Skip to Content
  • +44 (0) 330 127 7928
Zikodrive
  • 0
  • Sign in
  • Contact Us
  • Services
    • Services
    • Custom Motor Control Design
    • Contract Manufacturing
  • Applications
    • Applications
    • Motor Controllers for High Frequency Motors & Spindles
    • Motor Controllers for Pumps
    • Motor Controllers for Low Inductance Motors
    • Integrated Motor Controllers
  • Knowledge
    • Knowledge
    • What is a motor controller?
    • Technical Articles
    • Case Studies
    • FAQs
  • About
    • About
    • Capability
    • Technology
    • Company History
    • The Team
    • Careers
    • Quality
    • News / Blog
    • Talk to our Sales Team
    • Distribution Enquiries
    • R&D
    • R&D Collaboration
  • Support
    • Support
    • Downloads
    • ZikoSoft
  • Products
  • Jobs
Zikodrive
  • 0
    • Services
      • Services
      • Custom Motor Control Design
      • Contract Manufacturing
    • Applications
      • Applications
      • Motor Controllers for High Frequency Motors & Spindles
      • Motor Controllers for Pumps
      • Motor Controllers for Low Inductance Motors
      • Integrated Motor Controllers
    • Knowledge
      • Knowledge
      • What is a motor controller?
      • Technical Articles
      • Case Studies
      • FAQs
    • About
      • About
      • Capability
      • Technology
      • Company History
      • The Team
      • Careers
      • Quality
      • News / Blog
      • Talk to our Sales Team
      • Distribution Enquiries
      • R&D
      • R&D Collaboration
    • Support
      • Support
      • Downloads
      • ZikoSoft
    • Products
    • Jobs
  • +44 (0) 330 127 7928
  • Sign in
  • Contact Us

Sensored vs Sensorless Brushless DC Motor Controllers

  • All Blogs
  • FAQs
  • Sensored vs Sensorless Brushless DC Motor Controllers
  • 15 May 2024 by
    Phil Bates


    Sensored or Sensorless Brushless Motors both have their place and Zikodrive can drive either...


    This page discusses sensored and sensorless brushless motors (and controllers), 

    the differences between them and the key issues you need to be aware of when 

    using them. We give you some basic pointers about the mechanical and 

    performance differences between the two as well as understanding their suitability 

    to a range of applications. As always, if you are working on a project at the moment 

    and are still deciding on the best solution for your project, please feel free to 

    contact us to discuss your requirements. 

    We'll start with a quick overview of the two types of motors and how they work… 


    What are sensored brushless motors? 


    Sensored brushless motors are brushless motors with positional sensors in them. 

    These positional sensors feedback positional information to the controller which 

    can then be used to ensure the drive pattern delivered to the controller syncs 

    perfectly with the rotor position. 


    Different sensored motors may have sensors set up in different ways so it is 

    important to always be aware of this when setting up a controller but typically 

    these are arranged at either 60 degree or 120 degree intervals. 


    The main advantage of sensored motors is that they create a closed loop system 

    which can enable the controller to know the rotor position and hence sync the 

    drive pattern up very accurately. The downsides of these motors it that they are 

    completely reliant on the sensors in order to function correctly so in applications 

    where there may be a lot of dust, vibration or moisture they can (depending on the 

    build quality of the motor) fail as a result of sensor performance. 


    What are sensorless brushless motors? 


    Sensorless brushless motors are quite simply, brushless motors without built in 

    sensors. Sensorless brushless motors require a sensorless brushless motor controller 

    (sometimes referred to as a brushless electronic speed controller or ESC) in order to 

    work. A sensored brushless motor controller will not work with a sensorless 

    brushless motor.  On the face of it it would therefore seem logical that sensorless brushless motors 

    are only able to operate in open loop because there are no in built sensors. 

    However, this is not entirely the case. The reason this is not the case is down to an  

    electrical concept known as back-electromotive force (or back-EMF).  


