Was ist ein bürstenloser Motor? Ein umfassender Leitfaden zur BLDC-Technologie

Vorwort

Die Diskussion über Elektromotoren wurde in den letzten Jahren von bürstenlosen Motoren dominiert. Dies ist so, weil sie im Vergleich zu bürstenbehafteten Motoren eine bessere Leistung, Zuverlässigkeit und Effizienz bieten. Bürstenlose Gleichstrommotoren oder ECM-Motoren (elektrisch kommutierte Motoren) sind Motoren, die mit Gleichstrom arbeiten. Sie haben die Automobilindustrie, die Roboterindustrie sowie Elektronik- und Kühlsysteme verändert. Die Notwendigkeit einer Bürste und eines rotierenden Kommutators, der den elektrischen Kontakt herstellt, entfällt, was wiederum dazu führt, dass bürstenlose Motoren einen geringeren mechanischen Verschleiß und eine höhere Effizienz und Lebensdauer aufweisen.

In diesem Artikel werden wir uns ausführlich mit der Definition eines bürstenlosen Motors, seinem Aufbau und seiner Funktionsweise sowie seinem Einsatzbereich in verschiedenen Branchen befassen.

Laut einer Studie von Grand View Research Markets erreichte der Wert des globalen Marktes für bürstenlose Gleichstrommotoren im Jahr 2020 8,7 Milliarden Dollar, und es wird erwartet, dass seine Größe im Zeitraum von 2021 bis 2028 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 7,5% wachsen wird. Dieser Trend wird auf die zunehmende Integration von Elektromotoren in verschiedenen Bereichen zurückgeführt. Ein weiterer Grund für diesen Trend sind die Rotorumdrehungen, die den BLDC-Motoren eine bessere Kontrolle ermöglichen.

Was ist ein bürstenloser Motor?

Ein bürstenloser Motor ist ein Motortyp, der elektromagnetische Spulen im Stator und einen Permanentmagneten im Rotor verwendet, um eine Drehgeschwindigkeit und damit eine Drehbewegung zu erzeugen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bürstenmotoren enthält ein bürstenloser Motor keine physischen Bürsten oder einen Kommutator. Sie verwenden stattdessen eine elektronische Kommutierung, die jedoch immer von einem elektronischen Drehzahlregler oder ESC gesteuert wird.

Bürstenlose Motoren bieten mehrere Vorteile, da sie bürstenlos sind. Dazu gehören geringer Verschleiß, hoher Wirkungsgrad und geringerer Wartungsaufwand. Außerdem erreichen bürstenlose Motoren aufgrund ihres fortschrittlichen Steuerungssystems tendenziell höhere Drehzahlen und erzeugen mehr Drehmoment als ihre bürstenbehafteten Gegenstücke derselben Größe.

Warum werden bürstenlose Motoren immer beliebter als bürstenbehaftete Motoren?

Aufgrund ihrer Vorteile gegenüber anderen Motoren haben bürstenlose Motoren in vielen Industriezweigen einen starken Zulauf erfahren. Diese zunehmende Beliebtheit kann jedoch auf einige Schlüsselfaktoren zurückgeführt werden, darunter.

Hohe Effizienz: Ein bürstenloser Motor ist für seine höhere Energieeffizienz bekannt, da es keine Reibung und keine Verluste an mechanischer Energie durch Bürsten und Kommutatoren gibt, wie bei vielen anderen Geräten. Dies führt zu einer besseren Energieeinsparung und einer längeren Lebensdauer des Akkus bei tragbaren Anwendungen.

Geringer Wartungsaufwand: Da bei bürstenlosen Motoren keine Bürsten vorhanden sind, entfällt die Notwendigkeit regelmäßiger Wartungsarbeiten, wie z. B. der Verschleiß von Bürsten. Daher sind die Wartungskosten niedriger und die Zuverlässigkeit ist höher.

Präzise Kontrolle: Bürstenlose Motoren liefern mit Hilfe elektronischer Kommutierung und fortschrittlicher Steuerungsalgorithmen präzise Drehzahlen und Drehmomente. Daher können sie in Anwendungen eingesetzt werden, die eine hohe Genauigkeit und Präzision der Bewegung und gleichzeitig einen reibungslosen Betrieb erfordern.

