Безчетковите постояннотокови и стъпковите двигатели могат да привлекат повече внимание от класическия четков DC двигател, но последният все още може да бъде по-добър избор в някои приложения.

Повечето дизайнери, които искат да изберат малък постояннотоков двигател – типично единица с мощност под или частична мощност – обикновено гледат първоначално само на две опции: безчетков DC (BLDC) двигател или стъпков двигател.Кой да изберете зависи от приложението, тъй като BDLC обикновено е по-добър за непрекъснато движение, докато стъпковият двигател е по-подходящ за позициониране, движение напред-назад и стоп/старт.Всеки тип двигател може да осигури необходимата производителност с правилния контролер, който може да бъде IC или модул в зависимост от размера и спецификата на двигателя.Тези двигатели могат да се задвижват с "интелигентни" вградени в специални интегрални схеми за управление на движението или процесор с вграден фърмуер.

Но погледнете малко по-внимателно предложенията на доставчиците на тези BLDC двигатели и ще видите, че те почти винаги предлагат и щриховани DC (BDC) двигатели, които съществуват „завинаги“.Това устройство на двигателя има дълго и утвърдено място в историята на електрическата задвижваща сила, тъй като това беше първият дизайн на електрически двигател от всякакъв вид.Десетки милиони от тези двигатели с четки се използват всяка година за сериозни, нетривиални приложения като автомобили.

Първите груби версии на двигатели с четка са създадени в началото на 1800 г., но захранването дори на малък полезен двигател е предизвикателство.Генераторите, необходими за захранването им, все още не бяха разработени, а наличните батерии бяха с ограничен капацитет, големи размери и все още трябваше да бъдат „допълнени“ по някакъв начин.В крайна сметка тези проблеми бяха преодолени.До края на 1800 г. са инсталирани и широко използвани мотори с четка за постоянен ток с мощност десетки и стотици конски сили;много от тях се използват и днес.

Основният четков DC мотор не изисква „електроника“, за да функционира, тъй като е самокомутиращо се устройство.Принципът на работа е прост, което е едно от неговите предимства.Полираният постояннотоков двигател използва механична комутация, за да превключи полярността на магнитното поле на ротора (наричано още арматура) спрямо статора.За разлика от това, магнитното поле на статора се развива или от електромагнитни бобини (в исторически план), или от модерни, мощни постоянни магнити (за много съвременни приложения) (Фигура 1).

Взаимодействието и повтарящото се обръщане на магнитното поле между намотките на ротора върху арматурата и фиксираното поле на статора предизвиква непрекъснато въртеливо движение.Комутационното действие, което обръща полето на ротора, се осъществява чрез физически контакти (наречени четки), които докосват и подават захранване към намотките на котвата.Въртенето на двигателя не само осигурява желаното механично движение, но и превключването на полярността на намотката на ротора, необходимо за предизвикване на привличане/отблъскване по отношение на фиксираното поле на статора – отново не е необходима електроника, тъй като DC захранването се прилага директно към намотките на статорната бобина (ако има такива) и четките.

Основният контрол на скоростта се осъществява чрез регулиране на приложеното напрежение, но това сочи към един от недостатъците на мотора с четка: по-ниското напрежение намалява скоростта (което беше намерението) и драстично намалява въртящия момент, което обикновено е нежелана последица.Използването на двигател с четка, захранван директно от DC релсите, обикновено е приемливо само в ограничени или некритични приложения, като работа с малки играчки и анимирани дисплеи, особено ако е необходим контрол на скоростта.

За разлика от това, безчетковият двигател има набор от електромагнитни намотки (полюси), фиксирани на място около вътрешността на корпуса, и постоянни магнити с висока якост са прикрепени към въртящия се вал (ротора) (Фигура 2).Тъй като полюсите се захранват последователно от управляващата електроника (електронна комутация – EC), магнитното поле около ротора се върти и така привлича/отблъсква ротора с неговите фиксирани магнити, който е принуден да следва полето.

Токът, задвижващ полюсите на BLDC мотора, може да бъде квадратна вълна, но това е неефективно и предизвиква вибрации, така че повечето проекти използват вълнова форма с нарастваща форма с форма, пригодена за желаната комбинация от електрическа ефективност и прецизност на движение.Освен това, контролерът може да настрои фино захранващата форма на вълната за бързи, но плавни стартирания и спирания без превишаване и ясна реакция на преходни процеси на механично натоварване.Налични са различни контролни профили и траектории, които съответстват на позицията и скоростта на двигателя към нуждите на приложението.

Редактирано от Лиза