Ein bürstenloser Gleichstrommotor, auch BLDC-Motor genannt, ist ein Elektromotortyp, der aufgrund seiner hohen Effizienz, Zuverlässigkeit und seines geringen Wartungsaufwands in verschiedenen Branchen große Popularität erlangt hat. Als führender Anbieter von bürstenlosen Gleichstrommotoren werde ich oft nach der Struktur dieser Motoren gefragt. In diesem Blogbeitrag werde ich einen detaillierten Überblick über die Komponenten geben, aus denen ein bürstenloser Gleichstrommotor besteht, und wie sie zusammenarbeiten, um Bewegung zu erzeugen.
Stator
Der Stator ist der stationäre Teil des bürstenlosen Gleichstrommotors. Es besteht aus einem laminierten Kern aus Elektroblechen. Diese Laminierungen werden gestapelt, um Wirbelstromverluste zu reduzieren, die dazu führen können, dass Energie als Wärme verschwendet wird. Der Statorkern weist an seiner Innenfläche Schlitze auf, in denen die Statorwicklungen platziert sind.
Die Statorwicklungen bestehen typischerweise aus Kupferdraht und sind in einem bestimmten Muster angeordnet. Normalerweise gibt es drei Wicklungssätze, die als Phasen bezeichnet werden. Diese Phasen sind gleichmäßig um den Statorkern herum verteilt, typischerweise in einem Abstand von 120 Grad. Wenn ein elektrischer Strom an die Statorwicklungen angelegt wird, entsteht ein rotierendes Magnetfeld. Dieses rotierende Magnetfeld ist der Schlüssel zum Betrieb des bürstenlosen Gleichstrommotors.
Rotor
Der Rotor ist der rotierende Teil des Motors. Bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor besteht der Rotor aus Permanentmagneten. Diese Permanentmagnete bestehen in der Regel aus Materialien wie Neodym, Samarium-Kobalt oder Ferrit, die eine hohe magnetische Stärke aufweisen. Die Permanentmagnete sind in einem bestimmten Muster auf der Außenfläche des Rotors angeordnet, um mit dem vom Stator erzeugten rotierenden Magnetfeld zu interagieren.
Wenn sich das rotierende Magnetfeld des Stators bewegt, übt es eine Kraft auf die Permanentmagnete des Rotors aus. Diese Kraft bewirkt, dass sich der Rotor dreht. Die Anzahl der Pole am Rotor (die Anzahl der Permanentmagnete) und die Anzahl der Phasen in den Statorwicklungen bestimmen die Drehzahl- und Drehmomenteigenschaften des Motors.
Elektronisches Kommutierungssystem
Einer der Hauptunterschiede zwischen einem bürstenlosen Gleichstrommotor und einem herkömmlichen bürstenlosen Gleichstrommotor ist die Art und Weise, wie die Kommutierung erreicht wird. Bei einem Gleichstrom-Bürstenmotor werden mechanische Bürsten und ein Kommutator verwendet, um den Strom in den Wicklungen zu schalten. Bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor wird jedoch ein elektronisches Kommutierungssystem verwendet.
Das elektronische Kommutierungssystem besteht aus einem Controller und Sensoren. Die Sensoren, bei denen es sich häufig um Hall-Effekt-Sensoren handelt, dienen zur Erfassung der Position des Rotors. Basierend auf den von den Sensoren bereitgestellten Positionsinformationen bestimmt die Steuerung, welche Statorwicklungen zu einem bestimmten Zeitpunkt mit Strom versorgt werden sollen. Der Controller sendet dann die entsprechenden elektrischen Signale an die Statorwicklungen, um das rotierende Magnetfeld zu erzeugen und den Motor reibungslos laufen zu lassen.
Lager
Lager sind ein wichtiger Bestandteil der Struktur des bürstenlosen Gleichstrommotors. Sie stützen den Rotor und ermöglichen eine freie Drehung mit minimaler Reibung. Es gibt zwei Haupttypen von Lagern, die in bürstenlosen Gleichstrommotoren verwendet werden: Kugellager und Gleitlager.
Kugellager verwenden Kugeln, um die Reibung zwischen den rotierenden und stationären Teilen des Motors zu verringern. Sie sind bekannt für ihre geringe Reibung, hohe Geschwindigkeitsfähigkeit und lange Lebensdauer. Gleitlager hingegen verwenden eine Hülse aus Schmiermaterial, um die Reibung zu reduzieren. Sie sind im Allgemeinen kostengünstiger als Kugellager, haben jedoch möglicherweise eine kürzere Lebensdauer und eine geringere Geschwindigkeitsfähigkeit.
Gehäuse
Das Gehäuse des bürstenlosen Gleichstrommotors erfüllt mehrere wichtige Funktionen. Es schützt die internen Komponenten des Motors vor Staub, Feuchtigkeit und mechanischen Beschädigungen. Es bietet außerdem eine Montagefläche für den Motor, sodass dieser problemlos in verschiedenen Anwendungen installiert werden kann.
Das Gehäuse besteht normalerweise aus einem starken und langlebigen Material wie Aluminium oder Stahl. Aluminium ist eine beliebte Wahl, da es leicht ist, gute Wärmeableitungseigenschaften aufweist und relativ einfach zu bearbeiten ist. Stahl hingegen ist fester und besser für Anwendungen geeignet, bei denen der Motor hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sein kann.
