Kapag nahaharap ang mga inhinyero sa hamon ng pagdidisenyo ng mga de-koryenteng kagamitan upang magsagawa ng mga mekanikal na gawain, maaari nilang isipin kung paano na-convert ang mga de-koryenteng signal sa enerhiya. Kaya ang mga actuator at motor ay kabilang sa mga device na nagko-convert ng mga electrical signal sa paggalaw. Ang mga motor ay nagpapalit ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya.

Ang pinakasimpleng uri ng motor ay ang brushed DC motor. Sa ganitong uri ng motor, ang mga de-koryenteng kasalukuyang ay dumaan sa mga coils na nakaayos sa loob ng isang nakapirming magnetic field. Ang kasalukuyang bumubuo ng mga magnetic field sa mga coils; nagiging sanhi ito ng pag-ikot ng coil assembly, dahil ang bawat coil ay itinutulak palayo sa katulad na poste at hinihila patungo sa hindi katulad na poste ng fixed field. Upang mapanatili ang pag-ikot, kinakailangan na patuloy na baligtarin ang kasalukuyang—upang ang mga coil polarity ay patuloy na mag-flip, na nagiging sanhi ng mga coil na patuloy na "habol" sa hindi katulad ng mga nakapirming pole. Ang kapangyarihan sa mga coils ay ibinibigay sa pamamagitan ng mga fixed conductive brush na nakikipag-ugnayan sa isang umiikot na commutator; ito ay ang pag-ikot ng commutator na nagiging sanhi ng pagbaliktad ng kasalukuyang sa pamamagitan ng mga coils. Ang commutator at mga brush ay ang mga pangunahing bahagi na nagpapakilala sa brushed DC motor mula sa iba pang mga uri ng motor. Ang Figure 1 ay naglalarawan ng pangkalahatang prinsipyo ng brushed motor.

Figure 1: Operasyon ng Brushed DC Motor.

Ang mga nakapirming brush ay nagbibigay ng kuryente sa umiikot na commutator. Habang umiikot ang commutator, patuloy nitong binabaligtad ang direksyon ng kasalukuyang papunta sa mga coils, binabaligtad ang mga polaridad ng coil upang mapanatili ng mga coil ang pakanan na pag-ikot. Ang commutator ay umiikot dahil ito ay nakakabit sa rotor kung saan naka-mount ang mga coils.

Gaya ng ipinahihiwatig ng kanilang pangalan, ang mga brushless DC na motor ay hindi gumagamit ng mga brush. Sa mga brushed na motor, ang mga brush ay naghahatid ng kasalukuyang sa pamamagitan ng commutator papunta sa mga coils sa rotor. Kaya paano pumasa ang isang brushless motor ng kasalukuyang sa rotor coils? Hindi—dahil ang mga coils ay hindi matatagpuan sa rotor. Sa halip, ang rotor ay isang permanenteng magnet; ang mga coils ay hindi umiikot, ngunit sa halip ay naayos sa lugar sa stator. Dahil hindi gumagalaw ang mga coils, hindi na kailangan ng mga brush at commutator. (Tingnan ang Larawan. 3.)

Gamit ang brushed motor, ang pag-ikot ay nakakamit sa pamamagitan ng pagkontrol sa mga magnetic field na nabuo ng mga coils sa rotor, habang ang magnetic field na nabuo ng mga nakatigil na magnet ay nananatiling maayos. Upang baguhin ang bilis ng pag-ikot, babaguhin mo ang boltahe para sa mga coils. Sa isang BLDC motor, ito ang permanenteng magnet na umiikot; ang pag-ikot ay nakakamit sa pamamagitan ng pagbabago ng direksyon ng mga magnetic field na nabuo ng mga nakapaligid na nakatigil na coils. Upang kontrolin ang pag-ikot, inaayos mo ang magnitude at direksyon ng kasalukuyang sa mga coil na ito.

Dahil ang rotor ay isang permanenteng magnet, hindi ito nangangailangan ng kasalukuyang, inaalis ang pangangailangan para sa mga brush at commutator. Ang kasalukuyang sa mga nakapirming coils ay kinokontrol mula sa labas.

Ang isang BLDC motor na may tatlong coils sa stator ay magkakaroon ng anim na electrical wires (dalawa sa bawat coil) na umaabot mula sa mga coil na ito. Sa karamihan ng mga pagpapatupad, tatlo sa mga wire na ito ay ikokonekta sa loob, na ang tatlong natitirang mga wire ay umaabot mula sa katawan ng motor (sa kaibahan sa dalawang wire na umaabot mula sa brushed motor na inilarawan kanina). Ang mga kable sa BLDC motor case ay mas kumplikado kaysa sa simpleng pagkonekta sa positibo at negatibong mga terminal ng power cell; titingnan natin nang mas malapit kung paano gumagana ang mga motor na ito sa ikalawang sesyon ng seryeng ito. Sa ibaba, nagtatapos kami sa pamamagitan ng pagtingin sa mga pakinabang ng BLDC motors.

