Inhoud
- Hoe een geborstelde DC-motor werkt
- Hoe een "borstelloze" DC-motor werkt
- Voordelen van "borstelloze" motoren
- Voordelen van "Brushed" DC-motoren
Geborstelde en borstelloze gelijkstroom-elektromotoren verschillen in de manier waarop de elektrische stroom wordt overgedragen naar de commutator of elektromagneten waardoor de rotor blijft draaien. In wezen wordt in een geborstelde motor de stroom mechanisch overgedragen via metalen borstels, terwijl in een borstelloze motor de rotor elektronisch wordt gedraaid zonder fysieke contacten.
Hoe een geborstelde DC-motor werkt
Gelijkstroom elektromotoren werken door het creëren van magnetische velden waarvan de aantrekking en oppositie een centrale rotor draaiend houdt. In een geborstelde motor worden vaste magneten geplaatst aan weerszijden van een roterende elektromagneet, één gericht op een positieve pool, de andere op een negatieve. De elektromagneet wordt gevormd door een reeks spoelen (meestal drie op gelijke afstanden rond de rotor) die de commutator worden genoemd. Wanneer elektriciteit door deze spoelen wordt geleid, genereren ze hun eigen magnetisch veld dat wordt afgestoten en aangetrokken door de magnetische velden die worden gegenereerd door de vaste magneten. Stroom wordt overgebracht op de spoelen van de commutator door metalen borstels die met de rotor roteren. Wanneer de motor wordt ingeschakeld, wordt stroom doorgegeven aan de elektromagneten waarvan de magnetische velden worden afgestoten door de ene vaste magneet en aangetrokken door een andere, waardoor de rotor draait. Terwijl de rotor draait, komen de metalen borstels in en uit contact met elke spoel in serie, zodat de oppositie en aantrekking tussen de resulterende magnetische velden en de velden van de statische magneten ervoor zorgt dat de elektromagneet blijft draaien.
Hoe een "borstelloze" DC-motor werkt
In een borstelloze DC-motor zijn de posities van de vaste magneten en de elektromagnetische spoelen omgekeerd. De vaste magneten worden nu op de rotor geplaatst en de spoelen worden in de omringende behuizing geplaatst. De motor werkt via stroom die in serie door elke omringende spoel wordt geleid, waardoor de velden van de vaste magneten worden afgestoten en aangetrokken en de rotor waaraan ze zijn bevestigd draaiend blijft. Om een dergelijke motor te laten werken, moeten de spoelen van de commutator gesynchroniseerd worden gehouden met de vaste magneten, zodat de velden voortdurend tegengesteld zijn en de rotor blijft draaien. Dit vereist een elektronische controller of microprocessor om de stroomtoevoer naar elke elektromagnetische spoel te coördineren.
Voordelen van "borstelloze" motoren
Het belangrijkste voordeel van borstelloze motoren is dat de stroomoverdracht naar de commutator niet mechanisch is. Omdat geborstelde motoren afhankelijk zijn van het fysieke contact van de metalen borstels met de spoelen van de commutator, zijn ze onderhevig aan een verlies aan efficiëntie door wrijving met de contacten en, net als alle mechanische onderdelen, slijtage aan de borstels en de verbindingen na langdurig gebruik. Omdat borstelloze motoren minder heet worden (vanwege het gebrek aan wrijving), kunnen ze op hogere snelheden werken (omdat grote hitte interfereert met magnetische velden).
Voordelen van "Brushed" DC-motoren
Het belangrijkste voordeel van geborstelde DC-motoren is dat ze goedkoper en eenvoudiger te bouwen en te onderhouden zijn dan borstelloze motoren, omdat het mechanisme minder gecompliceerd is.