Motori brushless e con spazzole: quale è adatto al tuo progetto?

Introduzione

Due tipi comuni di motori CC sono i motori con spazzole e i motori senza spazzole (motori BLDC). Come suggerisce il nome, i motori con spazzole utilizzano spazzole per commutare la direzione, consentendo al motore di ruotare. Al contrario, i motori Brushless sostituiscono la funzione di commutazione meccanica con il controllo elettronico. Entrambi i tipi funzionano secondo lo stesso principio, ovvero l'attrazione magnetica e la repulsione magnetica tra la bobina e il magnete permanente. Ognuno ha i suoi vantaggi e svantaggi, che possono influenzare la tua scelta in base ai requisiti specifici della tua applicazione. Comprendere le differenze tra i motori CC con spazzole e i motori CC senza spazzole è fondamentale per valutarne le prestazioni. La decisione di scegliere un tipo piuttosto che un altro si basa su una serie di criteri, tra cui efficienza, durata e costo.

Fattori importanti per la differenza tra motore CC con spazzole e senza spazzole:

#1. Migliore efficienza

I motori brushless sono più efficienti dei motori con spazzole. Convertono l'energia elettrica in energia meccanica con maggiore precisione, riducendo così gli sprechi energetici. A differenza dei motori DC con spazzole, i motori brushless non subiscono l'attrito o le perdite di energia associate a spazzole e commutatori. Ciò migliora le prestazioni, estende l'autonomia e riduce il consumo energetico.

Al contrario, i motori con spazzole sono considerati meno efficienti dei motori DC senza spazzole a causa delle perdite di potenza associate all'attrito e al trasferimento di energia attraverso il sistema del commutatore.

#2. Manutenzione e longevità

Motori senza spazzolehanno meno parti mobili e sono privi di collegamenti meccanici, con conseguente maggiore durata e ridotte esigenze di manutenzione. L'assenza di spazzole elimina i problemi associati all'usura delle spazzole e ad altri problemi di manutenzione. Pertanto, i motori brushless rappresentano spesso un’opzione più economica per gli utenti.

Inoltre, i motori con spazzole richiedono maggiore manutenzione a causa dell'usura delle spazzole e del commutatore, il che può portare a prestazioni ridotte e problemi al motore. Per mantenere prestazioni ottimali, le spazzole devono essere sostituite regolarmente.

#3. Rumore e vibrazioni

Nei motori brushless è possibile controllare la corrente dell'avvolgimento, il che aiuta a ridurre le pulsazioni di coppia che possono causare vibrazioni e rumore meccanico. Pertanto, i motori brushless generalmente producono meno rumore e vibrazioni rispetto ai motori con spazzole. perché non hanno spazzole né commutatori. La riduzione delle vibrazioni e del rumore migliora il comfort dell'utente e riduce al minimo l'usura in caso di uso prolungato.

In un motore CC con spazzole, le spazzole e il commutatore funzionano insieme come un meccanismo di commutazione. Quando il motore è in funzione, questi interruttori si aprono e si chiudono costantemente. Questo processo consente il flusso di correnti elevate attraverso gli avvolgimenti del rotore induttivo, producendo un leggero rumore elettrico a causa dell'elevato flusso di corrente.

#4. Costo e complessità

I motori brushless tendono ad essere più costosi e complessi a causa del sistema di controllo elettronico della commutazione. Il prezzo più alto dei motori DC brushless rispetto amotori DC con spazzoleè dovuto principalmente all'elettronica avanzata coinvolta nella loro progettazione.

#5. Progettazione e funzionamento

I motori CC senza spazzole non sono autocommutanti. Richiedono un circuito di azionamento che utilizza transistor per controllare la corrente che scorre attraverso le bobine dell'avvolgimento del motore. Questi motori utilizzano controlli elettronici e sensori ad effetto Hall per gestire la corrente negli avvolgimenti, anziché fare affidamento su collegamenti meccanici.

I motori CC con spazzole sono autocommutati, il che significa che non richiedono un circuito di pilotaggio per funzionare. Utilizzano invece spazzole meccaniche e commutatori per controllare la corrente negli avvolgimenti, creando così un campo magnetico. Questo campo magnetico crea una coppia, facendo ruotare il motore.

#6. Applicazioni

Poiché il costo dimotori a vibrazionee l'elettronica associata continua a diminuire, la domanda di motori brushless e con spazzole è in aumento. I motori brushless sono molto apprezzati per smartwatch, dispositivi medici, dispositivi di bellezza, robot, ecc.

Ma ci sono ancora posti in cui i motori con spazzole hanno più senso. Esiste un'enorme applicazione di motori a spazzole negli smartphone, nelle sigarette elettroniche, nei controller per videogiochi, nei massaggiatori per gli occhi, ecc.