Çalışma prensibi
Fırçalı DC motor, manyetik alan içindeki akım taşıyan iletkene etki eden kuvvetten moment üretir. Alan, statordaki kalıcı mıknatıslardan ya da uyartım sargılarından gelir; akım ise rotordaki endüvi bobinlerinden geçer. Mekanik bir kolektör ve bir çift karbon fırça, endüvi akımını her yarım turda ters çevirir; böylece moment rotoru her zaman aynı yönde iter. Makineyi düz doğru akımla kendi kendine çalışır kılan şey bu kolektördür.
Zıt EMK ve hız kontrolü
Endüvi döndükçe uygulanan gerilime karşı koyan bir zıt EMK üretir. Gerçekte akan akım, besleme gerilimi ile zıt EMK farkının endüvi direncine bölümüdür; bu da motoru doğal olarak kendi kendini düzenler hale getirir: yük artınca hız düşer, zıt EMK azalır, akım ve moment yükselir. Hız uygulanan gerilimle neredeyse doğru orantılıdır, bu nedenle basit bir gerilim ya da PWM ayarı tüm aralıkta pürüzsüz ve doğrusal hız kontrolü sağlar.
Kalkış akımı ve moment
Enerji verildiği anda rotor duruyordur, zıt EMK yoktur ve akımı sınırlayan tek şey küçük endüvi direncidir. Bu yüzden kalkış ya da kilitli rotor akımı anma değerinin katları olabilir; aynı nedenle fırçalı DC motor sıfır hızdan itibaren çok yüksek moment verir. Aynı ilişki, mekanik olarak sıkışmış bir motorun süresiz biçimde kilitli rotor akımında kalacağı ve bir sürücü sınırlamadıkça hızla aşırı ısınacağı anlamına gelir.
Avantajları ve sınırları
Fırçalı DC motorlar ucuzdur, elektronik komütasyon gerektirmez ve sürülmesi çok kolaydır; bu yüzden oyuncaklarda, otomotiv aktüatörlerinde, el aletlerinde ve küçük hobi projelerinde yaşamayı sürdürür. Bedeli fırça düzeneğidir: fırçalar aşınır, toz ve kıvılcım üretir, azami hızı sınırlar ve düzenli bakım ister. Daha uzun ömür ya da daha yüksek verim gerektiğinde aynı komütasyonu elektronik olarak yapan fırçasız DC motor devreye girer.