Um motor PM (ímã permanente) não tem um enrolamento de campo na estrutura do estator, em vez disso, depende de PMs para fornecer o campo magnético contra o qual o campo do rotor interage para produzir torque. Os enrolamentos de compensação em série com a armadura podem ser usados em motores grandes para melhorar a comutação sob carga. Como esse campo é fixo, ele não pode ser ajustado para controle de velocidade. Os campos PM (estatores) são convenientes em motores em miniatura para eliminar o consumo de energia do enrolamento de campo. A maioria dos motores CC maiores são do tipo "dínamo", que possuem enrolamentos de estator. Historicamente, os MPs não podiam reter alto fluxo se fossem desmontados; os enrolamentos de campo eram mais práticos para obter a quantidade necessária de fluxo. No entanto, grandes MPs são caros, além de perigosos e difíceis de montar; isso favorece campos de feridas para grandes máquinas.
Para minimizar o peso e o tamanho gerais, os motores PM em miniatura podem usar ímãs de alta energia feitos com neodímio ou outros elementos estratégicos; a maioria deles são ligas de neodímio-ferro-boro. Com sua densidade de fluxo mais alta, as máquinas elétricas com PMs de alta energia são pelo menos competitivas com todas as máquinas síncronas e elétricas de indução com alimentação única e projetadas de forma otimizada. Os motores em miniatura se assemelham à estrutura na ilustração, exceto que eles têm pelo menos três pólos de rotor (para garantir a partida, independentemente da posição do rotor) e seu alojamento externo é um tubo de aço que liga magneticamente os exteriores dos ímãs de campo curvos.
Alguns dos problemas do motor DC com escova são eliminados no projeto BLDC. Neste motor, a "chave rotativa" mecânica ou comutador é substituída por uma chave eletrônica externa sincronizada com a posição do rotor. Os motores BLDC são tipicamente 85-90% eficientes ou mais. A eficiência de um motor BLDC de até 96.5% foi relatada, enquanto os motores CC com mecanismo de escova são tipicamente 75–80% eficientes.
A forma de onda da força trapezoidal contra-eletromotriz (CEMF) característica do motor BLDC é derivada em parte dos enrolamentos do estator sendo uniformemente distribuídos e em parte da colocação dos ímãs permanentes do rotor. Também conhecidos como motores DC comutados eletronicamente ou DC de dentro para fora, os enrolamentos do estator dos motores BLDC trapezoidais podem ser monofásicos, bifásicos ou trifásicos e usar sensores de efeito Hall montados em seus enrolamentos para detecção de posição do rotor e fechamento de baixo custo - controle de loop do comutador eletrônico.
Motores BLDC são comumente usados onde o controle de velocidade preciso é necessário, como em unidades de disco de computador ou em gravadores de videocassete, os eixos em unidades de CD, CD-ROM (etc.) e mecanismos dentro de produtos de escritório, como ventiladores, impressoras a laser e fotocopiadoras. Eles têm várias vantagens sobre os motores convencionais:
Em comparação com os ventiladores CA que usam motores de pólo sombreado, eles são muito eficientes, funcionando muito mais frio do que os motores CA equivalentes. Essa operação fria melhora muito a vida útil dos mancais do ventilador.
Sem um comutador para se desgastar, a vida útil de um motor BLDC pode ser significativamente mais longa em comparação com um motor CC usando escovas e um comutador. A comutação também tende a causar muito ruído elétrico e de RF; sem um comutador ou escovas, um motor BLDC pode ser usado em dispositivos eletricamente sensíveis, como equipamentos de áudio ou computadores.
Os mesmos sensores de efeito Hall que fornecem a comutação também podem fornecer um sinal de tacômetro conveniente para aplicações de controle de malha fechada (servo-controladas). Em ventiladores, o sinal do tacômetro pode ser usado para derivar um sinal de "ventilador OK", bem como fornecer feedback da velocidade de operação.
O motor pode ser facilmente sincronizado com um relógio interno ou externo, permitindo um controle preciso da velocidade.
Os motores BLDC não têm chance de faíscas, ao contrário dos motores com escova, tornando-os mais adequados para ambientes com combustíveis e produtos químicos voláteis. Além disso, as faíscas geram ozônio, que pode se acumular em prédios mal ventilados, podendo causar danos à saúde dos ocupantes.
Os motores BLDC são geralmente usados em pequenos equipamentos, como computadores, e geralmente são usados em ventiladores para eliminar o calor indesejado.
São também motores acusticamente muito silenciosos, o que é uma vantagem se utilizados em equipamentos que são afetados por vibrações.
Os motores BLDC modernos variam em potência de uma fração de watt a muitos quilowatts. Os motores BLDC maiores de até cerca de 100 kW são usados em veículos elétricos. Eles também encontram uso significativo em aeronaves modelo elétrico de alto desempenho.
Um motor comutado eletricamente excitado em série ou enrolado em paralelo é referido como um motor universal porque pode ser projetado para operar com alimentação CA ou CC. Um motor universal pode operar bem em CA porque a corrente nas bobinas de campo e de armadura (e, portanto, os campos magnéticos resultantes) irão alternar (polaridade reversa) em sincronismo e, portanto, a força mecânica resultante ocorrerá em uma direção constante de rotação .
Operando em frequências normais de rede elétrica, os motores universais são freqüentemente encontrados em uma faixa inferior a 1000 watts. Os motores universais também formaram a base do motor de tração ferroviária tradicional nas ferrovias elétricas. Nesta aplicação, o uso de CA para alimentar um motor originalmente projetado para funcionar em CC levaria a perdas de eficiência devido ao aquecimento por corrente parasita de seus componentes magnéticos, particularmente os pólos do campo do motor que, para CC, teriam usado sólidos ( ferro não laminado) e agora raramente são usados.
