Bürstenloser vs. bürstenbehafteter DC-Motor: Was ist der wirkliche Unterschied für Ihr Projekt?

Wenn Sie versuchen, den Unterschied zwischen bürstenbehafteten und bürstenlosen Elektromotoren zu verstehen, sind Sie in guter Gesellschaft. Dieser Artikel ist für Sie! Das Verstehen der Informationen über bürstenlose und bürstenbehaftete Motoren wird Ihnen helfen, den idealen Motor zu wählen. Das kann Ihnen im Nachhinein eine Menge Probleme ersparen. Wir werden uns ansehen, wie ein Bürstenmotor funktioniert, und dann genau sehen, wie ein bürstenloser Motor seine Aufgabe erfüllt. Dies wird Ihnen helfen, zu wählen, welche Art von Motor ist ideal, wozu Sie tun möchten.

Was ist ein grundlegender Gleichstrommotor? Die Grundlagen von bürstenbehafteten und bürstenlosen Motoren

Ich möchte Sie darauf hinweisen, dass die Anerkennung der DC-Basismotor ist entscheidend. Stellen Sie sich einen Gleichstrommotor als einen Elektromotor vor, der mit Gleichstrom betrieben wird. Das ist ein Gleichstrom, wie von einer Batterie. Für diese Elektromotoren benötigen Sie eine Gleichstromversorgung, z. B. eine Batterie oder einen Konverter. Sowohl der Bürstenmotor als auch der bürstenlose Motor, über den wir sprechen werden, sind Arten von Gleichstrommotoren. Diese Gleichstrom-Elektromotoren sind in vielen Geräten zu finden. Sie nehmen elektrische Energie auf und wandeln sie direkt in Bewegung um. Diese Bewegung kann zahlreiche Dinge antreiben, von Spielzeugfahrzeugen bis hin zu großen Geräten. Die Methode, mit der sie diese Bewegung erzeugen, ist der Punkt, an dem die Bürste zum Einsatz kommt - oder eben nicht! Im Gegensatz zu AC-Elektromotoren sind DC-Motoren in der Regel weniger komplex für die Stromversorgung durch Batterien; AC-Motoren arbeiten mit Wechselstrom.

Der Hauptpunkt ist ein elektromagnetisches Feld, das eine Aufgabe erfüllt. Diese Gleichstrommotoren arbeiten mit Gleichstrom. Diese Motoren nutzen Elektrizität, um Kräfte zu erzeugen, die den Motor zum Drehen bringen. Ob es sich um einen Bürstenmotor oder einen bürstenlosen Motor handelt, das Ziel ist dasselbe: sich zu drehen. Die Bürste oder das Fehlen einer Bürste ist ein wichtiger Bestandteil der Art und Weise, wie sie dies erreichen. Diese Elektromotoren spielen auch eine große Rolle in der umweltfreundlichen Energietechnik.

Wie genau funktioniert ein typischer bürstenbehafteter Gleichstrommotor mit seinem Bürstensystem?

Kommen wir nun zum klassischen bürstenbehafteten Gleichstrommotor. Der Name verrät es bereits: Dieser Bürstenmotor verwendet eine Bürste oder, häufiger, ein Bürstenpaar. Diese Bürsten sind winzige Blöcke, die normalerweise aus Kohlenstoff bestehen. Sie sind ein wichtiger Bestandteil des Motors. Ihre Aufgabe ist es, Strom an die sich drehende Komponente des Motors zu übertragen. Dieser Bürstenkontakt ist der eigentliche Zauber dieser Art von Motor. Wenn eine Gleichspannung an den Bürsten anliegt, beginnt sich der Motor zu drehen.

Diese bürstenbehafteten Motoren arbeiten mit einem System aus Bürsten und einem Kommutator. Der Kommutator ist eine Ansammlung von Stahlkontakten auf der Motorwelle. Wenn sich der Motor dreht, gleitet die Bürste über diese Kontakte. Durch diesen Vorgang, der Kommutierung genannt wird, ändert sich das Magnetfeld in den Motorwicklungen. Die Bürsten unterstützen die Kommutierung des Motors. Durch dieses Umschalten dreht sich der Motor weiter. Die Bürste ist also für das Funktionieren eines Bürstenmotors unerlässlich. Ohne eine gute Bürstenverbindung läuft der Bürstenmotor nicht gut oder gar nicht. Die Bürste selbst nutzt sich mit der Zeit durch das Reiben ab. Diese Bürste muss einen guten Kontakt haben.

