Brush DC Gear Motors: il battito cardiaco di molti dispositivi

Spazzolare motori a marcia DC , o motori a marcia DC spazzolati, sono componenti tradizionali ma versatili ampiamente utilizzati in varie applicazioni che vanno dai giocattoli e dagli elettrodomestici alle attrezzature industriali. Questi motori esistono da decenni e la loro popolarità deriva dalla loro semplicità, affidabilità e efficacia in termini di costi.

I motori a marcia DC spazzolati sono costituiti da diversi componenti chiave: uno statore, un rotore, spazzole, un commutatore e un cambio. Lo statore, tipicamente realizzato in magneti permanenti o bobine elettromagnetiche, crea un campo magnetico fisso. Il rotore, comprendente bobine avvolte attorno a un'armatura, ruota all'interno di questo campo. Le spazzole, fissate a un'estremità dello statore, fungono da contatti elettrici che trasferiscono la corrente sulle bobine del rotore tramite il commutatore.

Il commutatore è un interruttore meccanico attaccato all'albero del rotore, con segmenti che effettuano e spezzano il contatto con le spazzole mentre il rotore ruota. Questa inversione di contatto garantisce che la corrente attraverso le bobine del rotore si alterna, mantenendo la direzione del campo magnetico e consentendo una rotazione continua. Il cambio, attaccato all'albero del rotore, riduce la velocità del motore e aumenta la sua coppia, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono un controllo preciso e uscite ad alta coppia.

Vantaggi
Efficacia in termini di costi: i motori a marcia DC spazzolati sono relativamente economici grazie ai loro semplici circuiti di costruzione e controllo. Questo li rende una scelta attraente per applicazioni sensibili ai costi.
Relazione lineare-torreque-torreque: la velocità dei motori è direttamente proporzionale alla tensione applicata e la coppia è proporzionale alla corrente. Questa caratteristica consente un controllo preciso di velocità e coppia.
Facilità di controllo: i motori a ingranaggi CC spazzolati di base richiedono solo due cavi tra la fonte di alimentazione e il motore, semplificando il cablaggio e riducendo i costi associati a connettori e cavi.
Applicazioni diffuse: da giocattoli elettronici a buon mercato e ventole ai regolatori di sedili automobilistici, i motori a marcia DC spazzolati si fanno strada in numerosi dispositivi, a testimonianza della loro versatilità.
Svantaggi
Usura del pennello: i pennelli e il commutatore sono soggetti a usura, che richiedono una sostituzione periodica, che aumenta i costi di manutenzione.
Interferenza elettromagnetica: le scintille generate tra le spazzole e il commutatore possono causare interferenze elettromagnetiche, influenzando potenzialmente altri componenti del sistema.
Durata limitata: l'usura della spazzola limita la durata complessiva del motore. Inoltre, le correnti elevate possono causare demagnetizzare il materiale magnetico, ulteriori prestazioni degradanti.
Efficienza inferiore: perdite di attrito e calore ai contatti della spazzola riducono l'efficienza del motore rispetto ai motori DC senza spazzole.

Nonostante i loro limiti, i motori a marcia DC spazzolati continuano ad evolversi. Le innovazioni nei progetti di avvolgimento, come l'introduzione degli avvolgimenti delle onde insieme agli avvolgimenti impilati, hanno ridotto l'utilizzo del rame, abbassando i costi e il peso mantenendo le prestazioni. I produttori stanno anche esplorando materiali e rivestimenti per estendere la durata della vita a pennello e del commutatore, migliorando così l'affidabilità e riducendo i requisiti di manutenzione.