Wie diese Komponenten zusammenarbeiten
Der Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors beginnt mit der Stromversorgung. Wenn der Motor mit Strom versorgt wird, empfängt die Steuerung im elektronischen Kommutierungssystem die Energie und nutzt die Informationen von den Sensoren, um die Position des Rotors zu bestimmen. Basierend auf dieser Position sendet die Steuerung elektrische Signale an die entsprechenden Statorwicklungen.
Der durch die Statorwicklungen fließende elektrische Strom erzeugt ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld interagiert mit dem Magnetfeld der Permanentmagnete am Rotor. Durch die Wechselwirkung dieser beiden Magnetfelder entsteht ein Drehmoment, das den Rotor in Drehung versetzt. Während sich der Rotor dreht, überwachen die Sensoren kontinuierlich seine Position und die Steuerung passt die elektrischen Signale an die Statorwicklungen entsprechend an, um einen reibungslosen Motorlauf zu gewährleisten.
Anwendungen von bürstenlosen Gleichstrommotoren
Bürstenlose Gleichstrommotoren werden aufgrund ihrer vielen Vorteile in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. In der Automobilindustrie werden sie in elektrischen Servolenkungen, elektrischen Wasserpumpen und Kühlventilatoren eingesetzt. Ihre hohe Effizienz und Zuverlässigkeit machen sie ideal für diese Anwendungen, bei denen Energieeinsparungen und langfristige Leistung von entscheidender Bedeutung sind.
In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden bürstenlose Gleichstrommotoren in verschiedenen Flugzeugsystemen eingesetzt, beispielsweise in Flugsteuerungsaktuatoren und Fahrwerkssystemen. Das geringe Gewicht und die hohe Leistungsdichte dieser Motoren werden in Luft- und Raumfahrtanwendungen sehr geschätzt.
Im Bereich der industriellen Automatisierung werden bürstenlose Gleichstrommotoren in Fördersystemen, Roboterarmen und CNC-Maschinen eingesetzt. Ihre präzise Drehzahlregelung und ihr hohes Drehmoment ermöglichen einen präzisen und effizienten Betrieb dieser Industrieanlagen.
Unsere Produktangebote
Als Lieferant bürstenloser Gleichstrommotoren bieten wir eine breite Palette hochwertiger Motoren an, um den vielfältigen Anforderungen unserer Kunden gerecht zu werden. Wir habenHochzuverlässiger bürstenloser Gleichstrommotordie für Anwendungen konzipiert sind, bei denen ein kontinuierlicher und zuverlässiger Betrieb erforderlich ist. Diese Motoren bestehen aus hochwertigen Komponenten und werden strengen Tests unterzogen, um ihre Leistung und Haltbarkeit sicherzustellen.
Wir bieten auchRahmenloser Gleichstrommotor, die ideal für Anwendungen sind, bei denen der Platz begrenzt ist. Diese Motoren zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise aus und lassen sich problemlos in verschiedene Systeme integrieren.
Für spezielle Anwendungen bieten wir anBürstenloser Gleichstrommotor im Bohrloch. Diese Motoren sind so konzipiert, dass sie den rauen Bedingungen in Bohrlochumgebungen wie hohem Druck, hoher Temperatur und korrosiven Flüssigkeiten standhalten.
Warum sollten Sie sich für unsere bürstenlosen Gleichstrommotoren entscheiden?
Unsere bürstenlosen Gleichstrommotoren sind für ihren hohen Wirkungsgrad bekannt, der langfristig zu erheblichen Energieeinsparungen führen kann. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch eine lange Lebensdauer aus, sodass häufige Austausch- und Wartungsarbeiten nicht mehr erforderlich sind.
Wir verfügen über ein Team erfahrener Ingenieure, die maßgeschneiderte Lösungen anbieten können, um die spezifischen Anforderungen unserer Kunden zu erfüllen. Unabhängig davon, ob Sie einen Motor mit einem bestimmten Drehmoment, einer bestimmten Drehzahl oder einer bestimmten Größe benötigen, können wir gemeinsam mit Ihnen den richtigen Motor für Ihre Anwendung entwickeln.
Kontaktieren Sie uns für die Beschaffung
Wenn Sie an unseren bürstenlosen Gleichstrommotoren interessiert sind oder Ihre spezifischen Anforderungen besprechen möchten, können Sie sich gerne an uns wenden. Unser Vertriebsteam steht Ihnen bei allen Fragen gerne zur Seite und begleitet Sie durch den Beschaffungsprozess. Wir freuen uns auf die Gelegenheit, mit Ihnen zusammenzuarbeiten und Ihnen die besten Lösungen für bürstenlose Gleichstrommotoren anzubieten.
Referenzen
- Krause, PC, Wasynczuk, O. & Sudhoff, SD (2002). Analyse elektrischer Maschinen und Antriebssysteme. Wiley – Interscience.
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C., Jr. und Umans, SD (2003). Elektrische Maschinen. McGraw – Hill Education.
- Chapman, SJ (2012). Grundlagen elektrischer Maschinen. McGraw – Hill Education.
