Harjavaba alalisvoolumootor

Harjavaba alalisvoolumootor (ingl brushless DC motor) ehk elektronkommutaatoriga mootor (electronically commutated motor, EC motor) on elektrimootor, millel on kommutaatormootorile omase harikommutaatori asemel elektronkommutaator. Vaatamata nimetusele ei tööta vaadeldav mootor mitte alalisvoolumootori, vaid püsimagnetergutusega sünkroonmootori põhimõttel.

Vaade harjadeta mootori staatorile (keskel 3×3 staatoripooli) ja seda ümbritsevale rootorile (selle 6 poolust on ülemises pildipooles tumedalt esile tõstetud)

Disketi mootori kuuefaasiline siniste poolidega staator (vasakul) ja ühe rõngakujulise püsimagnetiga rootor

Ehitus ja talitlus

Mootori paigalseisva osa – staatori – poolidesse antakse elektronkommutaatorist vooluimpulsid sellises järjestuses, et kujuneb pöördväli, mis paneb staatorit ümbritseva püsimagnetitega rootori sünkroonselt kaasa pöörlema. Kommutatsiooniprotsessi juhitakse sõltuvalt pöördenurgast asendiandurite signaalide järgi. Staatorimähise faasipoolid on paigutatud staatori ümbermõõdul üksteise suhtes nurga all, mis sõltub toitesüsteemi faaside arvust. Kõige levinumad on kolmefaasilised mootorid, kuid faaside arv võib olla ka suurem ühtlase pöörlemise nurkkiiruse tagamiseks. Kui aga rootori pöörlemine võib olla ebaühtlasem (nt ventilaatori korral), kasutatakse ka kahefaasilisi mootoreid.

Harjavaba mootori mehaaniline karakteristik erineb sünkroonmootori omast ning on võrreldav harikommutaatoriga alalisvoolumootori mehaanilise tunnusjoonega (vt Harjadeta alalisvoolumootorid).

Harjavaba mootori võrdlus harimootoriga

Harikommutaatoriga elektrimootoreid hakati kasutama juba 1879. aastal. Harjavabad mootorid jõudsid laiemasse kasutusse alles 1962. aastal.

Harjavabad mootorid on suurema kasuteguriga ning puuduvad kommutaatoril libisevate grafiitharjadega seotud probleemid (kulumine, sädelemine). Seevastu vajab harjavaba mootor spetsiaalset juhtimiselektroonikat.

Harjavabad mootorid on vaiksemad, töökindlamad, pikema elueaga ning ühtlasi parema elektromagnetilise ühilduvusega.

Kasutusvaldkonnad

Harjavabad mootorid on laialt kasutuses näiteks arvutite kõvaketastes ning optilise ketta ajamites.

Transport

Suure võimsusega harjavabad mootorid on kasutuses elektriautodes ning hübriidautodes. Mõningad elektrijalgrattad kasutavad harjavabu mootoreid, mis on mõnikord ehitatud ratta külge, staator fikseeritud teljele ning rootor velje küljes.

Küte ja ventilatsioon

Õhkküttesüsteemide ning jahutussüsteemide tootjad on hakanud eelistama vahelduvvoolumootoritele harjavabu mootoreid, sest nende töös hoidmiseks kulub vähem elektrit. Lisaks efektiivsusele võimaldavad harjavabad mootorid täpsemalt juhtida mootori kiirust ja seega õhuvoolu.

Mudellennundus

Harjavabad mootorid on populaarsed mudellennunduses nende võimsuse ja kaalu soodsa suhte ning suure võimsusvaliku tõttu. Alates viiegrammistest kuni suurte mootoriteni, mille võimsust mõõdetakse kilovattides, on nad harimootoreid asendades muutnud mudellennundust. Harjavabad akutoitega mootorid on välja tõrjunud ka kogukamad sisepõlemismootoriga mudelid.