Was sind die wichtigsten Funktionen eines Bürstenmotors? Denken Sie an Bürsten und Kontakt!

Bürstenmotoren sind normalerweise weniger komplex aufgebaut. Ein Bürstenmotor hat in der Regel einen Permanentmagneten außen (den Stator). Der sich drehende Teil (der Rotor) besteht aus Drahtspulen. Die Stromzufuhr zu diesen Spulen erfolgt über das Bürstensystem. Das bedeutet, dass die Bürste ständig in Kontakt ist. Durch Umschalten der Drähte kann die Drehrichtung des Motors geändert werden.

Dieses Bürstenmotor-Layout ist alt, aber zuverlässig. Er ist in der Regel kostengünstiger herzustellen als ein bürstenloser Motor. Die Geschwindigkeit des Motors lässt sich in der Regel durch Ändern der Gleichspannung steuern; mehr Spannung bedeutet in der Regel mehr Geschwindigkeit. Die Änderung der Spannung wirkt sich bei diesen Bürstenmotoren direkt auf die Motordrehzahl aus. Das Bürstensystem in einem Bürstenmotor kann jedoch Probleme verursachen. Die Bürste bricht. Bürstenmotoren verlieren durch die Bürstenreibung an Leistung. Bürstenüberschläge erzeugen Funken und elektrische Geräusche. Und in der Tat können Bürstenmotoren aufgrund des Bürstenkontakts laut sein. Manchmal werden Kondensatoren oder RC-Dämpfer hinzugefügt, um dieses Bürstengeräusch zu minimieren. Bei vielen Bürstenmotoren kann man die Funken der Bürste sogar sehen, wenn man genau hinschaut.

Was ist also das Besondere an einem bürstenlosen Motor?

Nun gut, schalten wir einen Gang höher und wenden uns dem bürstenlosen Motor zu. Der Name sagt alles: keine Bürste! Diese BLDC-Motoren, oder bürstenlose DC-Elektromotorensind clever. Ein bürstenloser Gleichstrommotor ist eine neuere Art von Elektromotor im Gegensatz zu einem Bürstenmotor. Er wurde entwickelt, um die Probleme zu beseitigen, die durch die Bürste in älteren Elektromotoren verursacht werden. Also kein Bürstenverschleiß, kein Bürstenstaub und keine Funken von einer Bürste! Bei diesen Motoren entfallen die Bürste und der Kommutator.

Das Wichtigste bei einem bürstenlosen Motor ist, dass er einen elektronischen Regler verwendet. Dieser Controller ist so etwas wie ein kleiner Computer für den Motor. Im Gegensatz zu einer mechanischen Bürste und einem Kommutator schaltet beim bürstenlosen Motor die Elektronik den Strom zu den Spulen. Bürstenlose Motoren ersetzen die physische Bürste durch Elektronik. Das macht den bürstenlosen Motor in mancher Hinsicht komplizierter. Aber es eröffnet auch eine Menge großartiger Möglichkeiten. Die bürstenlosen Elektromotoren sind auf dieses digitale Gehirn angewiesen, um zu funktionieren. Keine Bürste bedeutet ein anderes Mittel, um den Motor zum Drehen zu bringen.

Wie kann sich ein bürstenloser Motor ohne Bürste drehen?

Vielleicht fragen Sie sich: "Wenn es keine Bürste gibt, wie funktioniert dann ein bürstenloser Motor?" Das ist eine gute Frage! Bei vielen bürstenlosen Motoren befindet sich der Permanentmagnet auf dem Rotor (dem sich drehenden Teil). Die Spulen befinden sich auf dem Stator (dem feststehenden Teil). Dies ist oft umgekehrt wie bei einem Bürstenmotor. Die elektronische Steuerung sendet in einer bestimmten Reihenfolge Strom an die Statorspulen. Dadurch wird ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Bürstenlose Elektromotoren arbeiten mit einer elektronischen Schaltung und nicht mit einer mechanischen Bürste.

Dieses rotierende Magnetfeld zieht den Permanentmagnetrotor zusätzlich an. Das bringt den Motor zum Drehen. Die Steuerung erkennt die Position des Rotors, oft mit Hilfe von Sensoren. Bürstenlose Motoren verwenden in der Regel Sensoren, um die Position des Rotors zu erkennen. Daraufhin werden die richtigen Spulen zum richtigen Zeitpunkt mit Strom versorgt, damit der Motor sich effizient dreht. Der bürstenlose Motor verwendet also eine kluge Elektronik anstelle einer physischen Bürste, um den Strom umzuschalten. Da bürstenlose Elektromotoren keine Bürsten haben, sind sie frei von bürstenbedingtem Verschleiß und Abnutzung. Der bürstenlose Motor funktioniert sehr effizient, weil es keine Bürstenreibung gibt.

