Bürstenlose Motoren vs. Bürstenmotoren: Welcher ist der richtige für Ihr Projekt?

Einführung

Es gibt zwei gängige Gleichstrommotortypen: Bürstenmotoren und bürstenlose Motoren (BLDC-Motoren). Bürstenmotoren nutzen, wie der Name schon sagt, Bürsten zur Kommutierung der Drehrichtung, wodurch der Motor rotieren kann. Bürstenlose Motoren hingegen ersetzen die mechanische Kommutierung durch eine elektronische Steuerung. Beide Typen basieren auf demselben Prinzip: magnetischer Anziehung und Abstoßung zwischen Spule und Permanentmagnet. Jeder Typ hat seine Vor- und Nachteile, die Ihre Wahl je nach den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung beeinflussen können. Das Verständnis der Unterschiede zwischen Bürsten- und bürstenlosen Gleichstrommotoren ist entscheidend für die Beurteilung ihrer Leistungsfähigkeit. Die Entscheidung für den einen oder anderen Typ hängt von verschiedenen Kriterien ab, darunter Wirkungsgrad, Lebensdauer und Kosten.

Wichtige Faktoren für den Unterschied zwischen gebürsteten und bürstenlosen Gleichstrommotoren:

#1. Höhere Effizienz

Bürstenlose Motoren sind effizienter als Motoren mit Bürsten. Sie wandeln elektrische Energie präziser in mechanische Energie um und reduzieren so den Energieverlust. Im Gegensatz zu Gleichstrommotoren mit Bürsten treten bei bürstenlosen Motoren keine Reibungsverluste oder Energieverluste auf, die durch Bürsten und Kommutatoren entstehen. Dies verbessert die Leistung, verlängert die Laufzeit und senkt den Energieverbrauch.

Umgekehrt gelten Bürstenmotoren als weniger effizient als bürstenlose Gleichstrommotoren, da Leistungsverluste durch Reibung und Energieübertragung über das Kommutatorsystem entstehen.

#2. Wartung und Langlebigkeit

Bürstenlose MotorenBürstenlose Motoren haben weniger bewegliche Teile und keine mechanischen Verbindungen, was zu einer längeren Lebensdauer und einem geringeren Wartungsaufwand führt. Durch den Verzicht auf Bürsten entfallen Probleme im Zusammenhang mit Bürstenverschleiß und anderen Wartungsarbeiten. Daher sind bürstenlose Motoren oft die kostengünstigere Option für Anwender.

Bürstenmotoren erfordern zudem mehr Wartung aufgrund des Verschleißes der Bürsten und des Kommutators, was zu Leistungseinbußen und Motorproblemen führen kann. Um eine optimale Leistung zu gewährleisten, müssen die Bürsten regelmäßig ausgetauscht werden.

#3. Lärm und Vibrationen

Bei bürstenlosen Motoren lässt sich der Wicklungsstrom steuern, wodurch Drehmomentpulsationen, die Vibrationen und mechanische Geräusche verursachen können, reduziert werden. Daher erzeugen bürstenlose Motoren im Allgemeinen weniger Geräusche und Vibrationen als Motoren mit Bürsten, da sie keine Bürsten oder Kommutatoren besitzen. Die Reduzierung von Vibrationen und Geräuschen verbessert den Benutzerkomfort und minimiert den Verschleiß bei längerem Gebrauch.

In einem Bürsten-Gleichstrommotor arbeiten Bürsten und Kommutator als Schaltmechanismus zusammen. Im Betrieb öffnen und schließen diese Schalter ständig. Dadurch fließen hohe Ströme durch die induktiven Rotorwicklungen, was aufgrund des hohen Stromflusses zu einem geringen elektrischen Rauschen führt.

#4. Kosten und Komplexität

Bürstenlose Motoren sind aufgrund des elektronischen Steuerungssystems zur Kommutierung tendenziell teurer und komplexer. Der höhere Preis bürstenloser Gleichstrommotoren im Vergleich zuBürstenbehaftete Gleichstrommotorenist hauptsächlich auf die fortschrittliche Elektronik zurückzuführen, die in ihrer Konstruktion zum Einsatz kommt.

#5. Konstruktion und Betrieb

Bürstenlose Gleichstrommotoren sind nicht selbstkommutierend. Sie benötigen eine Ansteuerschaltung mit Transistoren zur Steuerung des Stromflusses in den Motorwicklungen. Anstelle mechanischer Verbindungen nutzen diese Motoren elektronische Steuerungen und Hall-Sensoren zur Stromregelung in den Wicklungen.

Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren sind selbstkommutiert, d. h., sie benötigen keine Treiberschaltung zum Betrieb. Stattdessen nutzen sie mechanische Bürsten und Kommutatoren, um den Strom in den Wicklungen zu steuern und so ein Magnetfeld zu erzeugen. Dieses Magnetfeld erzeugt ein Drehmoment, das den Motor in Rotation versetzt.

#6. Bewerbungen

Da die Kosten vonVibrationsmotorenDa der Bedarf an zugehöriger Elektronik weiter sinkt, steigt die Nachfrage nach bürstenlosen und Bürstenmotoren. Bürstenlose Motoren sind sehr beliebt für Smartwatches, medizinische Geräte, Kosmetikgeräte, Roboter usw.

Es gibt aber nach wie vor Anwendungsbereiche, in denen Bürstenmotoren sinnvoller sind. Sie finden beispielsweise in Smartphones, E-Zigaretten, Videospiel-Controllern und Augenmassagegeräten breite Verwendung.