Een borstelloze gelijkstroommotor, afgekort als borstelloze gelijkstroommotor of BLDC-motor, ook wel elektronisch gecommuteerde motor (ECM of EC-motor) of synchrone gelijkstroommotor genoemd, is een synchrone motor die gebruik maakt van gelijkstroomvoeding. De borstelloze gelijkstroommotor overwint een reeks eerdere problemen veroorzaakt door mechanische commutatie en borstels op basis van het handhaven van de superieure snelheidsregelprestaties van traditionele gelijkstroommotoren, en wordt nu beter toegepast in verschillende sectoren van de samenleving. Van eenvoudige boorinstallaties tot complexe industriële robots: veel machines en apparatuur gebruiken borstelloze gelijkstroommotoren om elektrische energie om te zetten in roterende bewegingen.


Werkprincipe van BLDC-motoren

De belangrijkste componenten van een borstelloze gelijkstroommotor zijn een stator en een rotor. De stator staat vast en de rotor is in beweging. Aan de rotor zijn permanente magneten bevestigd en de stator is voorzien van wikkelingen.

De bekrachtigde wikkeling genereert een magnetisch veld, waarna de wikkeling wordt afgestoten door de magnetische polen aan de ene kant en aangetrokken door de magnetische polen aan de andere kant, en onder dit effect roteert. Tijdens de rotatie wordt een omgekeerde stroom aan de wikkeling toegevoerd om deze draaiend te houden. Dit proces vindt plaats bij zowel geborstelde gelijkstroommotoren als borstelloze gelijkstroommotoren.

Het enige verschil zit in de manier waarop deze twee motoren de stroom schakelen die op de draadwikkelingen wordt toegepast. Bij een geborstelde gelijkstroommotor is dit een mechanisch proces dat wordt geactiveerd door een commutator met borstels. Door de positie van de borstels te veranderen, kan de richting van de stroom worden veranderd. In een borstelloze gelijkstroommotor worden in plaats van borstels elektronische commutatoren gebruikt om de richting van de stroom te veranderen. Borstelloze DC-motorcontrollers bewaken de positie van de permanente magneten op de rotor door gebruik te maken van sensoren (zoals Hall-effectsensoren) of geen sensoren om de stroom te schakelen en de wikkelingen op de stator op het juiste moment te bekrachtigen. De meeste borstelloze gelijkstroommotoren gebruiken drie Hall-sensoren die in de stator zijn ingebed om de positie van de rotor te detecteren.

BLDC motor
BDC motor


Typen BLDC-motoren

Borstelloze DC-motoren kunnen worden onderverdeeld in twee typen: outrunner en inrunner, afhankelijk van de positie van de stator. De stator bevindt zich binnen en de rotor bevindt zich buiten, de outrunner. Een rotor die zich in het midden van de motor bevindt en waarbij de stator rond de rotor wikkelt, wordt een inrunner genoemd.

Driefasige borstelloze gelijkstroommotoren hebben twee verschillende soorten wikkelaansluitingen. Y-verbinding (Y) of sterverbinding is een verbinding waarbij de wikkelingen in het midden samenkomen om een ​​Y-verbinding te vormen. De wikkelingen die in serie zijn geschakeld om een ​​driehoek te vormen, zijn delta (Δ)-verbindingen.


Voor- en nadelen van BLDC-motoren

Borstelloze gelijkstroommotor heeft de voordelen van lage temperatuurstijging, laag geluidsniveau, hoog koppel, hoge snelheid, hoge betrouwbaarheid, goede stabiliteit, laag energieverbruik, vonkvrij, dus geschikt voor explosieve plaatsen, lange levensduur en een algehele reductie op het gebied van elektromagnetische interferentie (EMI). BLDC-motoren kunnen worden gekoeld door geleiding en vereisen geen luchtstroomkoeling in de motor.

De nadelen van borstelloze gelijkstroommotoren zijn dat ze duurder zijn. Het vereist een hogere kostenregelaar en een complexere motorsnelheidsregelaar. Het maximale vermogen dat aan een borstelloze gelijkstroommotor kan worden geleverd, wordt vrijwel volledig beperkt door warmte. Overmatige hitte kan de magneten verzwakken en de isolatie van de wikkelingen beschadigen.