Kompakte Größe: Bürstenlose Motoren haben eine höhere Leistungsdichte als bürstenbehaftete Motoren, was eine geringere Größe des bürstenlosen Motors ermöglicht. Dies ist besonders bei Anwendungen von Vorteil, bei denen der Platz begrenzt ist, z. B. bei Drohnen und tragbaren Gadgets.

Attribut	Bürstenlose Motoren	Bürstenmotoren
Wirkungsgrad	Hoher Wirkungsgrad, da keine Reibung durch Bürsten entsteht, was zu einer besseren Energienutzung führt.	Geringerer Wirkungsgrad aufgrund von Energieverlusten durch Bürstenreibung und Kommutierung.
Wartung	Geringer Wartungsaufwand, da keine Bürsten ersetzt werden müssen.	Höherer Wartungsaufwand aufgrund der Abnutzung der Bürsten und der Notwendigkeit, diese zu ersetzen.
Kontrolle der Präzision	Präzise Steuerung durch elektronische Kommutierung und fortschrittliche Steuerungsalgorithmen.	Weniger präzise Steuerung, begrenzt durch die physischen Bürsten und den Kommutator.
Größe und Leistungsdichte	Die kompakte Bauweise und die hohe Leistungsdichte ermöglichen kleinere, leistungsstärkere Motoren.	In der Regel größer und weniger leistungsstark bei gleicher Größe aufgrund mechanischer Beschränkungen.
Dauerhaftigkeit	Längere Lebensdauer, da der mechanische Verschleiß stark reduziert wird.	Kürzere Lebensdauer aufgrund von Verschleiß an Bürsten und Kommutatoren.
Rauschen und EMI	Geringes Rauschen und geringe elektromagnetische Störungen, geeignet für empfindliche Anwendungen.	Höheres Rauschen und Potenzial für elektromagnetische Störungen.

Wie bürstenlose Motoren funktionieren

Bürstenlose Motoren arbeiten nach einem Prinzip, das als elektromagnetische Induktion bekannt ist. Der Stator eines bürstenlosen Motors besteht aus mehreren elektromagnetischen Spulen, während der Rotor mit eingebetteten Permanentmagneten ausgestattet ist. Der Stromfluss zu den Statorspulen führt zur Bildung eines Magnetfelds, das mit den Permanentmagneten des Rotors zusammenwirkt, was zur Drehung des Rotors führt und elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt.

Die Rolle von Magneten und elektromagnetischen Feldern

Der Rotor eines bürstenlosen Motors ist mit Permanentmagneten ausgestattet. Diese Magnete, die aus seltenen Erden wie Neodym oder Samarium-Kobalt bestehen, sind so angeordnet, dass sie abwechselnd Nord- und Südpole bilden, die für die Erzeugung der Drehbewegung entscheidend sind.

Die Spulen bilden einen Teil des Stators und werden in einer bestimmten Reihenfolge mit Strom versorgt, so dass ein rotierendes Magnetfeld entsteht. Dieses Feld wirkt auf den Rotor, der mit Permanentmagneten ausgestattet ist, und erzeugt ein Drehmoment, das dazu führt, dass sich der Rotor dreht.

Durch Änderung der Reihenfolge, in der die Statorspulen mit Strom versorgt werden, können die Geschwindigkeit und die Richtung des Rotors angepasst werden.

Elektronische Drehzahlregelung (ESC) erklärt

Bürstenlose Motoren verwenden für die Kommutierung elektronische Drehzahlregler (ESC). Diese ESCs sind für die Umwandlung der vom Benutzer oder einem Steuersystem gelieferten Eingangsbefehle in das richtige Timing der Stromimpulse verantwortlich, die an die Statorspulen gesendet werden.

Ein elektrischer Drehzahlregler (ESC) steuert den Stromfluss durch eine Kombination aus Pulsweitenmodulation (PWM) und feldorientierter Steuerung (FOC), um die Motordrehzahl (RPM) und das Drehmoment zu regulieren. Eine solche Anordnung basiert auch auf Rückkopplungselementen wie Hall-Effekt-Sensoren oder Gegen-EMK, da der Kommutierungszeitpunkt entsprechend der Position des Rotors angepasst wird. Dieser Grad der Motorsteuerung ist auch einer der Hauptgründe, warum bürstenlose Motoren in verschiedenen Sektoren in großem Umfang eingesetzt werden.

