Motorji in krmilniki motorjev igrajo pomembno vlogo na številnih področjih, zlasti v medicini in robotiki. Poleg tega ima nedavno priljubljeno področje novih energetskih vozil vse bolj očitno povpraševanje po majhnih, visoko učinkovitih motorjih z visokim in nizkim navorom ter motorjih z visoko in nizko močjo.
Te končne naprave lahko izbirajo med brušenimi enosmernimi motorji, brezkrtačnimi enosmernimi (BLDC) motorji ali kombinacijo obeh. Večina motorjev deluje po Faradayevem zakonu indukcije. Kljub temu obstajajo ključne razlike med krtačnimi in brezkrtačnimi motorji ter obsegom njihove uporabe.
Predstavimo razliko med krtačnimi in brezkrtačnimi motorji. Najprej bomo predstavili krtačene enosmerne motorje.
Brušen enosmerni motor
Približno od poznih 1900-ih so bili krtačeni enosmerni motorji ena najpreprostejših vrst pogonskih motorjev, danes pa je tipičen brušeni enosmerni motor sestavljen iz armature (imenovane tudi rotor), komutatorja, ščetk, gredi in poljskih magnetov. Seveda mora brušeni motor hkrati zagotavljati enosmerno napajanje ali baterijsko napajanje, ki je potrebno za delovanje, in pridobiti vrtilni moment skozi vrteče se magnetno polje, s čimer oddaja kinetično energijo.
1. Enostavna struktura, splošni enosmerni krtačni motor vključuje armaturo ali rotor, komutator, krtačo, gred in poljski magnet. Seveda je potrebna baterija ali napajalnik. Lastnosti motorja so odvisne od materiala, iz katerega je izdelan, števila tuljav, navitih okoli njega, in gostote tuljav. Armatura ali rotor je elektromagnet, magnet polja pa je trajni magnet. Komutator je naprava z razcepljenim obročem okoli gredi, ki je v fizičnem stiku s ščetkami, ki so povezane s pozitivnim in negativnim polom napajanja.
2. Komutator okoli gredi, komutator je v stiku s ščetkami, ki so povezane z nasprotnimi poli napajalnika, da dovajajo pozitivne in negativne naboje komutatorju. Ščetke poganjajo rotor, da se vrti z magnetnim poljem, ki nastane z vnosom moči nasprotne polarnosti skozi komutator. Smer vrtenja je v smeri urinega kazalca in/ali nasprotni smeri urinega kazalca, vrtenje motorja naprej in nazaj pa se lahko izvede s spreminjanjem polarnosti ščetk.
Brezkrtačni motor (BLDC)
Brezkrtačni motor
Načelo delovanja brezkrtačnega enosmernega motorja je enako principu magnetne privlačnosti in odboja krtačenega motorja, vendar je njuna struktura nekoliko drugačna. Brezkrtačni motor, kot pove že ime, nima ščetk, uporablja elektronsko komutacijo, tuljava se ne premika, rotor pa se vrti. Delo komutacije je predano krmilnemu krogu v krmilniku. Visoka učinkovitost je glavna prodajna točka motorjev BLDC. Ker je rotor magnet NdFeB (magnet NdFeB), to pomeni, da ni potrebna povezava, komutator in krtača, tako da rotor deluje zelo učinkovito.
Brezkrtačni motorji imajo lahko rotor na notranji strani ali rotor na zunanji strani navitij (včasih imenovani motor z "zunanjim rotorjem"). Število navitij, uporabljenih v brezkrtačnem motorju, se imenuje število faz. Čeprav so brezkrtačni motorji lahko izdelani z različnim številom faz, so najpogostejši trifazni brezkrtačni motorji. Tri navitja brezkrtačnega motorja so povezana v konfiguraciji "zvezda" ali "trikot". V obeh primerih so na motor priključene tri žice (običajno imenovane U, V, W), pogonska tehnika in valovna oblika pa sta enaki. Hkrati bodo za zaznavanje položaja rotorja ob določenem času v brezkrtačnem motorju nekateri brezkrtačni motorji gnani skupaj s Hallovimi senzorji, obstajajo pa tudi natančnejše tehnologije, ki uporabljajo magnetne kodirnike. Ko se magnetni rotor vrti, Hallovi senzorji zajamejo magnetno polje rotorja. Ko gonilnik IC prejme signal, izračuna in zaporedoma prenese tok skozi navitja statorja, s čimer požene rotor k vrtenju.
Zgoraj je kratek uvod v razliko med krtačnimi in brezkrtačnimi motorji.
