Motoarele fără perii de curent continuu și pas cu pas pot primi mai multă atenție decât motorul clasic de curent continuu cu perii, dar acesta din urmă poate fi totuși o alegere mai bună în unele aplicații.

Majoritatea designerilor care doresc să aleagă un motor de curent continuu mic – o unitate de cai putere sub sau fracționată, de obicei – se uită de obicei la doar două opțiuni: motorul fără perii de curent continuu (BLDC) sau motorul pas cu pas.Care să selectați se bazează pe aplicație, deoarece BDLC este în general mai bun pentru mișcare continuă, în timp ce motorul pas cu pas se potrivește mai bine pentru poziționare, înainte și înapoi și mișcare de oprire/pornire.Fiecare tip de motor poate oferi performanța necesară cu controlerul potrivit, care poate fi un circuit integrat sau modul, în funcție de dimensiunea și specificul motorului.Aceste motoare pot fi conduse cu „inteligentele” încorporate în circuite integrate dedicate de control al mișcării sau un procesor cu firmware încorporat.

Dar priviți puțin mai îndeaproape ofertele vânzătorilor acestor motoare BLDC și veți vedea că aproape întotdeauna oferă și motoare cu perii DC (BDC), care au existat „dintotdeauna”.Acest aranjament de motor are un loc îndelungat și stabilit în istoria forței motrice acționate electric, deoarece a fost primul proiect de motor electric de orice fel.Zeci de milioane de aceste motoare cu perii sunt folosite în fiecare an pentru aplicații serioase, non-triviale, cum ar fi mașinile.

Primele versiuni brute de motoare cu perii au fost concepute la începutul anilor 1800, dar alimentarea chiar și a unui mic motor util a fost o provocare.Generatoarele necesare pentru a le alimenta nu fuseseră încă dezvoltate, iar bateriile disponibile aveau capacitate limitată, dimensiuni mari și încă trebuiau „reumplute” cumva.În cele din urmă, aceste probleme au fost depășite.Până la sfârșitul anilor 1800, au fost instalate și utilizate în general motoare de curent continuu cu perii care variau între zeci și sute de cai putere;multe sunt folosite și astăzi.

Motorul de bază cu perii de curent continuu nu necesită „electronică” pentru a funcționa, deoarece este un dispozitiv cu comutație automată.Principiul de funcționare este simplu, ceea ce este una dintre virtuțile sale.Motorul de curent continuu cu perii folosește comutația mecanică pentru a comuta polaritatea câmpului magnetic al rotorului (numit și armătură) față de stator.În schimb, câmpul magnetic al statorului este dezvoltat fie de bobine electromagnetice (din punct de vedere istoric), fie de magneți permanenți moderni și puternici (pentru multe implementări actuale) (Figura 1).

Interacțiunea și inversarea repetată a câmpului magnetic dintre bobinele rotorului de pe armătură și câmpul fix al statorului induc mișcarea de rotație continuă.Acțiunea de comutație care inversează câmpul rotorului se realizează prin contacte fizice (numite perii), care ating și aduc putere bobinelor armăturii.Rotația motorului nu oferă doar mișcarea mecanică dorită, ci și comutarea polarității bobinei rotorului, necesară pentru a induce atracția/repulsiunea față de câmpul statorului fix – din nou, nu este nevoie de electronică, deoarece sursa de curent continuu este aplicată direct la înfășurările bobinei statorului (dacă există) și periile.

Controlul de bază al vitezei se realizează prin ajustarea tensiunii aplicate, dar acest lucru indică unul dintre deficiențele motorului cu perii: tensiunea mai mică reduce viteza (care a fost intenția) și reduce dramatic cuplul, ceea ce este de obicei o consecință nedorită.Utilizarea unui motor cu perii alimentat direct de la șinele de curent continuu este în general acceptabilă numai în aplicații limitate sau necritice, cum ar fi operarea de jucării mici și afișaje animate, mai ales dacă este necesar controlul vitezei.

În schimb, motorul fără perii are o serie de bobine (poli) electromagnetice fixate în jurul interiorului carcasei, iar magneții permanenți de mare putere sunt atașați la arborele rotativ (rotorul) (Figura 2).Pe măsură ce polii sunt alimentați în secvență de electronica de control (comutație electronică – EC), câmpul magnetic din jurul rotorului se rotește și astfel atrage/respinge rotorul cu magneții săi fiși, care este obligat să urmeze câmpul.

Curentul care conduce polii motorului BLDC poate fi o undă pătrată, dar aceasta este ineficientă și induce vibrații, așa că majoritatea modelelor folosesc o formă de undă în rampă cu o formă adaptată pentru combinația dorită de eficiență electrică și precizie de mișcare.În plus, controlerul poate regla fin forma de undă de energizare pentru porniri și opriri rapide, dar lin, fără depășire și răspuns clar la tranzitorii de sarcină mecanică.Sunt disponibile diferite profiluri de control și traiectorii care potrivesc poziția și viteza motorului cu nevoile aplicației.

Editat de Lisa