Ang isang malaking kalamangan ay ang kahusayan, dahil ang mga motor na ito ay maaaring patuloy na makontrol sa pinakamataas na puwersa ng pag-ikot (torque). Ang mga brushed na motor, sa kabaligtaran, ay umaabot sa pinakamataas na torque sa ilang partikular na punto lamang sa pag-ikot. Para sa isang brushed motor na makapaghatid ng parehong torque gaya ng isang brushless na modelo, kakailanganin nitong gumamit ng mas malalaking magnet. Ito ang dahilan kung bakit kahit na ang maliliit na BLDC motor ay maaaring maghatid ng malaking kapangyarihan.

Ang pangalawang malaking bentahe—na may kaugnayan sa una—ay ang pagkontrol. Maaaring kontrolin ang mga motor ng BLDC, gamit ang mga mekanismo ng feedback, upang maihatid nang eksakto ang nais na metalikang kuwintas at bilis ng pag-ikot. Ang precision control naman ay binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya at pagbuo ng init, at—sa mga kaso kung saan ang mga motor ay pinapagana ng baterya—ay nagpapahaba sa buhay ng baterya.

Nag-aalok din ang mga BLDC motor ng mataas na tibay at mababang pagbuo ng ingay sa kuryente, salamat sa kakulangan ng mga brush. Sa mga brushed na motor, ang mga brush at commutator ay humihina bilang resulta ng patuloy na paglipat ng contact, at gumagawa din ng mga spark kung saan nagkakaroon ng contact. Ang ingay ng kuryente, sa partikular, ay resulta ng malalakas na spark na malamang na mangyari sa mga lugar kung saan dumadaan ang mga brush sa mga puwang sa commutator. Ito ang dahilan kung bakit ang mga motor na BLDC ay madalas na itinuturing na mas kanais-nais sa mga aplikasyon kung saan mahalagang maiwasan ang ingay ng kuryente.

Nakita namin na ang mga BLDC na motor ay nag-aalok ng mataas na kahusayan at kakayahang kontrolin, at mayroon silang mahabang buhay ng pagpapatakbo. Kaya para saan ang mga ito? Dahil sa kanilang kahusayan at mahabang buhay, malawakang ginagamit ang mga ito sa mga device na patuloy na tumatakbo. Matagal nang ginagamit ang mga ito sa mga washing machine, air conditioner, at iba pang consumer electronics; at mas kamakailan, lumilitaw ang mga ito sa mga tagahanga, kung saan ang kanilang mataas na kahusayan ay nag-ambag sa isang makabuluhang pagbawas sa paggamit ng kuryente.

Ginagamit din ang mga ito upang magmaneho ng mga vacuum machine. Sa isang kaso, ang pagbabago sa control program ay nagresulta sa isang malaking pagtalon sa bilis ng pag-ikot—isang halimbawa ng superlatibong kakayahang kontrolin na inaalok ng mga motor na ito.

Ginagamit din ang mga motor ng BLDC upang paikutin ang mga hard disc drive, kung saan pinapanatili ng kanilang tibay ang mga drive na umaasa sa paggana sa mahabang panahon, habang ang kanilang kahusayan sa kuryente ay nakakatulong sa pagbawas ng enerhiya sa isang lugar kung saan ito ay nagiging mas mahalaga.

Maaari naming asahan na makita ang mga BLDC motor na ginagamit sa mas malawak na hanay ng mga application sa hinaharap. Halimbawa, malamang na malawakang gagamitin ang mga ito upang himukin ang mga robot ng serbisyo—mga maliliit na robot na naghahatid ng mga serbisyo sa mga larangan maliban sa pagmamanupaktura. Maaaring isipin ng isa na ang mga stepper motor ay magiging mas angkop sa ganitong uri ng aplikasyon, kung saan maaaring gamitin ang mga pulso upang tumpak na makontrol ang pagpoposisyon. Ngunit ang mga motor na BLDC ay mas angkop sa pagkontrol sa puwersa. At sa isang stepper motor, ang paghawak sa posisyon ng isang istraktura tulad ng isang robot arm ay mangangailangan ng medyo malaki at tuluy-tuloy na kasalukuyang. Sa isang BLDC motor, ang kakailanganin lang ay kasalukuyang proporsyonal sa panlabas na puwersa—na nagbibigay-daan para sa higit pang kontrol na matipid sa kuryente. Maaari ding pinapalitan ng mga BLDC motor ang mga simpleng brushed dc na motor sa mga golf cart at mobility cart. Bilang karagdagan sa kanilang mas mahusay na kahusayan, ang mga BLDC na motor ay maaari ding maghatid ng mas tumpak na kontrol-na maaaring higit pang pahabain ang buhay ng baterya.

Ang mga BLDC motor ay mainam din para sa mga drone. Ang kanilang kakayahang maghatid ng precision control ay ginagawang mas angkop ang mga ito para sa mga multirotor drone, kung saan ang ugali ng drone ay kinokontrol sa pamamagitan ng tumpak na pagkontrol sa bilis ng pag-ikot ng bawat rotor.

Sa session na ito, nakita namin kung paano nag-aalok ang BLDC motors ng mahusay na kahusayan, kontrolado, at mahabang buhay. Ngunit ang maingat at wastong kontrol ay mahalaga upang lubos na mapakinabangan ang potensyal ng mga motor na ito. Sa aming susunod na sesyon, titingnan namin kung paano gumagana ang mga motor na ito.