Anwendungen von bürstenlosen Motoren in verschiedenen Branchen

Bürstenlose Motoren werden aufgrund ihrer hohen Effektivität, Zuverlässigkeit und Leistung in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Einige der wichtigsten Sektoren und Anwendungen, die die Verwendung von bürstenlosen Motoren in großem Umfang gesucht haben, gehören:

Bürstenlose Motoren in verschiedenen Branchen

Automobil-Innovationen mit bürstenlosen Motoren

In der Welt des Automobils gibt es zahlreiche Anwendungen, in denen bürstenlose Motoren ihren Platz gefunden haben, darunter elektrische Servolenkungen, Kraftstoffpumpen und Motorkühlsysteme. Diese bürstenlosen Motoren bieten eine hohe Drehmomentdichte, eine präzise Steuerung und eine höhere Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu den früher verwendeten hydraulischen oder mechanischen Systemen.

Auch bei der Herstellung von Elektro- und Hybridfahrzeugen spielen bürstenlose Motoren eine immer wichtigere Rolle. Ihr Einsatz nimmt ständig zu, da bürstenlose Motoren für Fahrmotoren, Bremsanlagen und Kühlsysteme für Batterien geeignet sind, um die Effizienz und Leistung solcher Fahrzeuge zu verbessern.

Auswirkungen auf Unterhaltungselektronik und Robotik

Die Unterhaltungselektronikindustrie hat stark von bürstenlosen Motoren profitiert, da sie kleinere, leistungsstarke Geräte wie Drohnen, Smartphones, Wearables und andere Geräte ermöglicht haben. Die Verwendung von bürstenlosen Motoren in diesen Geräten ist aufgrund der hohen Leistungsdichte und der präzisen Steuerung vorteilhaft. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sie sich gut für Anwendungen, bei denen ein reibungsloser Betrieb mit langer Akkulaufzeit gewünscht ist.

Die Robotik ist ein Bereich, der neben einer Vielzahl von Mechanismen auch den Einbau von Servos in spezielle Motoren umfasst. Dabei handelt es sich um bürstenlose Motoren, die in Industrierobotern, kollaborierenden Robotern (Cobots) und Servicerobotern zum Einsatz kommen. Sie liefern die erforderliche Präzision, das Drehmoment und die Geschwindigkeit, die für Pick-and-Place-Aufgaben, Schweißarbeiten und sogar für die Handhabung von Materialien unerlässlich sind.

Bürstenlose Motoren in Elektrofahrzeugen

Das Aufkommen von bürstenlosen Motoren in Elektrofahrzeugen hat den Automobilbereich verändert. Diese Antriebsleistung wird hauptsächlich von bürstenlosen Motoren erbracht, wobei der Schwerpunkt auf BLDC-Motoren liegt. Sie bieten für derartige Anwendungen erhebliche Vorteile.

Zunächst einmal besitzt der BLDC-Motor eine hohe Leistungsdichte, die es ihm ermöglicht, im Vergleich zu Bürstenmotoren mehr Leistung pro Volumen zu erbringen, wodurch kompakte und leichte Motorkonstruktionen möglich sind, die die Gesamtmasse des Fahrzeugs minimieren und somit die Energieeffizienz des Fahrzeugs insgesamt verbessern.

Außerdem haben BLDC-Motoren einen hohen Wirkungsgrad im Bereich von 85% bis 95%. Dies ist insbesondere für Elektrofahrzeuge von entscheidender Bedeutung, da ein hoher Wirkungsgrad zu einer größeren Reichweite und einem geringeren Energieverbrauch führt.

Schließlich ermöglicht die Steuerung von BLDC-Motoren eine außergewöhnliche Kontrolle der Geschwindigkeits- und Drehmomentcharakteristiken, wodurch die Beschleunigung, das regenerative Bremsen und das effektive Energiemanagement in E-Fahrzeugen reibungslos und reaktionsschnell erfolgen. Dies führt auch zu einer Verbesserung des Fahrverhaltens und der Stabilität des Fahrzeugs.