Bürstenlos und bürstenbehaftet: Was sind die wichtigsten Unterschiede, die Sie kennen sollten?

Stellen wir sie also nebeneinander: den bürstenlosen und den gebürsteten Typ. Der größte Unterschied zwischen bürstenbehafteten und bürstenlosen Elektromotoren ist natürlich die Bürste. Ein Bürstenmotor hat eine Bürste, ein bürstenloser Motor dagegen nicht. Dieser einzige Unterschied führt zu mehreren anderen. Bürstenmotoren haben Bürsten, die sich abnutzen. Das bedeutet, dass sie mehr Wartung benötigen. Möglicherweise müssen Sie die Bürste von Zeit zu Zeit austauschen. Ein bürstenloser Motor, der keine Bürsten hat, hält in der Regel länger und erfordert viel weniger Pflege.

Ein weiterer entscheidender Unterschied ist die Effektivität. Im Gegensatz zu bürstenbehafteten Motoren sind bürstenlose Motoren in der Regel sehr viel effektiver. Das liegt daran, dass es keine Bürstenreibung gibt, durch die Energie verloren geht. Bürstenlose Motoren sind in der Regel auch leiser. Bürstenlose Motoren laufen normalerweise kühler. Außerdem haben bürstenlose Motoren oft ein viel besseres Verhältnis von Drehmoment zu Gewicht. Allerdings erfordern bürstenlose Motoren eine spezielle Elektronik, die komplizierter und teurer ist. Ein Bürstenmotor ist einfacher und in der Regel weniger kostspielig. Das Bürstensystem eines Bürstenmotors erzeugt außerdem elektrische Geräusche, die bei bürstenlosen Motoren aufgrund der Tatsache, dass sie keine Bürste haben, weitgehend vermieden werden.

Warum sollte ich einen bürstenlosen Motor für meine Anforderungen wählen? Berücksichtigen Sie den Bürstenfaktor!

Nach meiner Erfahrung gibt es zahlreiche Gründe, warum ein bürstenloser Motor Ihre erste Wahl sein könnte. Wenn Sie einen Motor brauchen, der sehr lange ohne Probleme läuft, ist der bürstenlose Motor fantastisch. Da es keine Bürsten gibt, die sich abnutzen, ist die Lebensdauer des Motors in der Regel viel länger als bei einem Bürstenmotor. Das Fehlen von Bürstenverschleiß bedeutet auch viel weniger Wartungsaufwand. Bei bürstenbehafteten Motoren ist Bürstenverschleiß ein häufiger Grund für einen Motorausfall. Ein bürstenloser Motor kann eine sehr lange Zeit laufen.

Bürstenlose Motoren bieten eine bessere Drehzahlregelung und einen höheren Wirkungsgrad. Diese bürstenlosen Elektromotoren sind hervorragend für anspruchsvolle Aufgaben geeignet. Das bedeutet, dass sie die Batterieleistung in mobilen Geräten viel besser nutzen können. Für Anwendungen, die Elektromotoren benötigen, die kontinuierlich laufen, sind bürstenlose Motoren der Schlüssel. Außerdem laufen sie leiser als ein Bürstenmotor, da es keine Bürstengeräusche gibt. Bürstenlose Motoren bieten ein ausgezeichnetes Drehmoment über einen großen Drehzahlbereich. Im Gegensatz zu bürstenbehafteten Motoren, die mit der Abnutzung der Bürste an Effizienz verlieren können, behalten bürstenlose Motoren ihre Effizienz bei. Obwohl bürstenlose Motoren teurer sein können, macht ihre Lebensdauer dies in der Regel wieder wett. Wenn Sie also einen hohen Wirkungsgrad und eine lange Lebensdauer benötigen und sich nicht an den höheren Anschaffungskosten für den Motor stören, ist ein bürstenloser Motor in der Regel die beste Wahl, vor allem, wenn Sie keine Probleme mit den Bürsten haben.

Gibt es Zeiten, in denen ein einfacher Bürstenmotor immer noch die beste Bürstenoption ist?

Unbedingt! Trotz aller Vorteile der bürstenlosen Motoren hat der zuverlässige Bürstenmotor immer noch seine Berechtigung. Bürstenmotoren sind unter diesen Umständen oft besser geeignet, da sie in der Regel günstiger zu bekommen sind. Die Technologie der Bürstenmotoren ist älter und einfacher, so dass die Herstellungspreise niedriger sind. Dieser Bürstenmotor ist ein Arbeitstier. Bürstenmotoren bieten eine unkomplizierte Methode, um Aktivität zu erzeugen.

