Børsteløs DC-motor

Denne artikel kan blive bedre, hvis der indsættes et (bedre) billede Hjælp os ved at uploade dit eget billede eller finde et på Internettet. Se nærmere om hvordan Du kan hjælpe ved at uploade et eller flere af dine billeder til Wikimedia Commons iht. de tilladte licenser og indsætte det/dem i artiklen. Har du ikke selv taget et billede, kan du søge efter eksisterende filer på Wikimedia Commons eller på fx på Flickr - fx med værktøjet Free Image Search Tool. Værktøjet er på engelsk, men du skal blot klikke på linket og derefter på knappen "Do it!". Du kan ændre antallet af viste eksempler ved at rette "5" til fx "25" hvis du ikke fandt et godt billede. Du skal være opmærksom på, at fair use ikke er tilladt på den danske Wikipedia. Er du i tvivl kan du spørge en administrator om hjælp. Kan du ikke finde nogle frie billeder, kan du prøve at spørge ejeren af ikke-frie billeder, om de vil donere et billede. Du kan finde eksempler på forespørgsel her.

En børsteløs DC motor er en jævnstrøm el-motor der bruger et elektronisk kontrolleret kommutator system, i stedet for et mekanisk kommutator system (se eventuelt elektromotor). En børsteløs motor er mere avanceret og mere kostbar end traditionelle elektromotorer, til gengæld kræver den mindre vedligeholdelse (da der er færre dele der bliver slidt) og har en bedre ydeevne.

I en traditionel (børstet) DC-motor, skaber børsterne, også kendt som kullene, mekanisk kontakt med et sæt kontakter på rotoren (kaldet kommutatoren), og danner et elektrisk kredsløb imellem DC strømforsyningen og rotorens spoleviklinger. Når armaturet roterer på akslen, vil den roterende kommutator og de stationære børster skabe en elektrisk kontakt, så strømmen sluttes til den rotor-spole der er nærmest den stationære stator (permanent magnet).

I børsteløse motorer erstatter en intelligent elektronisk kontrol børste-/kommutator systemet. Den elektroniske kontroller styrer kommuteringsfunktionen, og håndtere strømfordelingen til hver stator-spole sådan at det elektromagnetiske felt produceret af stator-spolerne altid ”følger rotoren”. I systemer med børsteløse DC motorer, kaldes de integrerede kredsløb der udfører kommuteringsfunktionen elektronisk hastighedskontrol. Kontrolleren består af et sæt effekt MOSFET enheder, der driver den kraftige DC strøm og en microcontroller til at styre de hurtigt skiftende strømme præcist. Da kontrolleren altid følger rotoren, har den brug for en måde til at bestemme rotorens position i forhold til stator spolerne. Nogle designs bruger HALL effekt sensorer til direkte at måle rotorens position. Andre måler den dannede spænding i de spoler, der ikke forsynes med spænding til at bestemme positionen og gør separate HALL effekt sensorer overflødige. (børsteløse DC motorer danner en trapezformet spænding, hvor en børsteløs AC motor danner en sinusformet spænding).

Børsteløse motorer kan konstrueres i to forskellige fysiske opbygninger:

• I den ”traditionelle” opbygning er permanent magneterne monteret på rotoren (kernen) Stator spolerne omkranser og indelukker rotoren, som en børstet DC-motor.
• I 'outrunner' (omløber) opbygningen er permanentmagneterne ophængt i en overhængende rotor der omkranser stator-spolerne. I alle børsteløse motorer erstatter statoren det roterende armatur og stator-spolerne er altid stationære.

Sammenligning af børsteløse med børstede motorer

Børsteløse motorer har følgende fortrin frem for børstede DC-motorer; højere pålidelighed, længere levetid (ingen eroderende børster), eliminere de ioniserende gnister fra kommutatoren, ogen generel reduktion af elektromagnetisk interferens (EMI). Børsteløse motorers største ulempe er den højere pris, som opstår fra to punkter: For det første kræver en børsteløs motor høj effekt MOSFET enheder i fabrikationen af den elektroniske hastighedskontrol. Børstede DC-motorer kan reguleres med i sammenligningen simple variable modstande (potentiometer eller rheostat), som ikke er effektive men tilfredsstillende til lavpris apparater. For det andet, når man sammenligner teknikkerne til motor fremstillingen imellem børsteløse og børstede motorer, kræver mange børsteløse designs manuelt arbejde til at hånd-vikle stator spolerne, hvor børstede motorer bruger armatur spoler der kan maskine vikles billigt.

Børsteløse motorer betragtes som mere effektive end børstede motorer. Det betyder at ved den samme indgangs effekt, vil en børsteløs motor omdanne mere elektrisk energi til mekanisk energi end en børstet motor. Den øgede effektivitet er størst i den ubelastede og lavt belastede område af motorens effektivitets kurve. Under høj mekanisk belastning er børsteløse og en højkvalitets børstet motor næsten lige effektive.

Anvendelse

Børsteløse motorer kan anvendes alle steder hvor der ellers bruges en børstet DC motor. Prisen forhindre at børsteløse motorer erstatter børstede motorer i mange af de mest almindelige anvendelser. Alligevel er børsteløse motorer kommet til at dominere i mange områder: Høj effekt børsteløse motorer bruges i elektriske biler, industrielle apparater og robotter. Bruger enheder som computer harddiske, CD/DVD afspillere, og PCens køle blæsere bruger næsten kun børsteløse motorer. Lav hastigheds, lav effekts børsteløse motorer bruges i direkte-drevne pladetallerkener

En stigende popularitet af eldrevne modelfly har skabt en efterspørgsel på højtydende børsteløse motorer. Mange hobbybyggere er begyndt at pille børsteløse motorer ud af kasserede CD-drev og DVD-drev - og genbruge dem i radiostyrede modelfly. Det har medført et stigende udbud af børsteløse motorer tilgængelige for slutbrugeren, til robotter og radiostyrede modelbiler. Børsteløse motorer sælges også som DIY (do-it-yourself - gør det selv) sæt, hvorved køberen kan spare penge ved at samle motoren selv.

Eksterne henvisninger

• LRK torquemax (PS: Den med viklingerne er statoren og huset og centeraksen roterer):
  • Peters LRK Site
  • machinedesign.com: Do-it-yourself brushless Citat: "...Authors report good results using 1-mm wire with a polyamide lacquer coating able to take up to 250°C...efficiencies of around 90% or better. Typical prop motors generally weigh less than 5 oz and those built to date produce outputs ranging from 20 W to 2 kW. Some reportedly run at around 15,000 rpm..."
  • groups.yahoo.com: lrk-torquemax · building high-torque brushless e-motors

Gør-det-selv motor sæt (direkte-salg igennem onlinebutik)

• http://www.customcdr.com/
• http://www.gobrushless.com/
• http://www.komodohobby.com/

Færdigbyggede motorer (direkte-salg igennem onlinebutik)

• http://www.maxxprod.com/