Servomotori brushless

È per certo il motore elettrico con il più elevato rendimento tra quelli presenti sul mercato dell'automazione con valori di efficienza superiori al 92%, con perdite sul rame e sul ferro decisamente più basse. A parità di condizioni risulta più freddo dei motori concorrenti, asincroni o in corrente continua o stepper. Dispone di una curva di coppia che risulta massima in condizione di stallo ( a velocità zero, anche se è improprio parlare di coppia a velocità zero) e che risulta con andamento piatto, quasi costante per tutto l'arco dei giri nominali del motore. Si dice infatti che il motore brushless ha una coppia costante. In realtà in base ai poli e alla geometria tende comunque a calare, ma in modo piuttosto lento, almeno fino alla velocità nominale. È normalmente dotato di un trasduttore di posizione che gli consente sia di controllarne la velocità e la posizione precisa, in base comunque alla risoluzione del trasduttore (feedback) e comunque tale trasduttore permette all'elettronica di controllo di mantenere il vettore di coppia sempre massimo, pertanto riesce sempre a sfruttare al massimo la propria erogazione di coppia. In base alla tecnologia di costruzione può essere deflussato per poter salire di velocità oltre la nominale a potenza costante riducendo in tal caso la coppia, entro certi limiti e questo dipende anche dal servoazionamento che lo comanda. Un altro vantaggio, ormai dato per scontato, è che non avendo contatti striscianti come il motore in corrente continua, non è soggetto a usura delle spazzole... da cui il nome senza spazzole e quindi non ha necessità di manutenzione periodica. E' molto silenzioso e normalmente non è dotato di servoventilazione, al contrario di buona parte degli asincroni. Ha inerzie piuttosto basse che lo rendono adatto a lavori con accelerazioni importanti e dinamiche da automazione.

È un motore elettrico senza spazzole a magneti permanenti che per la sua caratteristica di coppia costante ha sostituito il motore in corrente continua a magneti permanenti. Quest'ultimo è dotato di spazzole per portare corrente elettrica ad un rotore avvolto che ruota all'interno di uno statore composto da calotte magnetiche. Proprio per la mancanza di contatti striscianti (spazzole/collettore) il motore brushless si chiama in tal modo, dall'inglese brush=spazzola less=senza. Il motore in corrente continua per anglicismo può essere definito in contrapposizione motore brushed ovvero dotato di spazzole.

Esistono due tipologie piuttosto diverse di motori brushless, il cosidetto BLDCM (Brushless Direct Current Motor) ovvero in corrente continua senza spazzole e il motore sincrono a magneti permanenti alimentato da corrente alternata, che risulta il motore brushless più in uso oggi in automazione. Esistono molteplici nomi per motori brushless che rispondono ad etichette coniate in virtù di vari fattori. Tra i più famosi citerei i motori coppia o in inglese Torque motor, che sono motori brushless con un alto numero di poli e che consentono alta densità di coppia, perfetti per l'uso in applicazioni in cui non è richiesta velocità ma una notevole forza, come nelle turbine eoliche o in altri apparati. Esistono motori brushless SPM e IPM ovvero in base alla collocazione dei magneti se sulla superficie rotorica (SPM) o innestati radialmente all'interno del rotore (IPM). Esistono motori brushless a flusso assiale e a flusso radiale con caratteristiche piuttosto diverse tra loro in termini di velocità, coppia ed ingombri.

Il motore asincrono rispetto al brushless si distingue proprio nel nome. Il brushless è una macchina sincrono in quanto raggiunge uan velocità di sincronia tra rotore e campo rotante, cosa che non avviene per il motore asincrono per la natura del rapporto tra statore e rotore. Entrambe le macchine possono avere statori simili, ma mentre l'asincrono induce una rotazione su un rotore definito "a gabbia di scoiattolo" che non riesce mai a ruotare alla stessa velocità del campo statorico, il motore sincrono (brushless) è perfettamente allineato al campo rotorico. Il rendimento tra i due motori è diverso è si attesta intorno al 77% sui motori asincroni più comuni fino a rendimenti decisamente più importanti intorno al 92% su motori di grandi dimensioni, mentre per il brushless in alternata si parte da oltre l'88% fino al 98% su macchine di grandi dimensioni. Le dimensioni di un motore brushless sono approssimativamente inferiori di circa 1/3 con densità di coppia superiori e performance superiori in termini di dinamica (velocità, accelerazione, Jerk). In ambito di automazione industriale il brushless non si confronta quasi più con il motore asincrono, avendo preso il posto del motore in corrente continua in quasi tutte le applicazioni. L'asicrono in tali contesti viene usato principalmente per utilizzi in cui si richiede una regolazione di velocità approssimativa o più o meno costante come nei nastri trasportatori, ventole di raffreddamento. L'asincrono viene in questi casi utilizzato con inverter che ne permettono un controllo migliore, senza mai raggiungere le prestazioni del motore brushless. Il brushless è l'unica scelta nella movimentazione di applicazioni di precisione.