Principio di funzionamento
Il motore brushless rovescia la classica macchina in continua: i magneti permanenti stanno sul rotore e gli avvolgimenti nello statore, dove sono facili da raffreddare. Non ci sono collettore né spazzole. Al loro posto un inverter di potenza alimenta in sequenza le fasi statoriche, conoscendo la posizione del rotore tramite sensori Hall o rilevamento sensorless della f.c.e.m. È proprio questa commutazione elettronica il senso della sigla DC: l'alimentazione è continua, la corrente d'avvolgimento no.
Commutazione e controllo
Nel diffuso schema a sei passi l'azionamento alimenta due delle tre fasi per volta e passa alla coppia successiva ogni 60 gradi elettrici, tenendo il campo statorico circa 90 gradi in anticipo sui magneti, dove la coppia per ampere è massima. Il PWM sul bus in continua fissa la tensione efficace e quindi la velocità. Il controllo ad orientamento di campo affina la stessa idea con correnti sinusoidali, ottenendo coppia più regolare e minore rumore acustico.
Rendimento e comportamento termico
Poiché il rotore porta magneti anziché avvolgimenti, non ci sono perdite nel rame rotorico e quasi tutto il calore nasce nello statore, a ridosso della carcassa. Rendimenti dell'85-95 % sono la norma e il rapporto coppia/peso è eccellente. Togliere le spazzole elimina anche il loro attrito, le scintille e l'usura, così un BLDC può girare molto più veloce e funzionare decine di migliaia di ore senza manutenzione.
Dove si usa
I motori brushless dominano ovunque contino rendimento e ingombro: droni e modellismo, veicoli elettrici e e-bike, ventole di computer e server, utensili a batteria, gruppi motore degli elettrodomestici, mandrini di dischi e pompe. Il costo dell'azionamento elettronico è lo svantaggio principale, ma con il calo dei prezzi dei controllori il BLDC ha progressivamente sostituito le macchine a spazzole nei prodotti di consumo e industriali.