In diesem Artikel möchten wir dir einen ersten Einblick zum Thema bürstenloser Gleichstrommotor geben. Wir zeigen die seinen Aufbau und erklären außerdem seine Funktionsweise.
Schau am besten auch gleich in unser Video rein, um das Thema noch besser zu verstehen.
Inhaltsübersicht
Bürstenloser Gleichstrommotor einfach erklärt
Bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor, auch BLDC (Brushless Motor oder Brushless DC)- oder EC (Electronical Commutated)-Motor genannt, handelt es weniger um einen Gleichstrommotor. Er ähnelt eher einer Synchronmaschine. Die Idee ist, den Motor mittels einer elektrischen Schaltung so zu „kommutieren“, dass wir keine Bürsten mehr benötigen. Der Rotor ist daher permanenterregt und der Stator besteht aus Spulen. Die Spulen werden so angesteuert, dass ein drehendes Erregerfeld (magnetisches Drehfeld) entsteht.
Aufbau des bürstenlosen Gleichstrommotors
Die Erregerwicklungen werden in der Regel an drei Phasen, also drei Stromanschlüsse mit unterschiedlicher Phasenbeziehung, angeschlossen. Dabei sind die Erregerwicklungen jeweils um 120 Grad versetzt im Stator des Motors untergebracht. Ein Motor mit drei so angeordneten Spulen besitzt eine Polpaarzahl von 1. Würde man drei weitere Spule zwischen die bereits vorhandenen einfügen so hätte der Motor eine Polpaarzahl von 2 usw.. Allgemein gleicht der Aufbau dem eine Synchronmaschine. Die meisten Motoren haben ihren Rotor in der innerhalb des Stators. Sie werden als Innenläufer bezeichnet. Ein Bürstenloser Gleichstrommotor kann seinen Rotor auch außen haben. Dieser wird als Außenläufer bezeichnet.
Studyflix vernetzt: Hier ein Video aus einem anderen Bereich
Nach Beantwortung speichern wir deine Antwort, um Studyflix zu verbessern. Mehr dazu erfährst du in unserer Datenschutzerklärung.
Kommutierung des bürstenlosen Gleichstrommotors
Obwohl der Aufbau dem eines Synchronmotors entspricht, kann ein bürstenloser Gleichstrommotor auch mit Gleichstrom betrieben werden. Die Kommutierung, das heißt die Bestromung und Umkehrung der Stromrichtung, findet dann über eine Regelelektronik statt. Diese schaltet die Spulen nacheinander an und aus. Bei der Spannung der einzelnen Phasen handelt es sich daher um eine Art pulsierende Gleichspannung.
Eine Spule befindet sich immer im ausgeschalteten Zustand, während zwei andere eingeschaltet sind. Damit die Motorsteuerung weiß, wo sich der Rotor befindet, sind drei Hall-Sensoren über den Umfang verteilt angebracht . Um die Spulen ein- und auszuschalten, wird eine Schaltung bestehend aus drei Halbbrücken verwendet. Die Schalter der Halbbrücken werden dabei häufig entweder als MOS-FETs oder IGBTs ausgeführt.
Bürstenloser Gleichstrommotor — häufigste Fragen
(ausklappen)
Bürstenloser Gleichstrommotor — häufigste Fragen
(ausklappen)-
Was ist Brushless?Brushless bedeutet bei einem Motor, dass er ohne Bürsten arbeitet. Beim bürstenlosen Gleichstrommotor übernimmt stattdessen eine Elektronik die Kommutierung, also das passende Ein- und Ausschalten der Statorspulen. Dadurch entsteht ein drehendes Magnetfeld, das den permanent erregten Rotor mitzieht.
-
Hat ein Gleichstrommotor Bürsten?Ein klassischer Gleichstrommotor hat Bürsten, weil die Stromumkehr im Rotor mechanisch erfolgt. Ein bürstenloser Gleichstrommotor ist die Ausnahme: Er kommt ohne Bürsten aus, weil eine Steuerelektronik die Bestromung der Spulen übernimmt. Deshalb wird er trotz Ähnlichkeit zur Synchronmaschine oft als bürstenloser Gleichstrommotor bezeichnet.
-
Was ist besser, Bürstenmotor oder bürstenloser Motor?Besser ist je nach Anwendung entweder ein Bürstenmotor oder ein bürstenloser Motor. Ein bürstenloser Motor hat keine Bürsten und damit keinen Bürstenverschleiß, braucht aber eine passende Ansteuerelektronik. Ein Bürstenmotor ist dafür einfacher direkt zu betreiben, weil die Kommutierung im Motor selbst passiert.
-
Kann man einen bürstenlosen Motor ohne Steuerung betreiben?Einen bürstenlosen Motor kann man ohne Steuerung normalerweise nicht sinnvoll betreiben, weil die elektronische Kommutierung die Spulen in der richtigen Reihenfolge schalten muss. Ohne diese Ansteuerung entsteht kein korrektes drehendes Erregerfeld, das den Rotor zuverlässig mitzieht. In der Praxis ist die Steuerung oft als externes Gerät oder integriert vorhanden.
Elektromotoren verstehen
Der bürstenlose Gleichstrommotor gehört zu den Elektromotoren und ist ein wichtiges Beispiel aus der Antriebstechnik. Wer sich mit Elektromotoren beschäftigt, vergleicht Aufbau, Ansteuerung und Einsatz von verschiedenen Motortypen. So wird klar, wie Stator, Rotor und Magnetfeld zusammenwirken und wodurch ein Motor sein Drehmoment erzeugt. Weitere Videos dazu findest du in unserem Elektrotechnikbereich.