Bürstenlose Motoren für Kühlerlüfter

In Kühlsystemen wird die Erwärmung von Geräten und Systemen mit Hilfe von Kühlventilatoren verhindert, wobei die Effizienz der Geräte erhalten bleibt. Der Einsatz von bürstenlosen Motoren, insbesondere von BLDC-Lüftermotoren, findet aufgrund ihrer Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Lüftern in Kühlanwendungen immer mehr Verbreitung.

BLDC im Vergleich zu herkömmlichen Kühlventilatoren

Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren oder AC-Induktionsmotoren werden standardmäßig in fast allen Konstruktionen als Lüftermotoren verwendet. Früher waren diese Motoren wegen ihrer Zuverlässigkeit weit verbreitet, aber heute haben sie einige Nachteile gegenüber BLDC-Lüftermotoren.

Herkömmliche Gleichstromlüfter, die bürstenbehaftete Gleichstrommotoren verwenden, sind mit frühen Ausfällen verbunden, da diese Motoren Bürsten und Kommutatoren enthalten, die einen mechanischen Verschleiß verursachen. Daher haben diese Motoren eine relativ kurze Lebensdauer, sind wartungsanfälliger und störanfälliger.

Außerdem verursachen Bürstenmotoren elektrisches Rauschen und elektromagnetische Störungen in den Betrieb elektronischer Schaltungen und angetriebener Komponenten, was den Betrieb empfindlicher Systeme beeinträchtigen kann.

BLDC-Lüftermotoren haben dagegen eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Lüftern:

Verbesserte Leistung: Da es keine Bürsten- und Kommutatorverluste gibt, ist der Wirkungsgrad von BLDC-Lüftermotoren höher. Daher verbrauchen sie weniger Strom und verbessern die Kühleffizienz.

Verlängerte Lebensdauer: Da die BLDC-Lüftermotoren keine bürstenbehafteten Komponenten aufweisen, entfällt der mechanische Verschleiß der bürstenbehafteten Gegenstücke. Dies hat eine längere Lebensdauer und weniger Wartungsaufwand zur Folge.

Geringes Rauschen und EMI: Die Emission von elektrischem Rauschen und EMI von BLDC-Lüftermotoren ist minimal, so dass sie in empfindlichen elektronischen Anwendungen eingesetzt werden können.

Präzise Drehzahlregelung: Die Verwendung eines PWM-Signals zur Steuerung eines BLDC-Lüftermotors ist recht einfach und ermöglicht eine präzise Regelung der Drehzahl, um den Anforderungen einer bestimmten Kühlaufgabe gerecht zu werden.

Anwendungen von BLDC-Kühlventilatoren

BLDC-Kühlventilatoren werden in einer Vielzahl von Branchen und Produkten eingesetzt, z. B:

Unterhaltungselektronik: BLDC-Lüfter werden in Laptops, Desktop-Computern, Spielkonsolen und anderen elektronischen Geräten eingesetzt, die ein ausgeklügeltes Wärmemanagement benötigen, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Automobilindustrie: Batteriekühlsysteme, Klimatisierungssysteme von Fahrzeugen sowie die Kühlung von Leistungselektronik sind einige Anwendungen von BLDC-Kühlventilatoren im Automobilbereich.

Industrielle Ausrüstung: Solche Ventilatoren werden auch an CNC-Maschinen, industriellen Schalttafeln, Stromversorgungen und anderen industriellen Geräten eingesetzt, um die Wärme abzuleiten und die Geräte vor Zerstörung zu schützen.

Medizinische Geräte: Medizinische Geräte wie Beatmungsgeräte, Patientenmonitore und bildgebende Systeme verwenden ebenfalls BLDC-Kühlventilatoren, um einen zuverlässigen Betrieb und die Sicherheit der Patienten zu gewährleisten.

Auswahl von Normen für BLDC-Kühlventilatoren

Es gibt zahlreiche Normen und Spezifikationen, die man bei der Auswahl eines Anwendungslüfters wie z. B. eines BLDC-Lüfters beachten muss, um die Kompatibilität der Komponenten zu ermöglichen und die Leistung und Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern. Einige der wichtigsten Normen und Spezifikationen, die zu berücksichtigen sind, sind:

Größe und Konfiguration: Zu den Größen und Konstruktionsvarianten dieser BLDC-Kühlventilatoren gehören Gebläse, Radialventilatoren und Axialventilatoren. Je nach Wärmebedarf und Platzverhältnissen müssen die Abmessungen und die Art der Befestigung angemessen sein.

