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Bürstenlose Gleichstrom-Getriebemotoren
Fragen zur Technik? Hier sind die Lösungen!
Was sind Bürstenlose Gleichstrommotoren?
Version: 22.11.2024
Vorteile bürstenloser Elektromotoren mit Schnecken-, Planeten- und Stirnradgetrieben
Effizient, langlebig und wartungsarm
Hier erfahren Sie alles über unsere bürstenlosen Elektromotoren in Kombination mit hochwertigen Schnecken-, Planeten- und Stirnradgetrieben. Bürstenlose Getriebemotoren bieten zahlreiche Vorteile in Sachen Effizienz, Lebensdauer und Wartungsfreundlichkeit. Erfahren Sie, warum diese Motoren die ideale Lösung für Ihre spezifischen Anforderungen in der Automatisierungstechnik, Robotik und vielen weiteren Industrien sind.
Bürstenlose Getriebemotoren kombinieren die Vorteile eines bürstenlosen Elektromotors mit denen eines leistungsfähigen Getriebes. Bürstenlose Motoren sind aufgrund ihrer fehlenden Kohlebürsten besonders wartungsfreundlich und langlebig. Sie bieten eine hohe Effizienz, da sie ohne mechanische Reibung arbeiten, was auch den Energieverbrauch minimiert. Kombiniert mit einem Schnecken-, Planeten- oder Stirnradgetriebe bieten diese Motoren eine ausgezeichnete Leistung und eine präzise Steuerbarkeit für unterschiedlichste Anwendungen.
Das Funktionsprinzip von bürstenlosen Gleichstrommotoren
Funktionsprinzip von bürstenlosen Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren)
Bürstenlose Gleichstrommotoren arbeiten mit einer innovativen Technologie, die auf die klassischen Kohlebürsten verzichtet. Dadurch bieten sie eine höhere Effizienz, weniger Verschleiß und geringere Wartungskosten. Doch wie genau funktionieren sie? Das Funktionsprinzip eines bürstenlosen Gleichstrommotors vereint innovative Technologie mit bewährter Funktionalität. Die präzise Steuerung durch elektronische Kommutierung und die wartungsarme Bauweise machen BLDC-Motoren zur idealen Wahl für moderne Anwendungen in der Industrie und darüber hinaus.
Grundlegender Aufbau eines BLDC-Motors
Ein bürstenloser Gleichstrommotor besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem Rotor und dem Stator.
- Rotor: Der Rotor ist mit Permanentmagneten ausgestattet und erzeugt ein konstantes Magnetfeld.
- Stator: Der Stator enthält die Wicklungen, die ein elektromagnetisches Feld erzeugen, sobald Strom durch sie fließt.
Da keine Kohlebürsten verwendet werden, erfolgt die Steuerung der Stromzufuhr elektronisch, über eine sogenannte Kommutierungselektronik. Weitere Bauteile sind:
- Sensoren: BLDC-Motoren nutzen häufig Hall-Sensoren, um die Position des Rotors zu erfassen. Diese Informationen sind essenziell für die präzise Steuerung des rotierenden Magnetfeldes im Stator. Alternativ können auch sensorlose Steuerungen eingesetzt werden, die auf mathematischen Modellen basieren.
- Steuerelektronik: Die elektronische Kommutierung übernimmt die Aufgabe, die Stromzufuhr zu den Wicklungen des Stators entsprechend der Rotorposition anzupassen. Diese Steuerung ist das Herzstück eines BLDC-Motors und ermöglicht seine präzise und effiziente Funktionsweise.
Elektronische Kommutierung statt mechanischer Bürsten
Im Gegensatz zu herkömmlichen Gleichstrommotoren übernimmt bei BLDC-Motoren eine elektronische Schaltung die Aufgabe der Kommutierung, also des Umschaltens der Stromrichtung in den Wicklungen.
So funktioniert es:
- Erfassung der Rotorposition: Sensoren (z. B. Hall-Sensoren) erfassen die Position des Rotors.
- Ansteuerung der Wicklungen: Die Elektronik steuert die Wicklungen des Stators so an, dass ein rotierendes Magnetfeld entsteht.
- Drehbewegung: Dieses Magnetfeld zieht den Rotor in Bewegung, da die Magnetpole des Rotors und des Stators miteinander wechselwirken.
- Kontinuierliche Anpassung: Die Elektronik passt die Ansteuerung der Wicklungen fortlaufend an die aktuelle Rotorposition an, um einen gleichmäßigen Lauf zu gewährleisten.
Das Ergebnis ist eine gleichmäßige und effiziente Drehbewegung, ohne dass mechanische Teile wie Kohlebürsten benötigt werden.
Drehmoment und Drehzahlregelung
Die Drehzahl eines BLDC-Motors wird durch die Frequenz des elektrischen Stroms gesteuert, der durch die Wicklungen fließt. Je schneller die Kommutierung erfolgt, desto höher ist die Drehzahl. Das Drehmoment hängt direkt von der Stromstärke ab, wodurch eine präzise Steuerung der Motorleistung möglich ist.
Arten von BLDC-Motoren
Bürstenlose Gleichstrommotoren können nach der Anordnung der Wicklungen und Magneten unterschieden werden:
Innenläufer
Der Rotor mit den Magneten befindet sich innerhalb des Stators. Diese Bauweise ist kompakter und bietet eine hohe Drehmomentdichte, wodurch sie sich ideal für Anwendungen mit begrenztem Bauraum eignet.
