Krtačni enosmerni motorji obstajajo že od poznih 1800-ih, večinoma se uporabljajo za žerjave, električni pogon in jeklarne. Toda v zadnjem času so jih izpodrinili njihovi brezkrtačni kolegi. Vsak strokovnjak mora razumeti razliko med ščetkanimi in brezkrtačnimi motorji.
Kot že ime pove, so seveda ščetke, toda več je, kot se zdi. No, oba sta v bistvu enaka, ko gre za to, kako delujeta. Čeprav je načelo, kako deluje na notranji strani, povsem enako, se v glavnem razlikujejo po načinu speljevanja električnega toka na elektromagnete, pri čemer ohranjajo elektromotorno odbojnost / privlačnost, kar na koncu povzroči, da se rotor še naprej vrti.
Čeprav so čopiči tisti, ki delujejo tako ali tako, mnogi ne bodo dobili, kaj natančno pomenijo ščetke. Oglejmo si dva in razumemo razliko med istimi.
Krtačni enosmerni motorji so ena najpreprostejših vrst enosmernih motorjev, ki se uporabljajo od poznih 1800-ih. Običajno je sestavljen iz para stalnih magnetov kot "stator" in motorne tuljave kot "rotor", ki je povezan s komutatorjem..
Stalni magneti so vedno nameščeni na statorju in tokovni vodniki so vedno nameščeni na stružnem delu. Praktično jih napaja vir napajanja z enosmernim tokom, tok pa se v tuljave prenaša s kovinskimi ščetkami, ki se vrtijo skupaj z rotorjem. Čeprav so precej učinkovite, vendar zahtevajo občasno vzdrževanje ščetk.
Brezkrtačni DC motorji ne uporabljajo komutacije za regulacijo toka v tuljavah; namesto tega jih napaja enosmerni električni vir prek integriranega stikalnega napajanja, ki proizvaja električni signal izmeničnega toka, zaradi česar motor poganja.
Za razliko od krtačnih motorjev so trajni magneti vedno pritrjeni na rotor in na statorju so nameščeni tokovni vodniki. Kar se mehansko izvaja s ščetkami v krtačnih motorjih, je praktično izvedeno prek elektronike krmilnika brez krtače.
Tako krtačni kot brezkrtačni DC motorji so v bistvu enaki, ko gre za princip delovanja.
Razlika je predvsem v učinkovitosti in po učinkovitosti pomeni, da se celotna moč, ki jo porabi motor, ki se pretvori v rotacijsko silo, izgubi na toploti.
Krtačen enosmerni motor je ena najpreprostejših vrst motorja, ki deluje na enosmerni vir napajanja, kjer ščetke znotraj motorja dovajajo tok do navitij z ustvarjanjem magnetnih polj, ki ohranjajo vrtenje rotorja.
Brezkrtačni motorji, znani tudi kot sinhronski motorji, nimajo krtač in se gibljejo po elektronski poti. Namesto s ščetkami motor uporablja krmilno vezje.
Glavna razlika je v imenu. Brezkrtačni DC motorji ne uporabljajo nobenega od sedanjih komutatorjev za dovajanje toka, medtem ko ščetkani DC motor uporablja krtače za polnjenje komutatorja, ki dejansko dovaja tok na motor.
Običajni krtačeni enosmerni motor je sestavljen iz rotorja (armature), ščetk, komutatorja, vloženega magneta in osi. Brezkrtačni enosmerni motor ima stator in rotor, na katerega sta nameščena stalna magneta. Stator je navit z zaporedjem tuljav.
V krtačnih motorjih so navitja na rotorju, medtem ko so na statorju v brezkrtačnih motorjih.
Ščetkani motorji uporabljajo mehansko komutacijo navitij s pomočjo ščetk, namesto da krmilnik preklapljajo v navitjih. Krtače polnijo komutator v polariteto s fiksnim magnetom, zaradi česar se armatura vrti. Ko so ta navitja napolnjena, proizvajajo magnetno polje, katerega privlačnost in odbojnost ohranjata vrtenje rotorja. Ko se rotor obrača, se navitja nenehno napajajo v drugačnem zaporedju, tako da se rotor vrti znotraj statorja.
Brezkrtačni DC motorji nasprotno uporabljajo trajni magnet kot svoj zunanji rotor. Za razliko od krtačnih motorjev uporabljajo električno komutacijo za pretvorbo električne energije v mehansko energijo.
Oboje najdemo v širokem območju uporabe. Krtačni enosmerni motorji sicer najdemo predvsem v gospodinjskih aparatih in avtomobilih. Ščetkani motorji se še vedno uporabljajo v industrijske namene tako za električne, kot za majhne in visoke moči, fiksne in spremenljive hitrosti.
Še vedno se uporabljajo za papirne stroje, žerjave, električni pogon, šivalne stroje, električna orodja in jeklarne. Motorji brez krtače so se zaradi svoje zanesljivosti in dolgoživosti razširili v številne aplikacije. Uporabljajo se predvsem pri aktiviranju, servo, pozicioniranju in uporabi s spremenljivo hitrostjo, predvsem za industrijske ali proizvodne procese.
Poleg tega se uporabljajo v nekaterih električnih orodjih in električnih vozilih nove generacije ter celo za podvodno kartiranje za morske namene.
Čeprav so tako krtačni kot brezkrtačni DC motorji v bistvu enaki, kar zadeva delo, je razlika precej subtilna.
Kot že ime pove, ščetkani motorji uporabljajo kovinske ščetke za dovajanje toka v navitja motorja, medtem ko brezkrtačni motorji nimajo ščetk; namesto s krtačami uporabljajo krmilno vezje. Vendar to ne pomeni nič manj učinkovitega kot njihovi brušeni kolegi.
V resnici so brezkrtačni motorji učinkovitejši pri pretvorbi električne energije v mehansko energijo in zaradi pomanjkanja ščetk ne potrebujejo rednega vzdrževanja, poleg tega pa delujejo učinkovito pri vseh hitrostih z manj hrupa.
Poleg tega so komponente učinkovitejše, saj pri ščetkah ni večjih izgub energije, kar omogoča boljše odvajanje toplote.