Bürstenlose vs. Bürstenmotoren: Welcher ist für Ihr Projekt geeignet?

Einführung

Zwei gängige Arten von Gleichstrommotoren sind Bürstenmotoren und bürstenlose Motoren (BLDC-Motoren). Wie der Name schon sagt, verwenden Bürstenmotoren Bürsten zur Richtungsumkehr, sodass sich der Motor drehen kann. Im Gegensatz dazu ersetzen bürstenlose Motoren die mechanische Kommutierungsfunktion durch eine elektronische Steuerung. Beide Typen funktionieren nach dem gleichen Prinzip, nämlich magnetischer Anziehung und magnetischer Abstoßung zwischen Spule und Permanentmagnet. Jedes hat seine eigenen Vor- und Nachteile, die Ihre Wahl basierend auf den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung beeinflussen können. Das Verständnis der Unterschiede zwischen bürstenbehafteten Gleichstrommotoren und bürstenlosen Gleichstrommotoren ist für die Beurteilung ihrer Leistung von entscheidender Bedeutung. Die Entscheidung, einen Typ einem anderen vorzuziehen, basiert auf einer Vielzahl von Kriterien, darunter Effizienz, Lebensdauer und Kosten.

Wichtige Faktoren für den Unterschied zwischen bürstenbehaftetem und bürstenlosem Gleichstrommotor:

#1. Bessere Effizienz

Bürstenlose Motoren sind effizienter als Bürstenmotoren. Sie wandeln elektrische Energie präziser in mechanische Energie um und reduzieren so die Energieverschwendung. Im Gegensatz zu bürstenbehafteten Gleichstrommotoren treten bei bürstenlosen Motoren keine Reibungs- oder Energieverluste auf, die mit Bürsten und Kommutatoren verbunden sind. Dadurch wird die Leistung verbessert, die Laufzeit verlängert und der Energieverbrauch gesenkt.

Umgekehrt gelten Bürstenmotoren als weniger effizient als bürstenlose Gleichstrommotoren, da durch Reibung und Energieübertragung durch das Kommutatorsystem Leistungsverluste auftreten.

#2. Wartung und Langlebigkeit

Bürstenlose Motorenhaben weniger bewegliche Teile und keine mechanischen Verbindungen, was zu einer längeren Lebensdauer und einem geringeren Wartungsaufwand führt. Durch den Verzicht auf Bürsten entfallen Probleme im Zusammenhang mit Bürstenverschleiß und anderen Wartungsproblemen. Daher sind bürstenlose Motoren für Anwender oft eine kostengünstigere Option.

Darüber hinaus erfordern Bürstenmotoren aufgrund der Abnutzung der Bürsten und des Kommutators einen höheren Wartungsaufwand, was zu Leistungseinbußen und Motorproblemen führen kann. Um eine optimale Leistung aufrechtzuerhalten, müssen die Bürsten regelmäßig ausgetauscht werden.

#3. Lärm und Vibration

Bei bürstenlosen Motoren kann der Wicklungsstrom gesteuert werden, was dazu beiträgt, Drehmomentpulsationen zu reduzieren, die Vibrationen und mechanische Geräusche verursachen können. Daher erzeugen bürstenlose Motoren im Allgemeinen weniger Lärm und Vibrationen als Motoren mit Bürsten. weil sie keine Bürsten oder Kommutatoren haben. Die Reduzierung von Vibrationen und Geräuschen verbessert den Benutzerkomfort und minimiert den Verschleiß bei längerem Gebrauch.

Bei einem bürstenbehafteten Gleichstrommotor arbeiten die Bürsten und der Kommutator als Schaltmechanismus zusammen. Bei laufendem Motor öffnen und schließen sich diese Schalter ständig. Durch diesen Prozess können hohe Ströme durch die induktiven Rotorwicklungen fließen, wodurch aufgrund des großen Stromflusses ein geringes elektrisches Rauschen entsteht.

#4. Kosten und Komplexität

Bürstenlose Motoren sind aufgrund des elektronischen Steuerungssystems für die Kommutierung tendenziell teurer und komplexer. Der höhere Preis von bürstenlosen Gleichstrommotoren im Vergleich zubürstenbehaftete Gleichstrommotorenist vor allem auf die fortschrittliche Elektronik zurückzuführen, die in ihrem Design zum Einsatz kommt.

#5. Design und Betrieb

Bürstenlose Gleichstrommotoren sind nicht selbstkommutierend. Sie erfordern eine Ansteuerschaltung, die Transistoren verwendet, um den Strom zu steuern, der durch die Motorwicklungsspulen fließt. Diese Motoren verwenden elektronische Steuerungen und Hall-Effekt-Sensoren, um den Strom in den Wicklungen zu steuern, anstatt sich auf mechanische Verbindungen zu verlassen.

Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren sind selbstkommutierend, was bedeutet, dass sie für den Betrieb keine Treiberschaltung benötigen. Stattdessen nutzen sie mechanische Bürsten und Kommutatoren, um den Strom in den Wicklungen zu steuern und so ein Magnetfeld zu erzeugen. Dieses Magnetfeld erzeugt ein Drehmoment, das den Motor in Drehung versetzt.

#6. Anwendungen

Da die Kosten fürVibrationsmotorenWährend die Nachfrage nach bürstenlosen Motoren und Bürstenmotoren immer weiter abnimmt und die zugehörige Elektronik abnimmt, steigt die Nachfrage. Bürstenlose Motoren erfreuen sich großer Beliebtheit bei Smartwatches, medizinischen Geräten, Beauty-Geräten, Robotern usw.

Aber es gibt immer noch Orte, an denen Bürstenmotoren sinnvoller sind. Bürstenmotoren werden in großem Umfang in Smartphones, E-Zigaretten, Videospiel-Controllern, Augenmassagegeräten usw. eingesetzt.