Wat is beter: een geborstelde gelijkstroommotor of een borstelloze gelijkstroommotor? Nederland

Er zijn twee veel voorkomende typen DC-motoren: borstelmotoren en borstelloze motoren (of BLDC-motoren). Zoals de naam al aangeeft, hebben geborstelde gelijkstroommotoren borstels die de motor commuteren en roteren, terwijl borstelloze motoren de mechanische commutatiefunctie vervangen door elektronische besturing.

Beide typen motoren zijn gebaseerd op hetzelfde principe van aantrekking en afstoting van spoelen en permanente magneten. Hier is een inleiding tot het verschil tussen de twee motoren.

De hoofdstructuur van een geborstelde gelijkstroommotor bestaat uit een stator, rotor en borstels. Het genereert koppel via een roterend magnetisch veld, waardoor kinetische energie wordt afgegeven. De borstels maken voortdurend contact met en wrijven tegen de commutator, waardoor geleiding en commutatie tijdens rotatie worden vergemakkelijkt.

Bij een borstelmotor is er mechanische wrijving tussen de borstels en de commutator. Omdat dit elektrische contactpunten zijn, kunnen ze doorgaans niet worden gesmeerd, waardoor periodieke vervanging van de koolborstels nodig is.

De principe van magnetische aantrekking en afstoting borstelloze gelijkstroommotoren is hetzelfde als bij borstelmotoren, maar hun structuren zijn enigszins anders. In tegenstelling tot borstelmotoren die een mechanische commutator en borstels gebruiken, bereiken borstelloze motoren de rotatie van het magnetische veld van de stator via een elektronische commutator, waarvoor actieve besturingselektronica nodig is. Bij borstelloze gelijkstroommotoren wordt de commutatie afgehandeld door regelcircuits in de controller, meestal met behulp van Hall-sensoren en een controller, of meer geavanceerde technologieën zoals magnetische encoders.

Borstelloze DC-motoren maken gebruik van elektronische commutatie, waarbij de spoelen stationair blijven en de magnetische polen roteren. Deze motoren maken gebruik van een reeks elektronische apparaten, waaronder een Hall-schakelaar SS2712, om de positie van de permanente magneetpolen te detecteren. Op basis van deze detectie veranderen elektronische circuits de richting van de stroom in de spoelen op de juiste momenten om ervoor te zorgen dat magnetische krachten in de juiste richting worden gegenereerd om de motor aan te drijven. Dit ontwerp elimineert de nadelen van geborstelde gelijkstroommotoren.

De onderstaande tabel geeft een vergelijking tussen borstelloze gelijkstroommotoren (BLDC-motoren) en geborstelde gelijkstroommotoren:

Hoewel borstelloze gelijkstroommotoren (BLDC-motoren) duurder en complexer zijn dan geborstelde gelijkstroommotoren, bieden ze in andere aspecten verschillende voordelen ten opzichte van geborstelde motoren:

• Betere snelheids- en koppelkarakteristieken
• Snelle dynamische respons
• Hoog rendement
• Lange levensduur
• Stille werking
• Breder snelheidsbereik

Terwijl de kosten van borstelloze gelijkstroommotoren (BLDC-motoren) en de bijbehorende elektronica blijven dalen, dringen BLDC-motoren geleidelijk door in industrieën die traditioneel worden gedomineerd door borstelmotoren. Ze worden steeds vaker gebruikt in apparaten, de automobielsector, de ruimtevaart, consumentengoederen, medische apparatuur, industriële automatiseringsapparatuur en instrumenten.