DC Brushless Motor VS DC Brushes Motor

- Jul 31, 2017-

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Des moteurs DC brossés ont été autour depuis le milieu du 19ème siècle, mais les moteurs sans balais sont une arrivée assez récente; Une première étape dans les années 1960 grâce aux progrès de la technologie à l'état solide, avec d'autres améliorations dans les années 1980 grâce à de meilleurs matériaux à aimants permanents.

Les moteurs à courant continu brossé développent un couple maximal lorsqu'il est stationnaire, diminuant linéairement à mesure que la vitesse augmente. Certaines limitations des moteurs brossés peuvent être surmontées par des moteurs sans balais ; Ils incluent une efficacité plus élevée et une susceptibilité inférieure à l'usure mécanique. Ces avantages sont au prix d'une électronique de contrôle potentiellement moins robuste, plus complexe et plus coûteuse.

Un moteur sans balais typique a des aimants permanents qui tournent autour d'une armature fixe, éliminant les problèmes associés au courant de connexion à l'armature mobile. Un contrôleur électronique remplace l'ensemble brosse / commutateur du moteur à courant continu brossé , qui commute continuellement la phase aux enroulements pour que le moteur tourne. Le contrôleur effectue une distribution de puissance chronométrée similaire en utilisant un circuit à semi-conducteurs plutôt que le système brush / commutator.

Les moteurs sans balais offrent plusieurs avantages par rapport aux moteurs à courant continu brossé, y compris

1.       Rapport couple / poids élevé;

2.       Plus de couple par watt (efficacité accrue);

3.       Une fiabilité accrue;

4.       Réduction du bruit;

5.       Durée de vie plus longue (pas d'érosion du pinceau et du commutateur);

6.       Élimination des étincelles ionisantes du collecteur;

7.       Réduction générale des interférences électromagnétiques (EMI).

 

Sans enroulements sur le rotor, ils ne sont pas soumis à des forces centrifuges et, en raison des enroulements supportés par le boîtier, ils peuvent être refroidis par conduction et ne nécessitent aucun flux d'air à l'intérieur du moteur pour le refroidissement. Cela signifie que les composants internes du moteur peuvent être entièrement fermés et protégés contre la saleté ou d'autres matières étrangères.

La commutation du moteur sans balais peut être implémentée dans un logiciel utilisant un microcontrôleur ou un ordinateur à microprocesseur, ou peut être implémentée dans un matériel analogique ou dans un microprocesseur numérique utilisant un FPGA. La commutation avec l'électronique au lieu des brosses permet une plus grande souplesse et des capacités non disponibles avec des moteurs à courant continu brossé, y compris une limitation de vitesse, une opération «micro-étagée» pour un contrôle de mouvement lent et / ou fin, et un couple de retenue lorsqu'il est stationnaire. Le logiciel de contrôleur peut être personnalisé pour le moteur spécifique utilisé dans l'application, ce qui entraîne une plus grande efficacité de commutation.

La puissance maximale pouvant être appliquée à un moteur sans balais est limitée presque exclusivement par la chaleur; Trop de chaleur affaiblit les aimants et peut endommager l'isolation de l'enroulement.

Lors de la conversion de l'électricité en énergie mécanique, les moteurs brushless sont plus efficaces que les moteurs brossés. Cette amélioration s'explique en grande partie par la fréquence à laquelle l'électricité est commutée, déterminée par le retour du capteur de position. Des gains supplémentaires sont attribuables à l'absence de brosses, ce qui réduit la perte d'énergie mécanique due au frottement. L'efficacité accrue est la plus élevée dans la région à vide et à faible charge de la courbe de performance du moteur. Sous des charges mécaniques élevées, les moteurs brushless et les moteurs brossés de haute qualité sont comparables en efficacité.

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