Cos'è motori brushless?

Motori Brushless (BLDC)

I motori brushless, noti anche come motori a corrente continua senza spazzole (BLDC, Brushless Direct Current), sono motori elettrici sincroni alimentati a corrente continua (DC) tramite un inverter o un circuito di commutazione che produce un segnale elettrico AC (corrente alternata) per pilotare il motore. A differenza dei motori a spazzole tradizionali, i motori brushless non utilizzano spazzole per commutare la corrente nell'avvolgimento del rotore. Invece, utilizzano un controller elettronico per commutare la corrente in base alla posizione del rotore.

Componenti principali:

  • Statore: Contiene gli avvolgimenti che creano il campo magnetico rotante.
  • Rotore: Contiene magneti permanenti (nelle configurazioni più comuni) o avvolgimenti (meno comuni).
  • Controller elettronico: Gestisce la commutazione della corrente agli avvolgimenti dello statore in base alla posizione del rotore.
  • Sensori di posizione (opzionali): Sensori di Hall o encoder forniscono informazioni sulla posizione del rotore al controller. Molti motori moderni utilizzano tecniche di "sensorless" che stimano la posizione senza sensori dedicati.

Principi di funzionamento:

Il controller elettronico alimenta gli avvolgimenti dello statore in una sequenza specifica per creare un campo magnetico rotante. Questo campo magnetico interagisce con i magneti permanenti sul rotore, facendolo ruotare. La commutazione elettronica sincronizza la direzione del campo magnetico dello statore con la posizione del rotore, garantendo una rotazione continua. La velocità del motore è controllata variando la frequenza di commutazione.

Vantaggi rispetto ai motori a spazzole:

  • Maggiore efficienza: Assenza di attrito delle spazzole significa meno perdita di energia.
  • Maggiore durata: Meno parti soggette ad usura. L'assenza di spazzole elimina la necessità di manutenzione regolare delle spazzole.
  • Maggiore rapporto potenza/peso: I motori brushless sono spesso più leggeri e compatti per una data potenza.
  • Maggiore affidabilità: Meno probabilità di guasti dovuti all'usura delle spazzole.
  • Controllo più preciso: La commutazione elettronica consente un controllo più preciso della velocità e della coppia.
  • Meno rumore: L'assenza di spazzole riduce il rumore meccanico.

Svantaggi:

  • Costo più elevato: Il controller elettronico aggiunge costi.
  • Complessità: Richiedono un controller più sofisticato.

Tipi di motori BLDC:

  • Motori BLDC con sensori: Utilizzano sensori di posizione per una commutazione precisa.
  • Motori BLDC sensorless: Stimano la posizione del rotore, riducendo i costi e la complessità.

Applicazioni:

I motori brushless sono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni, tra cui:

  • Veicoli elettrici (EV): Per la propulsione.
  • Aeromodellismo (droni, aerei): Per i motori principali e i servomotori.
  • Robotica: Per il movimento preciso dei giunti.
  • Elettrodomestici: Lavatrici, asciugatrici, aspirapolvere.
  • Ventilazione: Ventilatori, soffianti.
  • Pompe: Pompe per acqua, pompe per olio.
  • Unità disco rigido (HDD): Per la rotazione dei dischi.

Concetti importanti: