Bürstenbehaftete im Vergleich zu bürstenlosen DC-Motoren

In meinem letzten Blogeintrag bin ich kurz auf die Charakteristiken von Edelmetall- und Graphitbürsten eingegangen. Was aber, wenn Sie noch gar nicht bereit sind, sich mit den Bürstentypen zu befassen, da Sie immer noch mit der Frage beschäftigt sind, ob Sie einen bürstenbehafteten oder bürstenlosen Motor wählen sollen? Sie fragen sich also vielleicht: Welche Kommutierung ist am effektivsten für meine Auslegung?

Betriebslebensdauer:

Eine der ersten Fragen, die Sie sich stellen müssen, ist: Was ist Ihr Tastverhältnis und die gewünschte Lebensdauer? Wenn Sie einen Motor mit einer langen Lebenserwartung benötigen, ziehen Sie einen bürstenlosen Motor in Betracht. Die Lebensdauer von bürstenbehafteten Motoren wird durch den Bürstentyp eingeschränkt und kann durchschnittlich 1 000 bis 3 000 Stunden betragen. Bei bürstenlosen Motoren hingegen kann die Lebensdauer durchschnittlich mehrere 10 000 Stunden betragen. Die Abnützung der Lager ist hier der einschränkende Faktor.

Wirkungsgrad:

Betrachtet man die Unterschiede zwischen bürstenbehafteten und bürstenlosen Motoren, so könnte man meinen, dass bürstenlose Motoren einen höheren Gesamtwirkungsgrad aufweisen. Allerdings ist bei maxon aufgrund des eisenlosen Kerns bei bürstenbehafteten Motoren das Gegenteil der Fall. Bei dieser Bauweise ist der Stator dauerhaft magnetisiert und es treten keine Wirbelstromverluste auf. In unseren bürstenlosen Motoren treten hingegen Wirbelstromverluste auf, die aufgrund des elektrischen Widerstands zur Erwärmung des Materials führen und dadurch die Verluste noch verstärken. Die Wirbelstromamplitude ist proportional zur Drehzahl. Die Stromwärmeverluste nehmen quadratisch mit dem induzierten Strom zu. Dadurch erhöht sich die Wirbelstromverlustleistung quadratisch mit der Drehzahl. Allgemein gilt: je höher die Drehzahlen, desto höher die Wirbelstromverluste in bürstenlosen Motoren.

Dies ist nur eine Übersicht über den Motorwirkungsgrad. Wir empfehlen Ihnen, auch die Wirkungsgrade ihres gesamten Antriebssystems zu berücksichtigen, wie beispielsweise Getriebe und Steuerungen. Mehr über dieses Thema erfahren Sie hier in Urs Kafaders Blogeintrag.

Ansteuerung:

Bürstenbehaftete DC-Motoren werden einfach mithilfe der DC-Spannungsversorgung – sogar einer Batterie – betätigt. Bürstenlose Motoren sind etwas komplexer und müssen mittels einer Steuerung elektronisch kommutiert werden. Dies führt zu mehr Bauteilen und damit zu höheren Kosten des Gesamtsystems. Abhängig von der erforderlichen Präzision können Sie sich zwischen sensorloser Blockkommutierung, Blockkommutierung mit Hall-Sensoren oder Sinuskommutierung unter Verwendung von Hall-Sensoren mit oder ohne Encoder entscheiden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Dies sind nur einige der bei der Wahl einer Kommutierung zu berücksichtigenden Charakteristiken. Sollte Ihnen die Wahl schwer fallen, freuen sich unsere erfahrenen Vertriebsingenieur:innen auf der ganzen Welt darauf, Ihren Anruf entgegenzunehmen. Falls Sie sich nicht sicher sind, an wen Sie sich wenden können, besuchen Sie unsere maxon motor Website.