Bešepetėliams nuolatinės srovės varikliai ir žingsniniai varikliai gali sulaukti daugiau dėmesio nei klasikinis nuolatinės srovės variklis su šepečiu, tačiau pastarasis vis tiek gali būti geresnis pasirinkimas kai kuriose srityse.

Dauguma dizainerių, norinčių pasirinkti nedidelį nuolatinės srovės variklį – paprastai mažesnę ar dalinę arklio galią – iš pradžių dažniausiai žiūri tik į dvi galimybes: bešepetį nuolatinės srovės (BLDC) variklį arba žingsninį variklį.Kurį pasirinkti, priklauso nuo programos, nes BDLC paprastai yra geresnis nuolatiniam judėjimui, o žingsninis variklis geriau tinka padėties nustatymui, pirmyn ir atgal bei sustabdymo / pradžios judėjimui.Kiekvienas variklio tipas gali užtikrinti reikiamą našumą su tinkamu valdikliu, kuris gali būti IC arba modulis, priklausomai nuo variklio dydžio ir specifikos.Šiuos variklius galima valdyti naudojant „išmaniuosius“ elementus, įdėtus į tam skirtą judesio valdymo IC arba procesorių su integruota programine įranga.

Tačiau pažvelkite šiek tiek atidžiau į šių BLDC variklių pardavėjų pasiūlymus ir pamatysite, kad jie beveik visada taip pat siūlo šepetinius nuolatinės srovės (BDC) variklius, kurie buvo „amžinai“.Šis variklio išdėstymas turi ilgą ir nusistovėjusią vietą elektra varomos varomosios jėgos istorijoje, nes tai buvo pirmasis bet kokio tipo elektros variklio dizainas.Dešimtys milijonų šių variklių su šepečiu kasmet naudojami rimtiems, nereikšmingiems tikslams, pavyzdžiui, automobiliams.

Pirmosios neapdorotos šepečių variklių versijos buvo sukurtos 1800-ųjų pradžioje, tačiau maitinti net mažą naudingą variklį buvo sudėtinga.Jiems maitinti reikalingi generatoriai dar nebuvo sukurti, o turimos baterijos buvo ribotos talpos, didelių gabaritų ir vis tiek turėjo būti kažkaip „papildytos“.Galiausiai šios problemos buvo įveiktos.Iki 1800-ųjų pabaigos buvo sumontuoti ir plačiai naudojami šepečiu varomi nuolatinės srovės varikliai, kurių galia siekia dešimtis ir šimtus arklio galių;daugelis jų naudojami ir šiandien.

Pagrindiniam šepetėliui nuolatinės srovės varikliui veikti nereikia jokios „elektronikos“, nes tai yra savaime komutuojantis įrenginys.Veikimo principas yra paprastas, o tai yra viena iš jo dorybių.Šlifuotas nuolatinės srovės variklis naudoja mechaninį komutavimą, kad perjungtų rotoriaus magnetinio lauko (taip pat vadinamo armatūra) poliškumą statoriaus atžvilgiu.Priešingai, statoriaus magnetinis laukas yra sukurtas arba elektromagnetinėmis ritėmis (istoriškai), arba moderniais, galingais nuolatiniais magnetais (daugeliui šiuolaikinių įgyvendinimų) (1 pav.).

Sąveika ir pasikartojantis magnetinio lauko pasikeitimas tarp rotoriaus ritių ant armatūros ir statoriaus fiksuoto lauko sukelia nuolatinį sukamąjį judesį.Komutacijos veiksmas, apverčiantis rotoriaus lauką, atliekamas per fizinius kontaktus (vadinamus šepečiais), kurie liečiasi ir tiekia maitinimą armatūros ritėms.Variklio sukimasis užtikrina ne tik norimą mechaninį judesį, bet ir rotoriaus ritės poliškumo perjungimą, reikalingą pritraukimui/atstūmimui sukelti fiksuoto statoriaus lauko atžvilgiu – vėlgi nereikia jokios elektronikos, nes nuolatinė srovė tiekiama tiesiai į statoriaus ritės apvijos (jei yra) ir šepečiai.

Pagrindinis greičio reguliavimas pasiekiamas reguliuojant taikomą įtampą, tačiau tai rodo vieną iš šepečiu apdorojamo variklio trūkumų: žemesnė įtampa sumažina greitį (to buvo siekiama) ir smarkiai sumažina sukimo momentą, o tai dažniausiai yra nepageidaujama pasekmė.Naudoti šepetėtą variklį, maitinamą tiesiai iš nuolatinės srovės bėgių, paprastai galima naudoti tik esant ribotoms arba nekritinėms reikmėms, pvz., naudojant mažus žaislus ir animuotus ekranus, ypač jei reikia reguliuoti greitį.

Priešingai, variklyje be šepetėlių yra daugybė elektromagnetinių ritių (polių), pritvirtintų aplink korpuso vidų, o prie besisukančio veleno (rotoriaus) pritvirtinti didelio stiprumo nuolatiniai magnetai (2 pav.).Kadangi polius nuosekliai maitina valdymo elektronika (elektroninis komutavimas – EC), rotorių supantis magnetinis laukas sukasi ir taip pritraukia/atstumia rotorių savo fiksuotais magnetais, kuris yra priverstas sekti lauką.

Srovė, varanti BLDC variklio polius, gali būti kvadratinė banga, tačiau tai neefektyvu ir sukelia vibraciją, todėl daugumoje konstrukcijų naudojama bangos forma, kurios forma yra pritaikyta norimam elektros efektyvumo ir judesio tikslumo deriniui.Be to, valdiklis gali tiksliai sureguliuoti energijos suteikiančią bangos formą, kad būtų galima greitai, bet sklandžiai paleisti ir sustoti be viršijimo ir aiškiai reaguoti į mechaninės apkrovos pereinamuosius veiksnius.Galimi įvairūs valdymo profiliai ir trajektorijos, kurios atitinka variklio padėtį ir greitį pagal programos poreikius.

Redagavo Lisa