A kefe nélküli egyenáramú és léptetőmotorok nagyobb figyelmet kaphatnak, mint a klasszikus kefés egyenáramú motorok, de ez utóbbi még mindig jobb választás lehet bizonyos alkalmazásokban.

A legtöbb tervező egy kis egyenáramú motort szeretne választani – általában kisebb vagy töredékes lóerős egységet – kezdetben általában csak két lehetőséget keres: a kefe nélküli egyenáramú (BLDC) motort vagy a léptetőmotort.Hogy melyiket válasszuk, az az alkalmazástól függ, mivel a BDLC általában jobb a folyamatos mozgáshoz, míg a léptetőmotor jobban illeszkedik a pozicionáláshoz, az előre-hátra és a stop/start mozgáshoz.Minden motortípus a megfelelő vezérlővel tudja biztosítani a szükséges teljesítményt, amely lehet IC vagy modul a motor méretétől és jellemzőitől függően.Ezeket a motorokat a dedikált mozgásvezérlő IC-kbe ágyazott „okosokkal” vagy beágyazott firmware-rel rendelkező processzorral lehet meghajtani.

De nézze meg egy kicsit közelebbről ezeknek a BLDC motoroknak a gyártóinak kínálatát, és látni fogja, hogy szinte mindig kefés egyenáramú (BDC) motorokat is kínálnak, amelyek „örökké léteztek”.Ez a motorelrendezés hosszú és bejáratott helyet foglal el az elektromos hajtású hajtóerő történetében, mivel ez volt az első bármilyen típusú villanymotor-konstrukció.Évente több tízmillió ilyen kefés motort használnak komoly, nem triviális alkalmazásokhoz, például autókhoz.

A kefés motorok első nyers változatait az 1800-as évek elején dolgozták ki, de még egy kis hasznos motor meghajtása is kihívást jelentett.Az áramellátásukhoz szükséges generátorokat még nem fejlesztették ki, a rendelkezésre álló akkumulátorok kapacitása korlátozott volt, nagy méretűek voltak, és még mindig „fel kellett tölteni” őket valahogy.Végül ezeket a problémákat sikerült legyőzni.Az 1800-as évek végére több tíz és több száz lóerős kefés egyenáramú motorokat szereltek fel, és általánosan használtak;sokat még ma is használnak.

Az alap szálcsiszolt egyenáramú motor működéséhez nincs szükség „elektronika” működésére, mivel önkommutáló eszköz.A működési elve egyszerű, ami az egyik erénye.A szálcsiszolt egyenáramú motor mechanikus kommutációt használ a forgórész mágneses mezejének (más néven armatúrának) polaritásának az állórészhez képest.Ezzel szemben az állórész mágneses terét vagy elektromágneses tekercsek (történelmileg), vagy modern, erős permanens mágnesek (sok mai megvalósításhoz) fejlesztik (1. ábra).

Az armatúrán lévő forgórész tekercsek közötti mágneses tér kölcsönhatása és ismétlődő megfordítása és az állórész fix mezeje folyamatos forgó mozgást indukál.A rotormezőt megfordító kommutációs művelet fizikai érintkezőkön (kefék) keresztül valósul meg, amelyek megérintik és energiát adnak az armatúra tekercseinek.A motor forgása nem csak a kívánt mechanikai mozgást biztosítja, hanem a forgórész tekercs polaritásának váltását is, amely a vonzás/taszítás kiváltásához szükséges a rögzített állórészmezőhöz képest – itt sincs szükség elektronikára, mivel az egyenáramú tápellátást közvetlenül a az állórész tekercseinek tekercseit (ha vannak) és a keféket.

Az alapvető fordulatszám-szabályozás az alkalmazott feszültség beállításával valósul meg, de ez a kefés motor egyik hiányosságára utal: az alacsonyabb feszültség csökkenti a fordulatszámot (ez volt a szándék) és drámaian csökkenti a nyomatékot, ami általában nem kívánt következmény.A közvetlenül az egyenáramú sínekről táplált kefés motor használata általában csak korlátozott vagy nem kritikus alkalmazásokban elfogadható, mint például kis játékok és animált kijelzők üzemeltetése, különösen, ha sebességszabályozásra van szükség.

Ezzel szemben a kefe nélküli motorban egy sor elektromágneses tekercs (pólus) van rögzítve a ház belsejében, és nagy szilárdságú állandó mágnesek vannak rögzítve a forgó tengelyhez (a rotorhoz) (2. ábra).Mivel a pólusokat a vezérlőelektronika (elektronikus kommutáció – EC) sorban feszültség alá helyezi, a rotort körülvevő mágneses tér forog, és így rögzített mágneseivel vonzza/taszítja a forgórészt, amely a mezőt követni kényszerül.

A BLDC motor pólusait mozgató áram lehet négyszöghullám, de ez nem hatékony, és vibrációt vált ki, ezért a legtöbb konstrukció az elektromos hatékonyság és a mozgási pontosság kívánt kombinációjához szabott alakzatú felfutású hullámformát használ.Ezen túlmenően a vezérlő finomhangolhatja az energizáló hullámformát a gyors, de sima indítások és leállítások érdekében, túllövés nélkül, és élesen reagál a mechanikai terhelési tranziensekre.Különböző vezérlési profilok és pályák állnak rendelkezésre, amelyek a motor helyzetét és sebességét az alkalmazás igényeihez igazítják.

Szerkesztette Lisa