Il punto più semplice per iniziare con una discussione sui motori brushless è il fatto che non hanno spazzole (da cui il termine brushless!). Ciò è significativo in due modi. Il primo è che rimuove una grande quantità di attrito dal funzionamento del motore. Il secondo è che significa che non esiste una conduzione diretta attraverso il motore che gli consentirebbe di girare con una connessione di alimentazione al motore, da qui la necessità di un controller del motore brushless per ottenere il movimento rotatorio da un motore CC senza spazzole.
Considerando che un motore CC tradizionale aveva spazzole che conducevano l’alimentazione dallo statore al rotore e torna indietro, quindi azionando la forza di rotazione, un motore brushless si basa sull’accensione e lo spegnimento delle fasi del motore in sequenza per guidare il motore in tondo.
Un motore brushless ha gli elettromagneti sullo statore e il magnete permanente sul rotore.
A seconda del tipo di motore brushless utilizzato, può avere una gamma di specifiche diverse incluso un diverso numero di poli, tuttavia la commutazione chiave implica l’accensione e lo spegnimento dei diversi elettromagneti montati sullo statore per muovere il rotore a magneti permanenti.
Se si immagina il processo con una configurazione molto semplice con 2 serie di poli (disposti a coppie), è facile vedere come funziona con il magnete centrale che si trova in movimenti di 90 gradi attraverso le due coppie di poli.
1. Positivo bobina 1-Negativo bobina 3
2. Positivo bobina 2 – Negativo bobina 4
3. Negativo bobina 1 – Positivo bobina 3
4. Negativi bobina 2-Positivo bobina 4
Poiché gli elettromagneti vengono attivati e disattivati in questa sequenza, muovono quindi il rotore a magneti permanenti.
Sulla base della sequenza di cui sopra sembrerebbe logico che le prestazioni dei motori sarebbero piuttosto instabili, allo stesso modo in cui si può spesso vedere un motore passo-passo che esegue passaggi fissi.
Il motivo per cui questo può essere evitato è in gran parte dovuto al tipo di controllore motore utilizzato e al modo in cui è impostato.
Al fine di ottenere il principio del motore brushless abbiamo utilizzato un esempio molto semplificato ma è importante ricordare che le bobine non verrebbero semplicemente accese e spente (come a piena potenza on / full power off) ma piuttosto possono essere spegnere e riaccendere gradualmente il motore in modo da rendere più uniforme la rotazione.
A basse velocità con un basso numero di poli nel motore è ancora del tutto possibile che si possa osservare un nervosismo (questo è il motivo per cui molti usi a velocità inferiori utilizzano motori passo-passo piuttosto che brushless) ma a velocità più elevate e con il giusto tipo di controller durante l’uso questo sarà appianato dalla combinazione della massa sull’albero (che funziona allo stesso modo di un volano), il controller e la velocità. Per ulteriori informazioni e indicazioni su “cogging” o nervosismo del motore e su come rimuoverlo, fare clic qui.
Il magnete permanente è sul rotore e gli elettromagneti sono sullo statore.
Alimentando in sequenza gli elettromagneti è possibile muovere il magnete permanente e quindi far girare il motore.
Motori diversi hanno un numero di poli diverso e più poli sono presenti, più il motore è normalmente scorrevole
Ora che abbiamo compreso i principi di base delle prestazioni dei motori brushless e come funzionano, vale la pena considerare il motivo per cui potremmo scegliere di utilizzare i motori brushless rispetto ai motori CC con spazzole.
La rimozione delle spazzole presenta diversi vantaggi principali:
1. Le spazzole si usurano nel tempo a causa dell’attrito. La durata tipica dei motori con spazzole è di circa 2000 ore, mentre un motore senza spazzole dura in genere 10000 ore (si prega di notare che questi numeri devono essere utilizzati solo come regole pratiche in quanto vi è un numero enorme di fattori che influenzeranno la vita del motore).
