Induktionsmotor vs. Kohlebürstenmotor: Was ist der wirkliche Unterschied?

Motoren sind die harten Arbeiter, die wir nicht immer sehen. Sie stecken in Ihrer Bohrmaschine und Ihrem Küchenmixer. Sie stecken auch in Ihrer Waschmaschine und in Ihrem Auto. Aber nicht alle Motoren sind gleich gebaut. Zwei Typen, die man häufig sieht, sind der Induktionsmotor und der Kohlebürstenmotor. Wenn Sie den Unterschied zwischen beiden kennen, kann Ihnen das helfen. Sie können das richtige Werkzeug für Ihre Arbeit auswählen. Du kannst auch verstehen, warum die Dinge, die du zu Hause benutzt, so funktionieren, wie sie funktionieren. In diesem Artikel wird das alles auf einfache Weise erklärt. Wir werden sie Seite an Seite betrachten. So können Sie sehen, welches Gerät für die verschiedenen Aufgaben besser geeignet ist.

Was genau ist ein Kohlebürstenmotor?

Beginnen wir mit den einfachen Fakten. Ein Kohlebürstenmotor ist eine Art von Gleichstrommotor, wie man ihn häufig sieht. "DC" bedeutet Gleichstrom. Das ist die Art von Strom, die von einer Batterie kommt. Der wichtigste Teil dieses Motors ist die Bürste. Das sind keine Bürsten, mit denen man putzt. Es sind kleine Blöcke aus Kohlenstoff. Sie drücken auf einen Teil des Motors, der sich dreht.

Die Bürste hat die Aufgabe, elektrische Energie zu übertragen, die als Strom bezeichnet wird. Sie nimmt diesen Strom von der Stromversorgung auf. Sie leitet ihn an den Teil des Motors weiter, der sich drehen muss. Diese Motoren sind einfach zu bauen. Aus diesem Grund werden sie in allen möglichen Dingen eingesetzt. Man findet sie in einer Handbohrmaschine, einem Mixer für die Küche oder in einem kleinen Spielzeug. Die einfache Konstruktion bedeutet, dass er für viele Aufgaben verwendet wird. Dieser Motor ist ein wirklich harter Arbeiter in Werkzeugen und Gadgets.

Und was ist ein Induktionsmotor?

Schauen wir uns nun die andere Art von Motor an: den Induktionsmotor. Dieser Motor ist nicht derselbe, weil er mit Wechselstrom (AC) betrieben wird. Das ist die Art von Strom, die Sie aus einer Steckdose beziehen. Der größte und wichtigste Unterschied ist, dass ein Induktionsmotor keine Bürsten hat. Deshalb nennen sie manche Leute auch "bürstenlose Motoren".

Wie kann er also ohne Bürste funktionieren? Ein Induktionsmotor nutzt die Kraft von Magneten. Er hat einen Teil, der sich nicht bewegt, und dieser Teil wird Stator genannt. Wenn der Stator mit Strom versorgt wird, erzeugt er ein rotierendes Magnetfeld. Das ist eine Kraft, die man nicht sehen kann. Diese Kraft bringt den drehenden Teil des Motors, den Rotor, zum Drehen. Die Teile drehen sich, ohne sich jemals zu berühren. Das ist eine sehr clevere Konstruktion. Er wird in vielen größeren Maschinen verwendet, z. B. in Waschmaschinen und Maschinen in Fabriken.

Wie drehen sie sich? Der Hauptunterschied in der Art ihrer Herstellung

Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Motoren ist die Methode, mit der sie sich drehen. Der Schlüssel liegt darin, wie sie den Strom zu den sich bewegenden Teilen bringen. Die Funktionsweise eines Induktionsmotors und eines Kohlebürstenmotors ist völlig unterschiedlich.

Bei einem Kohlebürstenmotor berühren sich die Teile physisch. Die Kohlebürste berührt ein Teil namens Kommutator. Der Kommutator dreht sich, und die Bürsten gleiten auf ihm. Dadurch wird ein Gleichstrom an verschiedene Bereiche des Rotors gesendet. Diese Berührung sorgt dafür, dass sich der Motor dreht. Es ist ein einfaches System, das gut funktioniert. Es wird schon seit sehr, sehr langer Zeit verwendet.

Der Induktionsmotor ist mehr Hightech. Er nutzt ein Konzept, das elektromagnetische Induktion genannt wird. Der Stator erzeugt ein starkes, sich drehendes Magnetfeld. Dieses Magnetfeld erzeugt dann einen Strom im Rotor, der ein Leiter ist. Dieser neue Strom erzeugt sein eigenes Magnetfeld. Die beiden Magnetfelder schieben und ziehen sich dann gegenseitig an. Dadurch wird der Rotor in Drehung versetzt. Er versucht, sich so schnell zu drehen wie das Feld des Stators. Es fühlt sich wie Magie an, weil sich die Teile drehen, aber nicht berühren.