Leistungsdaten: Es gibt verschiedene Lüfter mit unterschiedlichen Leistungsstufen. So kann ein BLDC-Lüfter entweder mit 12 V, 24 V oder sogar 48 V erhältlich sein. Solche Lüfter müssen je nach den Spezifikationen der für das System benötigten Stromversorgung ausgewählt werden.

Effizienz: Die Kühlleistung dieses Lüfters hängt weitgehend von der Drehzahl und dem Luftdurchsatz ab, über die er verfügt. Dies erfordert die Wahl eines Lüfters mit der richtigen Drehzahl, die in RPM gemessen wird, und einem Luftstrom, der in CFM oder m³/h angegeben wird, je nach der Wärmeabfuhrkapazität des Systems.

Ton: Zur leichteren Orientierung und Spezifizierung kann die Leistung eines BLDC-Lüfters anhand der von ihm erzeugten Geräuschentwicklung in Dezibel (dB) quantifiziert werden. Der Geräuschpegel des Lüfters muss vor allem in Fällen berücksichtigt werden, in denen ein niedriger Geräuschpegel eingehalten werden muss, z. B. bei medizinischen Anwendungen oder in Büros.

Umweltaspekte: Ein BLDC-Lüfter kann von verschiedenen Umwelteigenschaften wie Temperatur, Feuchtigkeit, Staub und Vibration beeinflusst werden. Es lohnt sich, einen Lüfter zu wählen, der für die besonderen Umgebungsbedingungen einer Anwendung geeignet ist.

Unter Berücksichtigung dieser Normen und Spezifikationen sind Ingenieure und Konstrukteure in der Lage, den besten BLDC-Lüftertyp für ihre jeweilige Anwendung auszuwählen und so eine gute Leistung, Zuverlässigkeit und Kompatibilität mit dem gesamten System zu erreichen.

Schlussfolgerung

Der bürstenlose Motor, der auch als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) oder elektronisch kommutierter Motor bezeichnet wird, hat sich in verschiedenen Industriezweigen bewährt, da er fortschrittlicher, effizienter und zuverlässiger ist als die bürstenbehafteten Motoren. Der Wegfall der Bürsten und die Verwendung der elektronischen Kommutierung in bürstenlosen Motoren bietet mehrere Vorteile, darunter geringeren mechanischen Verschleiß, höhere Effizienz, Präzisionssteuerung und geringere Baugröße. Das bedeutet, dass es bei BLDC-Motoren praktisch keinen Netzkontakt gibt und der Wartungsaufwand daher sehr gering ist.

Bürstenlose Motoren werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, z. B. in der Automobilindustrie, in der Robotik, in elektronischen Geräten und in Kühlsystemen. Sie sind von entscheidender Bedeutung für moderne Elektrofahrzeuge, die kompakte, effiziente Fahrmotoren und Batteriekühlsysteme benötigen. In den neuen Kühlgebläsen sind die BLDC-Lüftermotoren effizienter als die herkömmlichen Lüfter und lassen sich daher leichter in verschiedene elektronische Geräte und Systeme integrieren.

Mit der kontinuierlichen technologischen Entwicklung ist zu erwarten, dass noch mehr Anwendungen für Kompressoren, BLDC-Motoren und bürstenlose DC-Lüfter entwickelt werden, die nun weitere Innovationen in verschiedenen Bereichen vorantreiben werden. Der Einsatz der bürstenlosen Motorentechnologie wird zur Schaffung äußerst zuverlässiger, effizienter und leistungsstarker Systeme führen und gleichzeitig den Fortschritt in den Bereichen Elektromobilität, Automatisierung und Kühllösungen vorantreiben.

FAQs:

Wie wähle ich die richtige Größe des bürstenlosen Motors für mein Projekt?

