Il motore senza spazzole detto anche Brushless, sincrono a magneti permanenti
Il motore brushless ("senza spazzole") è un motore elettrico a corrente continua con il rotore a magneti permanenti e lo statore a campo magnetico rotante.
A differenza di un motore a spazzole non ha quindi bisogno di contatti elettrici striscianti (spazzole) sull'albero motore per funzionare.
La commutazione della corrente circolante negli avvolgimenti dello statore, e quindi la variazione dell'orientamento del campo magnetico da essi generato, avviene elettronicamente.
Ciò comporta una minore resistenza meccanica, elimina la possibilità che si formino scintille al crescere della velocità di rotazione, e riduce notevolmente la necessità di manutenzione periodica.
Un motore molto simile è il motore passo-passo, che si differenzia dal motore brushless per il fatto che lo statore non è alimentato interamente, ma alimenta in modo ciclico i vari elettromagneti in modo da generare una rotazione o ottenere una precisa posizione.
Ciò comporta una minore resistenza meccanica, elimina la possibilità che si formino scintille al crescere della velocità di rotazione, e riduce notevolmente la necessità di manutenzione periodica.
Un motore molto simile è il motore passo-passo, che si differenzia dal motore brushless per il fatto che lo statore non è alimentato interamente, ma alimenta in modo ciclico i vari elettromagneti in modo da generare una rotazione o ottenere una precisa posizione.
In un motore brushless, il rotore è privo di avvolgimento ed è invece dotato di magneti permanenti, mentre il campo magnetico generato dagli avvolgimenti sullo statore è variabile.
Poiché il motore funziona in corrente continua, per realizzare la rotazione del campo magnetico generato nello statore, un circuito elettronico, composto da un banco di transistor di potenza comandati da un microcontrollore che controlla la commutazione della corrente, comanda l'inversione di corrente e quindi la rotazione del campo magnetico.
Dato che il controllore deve conoscere la posizione del rotore rispetto allo statore per poter determinare l'orientamento da dare al campo magnetico, esso viene solitamente collegato a un sensore a effetto Hall, come il Pick-up o a un più preciso resolver ad albero cavo.
Il rendimento di queste macchine è mediamente maggiore rispetto ai motori a corrente continua asincroni.
Poiché il motore funziona in corrente continua, per realizzare la rotazione del campo magnetico generato nello statore, un circuito elettronico, composto da un banco di transistor di potenza comandati da un microcontrollore che controlla la commutazione della corrente, comanda l'inversione di corrente e quindi la rotazione del campo magnetico.
Dato che il controllore deve conoscere la posizione del rotore rispetto allo statore per poter determinare l'orientamento da dare al campo magnetico, esso viene solitamente collegato a un sensore a effetto Hall, come il Pick-up o a un più preciso resolver ad albero cavo.
Il rendimento di queste macchine è mediamente maggiore rispetto ai motori a corrente continua asincroni.
Vantaggi
- Il primo notevole vantaggio riguarda la vita attesa del motore, dato che le spazzole sono il "punto debole" di un motore elettrico.
- L'assenza di spazzole elimina anche la principale fonte di rumore elettromagnetico presente negli altri motori elettrici.
- L'ingombro è limitato rispetto alla potenza che possono erogare e soprattutto rispetto alla coppia che questi motori riescono ad erogare.
- In termini di efficienza, i motori brushless lavorano sempre in condizioni di rendimento ottimali. Non dovendo generare il campo magnetico rotorico hanno efficienze maggiori. L'assenza di scintille è fondamentale quando il motore opera in ambienti saturi di composti chimici volatili come i carburanti.
- In questo tipo di motori i magneti permanenti sono posizionati sul rotore e sono realizzati con speciali materiali che permettono di avere un'inerzia rotorica molto bassa, cosa che permette di avere un controllo estremamente preciso sia in velocità sia in accelerazione.
Difetti
- Il principale svantaggio di questo tipo di motori sta nel maggiore costo.
- A differenza dei motori a spazzole, infatti, il controllo viene effettuato elettronicamente da un controller, un dispositivo elettronico fornito dal costruttore del motore o da terze parti, quindi al costo del motore va aggiunto il costo del sistema di controllo.