Was ist ein bürstenloser Motor?
Ein bürstenloser Motor ist ein mit Gleichstrom betriebener Elektromotor. Es ist zwar teurer als der übliche Elektro- oder Bürstenmotor, hat aber erhebliche Vorteile gegenüber dem Vorgänger. Ein bürstenloser Motor bietet vor allem eine bessere Leistung und einen geringeren Verschleiß als bürstenbehaftete Motoren ähnlicher Größe.
Um die Vorteile des bürstenlosen Motors zu verstehen, ist ein grundlegendes Verständnis des bürstenlosen Motors erforderlich. Bei einem Bürstenmotor ist ein Elektromagnet an einem Spinnarm angebracht, der als Anker oder Rotor bezeichnet wird. Der Anker sitzt zwischen zwei Magneten, die in einer Hufeisenform angeordnet sind und gemeinsam als Stator bezeichnet werden. Wenn dem Elektromagneten Strom zugeführt wird, bewegt sich der Arm und richtet den Nord- und Südpol des Elektromagneten mit den entgegengesetzten Polen des Stators aus.
Der Elektromagnet würde in dieser Position eingefroren bleiben, wenn er die Polarität nicht ändern könnte. Um den Motor am Laufen zu halten, muss die Richtung des elektrischen Stroms geändert werden. Durch Ändern des Stroms werden die Pole des Elektromagneten umgedreht, und der Anker dreht weiter, bis er sich wieder mit dem Stator ausrichtet. Die Polarität muss sich schnell ändern, um konstanten Spin zu erzeugen.
Eine Stromänderung erfolgt durch Bürsten, die achsnah am Anker angebracht sind. Während sich der Anker dreht, verbinden sich die Bürsten abwechselnd mit einem Kontaktpunkt an der Achse. Dieser Kontaktpunkt ist mit einer Stromquelle verbunden. Durch Drehen der Bürsten um den Kontaktpunkt ändert der Strom schnell die Richtung und ändert die Polarität des Elektromagneten.
Bürstenmotoren sind billig in der Herstellung, haben aber ihre Grenzen. Die Bürsten nutzen sich ab, wenn sie gegen den Kontaktpunkt und die Achse reiben. Reibung durch diesen Kontakt beeinträchtigt auch die Leistung.
Der bürstenlose Motor dreht dieses Design um. Magnete sind am Anker angebracht und von einem oder mehreren Elektromagneten umgeben. Der Stromschalter wird vom Computer gesteuert und schaltet die Elektromagnete durch Einschalten des Stroms aus und wieder ein. Der Computer kann auch die aktuelle Motordrehzahl berücksichtigen, um den Wirkungsgrad zu optimieren, ohne dass Bürsten erforderlich sind.
All dies macht den bürstenlosen Motor erheblich leistungsstärker als bürstenbehaftete Motoren ähnlicher Größe. Bürstenlose Motoren zeichnen sich durch überlegene Kontrolle, Präzision und Effizienz aus. Außerdem sind bürstenlose Motoren leiser. Bei größeren Modellen, bei denen Überhitzung ein Problem sein kann, sind sie leichter zu kühlen und es gibt keine Bürsten, die abgenutzt werden könnten.
Neben industriellen Anwendungen werden in der Heimelektronik und in Computern bürstenlose Motoren sowie Elektro- und Hybridfahrzeuge eingesetzt. Der bürstenlose Motor ist auch bei RC-Fans beliebt. Die Motoren sind jedoch viel teurer als bürstenbehaftete Motoren und werden meist nur dort eingesetzt, wo der Vorteil die Kosten überwiegt.