Wie funktionieren bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren?

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Bürstenlose Gleichstrommotoren werden weltweit eingesetzt. Auf der grundlegendsten Ebene gibt es Bürstenmotoren und bürstenlose Motoren sowie Gleichstrom- und Wechselstrommotoren. Bürstenlose Gleichstrommotoren enthalten, wie Sie sich vielleicht vorstellen können, keine Bürsten und verwenden Gleichstrom. Diese Motoren bieten viele spezifische Vorteile gegenüber anderen Typen von Elektromotoren. Aber wie funktionieren bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren über die Grundlagen hinaus?

Was ist ein bürstenloser Gleichstrommotor?

Bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren (BLDC-Motoren, BL-Motoren), auch elektronisch kommutierte Motoren (ECM, EC-Motoren) genannt, sind Synchronmotoren, die von einer Gleichstromquelle über ein integriertes Wechselrichter-/Schaltnetzteil versorgt werden. Der Wirkungsgrad ist ein wichtiges Verkaufsargument für BLDC-Motoren. Weil der Rotor der alleinige Träger von Magneten ist, benötigt es keinen Strom. Das bedeutet, dass es keine Anschlüsse, keinen Kommutator und keine Bürsten gibt. Anstelle dieser Bauteile verwendet der Motor Steuerschaltungen. Um zu erkennen, wo sich der Rotor zu bestimmten Zeiten befindet, verwenden BLDC-Motoren neben den Reglern auch Drehgeber oder einen Hall-Sensor. ZHAOWEI konstruiert, entwickelt und fertigt eine Reihe von kleinen bürstenlosen Gleichstrommotoren mit Spannungen von 3V bis 24V. 

Brushless DC Electric Motors

Wie funktionieren bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren?

Ein bürstenloser Gleichstrommotor besteht aus dem Motorkörper und dem bürstenlosen Gleichstrommotortreiber. Der Stator des bürstenlosen Gleichstrommotors ist der Spulenwicklungsanker und der Rotor ist der Permanentmagnet. Wenn der Motor mit einem festen Gleichstrom betrieben wird, kann es ein konstantes Magnetfeld erzeugen ohne sich zu drehen. Wenn die Rotorposition in Echtzeit erkannt wird, kann der Stator ein rotierendes Magnetfeld mit einer gleichmäßigen Richtungsänderung entsprechend der Position des Rotors erzeugen, was die Bereitstellung des entsprechenden Stroms ermöglicht. Auf diese Weise kann sich der Motor dem Magnetfeld entsprechend drehen. Bei BLDC-Motoren ist es in der Tat der Permanentmagnet, der sich dreht. Um die Rotation zu steuern, müssen Sie nur die Stärke und Richtung des Stroms in diesen Spulen einstellen. Wenn der bürstenlose Gleichstrommotor mit einem bürstenlosen Gleichstrommotorregler integriert ist, werden die Vorteile von bürstenlosen Gleichstrommotoren und ihrer elektronischen Steuerung kombiniert. Die Regler-Einstellungen können in Kombination mit dem Motion Manager über Programmieradapter konfiguriert werden.

Bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren haben aufgrund ihres Funktionsprinzips eine Reihe von Vorteilen.

  • 2.1 Ein großer Vorteil ist der Wirkungsgrad, weil diese Motoren dauerhaft mit maximaler Drehkraft (Drehmoment) betrieben werden können. Bürstenmotoren hingegen erreichen ihr maximales Drehmoment an bestimmten Punkten der Drehbewegung. Bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren haben typischerweise einen Wirkungsgrad von 85-90%, während Bürstenmotoren Wirkungsgrad von 75-80% erreichen. Bürstenlose Gleichstrommotoren mit Planetengetrieben können auch ein höheres Drehmoment liefern.
  • 2.2 Der zweite große Vorteil, der mit dem ersten Vorteil zusammenhängt, ist die Kontrollierbarkeit. BLDC-Motoren können mit Hilfe von Rückkopplungsmechanismen so gesteuert werden, dass sie genau das gewünschte Drehmoment und die gewünschte Drehzahl liefern. Die präzise Steuerung wiederum reduziert den Energieverbrauch und die Wärmeentwicklung und verlängert so die Lebensdauer.
  • 2.3 Bürstenlose Gleichstrommotoren sind leise, leichter und haben eine wesentlich längere Lebensdauer, weil sie keine Bürsten haben. Bei Bürstenmotoren verschleißen die Bürsten und der Kommutator durch den ständigen Bewegungskontakt und erzeugen zudem Funken an den Kontaktstellen. Elektrische Geräusche entstehen vor allem durch die starken Funken, die in den Bereichen auftreten, wo die Bürsten über die Spalten des Kommutators laufen. Wenn man bürstenlose Motoren mit Motoren mit Bürsten vergleicht, ist es deutlich zu erkennen, dass BLDC-Motoren aus diesem Grund bei der Vermeidung von elektrischen Geräuschen oft als vorteilhaft angesehen werden.

Wofür können sie verwendet werden?

Wir haben gesehen, dass BLDC-Motoren einen hohen Wirkungsgrad und eine starke Regelfähigkeit bei gleichzeitig hoher Lebensdauer bieten. In vielen Fällen sind bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren allein jedoch nicht ausreichend. Auch Planetengetriebe spielen eine wichtige Rolle. Bürstenlose Gleichstrom-Getriebemotoren werden häufig in modernen Geräten eingesetzt, bei denen ein hohes Drehmoment, ein geringes Geräusch und eine lange Lebensdauer erforderlich sind. Bürstenlose Gleichstrommotoren, die mit Getriebemotoren zusammengebaut sind, werden häufig in Massagegeräten, Fitnessgeräten, Robotergeräten, Lautsprechern, Staubsaugern usw. eingesetzt.Zu den Getriebemotoren von ZHAOWEI, die sich zunehmender Beliebtheit erfreuen, gehören

  • Bürstenlose Gleichstrommotoren für Feuertopf-Kocher
  • Bürstenlose Gleichstrommotoren für Staubsauger

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