2. Le spazzole provocano scintille e rumore elettrico all’interno del motore.
3. L’attrito creato dalle spazzole limita la velocità massima del motore e può creare problemi di calore.
4. Poiché gli elettromagneti si trovano sullo statore, è più facile mantenerli freddi mediante dissipazione di calore o altre tecniche di raffreddamento.
5. Gli elettromagneti montati sullo statore rendono anche più facile aumentare la precisione del controllo all’interno del motore perché possono essere montati in modo molto preciso e accurato
Come probabilmente avrai capito, è impossibile far girare un motore brushless senza un controller del motore brushless.
Se si applica l’alimentazione al motore nello stesso modo in cui si potrebbe fare con un motore CC con spazzole, è sufficiente bloccare una bobina e rendere l’albero molto difficile da girare.
A seconda del tipo di motore brushless che hai o che desideri utilizzare, sarà disponibile un’ampia gamma di controller del motore brushless che possono essere utilizzati per controllarlo.
Nella loro forma più semplice, questi controller possono semplicemente controllare la velocità del motore senza introdurre opzioni di ottimizzazione o di controllo avanzate.
Tuttavia, i controller come la serie ZDBL di controller per motori brushless sono progettati per essere ottimizzati in base alle specifiche di ciascun motore, oltre a offrire opzioni di programmazione avanzate come curve di accelerazione preimpostate e programmi di avvio.
I motori brushless sono superiori ai motori CC con spazzole.
La rimozione delle spazzole dal design riduce l’attrito, aumenta la durata, aumenta la velocità massima, aumenta la densità di potenza e consente un controllo molto più accurato.
È per questi motivi che molte aziende e ingegneri stanno ora passando da CC con spazzole a CC senza spazzole.
L’unico svantaggio centrale che viene spesso evidenziato è semplicemente legato al costo che è superiore a quello dei motori a corrente continua. Tuttavia, a seconda dell’applicazione, il costo potrebbe essere un problema, ma vale sempre la pena pensare alla durata del prodotto che si sta costruendo.
Se un motore e un controller senza spazzole costa 3 volte di più di un motore CC ma dura 5 volte di più (e quindi richiede meno ore di lavoro, costi e problemi nella sostituzione delle parti), è molto probabile che fornisca denaro per tutta la sua vita.
In caso di domande sull’efficacia in termini di costi dei motori brushless o se si desidera assistenza nella ricerca del motore giusto per la propria applicazione, non esitate a contattarci per telefono, chat online o e-mail.
Daremo consigli imparziali sul miglior sistema per la tua applicazione anche se questo significa che non utilizzi alcun controllore motore Zikodrive.
Allo stesso modo in cui i motori CC con spazzole vengono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni, lo sono anche i motori senza spazzole. La densità di potenza e l’efficienza dei motori brushless li sta anche rendendo sempre più popolari in una serie di altre applicazioni, in particolare perché le normative ambientali e l’efficienza energetica diventano più importanti in una vasta gamma di settori.
Le applicazioni tipiche includono pompe e applicazioni di controllo di processo, apparecchiature automobilistiche, spaziali e di laboratorio. È importante ricordare che i motori CC senza spazzole tendono ad essere migliori a velocità più elevate rispetto a velocità inferiori (sebbene, a seconda del numero di poli dei motori, potrebbe essere possibile ottenere eccellenti prestazioni a velocità inferiori.
Sul lato opposto di questa discussione, i motori CC senza spazzole unipolari sono (più o meno) i motori rotanti più veloci che è possibile utilizzare con velocità di 100000 rpm perfettamente raggiungibili.
Se ritieni di comprendere la teoria di base alla base dei motori brushless ma desideri saperne di più su alcuni dei problemi che sorgono con il loro utilizzo nella pratica, puoi visitare la nostra pagina DOMANDE FREQUENTI SUL CONTROLLO DEL MOTORE.
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