Motori con spazzole e senza spazzole: quando e perché sceglierne uno rispetto all'altro？

Introduzione dei  motori con spazzole e senza spazzole

1. Nella nostra vita reale, molti sistemi di controllo del movimento verranno applicati ai motori CC.Rispetto ai motori CA, le persone penseranno che i motori CC siano più facili da controllare, quindi quando vengono applicati per controllare la coppia, la velocità o la posizione, molte persone saranno per lo più più disposte a scegliere un motore CC.

2. I motori CC sono inoltre suddivisi nei due tipi seguenti: motori brushless e motori con spazzole.La differenza tra i due si vede anche dal nome.Il motore brushless utilizza il principio di controllo elettronico per sostituire la funzione di commutazione meccanica originale.Il motore a spazzole DC ha spazzole, che possono essere

3. controllato dal motore per cambiare la direzione.

In molte applicazioni è possibile utilizzare motori CC con o senza spazzole.Il loro funzionamento si basa sullo stesso principio di attrazione e repulsione tra bobine e magneti permanenti.Entrambi hanno pro e contro e puoi sceglierne uno piuttosto che l'altro a seconda dei requisiti della tua applicazione.

Il motore brushless è un motore basato sulla tecnologia di commutazione elettronica.Rispetto al nostro tradizionale motore DC, la sua durata e l'efficienza sono migliorate.Attualmente anche i motori brushless vengono utilizzati in sempre più campi a seconda delle loro caratteristiche.I nostri motori brushless sono disponibili in diversi modelli:Motore senza spazzole NEMA17-42×42MM、Motore senza spazzole NEMA23-57×57MM、Motore senza spazzole NEMA24-60×60MM、Motore senza spazzole NEMA31-80×80MM、Motore senza spazzole NEMA34-86×86MM、Motore senza spazzole NEMA45-110×110MM e così via.

Motori Brushed e Brushless: Vantaggi e Svantaggi

Questo articolo farà alcuni semplici riassunti per darti un'idea di base se scegliere un motore brushless o un motore con spazzole nell'applicazione.La tabella seguente riassume i principali vantaggi e svantaggi dei due motori.Le informazioni sono solo di riferimento:

1. A vita

Come accennato in precedenza, uno degli svantaggi dei motori a spazzole è l'usura meccanica delle spazzole e del commutatore.Le spazzole di carbone in particolare sono sacrificali e in molti motori sono progettate per essere sostituite periodicamente come parte di un programma di manutenzione.Anche il rame tenero del commutatore viene lentamente consumato dalle spazzole e alla fine raggiunge un punto in cui il motore non funziona più.Poiché i motori brushless non hanno contatti mobili, non soffrono di questa usura.

2. Velocità e accelerazione

La velocità di rotazione dei motori con spazzole può essere limitata dalle spazzole e dal commutatore, nonché dalla massa del rotore.A velocità molto elevate, il contatto tra spazzola e commutatore può diventare irregolare e la formazione di archi tra le spazzole aumenta.La maggior parte dei motori con spazzole utilizza anche un nucleo di ferro laminato nel rotore, che conferisce loro una grande inerzia rotazionale.Ciò limita i tassi di accelerazione e decelerazione del motore.È possibile costruire un motore brushless con magneti in terre rare molto potenti sul rotore, che riducono al minimo l'inerzia rotazionale.Naturalmente, ciò aumenta il costo.

3. Rumore elettrico

Le spazzole e il commutatore formano una sorta di interruttore elettrico.Mentre il motore gira, gli interruttori vengono aperti e chiusi, mentre una quantità significativa di corrente scorre attraverso gli avvolgimenti del rotore, che sono induttivi.Ciò provoca la formazione di archi sui contatti.Ciò genera una grande quantità di rumore elettrico, che può essere accoppiato in circuiti sensibili.La formazione dell'arco può essere in qualche modo mitigata aggiungendo condensatori o smorzatori RC attraverso le spazzole, ma la commutazione istantanea del commutatore genera sempre del rumore elettrico.

4. Rumore acustico

I motori con spazzole sono 'hard switching', ovvero la corrente viene spostata bruscamente da un avvolgimento all'altro.La coppia generata varia durante la rotazione del rotore man mano che gli avvolgimenti vengono accesi e spenti.Con un motore brushless è possibile controllare le correnti degli avvolgimenti in modo da trasferire gradualmente la corrente da un avvolgimento all'altro.Ciò riduce l'ondulazione della coppia, che è una pulsazione meccanica di energia sul rotore.L'ondulazione della coppia provoca vibrazioni e rumore meccanico, soprattutto a basse velocità del rotore.

5. Costo

Poiché i motori brushless richiedono un'elettronica più sofisticata, il costo complessivo di un azionamento brushless è superiore a quello di un motore a spazzole.Anche se un motore brushless è più semplice da produrre rispetto a un motore con spazzole, poiché è privo di spazzole e commutatore, la tecnologia dei motori con spazzole è molto matura e i costi di produzione sono bassi.La situazione sta cambiando man mano che i motori brushless diventano più popolari, soprattutto in applicazioni ad alto volume come i motori automobilistici.Inoltre, il costo dei componenti elettronici, come i microcontrollori, continua a diminuire, rendendo i motori brushless più attraenti.

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Riepilogo

Per considerazioni relative ai costi e alle prestazioni, tutti sceglieranno i motori brushless, il che ha portato all’applicazione dei motori brushless in molti campi.Naturalmente in alcuni luoghi vengono utilizzati anche motori a spazzole.

Si può imparare molto osservando l’adozione dei motori brushless nelle automobili.A partire dal 2020, la maggior parte dei motori che funzionano mentre l'auto è in funzione, come pompe e ventole, sono passati dai motori con spazzole a quelli senza spazzole per migliorare l'affidabilità.Il costo aggiuntivo del motore e dell'elettronica compensa ampiamente il minor tasso di guasti sul campo e le ridotte esigenze di manutenzione.

D’altra parte, i motori che funzionano raramente, ad esempio quelli che muovono i sedili e gli alzacristalli elettrici, sono ancora per lo più motori con spazzole.Il motivo è che il tempo di funzionamento totale dell'auto nel corso della sua vita è molto ridotto e le possibilità che il motore si guasti durante la vita dell'auto sono molto piccole.

Poiché il costo dei motori brushless e dei componenti elettronici associati continua a diminuire, i motori brushless stanno trovando la loro strada nelle applicazioni tradizionalmente occupate dai motori con spazzole.Prendendo nuovamente l'esempio automobilistico, i motori di regolazione del sedile nelle schede di fascia alta utilizzano motori brushless perché producono meno rumore.