Inhalt
- Wie ein gebürsteter Gleichstrommotor funktioniert
- Wie ein bürstenloser Gleichstrommotor funktioniert
- Vorteile bürstenloser Motoren
- Vorteile gebürsteter Gleichstrommotoren
Strom Gleichstrommotoren unterscheiden sich in der Art und Weise, wie der Strom auf den Schalter oder die Elektromagnete übertragen wird, die verhindern, dass sich der Rotor dreht. Im Wesentlichen wird bei einem Bürstenmotor der Strom mechanisch durch Drahtbürsten übertragen, während bei einem bürstenlosen Motor der Rotor elektronisch verbunden wird, ohne dass physikalische Kontakte erforderlich sind.
Wie ein gebürsteter Gleichstrommotor funktioniert
Gleichstrom-Elektromotoren erzeugen Magnetfelder, deren Anziehung und Abstoßung den Zentralrotor in Bewegung hält. Bei einem Bürstenmotor sind auf beiden Seiten eines rotierenden Elektromagneten feste Magnete angeordnet, von denen einer zum positiven Pol und der andere zum negativen gerichtet ist. Der Elektromagnet wird durch eine Reihe von Spulen (normalerweise drei, die an äquidistanten Punkten um den Rotor angeordnet sind) gebildet, die als Schalter bezeichnet werden. Wenn Elektrizität fließt, erzeugen diese Spulen ihr eigenes Magnetfeld, das von dem von den Festmagneten erzeugten Magnetfeld abgestoßen und angezogen wird. Der Strom wird durch Metallbürsten, die sich zusammen mit dem Rotor drehen, auf die Kommutatorspulen übertragen. Beim Starten des Motors fließt der Strom zu den Elektromagneten, deren Magnetfelder von einem festen Magneten abgestoßen und vom anderen angezogen werden, wodurch sich der Rotor dreht. Bei dieser Drehung kommen die Metallbürsten in Reihe mit jeder Spule in Reihe hinein und heraus, so dass der Gegensatz und die Anziehungskraft zwischen den resultierenden Magnetfeldern und den Feldern der statischen Magnete die Drehung des Elektromagneten aufrechterhalten.
Wie ein bürstenloser Gleichstrommotor funktioniert
Bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor sind die Positionen der Festmagnete und der elektromagnetisierten Spulen umgekehrt. Die festen Magnete werden nun auf dem Rotor platziert und die Spulen werden um das Gehäuse herum platziert. Der Motor läuft durch den Strom, der in Reihe durch jede Spule fließt, um die Felder der festen Magnete abzustoßen und anzuziehen und den Rotor um sie herum daran zu befestigen. Damit ein solcher Motor funktioniert, müssen die Stufenschalterspulen mit den festen Magneten synchron gehalten werden, damit die Felder ständig gegenläufig sind und der Rotor in Rotation bleibt. Dies erfordert eine elektronische Steuerung oder einen Mikroprozessor, um das Anlegen des Stroms an jede elektromagnetische Spule zu koordinieren.
Vorteile bürstenloser Motoren
Der Hauptvorteil von bürstenlosen Motoren besteht darin, dass die Stromübertragung zum Kommutator nicht mechanisch ist. Da bürstenbehaftete Motoren vom physischen Kontakt der Metallbürsten mit den Kommutatorspulen abhängen, unterliegen sie aufgrund der Reibung mit den Kontakten einem Wirkungsgradverlust und nach langen Zeiträumen verschleißen auch alle mechanischen Teile der Bürsten und Verbindungen Gebrauch durch Reibung. Da sich bürstenlose Motoren (aufgrund mangelnder Reibung) weniger erwärmen, können sie mit höheren Drehzahlen arbeiten (da die Erwärmung die Magnetfelder stört).
Vorteile gebürsteter Gleichstrommotoren
Der Hauptvorteil von bürstenbehafteten Gleichstrommotoren besteht darin, dass sie billiger und einfacher zu bauen und zu warten sind als bürstenlose Motoren, da der Mechanismus weniger kompliziert ist.