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1. Motore a corrente continua con spazzole

Nei motori a spazzole, questo avviene tramite un commutatore rotativo sull'albero motore, chiamato commutatore. È costituito da un cilindro o disco rotante suddiviso in più segmenti di contatto metallici sul rotore. I segmenti sono collegati agli avvolgimenti conduttori sul rotore. Due o più contatti fissi, chiamati spazzole, realizzati in un conduttore dolce come la grafite, premono contro il commutatore, creando un contatto elettrico strisciante con i segmenti successivi durante la rotazione del rotore. Le spazzole forniscono corrente elettrica selettivamente agli avvolgimenti. Durante la rotazione del rotore, il commutatore seleziona diversi avvolgimenti e la corrente direzionale viene applicata a un dato avvolgimento in modo che il campo magnetico del rotore rimanga disallineato rispetto allo statore e crei una coppia in una direzione.

2. Motore a corrente continua senza spazzole

Nei motori DC brushless, un servosistema elettronico sostituisce i contatti meccanici del commutatore. Un sensore elettronico rileva l'angolazione del rotore e controlla interruttori a semiconduttore, come i transistor, che commutano la corrente attraverso gli avvolgimenti, invertendone la direzione o, in alcuni motori, disattivandola, con l'angolazione corretta in modo che gli elettromagneti generino coppia in una direzione. L'eliminazione del contatto strisciante consente ai motori brushless di ridurre l'attrito e di ottenere una maggiore durata; la loro vita utile è limitata solo dalla durata dei cuscinetti.

I motori CC con spazzole sviluppano una coppia massima da fermi, che diminuisce linearmente all'aumentare della velocità. Alcuni limiti dei motori con spazzole possono essere superati dai motori brushless, tra cui una maggiore efficienza e una minore suscettibilità all'usura meccanica. Questi vantaggi sono 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 CC con spazzole, commutando continuamente la fase degli 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 commutatore.

I motori brushless offrono diversi vantaggi rispetto ai motori DC con spazzole, tra cui un elevato rapporto coppia/peso, una maggiore efficienza che produce più coppia per watt, una maggiore affidabilità, una riduzione del rumore, una maggiore durata eliminando l'erosione delle spazzole e del commutatore, l'eliminazione delle 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. Questo a sua volta significa che le parti interne del motore possono essere completamente chiuse e protette da sporco o altri corpi estranei.

La commutazione dei motori brushless può essere implementata via software utilizzando un microcontrollore, oppure può essere implementata tramite circuiti analogici o digitali. La commutazione tramite componenti elettronici anziché tramite spazzole consente una maggiore flessibilità e funzionalità non disponibili con i motori CC con spazzole, tra cui la limitazione della velocità, il funzionamento microstepping per un controllo del movimento lento e preciso e la coppia di mantenimento a motore 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.

Nella conversione dell'elettricità in energia meccanica, i motori brushless sono più efficienti dei motori con spazzole, principalmente grazie all'assenza di spazzole, che riduce la perdita di energia meccanica dovuta all'attrito. L'efficienza migliorata è maggiore nelle zone a vuoto e a basso carico della curva di prestazione del motore.

Gli ambienti e i requisiti in cui i produttori utilizzano motori CC di tipo brushless includono il funzionamento senza manutenzione, alte velocità e il funzionamento in cui la formazione di scintille è pericolosa (ad esempio ambienti esplosivi) o potrebbe compromettere apparecchiature elettronicamente sensibili.

La struttura di un motore brushless è simile a quella di un motore passo-passo, ma i due motori presentano differenze significative dovute a differenze di implementazione e funzionamento. Mentre i motori passo-passo vengono spesso arrestati con il rotore in una posizione angolare definita, un motore brushless è solitamente progettato per produrre una rotazione continua. Entrambi i tipi di motore possono essere dotati di 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/min.