Vilket är bättre, en borstad DC-motor eller en borstlös DC-motor?

Det finns två vanliga typer av DC-motorer: borstade motorer och borstlösa motorer (eller BLDC-motorer). Som namnet antyder har borstade DC-motorer borstar som kommuterar och roterar motorn, medan borstlösa motorer ersätter den mekaniska kommuteringsfunktionen med elektronisk styrning.

Båda typerna av motorer är baserade på samma princip om attraktion och repulsion av spolar och permanentmagneter. Här är en introduktion till skillnaden mellan de två motorerna.

Huvudstrukturen för en borstad DC-motor består av en stator, rotor och borstar. Den genererar vridmoment genom ett roterande magnetfält och avger därigenom kinetisk energi. Borstarna kommer kontinuerligt i kontakt med och gnider mot kommutatorn, vilket underlättar ledning och kommutering under rotation.

Det finns mekanisk friktion mellan borstarna och kommutatorn i en borstad motor. Eftersom dessa är elektriska kontaktpunkter kan de vanligtvis inte smörjas, vilket kräver periodiskt utbyte av kolborstarna.

Smakämnen principen om magnetisk attraktion och repulsion i borstlösa DC-motorer är samma som i borstade motorer, men deras strukturer är något annorlunda. Till skillnad från borstade motorer som använder en mekanisk kommutator och borstar, uppnår borstlösa motorer rotationen av statorns magnetfält genom en elektronisk kommutator, vilket kräver aktiv styrelektronik. I borstlösa DC-motorer hanteras kommutering av styrkretsar inom styrenheten, vanligtvis med hjälp av Hall-sensorer och en styrenhet, eller mer avancerad teknik som magnetiska kodare.

Borstlösa DC-motorer använder elektronisk kommutering, där spolarna förblir stationära och de magnetiska polerna roterar. Dessa motorer använder en uppsättning elektroniska enheter, inklusive en Hall-omkopplare SS2712, för att känna av läget för permanentmagnetpolerna. Baserat på denna avkänning växlar elektroniska kretsar strömriktningen i spolarna vid lämpliga tidpunkter för att säkerställa genereringen av magnetiska krafter i rätt riktning för att driva motorn. Denna design eliminerar nackdelarna med borstade DC-motorer.

Tabellen nedan ger en jämförelse mellan borstlösa DC-motorer (BLDC-motorer) och borstade DC-motorer:

Även om borstlösa DC-motorer (BLDC-motorer) är dyrare och mer komplexa än borstade DC-motorer, erbjuder de flera fördelar jämfört med borstade motorer i andra aspekter:

• Bättre hastighet och vridmomentegenskaper
• Snabbt dynamiskt svar
• Hög effektivitet
• Lång livslängd
• Tyst drift
• Bredare hastighetsområde

Eftersom kostnaderna för borstlösa DC-motorer (BLDC-motorer) och deras tillhörande elektronik fortsätter att minska, penetrerar BLDC-motorer gradvis industrier som traditionellt domineras av borstade motorer. De används i allt större utsträckning i apparater, fordon, flyg, konsumtionsvaror, medicinsk utrustning, industriell automationsutrustning och instrument.