Wat is beter, een brushed DC-motor of een brushless DC-motor?

Er zijn twee algemene typen DC-motoren: gekoarde motoren en brushless motoren (of BLDC-motoren). Zoals de naam al suggereert, hebben gekoarde DC-motoren borstels die commuteren en de motor laten draaien, terwijl brushless motoren de mechanische commutatiefunctie vervangen door elektronische bediening.

Beide soorten motoren zijn gebaseerd op hetzelfde principe van aantrekking en afstoting van spoelen en permanente magneet. Hier volgt een inleiding tot het verschil tussen de twee motoren.

De hoofdstructuur van een gestuurd DC-motor bestaat uit een statisch deel, rotor, en borstels. Het genereert koppelingskracht door middel van een rotatieveld, waardoor kinetische energie wordt uitgezet. De borstels blijven continu contact maken en wrijven tegen de commutator, wat geleid en commutatie ondersteunt tijdens de rotatie.

Er is mechanische wrijving tussen de borstels en de commutator in een borstelmotor. Aangezien dit elektrische aansluitpunten zijn, kunnen ze doorgaans niet worden gelubriceerd, wat periodiek vervangen van de koolstofborstels vereist.

The principe van magnetische attractie en repulsie in borstelloze DC-motoren is hetzelfde als in borstelmotoren, maar hun structuren verschillen lichtelijk. In tegenstelling tot borstelmotoren die een mechanische commutator en borstels gebruiken, bereiken borstelloze motoren de rotatie van het veldmagnet van de stator via een elektronische commutator, wat actieve controle-elektronica vereist. In borstelloze DC-motoren wordt commutatie behandeld door controlecircuits binnen de controller, meestal met behulp van Hall-sensoren en een controller, of meer geavanceerde technologieën zoals magnetische encoders.

Brushless DC-motoren gebruiken elektronische commutatie, waarbij de spoelen stationair blijven en de magnetische polen draaien. Deze motoren gebruiken een set van elektronische apparaten, inclusief een Hall-schakelaar SS2712, om de positie van de permanente magneetpolen te detecteren. Op basis van deze detectie schakelen elektronische schakelingen de stroomrichting in de spoelen op het juiste moment om te zorgen voor de generatie van magnetische krachten in de juiste richting om de motor te drijven. Deze ontwerp elimineert de nadelen van brushed DC-motoren.

De onderstaande tabel geeft een vergelijking tussen brushless DC-motoren (BLDC-motoren) en brushed DC-motoren:

Hoewel brushless DC-motoren (BLDC-motoren) duurder en complexer zijn dan brushed DC-motoren, bieden ze verschillende voordelen ten opzichte van brushed motoren in andere opzichten:

• Betere snelheids- en koppelkenmerken
• Snel dynamisch antwoord
• Hoge efficiëntie
• Lange levensduur
• Stilzwijgende werking
• Wijdere snelheidsbereik

Naarmate de kosten van brushless DC-motoren (BLDC-motoren) en hun bijbehorende elektronica blijven dalen, dringen BLDC-motoren geleidelijk door in sectoren die traditioneel worden gedomineerd door gemotoriseerde motoren. Ze worden steeds vaker gebruikt in huishoudtoestellen, automotief, lucht- en ruimtevaart, consumentengoederen, medische apparatuur, industriële automatiseringsapparatuur en meetinstrumenten.