Außenläufer
Der Rotor umgibt den Stator. Diese Bauweise sorgt für eine hohe Stabilität und gleichmäßigen Lauf, was sie besonders für präzise Anwendungen wie Drohnen oder Kamerastabilisatoren geeignet macht.
Vorteile von bürstenlosen Gleichstrommotoren
Höhere Effizienz:
Die elektronische Kommutierung minimiert Energieverluste, da keine mechanische Reibung durch Bürsten entsteht.
Längere Lebensdauer:
Der Verzicht auf Kohlebürsten reduziert den Verschleiß erheblich und verlängert die Lebensdauer des Motors.
Wartungsfreiheit:
Keine Bürsten, die ausgetauscht werden müssen, machen BLDC-Motoren nahezu wartungsfrei.
Kompakte Bauweise:
Durch ihre hohe Leistungsdichte können BLDC-Motoren klein und leicht gebaut werden.
Präzise Steuerung:
Die elektronische Steuerung ermöglicht eine exakte Regelung von Drehzahl, Drehmoment und Position.
Geringe Geräuschentwicklung:
BLDC-Motoren laufen leiser als bürstenbehaftete Modelle, da keine Bürstenkontakte vorhanden sind.
Häufig gestellte Fragen
Bürstenlose Gleichstrommotoren
#1 | Was sind bürstenlose Gleichstrommotoren?
Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren) sind eine fortschrittliche Alternative zu herkömmlichen Gleichstrommotoren mit Bürsten. Ihr entscheidender Vorteil liegt in der bürstenlosen Konstruktion, bei der die Kommutierung – also der Wechsel der Stromrichtung – elektronisch statt mechanisch erfolgt. Dadurch entfallen die verschleißanfälligen Bürsten, was nicht nur die Lebensdauer erhöht, sondern auch den Wartungsaufwand erheblich reduziert.
#2 | Wie funktionieren BLDC-Motoren
Durch eine geeignete Schaltung wird die Drehstromwicklung so angesteuert, dass ein rotierendes Magnetfeld entsteht. Dieses Magnetfeld setzt den permanenterregten Rotor in Bewegung. Dank ihres Aufbaus bieten BLDC-Motoren ein Regelverhalten, das dem einer herkömmlichen Gleichstrommaschine vergleichbar ist, jedoch mit höherer Effizienz und weniger Wartungsaufwand.
#3 | Was macht BLDC-Motoren besonders?
BLDC steht für „brushless direct current“ – bürstenlose Gleichstrommotoren. Trotz ihres Namens basieren sie nicht auf dem Funktionsprinzip der klassischen Gleichstrommaschine, sondern ähneln im Aufbau einer Drehstrom-Synchronmaschine. Die Besonderheit liegt in ihrer elektronischen Kommutierung, die verschleißanfällige Bürsten überflüssig macht und so für eine lange Lebensdauer sorgt.
#4 | Welche Vorteile bieten BLDC-Motoren für anspruchsvolle Anwendungen?
Diese Motoren zeichnen sich durch eine besonders hohe Energieeffizienz, eine kompakte Bauweise und einen leisen Betrieb aus. Dank der präzisen Steuerung eignen sie sich hervorragend für anspruchsvolle Anwendungen, die eine hohe Dynamik, Zuverlässigkeit und exakte Bewegungsabläufe erfordern.
#5 | Welche Herausforderungen gibt es?
Komplexität der Steuerung:
Die elektronische Kommutierung erfordert eine anspruchsvolle Steuerung, die die Herstellungskosten erhöht. Fortschritte in der Elektronik haben jedoch die Kosten für Steuerungen gesenkt und die Implementierung vereinfacht.
Abhängigkeit von Seltenen Erden:
Die Permanentmagnete im Rotor enthalten oft Materialien wie Neodym, deren Verfügbarkeit und Kosten Schwankungen unterliegen. Recycling und alternative Materialien sind vielversprechende Lösungen.
#6 | Welche Antriebsvarianten bietet Ruhrgetriebe neben BLDC-Motoren an?
Neben BLDC-Motoren umfasst unser Sortiment auch EL-Motoren sowie weitere Antriebslösungen. Unser Ziel ist es, gemeinsam mit Ihnen die optimale Lösung für Ihre spezifischen Anforderungen zu finden. Kontaktieren Sie uns gerne für eine individuelle Beratung zu unseren Produkten und deren Einsatzmöglichkeiten!
#7 | In welchen Branchen können die bürstenlosen Gleichstrommotoren von Ruhrgetriebe eingesetzt werden?
Unsere bürstenlosen Gleichstrommotoren eignen sich für vielfältige Anwendungen, beispielsweise in der Automatisierungstechnik, der Medizintechnik und anderen Branchen. Dank ihrer Langlebigkeit, Leistungsstärke und maßgeschneiderten Ausführung sind sie die ideale Antriebslösung für unterschiedlichste Anforderungen.
Warum Ruhrgetriebe?
“ Als namhafter Hersteller von Getriebemotoren entwickeln und produzieren wir seit 1953 Antriebskomponenten für alle Industriebranchen. Stets innovativ, erweitern wir unser Portfolio kontinuierlich, um optimale, energieeffiziente und umweltfreundliche Lösungen zu bieten. „