Wenn Sie einen Motor für eine Standardaufgabe benötigen und keine sehr hohe Effizienz oder lange Lebensdauer voraussetzen, ist ein Bürstenmotor am besten geeignet. Bürstenmotoren sind außerdem in einigen sehr kleinen Größen leichter zu finden. Außerdem ist es einfacher, den Motor mit einfachen Gleichspannungsänderungen zu steuern; Sie benötigen nicht ständig eine komplizierte Steuerelektronik wie bei einem bürstenlosen Motor. Für Hobbyaufgaben, Spielzeug oder Anwendungen, bei denen der Motor nicht häufig läuft, ist ein Bürstenmotor mit seinem Bürstensystem häufig ausreichend. In zahlreichen Anwendungen werden deshalb permanentmagnetische DC-Bürstenmotoren eingesetzt. Es gibt auch bürstenbehaftete Varianten, die sehr klein sind. Denken Sie daran, dass die Bürste eines Bürstenmotors sich abnutzt, aber für manche Anwendungen ist das in Ordnung.

Bürstenbehaftet oder bürstenlos: Welcher Motor ist für Ihre Anwendung die richtige Wahl?

Wie entscheiden Sie sich also für einen bürstenbehafteten oder bürstenlosen Motor? Die Wahl des richtigen Motortyps ist entscheidend. Es kommt auf den spezifischen Motor für Ihre Anwendung an. Denken Sie an diese Punkte: Wie lange muss der Motor laufen? Wie viel Drehmoment benötigen Sie? Ist die Leistung entscheidend? Wie sieht Ihr Budgetplan aus? Anhand dieser Fragen können Sie den besten Motor finden. Wenn Sie einen kostengünstigen, unkomplizierten Motor für den leichten Einsatz benötigen, könnte ein Bürstenmotor ideal sein. Seine Komponenten werden zwar irgendwann verschleißen, aber er könnte lange genug halten. Die Wahl zwischen einem bürstenbehafteten und einem bürstenlosen Motor hängt also von diesen Faktoren ab.

Wenn Sie jedoch eine hohe Leistung, eine lange Lebensdauer und einen geringen Wartungsaufwand benötigen, ist ein bürstenloser Motor normalerweise die bessere Wahl, auch wenn bürstenlose Motoren im Voraus etwas mehr kosten. Da bürstenlose Motoren nicht die Reibung von Bürsten haben, bleiben sie von vielen Problemen verschont. Für Dinge wie Drohnen, High-End-Elektrogeräte oder medizinische Geräte eignen sich bürstenlose Elektromotoren hervorragend. Sie müssen die Vor- und Nachteile eines bürstenbehafteten Motors gegenüber einem bürstenlosen Motor abwägen. Wenn Sie sich für einen bürstenbehafteten Motor entscheiden, sollten Sie auch die Wartung berücksichtigen. Dies ist ein wichtiger Aspekt bei der Entscheidung für einen bürstenbehafteten oder bürstenlosen Motor.

Ein Blick in die Zukunft: Wie geht es weiter mit bürstenbehafteten und bürstenlosen Motoren?

Die bürstenlose Technologie wird immer besser. Die Steuerungen werden immer intelligenter und billiger. Dadurch werden bürstenlose Motoren in alltäglichen Dingen immer häufiger eingesetzt. Ich sehe eine wachsende Zahl von Geräten und Apparaten, die aufgrund der Vorteile von einem bürstenbehafteten Motor auf einen bürstenlosen Motor umsteigen. Das Fehlen von Verschleißteilen ist ein großes Marketingargument.

Bedeutet dies, dass der Bürstenmotor verschwinden wird? Davon gehe ich nicht aus, jedenfalls nicht ganz. Es wird immer eine Nachfrage nach einfachen, kostengünstigen Motoren für bestimmte Aufgaben geben. Allerdings bieten diese anderen Motoren sehr viel mehr Leistung und Lebensdauer. Bürstenlose Motoren werden ebenfalls immer kleiner und leistungsfähiger. In Zukunft könnte es noch viel mehr erstaunliche Einsatzmöglichkeiten für bürstenlose Motoren geben, zumal die Kosten für bürstenlose Motoren weiter sinken werden. Beide Motortypen werden wahrscheinlich bleiben, aber die Tendenz geht in Richtung bürstenlos.