Los motores DC con cepillado han existido desde mediados del siglo XIX, pero los motores sin escobillas son una llegada bastante reciente; un primer paso en la década de 1960 gracias a los avances en tecnología de estado sólido , con mejoras adicionales en la década de 1980 gracias a mejores materiales de imán permanente.
Los motores de corriente continua cepillados desarrollan un par máximo cuando están estacionarios, disminuyendo linealmente a medida que aumenta la velocidad. Algunas limitaciones de los motores cepillados se pueden superar con motores sin escobillas; Incluyen una mayor eficiencia y una menor susceptibilidad al desgaste mecánico. Estos beneficios tienen el costo de una electrónica de control potencialmente menos robusta, más compleja y más cara.
Un motor sin escobillas típico tiene imanes permanentes que giran alrededor de una armadura fija, eliminando los problemas asociados con la conexión de corriente a la armadura en movimiento. Un controlador electrónico reemplaza el conjunto de cepillo / conmutador del motor de CC cepillado, que continuamente cambia la fase a los devanados para mantener el motor en funcionamiento. El controlador realiza una distribución de energía temporizada similar mediante el uso de un circuito de estado sólido en lugar del sistema de cepillo / conmutador.
Los motores sin escobillas ofrecen varias ventajas sobre los motores de CC con escobillas, que incluyen una alta relación par / peso, más par por vatio (mayor eficiencia), mayor confiabilidad, menor ruido, mayor vida útil (sin erosión del cepillo y del conmutador), eliminación de chispas ionizantes del conmutador, y reducción global de la interferencia electromagnética (EMI). Sin devanados en el rotor, no están sujetos a fuerzas centrífugas, y como los alojamientos están soportados por la carcasa, pueden enfriarse por conducción, lo que no requiere flujo de aire dentro del motor para refrigerar. Esto, a su vez, significa que las partes internas del motor pueden estar completamente cerradas y protegidas de la suciedad u otras materias extrañas.
La conmutación del motor sin escobillas se puede implementar en un software que utiliza un microcontrolador o computadora con microprocesador , o se puede implementar alternativamente en un hardware analógico o en un firmware digital utilizando un FPGA . La conmutación con electrónica en lugar de escobillas permite una mayor flexibilidad y capacidades no disponibles con motores de CC con escobillas, incluida la limitación de velocidad, la operación "micro paso a paso" para el control de movimiento lento y / o fino, y un par de retención cuando está parado. El software del controlador se puede personalizar para el motor específico que se utiliza en la aplicación, lo que resulta en una mayor eficiencia de conmutación.
La potencia máxima que se puede aplicar a un motor sin escobillas está limitada casi exclusivamente por el calor, demasiado calor debilita los imanes y puede dañar el aislamiento del devanado.
Al convertir la electricidad en potencia mecánica, los motores sin escobillas son más eficientes que los motores sin escobillas. Esta mejora se debe en gran medida a la frecuencia a la que se conmuta la electricidad determinada por la realimentación del sensor de posición. Las ganancias adicionales se deben a la ausencia de cepillos, lo que reduce la pérdida de energía mecánica debido a la fricción. La eficiencia mejorada es mayor en la región de baja carga y sin carga de la curva de rendimiento del motor. Bajo cargas mecánicas elevadas, los motores sin escobillas y los motores de alta calidad son comparables en eficiencia.
Los entornos y requisitos en los que los fabricantes utilizan motores de CC sin escobillas incluyen el funcionamiento sin mantenimiento, las altas velocidades y el funcionamiento donde las chispas son peligrosas (es decir, entornos explosivos) o podrían afectar a equipos sensibles a los dispositivos electrónicos.
