Wie funktioniert ein bürstenloser Gleichstrommotor?

Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) erfreuen sich aufgrund ihrer hohen Effizienz, ihres geringen Wartungsaufwands und ihrer steuerbaren Drehzahl zunehmender Beliebtheit. Aber wie funktionieren diese elektronisch kommutierten Motoren ohne Bürsten und Kommutatoren?

Was steckt in einem BLDC-Motor?

Ein bürstenloser Gleichstrommotor besteht aus zwei Hauptkomponenten – einem Stator und einem Rotor:

- Der Stator ist der stationäre Teil, der aus gestapelten Stahlblechen mit darum gewickelten Spulen besteht.

- Der Rotor ist das rotierende Teil, das Permanentmagnete enthält.

Es gibt auch Hall-Effekt-Sensoren, um die Position des Rotors zu erkennen und diese Informationen an den elektronischen Drehzahlregler weiterzuleiten.

Das elektronische Kommutierungssystem

Bei BLDC-Motoren werden die Bürsten und Kommutatorkontakte von bürstenbehafteten Gleichstrommotoren durch eine intelligente elektronische Steuerung ersetzt. Diese elektronische Schaltung schaltet den Strom in der richtigen Reihenfolge zu den Statorspulen, um das Magnetfeld zu drehen.

Die Hall-Effekt-Sensoren erkennen jederzeit die Position des Permanentmagnetrotors. Abhängig von der Rotorposition aktiviert der Controller die Statorspulen, um die Rotormagnete anzuziehen oder abzustoßen und den Rotor am Drehen zu halten.

Durch die Steuerung des Zeitpunkts und der Abfolge der Statorströme ermöglicht das elektronische Steuersystem einen präzisen und effizienten Betrieb ohne Funkenbildung und Bürstenverschleiß.

Vorteile des bürstenlosen Betriebs

Zu den Hauptvorteilen des bürstenlosen Betriebs gehören:

Längere Motorlebensdauer – Keine Bürsten- oder Kommutatorerosion

Reduzierte elektromagnetische Störungen – Keine Funkenbildung durch Bürsten

Höhere Geschwindigkeit möglich – Elektronische Kommutierung kann Ströme schneller schalten

Höhere Effizienz – Keine Energieverschwendung durch Funkenbildung

Kühler Betrieb – Reduzierung der Wärmeentwicklung ohne funkenbildende Bürsten

Geringere Geräuschentwicklung – Eliminiert hörbare Bürstenfunken

Höhere Leistungsdichte – Kompakte Größe im Vergleich zu Bürstenmotoren

Anwendungen von BLDC-Motoren

Bürstenlose Gleichstrommotoren sind ideal für Anwendungen wie:

- Elektrofahrzeuge – Elektrofahrzeuge, E-Bikes, Drohnen

- Robotik – Für präzise Positions- und Geschwindigkeitskontrolle

- Medizinische Ausrüstung – MRT-Geräte, zahnärztliche Instrumente

- Haushaltsgeräte – Ventilatoren, Staubsauger, Waschmaschinen

- Computerperipheriegeräte – Festplattenlaufwerke, Drucker

Wenn man versteht, wie BLDC-Motoren funktionieren, versteht man, warum sie in vielen Industrieanwendungen bürstenbehaftete Gleichstrommotoren ersetzen. Die elektronische Kommutierung und Steuerung ermöglicht hohe Leistung bei minimalem Wartungsaufwand.

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