Princípio de funcionamento
Um motor CC com escovas produz conjugado a partir da força sobre um condutor percorrido por corrente dentro de um campo magnético. O campo vem de ímãs permanentes ou de enrolamentos de campo no estator; a corrente circula pelas bobinas da armadura, no rotor. Um comutador mecânico e um par de escovas de carvão invertem a corrente de armadura a cada meia volta, de modo que o conjugado empurra sempre no mesmo sentido. É esse comutador que faz a máquina funcionar com corrente contínua pura.
Força contraeletromotriz e controle de velocidade
Ao girar, a armadura gera uma força contraeletromotriz que se opõe à tensão aplicada. A corrente que realmente circula é a diferença entre as duas dividida pela resistência de armadura, o que torna o motor naturalmente autorregulado: sob carga ele desacelera, a fcem cai e corrente e conjugado sobem. A velocidade é praticamente proporcional à tensão aplicada, então um simples ajuste de tensão ou de PWM dá controle de velocidade linear e suave em toda a faixa.
Corrente de partida e conjugado
No instante da energização o rotor está parado, não há fcem e apenas a pequena resistência de armadura limita a corrente. A corrente de partida ou de rotor bloqueado pode ser muitas vezes a nominal, e é também por isso que o motor CC entrega conjugado altíssimo desde a velocidade zero. A mesma relação significa que um motor mecanicamente travado permanece indefinidamente na corrente de bloqueio e superaquece rapidamente se um controlador não a limitar.
Vantagens e limites
Motores CC com escovas são baratos, dispensam comutação eletrônica e são triviais de acionar, o que os mantém em brinquedos, atuadores automotivos, ferramentas elétricas e projetos de hobby. O preço é o conjunto de escovas: elas se desgastam, geram pó e faíscas, limitam a rotação máxima e exigem manutenção periódica. Quando vida útil ou eficiência importam mais, um motor brushless faz a mesma comutação eletronicamente.