Wie funktioniert ein bürstenbehafteter Gleichstrommotor?&Bürsten-Gleichstrom- und BLDC-Motoren

Ein bürstenbehafteter Gleichstrommotor ist ein Motor, der mithilfe eines mechanischen Kommutators und Bürsten die Richtung des Stroms ändert, um eine kontinuierliche Rotation zu erreichen. Hier erfahren Sie, wie es funktioniert und einen detaillierten Vergleich von bürstenbehafteten und bürstenlosen Motoren:

Das Funktionsprinzip eines bürstenbehafteten Gleichstrommotors

• Grundstruktur

1. Stator: Normalerweise aus Permanentmagneten gefertigt, die ein konstantes Magnetfeld erzeugen.

2. Rotor (Anker): Besteht aus Wicklungen und Eisenkern, der mit dem Magnetfeld des Stators interagiert.

3. Kommutator: Schließen Sie die Rotorwicklung an und sorgen Sie für die Umschaltung der Stromrichtung.

4. Bürsten: Im Kontakt mit dem Kommutator wird ein äußerer Strom in die Rotorwicklungen eingeleitet.

• Führen Sie den Prozess aus

1. Wenn der Strom durch die Rotorwicklungen fließt, wird eine elektromagnetische Kraft (gemäß der Linken-Hand-Regel) erzeugt, die mit dem Statormagnetfeld interagiert und den Rotor in Drehung versetzt.

2. Wenn sich der Rotor dreht, ändert die Schaltfunktion des Kommutators zu einem geeigneten Zeitpunkt die Stromrichtung, und das Magnetfeld der Rotorwicklung und das Statormagnetfeld erzeugen immer ein Drehmoment.

3. Der Rotor dreht sich kontinuierlich, um die Energieumwandlung abzuschließen.

• Energieübertragung

Elektrische Energie → magnetische Energie → mechanische Energie (Abtriebsdrehmoment und Drehzahl).

Vergleich von bürstenbehafteten und bürstenlosen Motoren

1. Struktur

Bürstenmotor: Es gibt Bürsten und mechanische Kommutatoren

Bürstenloser Motor: bürstenlos, elektronisch kommutiert (über Hall-Sensor etc.)

2. Wartungsanforderungen

Bürstenmotoren: Die Bürsten müssen regelmäßig ausgetauscht und der Kommutator gereinigt werden

Bürstenloser Motor: grundsätzlich wartungsfrei und langlebig

3. Effizienz

Bürstenmotoren: gering (Energieverlust durch Reibung zwischen Bürsten und Kommutatoren)

bürstenlose Motoren; Hoch (keine mechanische Reibung, effizientere Energieumwandlung)

4. Lebensspanne

Bürstenmotoren: kürzer (Bürsten verschleißen schneller, insbesondere bei hoher Belastung)

Bürstenlose Motoren: lang (keine Verschleißteile, Lebensdauer wird meist durch Lager bestimmt)

5. Komplexität kontrollieren

Bürstenmotor: einfach, direkt über Spannung und Strom gesteuert

Bürstenlose Motoren: komplexer und erfordern eine elektronische Steuerung (ESC) zur Regelung des Betriebs

6. Lärm

Bürstenmotoren: höher (aufgrund der Reibung zwischen Bürsten und Kommutatoren)

Bürstenloser Motor: niedrig (kein mechanisches Kommutierungsgeräusch)

7. Kosten

Bürstenmotor: geringer, einfacher Herstellungsprozess

Bürstenlose Motoren: höher (erfordert komplexe Steuerkreise und anspruchsvollere Komponenten)

8. Anwendungs szenarien

Bürstenmotoren: Geeignet für kostengünstige Geräte mit geringer Präzision (z. B. Spielzeug, Elektrowerkzeuge)

Bürstenloser Motor: geeignet für hocheffiziente, geräuscharme und hochpräzise Szenarien (z. B. Drohnen, Elektrofahrzeuge)

9. Startleistung

Bürstenmotor: hohes Anlaufdrehmoment

Bürstenloser Motor: Das Anlaufdrehmoment ist gering, kann aber durch Regelung optimiert werden

10. Wärmemanagement

Bürstenmotoren: Die Wärme wird im Rotor konzentriert (auf Wärmeableitung muss geachtet werden)

Bürstenloser Motor: Die Wärme wird im Stator konzentriert (leichtere Wärmeableitung)

Analyse von Anwendungsszenarien

Bürstenmotor

1. Vorteile: einfache Steuerung, hohes Anlaufdrehmoment, niedrige Kosten.

2. Anwendbare Szenarien: Spielzeug, tragbare Elektrowerkzeuge, kleine Haushaltsgeräte usw.

Bürstenlosen Motor

1. Vorteile: hoher Wirkungsgrad, lange Lebensdauer, geringe Geräuschentwicklung, geeignet für hochpräzise Steuerung.

2. Anwendbare Szenarien: Drohnen, Ventilatoren, Elektrofahrzeuge, industrielle Automatisierungsgeräte usw.

Zusammenfassung

• Bürstenmotoren eignen sich für kostensensible Szenarien mit geringen Anforderungen an Lebensdauer und Geräuschentwicklung.
• Obwohl bürstenlose Motoren teuer sind, bieten sie erhebliche Vorteile in Bezug auf Effizienz, Lebensdauer und Leistung, insbesondere in Szenarien mit hohen Steuerungsanforderungen.

Wenn Sie detailliertere technische Anweisungen oder Auswahlvorschläge benötigen, können Sie weiter diskutieren!