nieuws

1. Geborstelde gelijkstroommotor

Bij borstelmotoren gebeurt dit met een draaischakelaar op de as van de motor, een zogenaamde commutator. Deze bestaat uit een roterende cilinder of schijf, verdeeld in meerdere metalen contactsegmenten op de rotor. Deze segmenten zijn verbonden met geleiderwikkelingen op de rotor. Twee of meer stationaire contacten, borstels genaamd, gemaakt van een zachte geleider zoals grafiet, drukken tegen de commutator en maken glijdend elektrisch contact met opeenvolgende segmenten terwijl de rotor draait. De borstels leveren selectief elektrische stroom aan de wikkelingen. Terwijl de rotor draait, selecteert de commutator verschillende wikkelingen en wordt de gerichte stroom op een bepaalde wikkeling toegepast, zodat het magnetische veld van de rotor scheef blijft staan ​​ten opzichte van de stator en een koppel in één richting creëert.

2. Borstelloze gelijkstroommotor

Bij borstelloze gelijkstroommotoren vervangt een elektronisch servosysteem de mechanische commutatorcontacten. Een elektronische sensor detecteert de hoek van de rotor en stuurt halfgeleiderschakelaars aan, zoals transistors. Deze schakelen stroom door de wikkelingen, waarbij de stroomrichting wordt omgedraaid of, in sommige motoren, de stroom wordt uitgeschakeld in de juiste hoek, zodat de elektromagneten koppel in één richting creëren. Door het weglaten van het glijcontact hebben borstelloze motoren minder wrijving en een langere levensduur; hun levensduur wordt alleen beperkt door de levensduur van hun lagers.

Borstelloze gelijkstroommotoren ontwikkelen een maximaal koppel bij stilstand, dat lineair afneemt naarmate de snelheid toeneemt. Sommige beperkingen van borstelmotoren kunnen worden overwonnen door borstelloze motoren, zoals een hoger rendement en een lagere gevoeligheid voor mechanische slijtage. Deze voordelen gaan echter ten koste van mogelijk minder robuuste, complexere en duurdere besturingselektronica.

Een typische borstelloze motor heeft permanente magneten die rond een vast anker roteren, waardoor problemen met het aansluiten van stroom op het bewegende anker worden voorkomen. Een elektronische regelaar vervangt de commutator van de borstelloze gelijkstroommotor, die continu de fase naar de wikkelingen schakelt om de motor draaiende te houden. De regelaar zorgt voor een vergelijkbare getimede vermogensverdeling door gebruik te maken van een solid-state circuit in plaats van het commutatorsysteem.

Borstelloze motoren bieden verschillende voordelen ten opzichte van borstelloze gelijkstroommotoren, waaronder een hoge koppel-gewichtsverhouding, een hogere efficiëntie die meer koppel per watt produceert, een hogere betrouwbaarheid, minder lawaai, een langere levensduur door het elimineren van borstel- en commutatorerosie, het elimineren van ioniserende vonken van de
commutator en een algehele vermindering van elektromagnetische interferentie (EMI). Doordat de rotor geen wikkelingen heeft, worden ze niet blootgesteld aan centrifugale krachten. Omdat de wikkelingen door de behuizing worden ondersteund, kunnen ze door geleiding worden gekoeld, waardoor er geen luchtstroom in de motor nodig is voor de koeling. Dit betekent dat de interne onderdelen van de motor volledig kunnen worden omsloten en beschermd tegen vuil of andere vreemde voorwerpen.

De commutatie van borstelloze motoren kan softwarematig worden geïmplementeerd met behulp van een microcontroller, of met analoge of digitale schakelingen. Commutatie met elektronica in plaats van borstels biedt meer flexibiliteit en mogelijkheden dan bij gelijkstroommotoren met borstels, zoals snelheidsbegrenzing, microstepping voor langzame en nauwkeurige bewegingsregeling en een houdkoppel bij stilstand. De controllersoftware kan worden aangepast aan de specifieke motor die in de toepassing wordt gebruikt, wat resulteert in een hogere commutatie-efficiëntie.

Het maximale vermogen dat op een borstelloze motor kan worden toegepast, wordt bijna uitsluitend beperkt door hitte; [bronvermelding gewenst] te veel hitte verzwakt de magneten en beschadigt de isolatie van de wikkelingen.

Bij het omzetten van elektriciteit in mechanische energie zijn borstelloze motoren efficiënter dan motoren met borstels, voornamelijk door de afwezigheid van borstels. Dit vermindert het mechanische energieverlies door wrijving. De verbeterde efficiëntie is het grootst in de nullast- en laagbelaste delen van de prestatiecurve van de motor.

Omgevingen en vereisten waarin fabrikanten borstelloze DC-motoren gebruiken, zijn onder meer onderhoudsvrije werking, hoge snelheden en werking waarbij vonkvorming gevaarlijk is (bijvoorbeeld in explosieve omgevingen) of elektronisch gevoelige apparatuur zou kunnen beïnvloeden.

De constructie van een borstelloze motor lijkt op die van een stappenmotor, maar de motoren verschillen aanzienlijk in uitvoering en werking. Stappenmotoren worden vaak gestopt met de rotor in een bepaalde hoek, terwijl een borstelloze motor meestal bedoeld is om continu te roteren. Beide motortypen kunnen een rotorpositiesensor hebben voor interne feedback. Zowel een stappenmotor als een goed ontworpen borstelloze motor kunnen een eindig koppel behouden bij nul toeren per minuut.