Brauchen Kohlebürstenmotoren viel Unterhalt?

Ja, sie müssen gewartet werden. Dies ist eines der größten Probleme mit einem Kohlebürstenmotor. Die Bürste reibt immer an einem Teil, das sich bewegt. Aus diesem Grund wird sie mit der Zeit kleiner. Sie können sich das wie den Gummi eines Autoreifens vorstellen. Nach einer Weile ist die Bürste völlig verbraucht. Dann muss sie ausgewechselt werden. Wenn Sie sie nicht auswechseln, wird der Motor nicht mehr funktionieren.

Das bedeutet, dass Sie den Motor und den Kohlebürstenmotor warten müssen. Möglicherweise müssen Sie auch den Kohlestaub reinigen, der sich im Inneren des Motors ansammelt. Ein Induktionsmotor hingegen hat keine Bürsten, die sich abnutzen können. Dadurch hat er eine sehr lange Lebensdauer und niedrige Wartungskosten. Dies ist ein wichtiger Grund, warum sie für Anwendungen ausgewählt werden, die lange Zeit ohne Unterbrechung laufen müssen.

Sind Induktionsmotoren leiser? Ein Blick auf Geräusche und ihre Funktionsweise

Wenn Sie schon einmal eine Bohrmaschine benutzt haben, wissen Sie, dass sie eine Menge Lärm machen kann. Ein Großteil dieses Lärms kommt vom Motor. Das Geräusch eines Kohlebürstenmotors entsteht, weil die Kohlebürste auf dem sich drehenden Kommutator reibt. Dadurch entsteht ein spezielles surrendes oder wimmerndes Geräusch. Das Geräusch wird lauter, wenn die Drehzahl erhöht wird.

Ein Induktionsmotor ist viel leiser. Da sich keine Bürsten berühren, läuft er viel ruhiger. Das einzige Geräusch, das Sie normalerweise hören, ist ein leises Summen des Magnetfelds. Möglicherweise hören Sie auch die Lager. Für Dinge in Ihrem Haus, bei denen Sie ein geringes Geräusch wünschen, wie Klimaanlagen oder Kühlschränke, ist der Induktionsmotor eine gute Wahl. Der Geräuschpegel ist sehr niedrig.

Welcher Motor hat mehr Durchzugskraft und Drehmoment?

An dieser Stelle wird es interessant. Das Drehmoment ist die Drehkraft, die ein Motor erzeugt. Es ist die Kraft, mit der eine Bohrmaschine eine Schraube in hartes Holz drückt. Ein Kohlebürstenmotor ist sehr gut im Erzeugen von Drehmoment. Er kann eine Menge Drehmoment erzeugen, sobald man ihn einschaltet.

Dieser schnelle Start und die sofortige Leistung sind der Grund, warum der Kohlebürstenmotor so gut für Elektrowerkzeuge geeignet ist. Wenn Sie den Knopf einer Bohrmaschine drücken, wollen Sie die Leistung sofort. Ein Induktionsmotor hat ein starkes und gleichmäßiges Drehmoment. Aber es dauert ein wenig länger, bis er seine volle Leistung erreicht. Er ist bekannt für seine hohe Ausgangsleistung, wenn man ihn ohne Unterbrechung benutzt. Daher eignet er sich gut für Maschinen, die mit der gleichen Geschwindigkeit laufen.

Was ist mit dem Ändern der Geschwindigkeit? Ist eine einfacher zu kontrollieren?

Die Änderung der Drehzahl eines Motors ist für viele Werkzeuge und Maschinen von großer Bedeutung. Die Drehzahl eines Gleichstrommotors, wie des Kohlebürstenmotors, ist sehr einfach zu steuern. Sie ändern einfach die Spannung der Gleichstromversorgung. Eine höhere Spannung ergibt eine höhere Drehzahl. Eine geringere Spannung ergibt eine niedrigere Drehzahl. Aus diesem Grund haben viele Handwerkzeuge einen Abzug, mit dem man die Drehzahl ändern kann.

Die Drehzahl eines Induktionsmotors ist schwieriger zu steuern. Seine Drehzahl hängt mit der Frequenz der Wechselstromversorgung zusammen. In den meisten Häusern ändert sich diese Frequenz nicht. Um die Drehzahl des Motors zu ändern, braucht man ein spezielles elektronisches Bauteil. Dieses Teil nennt man einen Frequenzumrichter (VFD). Dieses Teil kann die Netzfrequenz ändern. Aber es macht das System komplizierter und kostet mehr Geld.

Wie steuert die Elektronik diese Motoren?

Um die Geschwindigkeit und das Drehmoment eines Motors sehr genau zu steuern, verwenden wir Elektronik auf einer Leiterplatte. Für einen einfachen Gleichstrommotor wird häufig ein H-Brücken-Treiber verwendet. Damit kann man den Motor vorwärts und rückwärts laufen lassen.

