Comparație între avantajele și dezavantajele dintre schemele de motoare cu perie și fără perii

Un motor DC cu perii produce un cuplu maxim în repaus, care scade liniar odată cu creșterea vitezei. Motoarele fără perii pot depăși unele dintre limitările motoarelor cu perii; Acestea includ o eficiență mai mare și o sensibilitate mai mică la uzura mecanică. Aceste beneficii vin cu prețul unei electronice de control potențial mai puțin robuste, mai complexe și mai scumpe.
Motoarele tipice fără perii au magneți permanenți care se rotesc în jurul unei armături fixe, eliminând problema conectării curentului la o armătură în mișcare. Un controler electronic înlocuiește componenta perie/comutator a motorului de curent continuu fără perii, care comută constant faza înfășurărilor pentru a menține motorul în funcțiune. Controlerul realizează o distribuție similară a puterii de sincronizare folosind un circuit cu stare solidă în loc de un sistem de perie/comutator.
Motoarele de curent continuu fără perii oferă mai multe avantaje față de motoarele de curent continuu fără perii, inclusiv raport mare cuplu-greutate, cuplu mai mare per watt (eficiență îmbunătățită), fiabilitate mai mare, zgomot mai scăzut, durată de viață mai lungă (coroziune fără perii și comutator), eliminarea scânteilor ionizante din comutatoare și reducerea globală a interferențelor electromagnetice (EMI). Deoarece nu există înfășurări pe rotor, acestea nu sunt supuse forței centrifuge și, deoarece înfășurările sunt susținute de carcasă, pot fi răcite prin conducție și nu necesită flux de aer în interiorul motorului pentru a le răci. Acest lucru înseamnă, la rândul său, că interiorul motorului poate fi complet închis și protejat de murdărie sau alte substanțe străine.
Comutația motorului fără perii poate fi implementată în software folosind un microcontroler sau un computer cu microprocesor, în hardware analogic sau în firmware digital folosind o matrice de poartă programabilă în câmp (FPGA). Inversarea cu electronice în loc de perii permite o mai mare flexibilitate și funcționalitate care nu este disponibilă cu motoarele DC cu perii, inclusiv limitele de viteză, funcționarea „micro-pas” pentru control lent și/sau fin al motorului și cuplul de menținere în repaus. Software-ul controlerului poate fi personalizat pentru motoare specifice pentru utilizare în aplicație, rezultând o eficiență mai mare a comutației.
Puterea maximă aplicată unui motor fără perii este în mare măsură limitată de căldură și prea multă căldură va slăbi magnetul și va deteriora proprietățile de izolație ale înfășurărilor.
Motoarele fără perii sunt mai eficiente decât motoarele fără perii atunci când vine vorba de transformarea energiei electrice în putere mecanică. Această îmbunătățire se datorează în mare măsură frecvenței curentului de comutare determinată de feedback-ul senzorului de poziție. Beneficiul suplimentar se datorează absenței periilor, ceea ce reduce pierderile de energie mecanică din cauza frecării. Câștigurile de eficiență sunt cele mai mari în zonele fără sarcină și cu sarcină scăzută ale curbei de performanță a motorului. Sub sarcini mecanice mari, eficiența motoarelor fără perii și a motoarelor cu perii de înaltă calitate este comparabilă.
Mediile și cerințele pentru ca producătorii să utilizeze motoare fără perii de curent continuu includ funcționarea fără întreținere, viteză mare și pericole de scântei sau care pot afecta funcționarea echipamentelor sensibile electronic.
Structura unui motor fără perii poate fi similară cu cea a unui motor pas cu pas. Spre deosebire de motoarele pas cu pas, motoarele fără perii sunt utilizate de obicei pentru a produce rotație continuă. Motoarele pas cu pas, în general, nu includ senzori de poziție a arborelui pentru feedback intern privind poziția rotorului. În schimb, controlerul pas cu pas se va baza pe senzori pentru a detecta poziția dispozitivului care este condus. Ele se opresc adesea atunci când rotorul se află într-o poziție unghiulară definită, în timp ce încă produc cuplu. Un sistem de motor fără perii bine conceput poate fi, de asemenea, menținut la zero RPM și cuplu limitat.