non possono essere lubrificati, richiedendo il loro sostituzione periodica dei pennelli in carbonio.

La principio di attrazione e repulsione magnetica in motori elettrici senza pennelli è lo stesso dei motori con pennelli, ma le loro strutture sono leggermente diverse. A differenza dei motori con pennelli che utilizzano un commutatore meccanico e pennelli, i motori senza pennelli ottengono la rotazione del campo magnetico dello stator tramite un commutatore elettronico, che richiede l'uso di elettronica di controllo attiva. Nei motori elettrici senza pennelli, la commutazione è gestita dai circuiti di controllo all'interno del controller, generalmente utilizzando sensori Hall e un controller, o tecnologie più avanzate come encoder magnetici.

I motori elettrici a corrente continua senza spazzole utilizzano la commutazione elettronica, dove le bobine rimangono fisse e i poli magnetici ruotano. Questi motori utilizzano un insieme di dispositivi elettronici, inclusa una chiave Hall SS2712, per rilevare la posizione dei poli magnetici permanenti. In base a questo rilevamento, i circuiti elettronici invertono la direzione del corrente nelle bobine nei momenti opportuni per garantire la generazione di forze magnetiche nella direzione corretta per azionare il motore. Questo progetto elimina i difetti dei motori elettrici a corrente continua con spazzole.

La tabella sottostante fornisce un confronto tra i motori elettrici a corrente continua senza spazzole (motori BLDC) e i motori elettrici a corrente continua con spazzole:

Sebbene i motori elettrici a corrente continua senza spazzole (motori BLDC) siano più costosi e complessi dei motori elettrici a corrente continua con spazzole, offrono numerosi vantaggi rispetto ai motori con spazzole in altri aspetti:

• Migliori caratteristiche di velocità e coppia
• Risposta dinamica rapida
• Alta efficienza
• Lunga durata della vita
• Funzionamento silenzioso
• Gamma di velocità più ampia

Man mano che i costi dei motori a corrente continua senza spazzole (motori BLDC) e delle relative elettroniche continuano a diminuire, i motori BLDC stanno gradualmente penetrando nei settori tradizionalmente dominati dai motori con spazzole. Vengono sempre più utilizzati in elettrodomestici, automotivo, aerospaziale, prodotti per il consumo, attrezzature mediche, equipaggiamenti per l'automazione industriale e strumenti.