Für mehr Kontrolle können Bauherren einen integrierten Motortreiber verwenden. Ein spezieller Chip, wie der mc34933 von einer Firma wie TI, kann auf eine spezielle Platine gesetzt werden. Zum Beispiel ist der 【designs】frdm-34933evb ein Freiheit Erweiterungskarte das den Ingenieuren eine großartige Kontrolle bietet. Sie können damit Dinge wie Stromregelung und Blockiererkennung (die Ihnen mitteilt, ob der Motor festsitzt) durchführen. Sie können sogar den Stromsensorausgang messen. So können Sie feststellen, wie stark der Motor arbeitet. Dies bietet einen guten Schutz für die gesamte Maschine. Mit dieser Art der Steuerung können Sie sehr sanfte Bewegungen ausführen, die als Mikroschritt bezeichnet werden. Dies kann in einem Kameragelenk oder einem 3D-Drucker verwendet werden. Die Schutzschaltung ist ein sehr wichtiger Teil eines neuen Motorsystems.

Preis und Lebensdauer: Welcher Motor ist die bessere Wahl?

Wenn Sie sich den Preis ansehen, gibt es einen großen Unterschied. Ein Kohlebürstenmotor kostet weniger. Sein einfaches Design bedeutet, dass er in der Produktion einfacher und billiger herzustellen ist. Dies trägt dazu bei, die Kosten vieler Handwerkzeuge niedrig zu halten.

Die Anschaffung eines Induktionsmotors ist anfangs fast immer teurer. Aber mit der Zeit kann er die bessere Wahl sein. Es müssen keine Bürsten gewechselt werden und es ist fast keine Wartung erforderlich. Die Kosten für seine gesamte Lebensdauer sind also sehr gering. Er ist robust gebaut und hat eine lange Lebensdauer. Das macht ihn zur richtigen Wahl für ein wichtiges Gerät, auf das Sie viele Jahre lang zählen müssen.

Für welche Arbeiten wird ein Kohlebürstenmotor verwendet?

Ein Kohlebürstenmotor ist in vielen Dingen des täglichen Gebrauchs zu finden. Man sieht sie oft in einem Hand Werkzeug. Hier sind einige Orte, an denen man sie häufig sieht:

• Elektrowerkzeuge: Bohrer, Sägen, Schleifmaschinen und Schleifer. Ihre geringe Größe und ihr hohes Startdrehmoment sind für diese Arbeiten genau richtig.
• Küchengeräte: Blender, Mixer und Kaffeemühlen. Sie geben Ihnen einen schnellen Schub an hoher Leistung.
• Staubsauger: Der Motor, der den Staubsauger ansaugt und die Reinigungsbürste dreht, ist häufig ein Kohlebürstenmotor.
• Andere tragbare Dinge: Haartrockner und viele andere kleine Dinge, die man mit sich führen kann.

Sie eignen sich gut für Arbeiten, die viel Kraft auf kleinem Raum erfordern, auch wenn sie etwas Lärm machen. Sie werden oft für Arbeiten verwendet, die zwar häufig, aber nicht den ganzen Tag über ausgeführt werden.

Wann sollten Sie sich für einen Induktionsmotor entscheiden?

Der Induktionsmotor eignet sich am besten für Arbeiten, die lange andauern. Er ist nicht wie ein Gasmotor. Ein Elektromotor ist leise und sauber. Der Asynchronmotor ist der leiseste und sauberste von allen. Hier sind einige Arbeiten, bei denen sie am besten funktionieren:

Das sind Anwendungen, die leise laufen müssen und auf die man sich verlassen kann. Sie können stunden-, tage- oder sogar jahrelang laufen. Der Induktionsmotor ist für eine lange Lebensdauer ausgelegt. Die Wahl zwischen einem Induktionsmotor und einem Kohlebürstenmotor hängt immer von der Aufgabe ab, die er erfüllen soll. Jeder hat seine eigenen Vorzüge und die richtigen Aufgaben für sie.

Wichtige Dinge zu beachten

• Kohlebürstenmotoren verwenden eine echte Bürste, um Gleichstrom zu übertragen. Sie bieten ein hohes Drehmoment und sind billig, aber sie sind laut und müssen repariert werden. Sie sind perfekt für ein Handwerkzeug.
• Induktionsmotoren verwenden ein sich drehendes Magnetfeld und haben keine Bürste. Sie sind leise, haben eine lange Lebensdauer und müssen nur selten repariert werden. Sie sind ideal für Haushaltsgeräte und große Maschinen.
• Steuerung: Die Drehzahl eines Kohlebürstenmotors ist einfach zu ändern. Ein Induktionsmotor benötigt eine kompliziertere Elektronik, um seine Geschwindigkeit zu ändern.
• Kosten: Kohlebürstenmotoren sind in der Anschaffung günstiger. Induktionsmotoren kosten anfangs mehr, können aber später Geld sparen, weil sie lange halten und man sich auf sie verlassen kann.