موتورهای DC بدون جاروبک و پله ای ممکن است توجه بیشتری را نسبت به موتورهای DC کلاسیک براش دار به خود جلب کنند، اما دومی ممکن است در برخی از کاربردها انتخاب بهتری باشد.

اکثر طراحانی که به دنبال انتخاب یک موتور DC کوچک هستند - معمولاً یک واحد با قدرت فرعی یا فرکشنال - معمولاً در ابتدا فقط به دو گزینه نگاه می کنند: موتور DC بدون جاروبک (BLDC) یا موتور پله ای.اینکه کدام یک را انتخاب کنید بر اساس کاربرد است، زیرا BDLC به طور کلی برای حرکت پیوسته بهتر است در حالی که موتور پله ای برای موقعیت یابی، عقب و جلو و حرکت توقف/شروع مناسب تر است.هر نوع موتور می تواند عملکرد مورد نیاز را با کنترلر مناسب ارائه دهد که بسته به اندازه و مشخصات موتور می تواند یک آی سی یا ماژول باشد.این موتورها را می توان با "هوشمند"های تعبیه شده در آی سی های کنترل حرکت اختصاصی یا یک پردازنده با سیستم عامل تعبیه شده راه اندازی کرد.

اما کمی دقیق تر به پیشنهادات فروشندگان این موتورهای BLDC نگاه کنید و خواهید دید که آنها تقریباً همیشه موتورهای DC (BDC) برس خورده را نیز ارائه می دهند که برای همیشه وجود داشته اند.این چیدمان موتور جایگاه طولانی و ثابتی در تاریخ نیروی محرکه الکتریکی دارد، زیرا اولین طراحی موتور الکتریکی از هر نوع بود.ده ها میلیون از این موتورهای برس خورده هر ساله برای کاربردهای جدی و غیر ضروری مانند اتومبیل استفاده می شود.

اولین نسخه های خام موتورهای برس خورده در اوایل دهه 1800 ابداع شدند، اما تامین انرژی حتی یک موتور مفید کوچک نیز چالش برانگیز بود.ژنراتورهای مورد نیاز برای تغذیه آنها هنوز توسعه نیافته بودند و باتری های موجود ظرفیت محدود، اندازه بزرگ داشتند و هنوز باید به نحوی "پر کردن" می شدند.در نهایت این مشکلات برطرف شد.در اواخر دهه 1800، موتورهای DC برس خورده با قدرتی در حدود ده ها و صدها اسب بخار نصب شدند و به طور کلی مورد استفاده قرار گرفتند.بسیاری از آنها هنوز هم امروزه استفاده می شوند.

موتور DC برس خورده اصلی برای کار کردن نیازی به "الکترونیک" ندارد، زیرا یک دستگاه خود جابجایی است.اصل کار ساده است که یکی از محاسن آن است.موتور DC برس خورده از کموتاسیون مکانیکی برای تغییر قطبیت میدان مغناطیسی روتور (که آرمیچر نیز نامیده می شود) در مقابل استاتور استفاده می کند.در مقابل، میدان مغناطیسی استاتور توسط سیم‌پیچ‌های الکترومغناطیسی (از نظر تاریخی) یا آهنرباهای دائمی مدرن و قدرتمند (برای بسیاری از پیاده‌سازی‌های امروزی) توسعه می‌یابد (شکل 1).

برهمکنش و معکوس شدن مکرر میدان مغناطیسی بین سیم پیچ های روتور روی آرمیچر و میدان ثابت استاتور باعث القای حرکت چرخشی پیوسته می شود.عمل کموتاسیون که میدان روتور را معکوس می کند از طریق تماس های فیزیکی (به نام برس) انجام می شود که سیم پیچ های آرمیچر را لمس کرده و نیرو می آورد.چرخش موتور نه تنها حرکت مکانیکی مورد نظر را فراهم می کند، بلکه سوئیچینگ قطب سیم پیچ روتور مورد نیاز برای القای جاذبه / دافعه با توجه به میدان ثابت استاتور را نیز فراهم می کند - مجدداً، نیازی به الکترونیک نیست، زیرا منبع DC مستقیماً به استاتور اعمال می شود. سیم پیچ سیم پیچ استاتور (در صورت وجود) و برس ها.

کنترل اولیه سرعت با تنظیم ولتاژ اعمال شده انجام می شود، اما این به یکی از کاستی های موتور برس خورده اشاره می کند: ولتاژ پایین سرعت را کاهش می دهد (که هدف بود) و گشتاور را به طور چشمگیری کاهش می دهد که معمولاً یک پیامد نامطلوب است.استفاده از یک موتور برس خورده که مستقیماً از ریل‌های DC تغذیه می‌شود، عموماً فقط در کاربردهای محدود یا غیر حیاتی مانند کار با اسباب‌بازی‌های کوچک و نمایشگرهای متحرک قابل قبول است، به‌ویژه اگر کنترل سرعت مورد نیاز باشد.

در مقابل، موتور بدون جاروبک دارای مجموعه‌ای از سیم‌پیچ‌های الکترومغناطیسی (قطب‌ها) است که در اطراف داخل محفظه ثابت شده‌اند و آهنرباهای دائمی با استحکام بالا به شفت دوار (روتور) متصل می‌شوند (شکل 2).همانطور که قطب ها به ترتیب توسط الکترونیک کنترل انرژی می گیرند (کموتاسیون الکترونیکی - EC)، میدان مغناطیسی اطراف روتور می چرخد ​​و بنابراین روتور را با آهنرباهای ثابت خود جذب/دفع می کند، که مجبور به دنبال کردن میدان می شود.

جریانی که قطب‌های موتور BLDC را به حرکت در می‌آورد می‌تواند یک موج مربعی باشد، اما ناکارآمد است و باعث ایجاد ارتعاش می‌شود، بنابراین اکثر طرح‌ها از شکل موج شیب دار با شکلی متناسب با ترکیب مورد نظر از راندمان الکتریکی و دقت حرکت استفاده می‌کنند.علاوه بر این، کنترل‌کننده می‌تواند شکل موج انرژی‌زا را برای شروع و توقف سریع و در عین حال صاف بدون افزایش بیش از حد و پاسخ واضح به تغییرات بار مکانیکی تنظیم کند.پروفیل های کنترلی و مسیرهای متفاوتی موجود است که موقعیت و سرعت موتور را با نیازهای برنامه مطابقت می دهد.

ویرایش شده توسط لیزا