Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) gelten als wichtiger Bestandteil moderner Antriebstechnik. Bürstenlose Gleichstrommotoren kommen vor allem in den Bereichen Verbraucherzubehör, Automobilanwendungen, Fertigungsautomatisierung und Medizintechnik zum Einsatz.
Ein bürstenloser Gleichstrommotor ist ein Synchronmotor mit festem Magneten, der mit Gleichstrom betrieben wird und ein kontrolliertes Kommutierungssystem elektronisch statt mechanisch ausführt. Elektronische Kommutierung ist die Technik, durch die Regulierung der Phasenströme ein Drehdrehmoment im Motor zu erzeugen. Der elektronische Kommutierungsprozess macht den Motorbetrieb stabiler und geräuschloser.
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Funktionsprinzip eines bürstenlosen Gleichstrommotors
Das Funktionsprinzip eines BLDC-Motors besteht darin, dass ein stromführender Leiter, der in einem Magnetfeld positioniert ist, einer Kraft ausgesetzt wird. Aufgrund der Wirkung der Gegenkraft wird der Magnet einer gleich großen und umgekehrten Kraft ausgesetzt. Sobald der Permanentmagnet aktiviert ist, bleibt der stromführende Leiter fixiert.
Sobald die Statorspule von einer Stromquelle betrieben wird, wird sie zu einem Elektromagneten und beginnt, einen stationären Bereich im Luftspalt zu erzeugen. Der Rotor dreht sich aufgrund der zwischen dem Elektromagnetstator und dem Permanentmagnetrotor erzeugten Kraft weiter.
Aufgrund des Umschaltens der Wicklungen als hohe und niedrige Signale werden ähnliche Wicklungen als Nord- und Südpole aktiviert. Der feste Magnetrotor mit Nord- und Südpolen richtet sich mit den Statorpolen aus, wodurch die Motorrotation erzeugt wird. Somit dreht sich der Motor im Uhrzeigersinn.
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Vorteile des bürstenlosen Gleichstrommotors
Hoher Wirkungsgrad: Der bürstenlose Gleichstrommotor weist im Betrieb keine Erregungsverluste auf, der Wirkungsgrad liegt bei über 90 %, die relative Dichte von Ausgangsleistung und Drehmoment ist hoch und der Leistungsfaktor liegt nahe bei 1.
Hohe Zuverlässigkeit: Da keine Bürsten und Kommutatoren vorhanden sind, wird die Anzahl der Wartungsarbeiten reduziert und die Zuverlässigkeit des Motors verbessert.
Lange Lebensdauer: Bürstenlose Motoren haben keine Probleme mit dem Bürsten- und Kommutatorverschleiß und haben daher eine längere Lebensdauer.
Geräuscharm: Da zwischen den Bürsten und dem Kommutator kein mechanischer Kontakt besteht, arbeitet der bürstenlose Motor sehr geräuscharm.
BLDC-Motoren haben mehr Vorteile als bürstenbehaftete Gleichstrommotoren und Induktionsmotoren. BLDC-Motoren haben eine höhere Geschwindigkeit, ein hohes dynamisches Ansprechverhalten, eine hohe Reaktionsstärke, eine hohe Kapazität, eine lange Lebensdauer, einen geräuschlosen Betrieb usw. BLDC-Motoren sind sehr nützlich, wenn Platz und Gewicht eine entscheidende Rolle spielen. Dieser Motor ist sehr vorteilhaft für große Anwendungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Verbraucher- und Medizinbranche.
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