Harjattujen ja harjattomien moottorien etujen ja haittojen vertailu

Harjattu tasavirtamoottori tuottaa levossa suurimman vääntömomentin, joka pienenee lineaarisesti nopeuden kasvaessa. Harjattomat moottorit voivat voittaa jotkin harjattujen moottoreiden rajoitukset; Niitä ovat korkeampi tehokkuus ja pienempi herkkyys mekaaniselle kulumiselle. Nämä edut tulevat potentiaalisesti vähemmän kestävän, monimutkaisemman ja kalliimman ohjauselektroniikan kustannuksella.
Tyypillisissä harjattomissa moottoreissa on kestomagneetit, jotka pyörivät kiinteän ankkurin ympärillä, mikä poistaa ongelman virran kytkemisestä liikkuvaan ankkuriin. Elektroninen ohjain korvaa harjattoman tasavirtamoottorin harja-/kommutaattorikomponentin, joka vaihtaa jatkuvasti käämien vaihetta pitääkseen moottorin käynnissä. Ohjain suorittaa samanlaisen ajoituksen tehonjaon käyttämällä puolijohdepiiriä harja-/kommutaattorijärjestelmän sijaan.
Harjattomilla tasavirtamoottoreilla on useita etuja harjattomiin tasavirtamoottoreihin verrattuna, mukaan lukien korkea vääntömomentti-painosuhde, suurempi vääntömomentti wattia kohden (parempi hyötysuhde), korkeampi luotettavuus, pienempi melu, pidempi käyttöikä (harjaton ja kommutaattorin korroosio), ionisoivien kipinöiden eliminointi. kommutaattorit ja sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) yleinen vähentäminen. Koska roottorissa ei ole käämiä, niihin ei kohdistu keskipakovoimaa, ja koska käämit ovat kotelon tukemat, ne voidaan jäähdyttää johteella eivätkä vaadi ilmavirtaa moottorin sisällä jäähdyttämiseen. Tämä puolestaan ​​tarkoittaa, että moottorin sisäpuoli voidaan sulkea kokonaan ja suojata lialta ja muilta vierailta aineilta.
Harjaton moottorin kommutointi voidaan toteuttaa ohjelmistossa mikro-ohjaimella tai mikroprosessoritietokoneella, analogisella laitteistolla tai digitaalisella laiteohjelmistolla käyttämällä kenttäohjelmoitavaa porttitaulukkoa (FPGA). Peruutus elektroniikalla harjojen sijaan mahdollistaa suuremman joustavuuden ja toiminnallisuuden, joka ei ole käytettävissä harjatuissa tasavirtamoottoreissa, mukaan lukien nopeusrajoitukset, "mikroaskel" -toiminto hitaan ja/tai hienomoottorin ohjaukseen sekä vääntömomentin pito levossa. Ohjainohjelmisto voidaan räätälöidä tietyille moottoreille sovelluksessa käytettäväksi, mikä parantaa kommutointitehokkuutta.
Harjattoman moottorin maksimitehoa rajoittaa suurelta osin lämpö, ​​ja liiallinen lämpö heikentää magneettia ja vahingoittaa käämien eristysominaisuuksia.
Harjattomat moottorit ovat tehokkaampia kuin harjattomat moottorit, kun on kyse sähkön muuntamisesta mekaaniseksi tehoksi. Tämä parannus johtuu suurelta osin asentoanturin takaisinkytkennän määräämästä kytkentävirran taajuudesta. Lisäetu johtuu harjojen puuttumisesta, mikä vähentää kitkasta johtuvaa mekaanista energiahävikkiä. Tehokkuus paranee eniten moottorin suorituskykykäyrän kuormittamattomilla ja matalakuormitusalueilla. Suurilla mekaanisilla kuormituksilla harjattomien moottoreiden ja korkealaatuisten harjattujen moottoreiden hyötysuhde on vertailukelpoinen.
Harjattomien tasavirtamoottoreiden valmistajien käyttöympäristöihin ja vaatimuksiin kuuluvat huoltovapaa toiminta, suuri nopeus ja kipinävaara tai mahdollisesti elektronisesti herkkien laitteiden toimintaan vaikuttavat.
Harjattoman moottorin rakenne voi olla samanlainen kuin askelmoottorin. Toisin kuin askelmoottoreita, harjattomia moottoreita käytetään tyypillisesti jatkuvan pyörimisen tuottamiseen. Askelmoottorit eivät yleensä sisällä akselin asentoantureita sisäistä palautetta varten roottorin asennosta. Sen sijaan askelohjain luottaa sensoreihin havaitakseen ajettavan laitteen asennon. Ne pysähtyvät usein, kun roottori on määritellyssä kulma-asennossa, mutta tuottaa silti vääntömomenttia. Hyvin suunniteltu harjaton moottorijärjestelmä voidaan myös ylläpitää nollakierroksilla ja rajoitetulla vääntömomentilla.