Bei der Auswahl eines bürstenlosen Motors mit den richtigen physikalischen Grenzen für das Projekt müssen mehrere Kriterien berücksichtigt werden:

Anforderungen an das Drehmoment: Ermitteln Sie das Drehmoment, das für den Antrieb Ihrer Anwendung erforderlich ist. Bestimmen Sie auf der Grundlage der Last-, Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsanforderungen das Drehmoment, das für ein solches System erforderlich ist.

Drehzahlbereich: Bestimmen Sie den Drehzahlbereich, in dem der Motor arbeiten soll. Bürstenlose Motoren ermöglichen hohe Drehzahlen, aber die Konstruktion des Motors und die Anforderungen einer bestimmten Anwendung bestimmen den spezifischen Bereich.

Erforderliche Pferdestärken: Verwenden Sie die erforderliche Drehzahl und das Drehmoment bei der Berechnung der Ausgangsleistung für Ihre Anwendung. Besorgen Sie sich einen bürstenlosen Motor mit mindestens der zuvor berechneten Leistung.

Spannungs- und Stromwerte: Verwenden Sie einen bürstenlosen Motor, dessen Spannungs- und Stromwerte mit der verwendeten Stromversorgung übereinstimmen. Berücksichtigen Sie die maximale Spannung und Stromaufnahme des Motors unter Last.

Überlegungen zu Platz und Gewicht: Ermitteln Sie den zur Verfügung stehenden Platz und das maximale Gewicht, das in Ihrer Anwendung toleriert werden kann. Wählen Sie einen bürstenlosen Motor mit Größen- und Gewichtsfaktoren, die bequem in die von Ihrem Design vorgegebenen Grenzen passen.

Umgebungsbedingungen: Beurteilen Sie die Arbeitsbedingungen Ihres Motors, einschließlich Temperatur, Feuchtigkeit und Vibration. Verwenden Sie einen bürstenlosen Motor mit geeigneten Umgebungswerten und Schutzfunktionen.

Was sind die Vorteile eines bürstenlosen Motors im Vergleich zu herkömmlichen Motoren?

Im Vergleich zu herkömmlichen Bürstenmotoren haben bürstenlose Motoren folgende Vorteile:

Verluste können minimiert werden: In einem bürstenlosen Motor gibt es keine Bürsten und Kommutatorverluste, so dass er einen höheren Wirkungsgrad hat. Es können Wirkungsgrade von bis zu 95% erreicht werden, wodurch der bürstenlose Motor energieeffizient ist und tragbare Anwendungen weniger Batterieverbrauch erfordern.

Die Lebensspanne wird erweitert: Ein bürstenloser Motor ist bürstenlos, was bedeutet, dass seine Motoren ihr Herz nicht an die Muskeln legen und die Lebensdauer der Motoren erhöhen und den Wartungsaufwand insgesamt reduzieren.

Hohe Genauigkeit: Bürstenlose Motoren haben eine hohe Trägheitseffizienz und Drehmomentgenauigkeit durch die Integration verschiedener fortschrittlicher Steuerungstechniken wie Pulsweitenmodulation oder feldorientierte Steuerung. Dies ermöglicht einen reibungslosen Betrieb, eine genaue Positionierung und ein Höchstmaß an Leistung in einer Reihe von Anwendungen.

Hohe Geschwindigkeit und hohes Drehmoment: Bürstenlose Motoren erzeugen ein höheres Drehmoment und ermöglichen eine höhere Geschwindigkeit als ein bürstenbehafteter Motor gleicher Größe, da bürstenbehaftete Motoren mechanisch in ihren Möglichkeiten begrenzt sind. Aber mit den bürstenlosen Motoren, die durch ihre diamantförmigen Designs die Grenzen sprengen, ist das Bürsten kein Problem.

Weniger Rauschen und EMI: Bürstenlose Motoren arbeiten im Vergleich zu bürstenbehafteten Motoren nahezu geräuschlos und ohne elektromagnetische Interferenzen (EMI). Dadurch eignen sie sich für den Einsatz in empfindlichen elektronischen Umgebungen und für Anwendungen, bei denen ein geringes Geräusch erforderlich ist.

Kompakte Größe und hohe Leistungsdichte: Bürstenlose Motoren können leicht eine hohe Leistungsdichte erreichen, was Raum für kompakte und leichte Konstruktionen schafft. Dies ist bei Anwendungen mit Platzmangel wie Drohnen, Robotik und tragbaren Geräten sehr nützlich.

