Was ist besser, ein gebürsteter Gleichstrommotor oder ein brushloser Gleichstrommotor?

Es gibt zwei gebräuchliche Arten von Gleichstrommotoren: Motoren mit Bürsten und bürstenlose Motoren (oder BLDC-Motoren). Wie der Name bereits sagt, haben Gleichstrommotoren mit Bürsten Bürsten zur Kommutation und Drehung des Motors, während bürstenlose Motoren die mechanische Kommutationsfunktion durch elektronische Steuerung ersetzen.

Beide Arten von Motoren basieren auf demselben Prinzip der Anziehung und Abstoßung von Spulen und Permanentmagneten. Hier eine Einführung in den Unterschied zwischen den beiden Motoren.

Die Hauptstruktur eines bürstenloser DC-Motor besteht aus einem Stator, Rotor und Bürsten. Es erzeugt Drehmoment durch ein rotierendes Magnetfeld, wodurch kinetische Energie ausgegeben wird. Die Bürsten berühren kontinuierlich und reiben sich am Kommutator, um während der Rotation Leitung und Kommutation zu ermöglichen.

Es gibt eine mechanische Reibung zwischen den Bürsten und dem Kommutator in einem gebürsteten Motor. Da dies elektrische Kontaktstellen sind, können sie normalerweise nicht geschmiert werden, weshalb die Kohlebürsten periodisch ausgetauscht werden müssen.

Die prinzip der magnetischen Anziehung und Abstoßung in bürstenlose Gleichstrommotoren ist dasselbe wie bei gebürsteten Motoren, aber ihre Aufbauten unterscheiden sich etwas. Im Gegensatz zu gebürsteten Motoren, die einen mechanischen Kommutator und Bürsten verwenden, erreichen gebürstete Motoren die Rotation des Stators durch einen elektronischen Kommutator, der aktive Regelungselektronik erfordert. In gebürsteten Gleichstrommotoren wird die Kommutation durch Schaltkreise innerhalb des Controllers vorgenommen, typischerweise mit Hallsensoren und einem Controller oder fortschrittlicheren Technologien wie magnetischen Encodern.

Kohlenstoffbürstenlose Gleichstrommotoren (Brushless DC Motors) verwenden elektronische Kommutation, bei der die Spulen stationär sind und die magnetischen Pole rotieren. Diese Motoren verwenden eine Reihe elektronischer Geräte, einschließlich eines Hall-Schalters SS2712, um die Position der Permanentmagnetenpole zu erfassen. Auf Basis dieser Erfassung schalten elektronische Schaltungen die Stromrichtung in den Spulen zu den richtigen Zeiten, um sicherzustellen, dass magnetische Kräfte in die richtige Richtung erzeugt werden, um den Motor anzutreiben. Diese Konstruktion beseitigt die Nachteile von Bürsten-Gleichstrommotoren.

Die folgende Tabelle bietet einen Vergleich zwischen bürstenlosen Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren) und Gleichstrommotoren mit Bürsten:

Obwohl bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren) teurer und komplexer als Gleichstrommotoren mit Bürsten sind, bieten sie in anderen Aspekten gegenüber gebürsteten Motoren mehrere Vorteile:

• Bessere Geschwindigkeits- und Drehmomentcharakteristiken
• Schnelle dynamische Antwort
• Hohe Effizienz
• Langes Leben
• Leise Betrieb
• Breitere Geschwindigkeitsspanne

Da die Kosten für brushlose Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren) und deren elektronische Komponenten weiter abnehmen, dringen BLDC-Motoren allmählich in Branchen ein, die traditionell von Motoren mit Bürsten dominiert wurden. Sie werden zunehmend in Haushaltsgeräten, im Automobilbereich, Luft- und Raumfahrt, Konsumgütern, Medizingeräten, industriellen Automatisierungssystemen und Messinstrumenten eingesetzt.