    A typical sensorless brushless motor has permanent magnets fixed on the rotor 

    with the electro-magnets mounted around the edge of the motor. As this picks up 

    speed it starts to generate electro-motive force in the stator coils. As an example, 

    with the unit switched off and the rotor being spun (for example by a bicycle 

    dynamo) this can be used to generate electricity. The critical aspect of this for 

    sensorless brushless motor control is that the frequency generated by this back-

    EMF is directly proportional to the speed of the motor. Therefore, if a sensorless 

    brushless motor controller (such as the ZDBL Series) can read this frequency, it can 

    then determine the speed of the motor and adjust the drive pattern accordingly.  

    The critical weakness with this method comes at low speeds where the back-EMF is 

    very weak and therefore hard to read reliably. This is why starting up a sensorless 

    brushless motor can be such an issue. 


    Things to think about when making the choice between sensored or sensorless BLDC motors


    As you will no doubt have worked out, the choice between sensored or sensorless 

    brushless motors is a decision based on performance, application, environment, 

    lifespan and cost. In a situation in which you need a quick setup and a short duty cycle then sensored 

    will probably be the simplest to use. However, if you are looking at a long duty cycle 

    in a harsh environment then there are considerable benefits to be had from using 

    sensorless. It is also important to remember that, whatever motor you choose, you will need a 

    controller that can deliver the performance that you need.  


    What speeds are you typically looking to achieve? 


    If your application requires low speed for a lot of the time then it is likely that a 

    sensored brushless motor will be the best solution for your application as the 

    closed loop enables the driver to commutate the motor much more effectively at 

    lower speeds.  However, if your project requires higher speeds then sensorless brushless motors 

    will be the best solution as they are very stable at higher speeds and (depending on 

    the controller that you choose) they can often go much faster than sensored 

    motors. This is in part because open loop operation can run at faster speeds than 

    closed loop but also because the controller does not need to process the signal 

    inputs from the hall sensors.  


    Never underestimate the importance of the controller to your project 


    As a specialist motor control company, we are bound to say this aren’t we? However, 

    that doesn’t mean it’s not true! The type of controller that you use can dramatically influence the performance of 

    the motor that you have chosen. Key variables such as power handling, the type of 

    drive pattern that you have (sinusoidal, trapezoidal or FOC) or intelligence and 

    programmability can all have an impact.  


    It is not an exaggeration to say that a sensorless brushless motor with an advanced 

    controller can easily outperform a sensored brushless motor with a low quality 

    controller. Again, the most important thing to understand in making this decision 

    is undoubtedly the application that the motor is going into. 


    The importance of application specific solutions 


    One thing which has probably become abundantly clear (if you’ve read this far) is 

    that making the decision about what is the best package to go with is heavily 

    informed by the application the motor is to be used in. 

    An understanding of this can quickly rule out several options, whilst quickly 

    pointing towards other solutions.  


    Got a question? Give us a call. 


    Our team of UK based engineers are always happy to discuss your requirements 

    and advise on the best possible solution for your application. We design and 

    manufacture both sensored and sensorless brushless motor controllers so we are 

    very familiar with the pros and cons of both and their suitability to a range of 

    applications. 



    in FAQs
    How do Sensorless Brushless DC Motors work?
    Follow us

    Unit 2A & 2B, Dean Hey Business Park, Cragg Vale, Halifax, HX7 5RU

    +44 (0) 330 127 7928

    Zikodrive Motor Controllers - Members of MAKE UK       Zikodrive Motor Controllers - Members of CKMA       Zikodrive - Proud to be Living Wage Employer     Zikodrive - Proud Supporter of WYMS

    ​

    Copyright © Round Bank Engineering Ltd - all rights reserved 
    Terms and Conditions
    Privacy Policy
    Powered by Odoo - The #1 Open Source eCommerce

    We use cookies to provide you a better user experience on this website. Cookie Policy

    Only essentials I agree