Geringerer Wartungsaufwand: Durch den Einsatz von bürstenlosen Motoren entfällt die regelmäßige Wartung, die mit abgenutzten Bürsten verbunden ist. Die Wartungskosten werden dadurch geringer und die Zuverlässigkeit steigt.

Breiter Geschwindigkeitsbereich: Bürstenlose Motoren sind in der Lage, in einem großen Drehzahlbereich zu arbeiten, von niedrigen bis zu hohen Drehzahlen, wobei sie ein konstantes Drehmoment beibehalten. Diese Eigenschaft macht sie ideal für verschiedene Anwendungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsanforderungen.

Obwohl bürstenlose Motoren in der Anschaffung teurer sind als bürstenbehaftete, machen die langfristigen Kosteneinsparungen sowie die höhere Leistung und Lebensdauer diesen Aufwand mehr als wett. Der tatsächliche Nutzen des Einsatzes eines bürstenlosen Motors hängt von den qualitativen und quantitativen Anforderungen der jeweiligen Aufgabe und den baulichen Gegebenheiten des Motors ab.

Was sind die häufigsten Probleme bei der Wartung und Fehlersuche für bürstenlose Motoren?

Obwohl bürstenlose Motoren einen geringeren Wartungsbedarf haben, können bei bürstenlosen Motoren dennoch einige Wartungsarbeiten und Probleme bei der Fehlersuche auftreten:

Abnutzung der Lager: Es besteht kein Zweifel daran, dass bürstenlose Motoren mit Lagern ausgestattet sind, die sich mit der Zeit abnutzen werden. Dies führt zu zusätzlichen Geräusch- und Vibrationspegeln, die zu den bereits im Motor vorhandenen Geräuschpegeln hinzukommen. Die Gesamtheit dieser Faktoren kann bei der Entscheidung helfen, ob eine Reparatur erforderlich ist oder ob ein Austausch der Lager die bessere Lösung ist.

Andererseits können auch Schäden an den Isoliersystemen auftreten, insbesondere bei Statorwicklungen, die in zahlreichen Fällen hoher Feuchtigkeit oder großer Hitze ausgesetzt sind. Dieses Problem kann durch Isolationsdurchbrüche noch verschärft werden, da Kurzschlüsse die Folge sein können. Dieses Problem lässt sich vermeiden, indem der Wicklungswiderstand regelmäßig überwacht und die Getriebemotoren bei Bedarf ausgetauscht werden.

Jeder Motortyp, und bürstenlose Motoren bilden da keine Ausnahme, arbeitet innerhalb festgelegter Parameter, und dies hängt in der Regel von der Verwendung von Hall-Effekt- oder Encoder-Sensoren ab, die eine angemessene Positionsrückmeldung liefern. Diese Sensoren sind für den ordnungsgemäßen Betrieb des Motors von entscheidender Bedeutung, und wenn sie ausfallen, kann der gesamte Motor entweder falsch oder gar nicht funktionieren. In den meisten Fällen müssen zur Behebung verschiedener sensorbezogener Probleme mehrere Schritte durchgeführt werden, darunter die Überprüfung der Verdrahtung und der Sensoranschlüsse, und in einigen seltenen Fällen müssen die Sensoren selbst ersetzt werden.

Überhitzung: Ein bürstenloser Motor kann überhitzen, wenn er über seine Nenndaten hinaus betrieben wird oder wenn es an Kühlung mangelt. Wicklungen, Magnete oder andere Bauteile können durch Überhitzung beschädigt werden. Um eine Überhitzung zu vermeiden, ist es ratsam, für ausreichende Belüftung zu sorgen, geeignete Kühltechniken zu verwenden und den Betrieb des Motors auf seine Nennwerte zu beschränken.

Ein angemessener Umgang mit bürstenlosen Motoren sowie rechtzeitige Inspektionen und Reparaturen können dazu beitragen, potenzielle Probleme, die zum Absterben des Motors führen können, zu vermeiden und zu erkennen. Wenn die Fehlerbehebungsverfahren das Problem nicht beheben, besteht der nächste Schritt darin, den Hersteller oder qualifizierte Servicetechniker zu kontaktieren.