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1. Motore CC spazzolato

Nei motori a spazzole ciò avviene con un interruttore rotante sull'albero del motore chiamato commutatore.È costituito da un cilindro o disco rotante diviso in più segmenti metallici di contatto sul rotore.I segmenti sono collegati agli avvolgimenti del conduttore sul rotore.Due o più contatti stazionari chiamati spazzole, costituiti da un conduttore morbido come la grafite, premono contro il commutatore, creando un contatto elettrico scorrevole con segmenti successivi mentre il rotore gira.Le spazzole forniscono selettivamente corrente elettrica agli avvolgimenti.Mentre il rotore ruota, il commutatore seleziona diversi avvolgimenti e la corrente direzionale viene applicata a un dato avvolgimento in modo tale che il campo magnetico del rotore rimanga disallineato con lo statore e crei una coppia in una direzione.

2. Motore CC senza spazzole

Nei motori CC senza spazzole, un servosistema elettronico sostituisce i contatti meccanici del commutatore.Un sensore elettronico rileva l'angolo del rotore e controlla gli interruttori a semiconduttore come i transistor che commutano la corrente attraverso gli avvolgimenti, invertendo la direzione della corrente o, in alcuni motori spegnendola, con l'angolo corretto in modo che gli elettromagneti creino coppia in uno direzione.L'eliminazione del contatto strisciante permette ai motori brushless di avere meno attriti e una maggiore durata;la loro durata operativa è limitata solo dalla durata dei cuscinetti.

I motori DC con spazzole sviluppano una coppia massima quando sono fermi, diminuendo linearmente all'aumentare della velocità.Alcune limitazioni dei motori con spazzole possono essere superate dai motori senza spazzole;includono una maggiore efficienza e una minore suscettibilità all'usura meccanica.Questi vantaggi vanno a scapito di un’elettronica di controllo potenzialmente meno robusta, più complessa e più costosa.

Un tipico motore brushless è dotato di magneti permanenti che ruotano attorno a un'armatura fissa, eliminando i problemi associati al collegamento della corrente all'armatura mobile.Un controller elettronico sostituisce il gruppo commutatore del motore DC con spazzole, che commuta continuamente la fase negli avvolgimenti per mantenere il motore in rotazione.Il controller esegue una distribuzione di potenza temporizzata simile utilizzando un circuito a stato solido anziché il sistema del commutatore.

I motori senza spazzole offrono numerosi vantaggi rispetto ai motori CC con spazzole, tra cui un elevato rapporto coppia/peso, maggiore efficienza che produce più coppia per watt, maggiore affidabilità, rumore ridotto, maggiore durata eliminando l'erosione di spazzole e commutatori, eliminazione di scintille ionizzanti dal
commutatore e una riduzione complessiva delle interferenze elettromagnetiche (EMI).Senza avvolgimenti sul rotore, non sono soggetti a forze centrifughe e, poiché gli avvolgimenti sono supportati dall'alloggiamento, possono essere raffreddati per conduzione, senza richiedere alcun flusso d'aria all'interno del motore per il raffreddamento.Ciò a sua volta significa che le parti interne del motore possono essere completamente racchiuse e protette da sporco o altri corpi estranei.

La commutazione del motore brushless può essere implementata nel software utilizzando un microcontrollore o, in alternativa, può essere implementata utilizzando circuiti analogici o digitali.La commutazione con l'elettronica anziché con le spazzole consente una maggiore flessibilità e funzionalità non disponibili con i motori CC con spazzole, tra cui la limitazione della velocità, il funzionamento a microstepping per il controllo del movimento lento e preciso e una coppia di mantenimento quando è fermo.Il software del controller può essere personalizzato in base al motore specifico utilizzato nell'applicazione, con conseguente maggiore efficienza di commutazione.

La potenza massima che può essere applicata a un motore brushless è limitata quasi esclusivamente dal calore; [citazione necessaria] troppo calore indebolisce i magneti e danneggia l'isolamento degli avvolgimenti.

Quando convertono l'elettricità in energia meccanica, i motori brushless sono più efficienti dei motori con spazzole principalmente a causa dell'assenza di spazzole, che riduce la perdita di energia meccanica dovuta all'attrito.L'efficienza migliorata è maggiore nelle regioni senza carico e a basso carico della curva delle prestazioni del motore.

Gli ambienti e i requisiti in cui i produttori utilizzano motori CC di tipo brushless includono funzionamento esente da manutenzione, velocità elevate e funzionamento in cui le scintille sono pericolose (ad esempio ambienti esplosivi) o potrebbero influenzare apparecchiature elettronicamente sensibili.

La costruzione di un motore brushless assomiglia a un motore passo-passo, ma i motori presentano differenze importanti dovute a differenze nell'implementazione e nel funzionamento.Mentre i motori passo-passo vengono spesso arrestati con il rotore in una posizione angolare definita, un motore brushless è solitamente destinato a produrre una rotazione continua.Entrambi i tipi di motore possono avere un sensore di posizione del rotore per il feedback interno.Sia un motore passo-passo che un motore brushless ben progettato possono mantenere una coppia finita a zero giri al minuto.