Bürstenlose DC-Motoren
Übersicht und Zusatzinformationen

Übersicht

Bei bürstenlosen DC-Motoren besteht kein mechanischer Kontakt zwischen Bürsten und Kommutator – ein Nachteil von bürstenbehafteten DC-Motoren.
DC-Motoren drehen sich unter Verwendung von zwei Bürsten und einem Kommutator. Diese Bürsten müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Bürstenlose DC-Motoren verwenden von Hall-Sensoren generierte Signale, um positionsgerecht zu kommutieren. Aufgrund der kontaktlosen Übertragung der Signale sind diese Motoren verschleißfrei.

Systemkonfiguration

Der mit einem Hall-Sensor ausgestattete bürstenlose DC-Motor wird durch einen passenden Treiber angesteuert.
Die Motordrehzahl wird mit einem Potentiometer, einer externen Analogspannung oder einem Einstellrad eingestellt.

Aufbau

Bürstenlose DC-Motoren sind dreiphasige Motoren mit Permanentmagneten im Rotor. Darüber hinaus sind im Stator mehrere Hall-Sensoren eingebaut, die Magnetfeldänderungen durch die rotierenden Permanentmagneten erkennen.

Blockschaltbild

Im Treiber wird die durch die Hall-Sensoren ermittelte Ist-Drehzahl mit der durch das Potentiometer eingestellten Soll-Drehzahl verglichen.
Das Ergebnis des Vergleichs wird an den DC/AC-Wandler übermittelt. Dieser regelt die am Motor anliegende Spannung und steuert die Motordrehzahl.

Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie

Bürstenlose DC-Motoren können kontinuierlich mit dem Nenndrehmoment von niedrigen Drehzahlen bis zur Nenndrehzahl betrieben werden. Darüber hinaus drehen sich diese Motoren innerhalb des Dauerbetriebsbereichs mit einer stabilen Drehzahl, selbst wenn sich die Last ändert.
Bei bürstenlosen DC-Motoren gibt es den Dauerbetriebsbereich (①) und den begrenzten Belastungsbereich (②). Der begrenzte Belastungsbereich kann für das Beschleunigen bzw. Abbremsen einer Last benutzt werden.
Wird er in diesem Bereich länger als 5 Sekunden betrieben, wird der Überlastalarm aktiviert und der Motor gestoppt.

Eigenschaften

Ausgezeichnete Drehzahlstabilität

Bei bürstenlosen DC-Motoren wird die eingestellte Soll-Drehzahl kontinuierlich mit der zurückgemeldeten Ist-Drehzahl des Motors verglichen und die am Motor anliegende Spannung angepasst. Aus diesem Grund wird selbst bei Lastwechseln von niedrigen bis hohen Drehzahlen eine stabile Drehzahl eingehalten.
Bei Frequenzumrichtern für dreiphasige Induktionsmotoren (U/F-Steuerung) wird die Istdrehzahl nicht erfasst und nicht an die Solldrehzahl angepasst. Die Drehzahl fällt bei zunehmender Last also deutlich ab. Bürstenlose DC-Motoren werden für Anwendungen empfohlen, bei denen es auf die Drehzahlstabilität ankommt.

Nachstehend ist die Drehzahlstabilität für die einzelnen Modelle aufgeführt. Daran lasst sich die Drehzahlstabilität zwischen 0 und Nennmoment ablesen.

Großer Drehzahlbereich

Bürstenlose DC-Motoren haben einen größeren Drehzahlbereich als AC-Motoren mit Drehzahlregelung.
Im Gegensatz zu AC-Motoren mit Drehzahlregelung steht schon bei niedriger Drehzahl das volle Nennmoment zur Verfügung. Bürstenlose DC-Motoren sind besonders für Anwendungen geeignet, die bei niedrigen bis hin zu hohen Drehzahlen ein konstantes Drehmoment erfordern.

• * Der Drehzahlbereich variiert je nach Modell.

Zulässige Stromversorgung einphasig 115 VAC/230 VAC und dreiphasig 200-240 VAC.

Produkte mit AC-Stromversorgung sind in den Spannungsspezifikationen für einphasige Systeme mit 115 /230 VAC und dreiphasige Systeme mit 200-240 VAC erhältlich, sodass sie in den wichtigsten Ländern weltweit zum Einsatz kommen können.
Produkte mit DC-Stromversorgung sind ebenfalls erhältlich.

Energiesparend

Bei bürstenlosen DC-Motoren mit Permanentmagneten im Rotor kommt es nur zu geringfügigen sekundären Verlusten durch den Rotor.
Verglichen mit einem dreiphasigen Induktionsmotor mit Frequenzumrichter^* reduziert sich der Energieverbrauch um etwa 26 %. Das hilft Energie zu sparen.

• * Bei einer Ausgangsleistung von 90 W

Kompakt und dennoch leistungsstark

Bürstenlose DC-Motoren haben flache Gehäuse und sind leistungsstark. Im Rotor kommen Permanentmagnete zum Einsatz. Im Vergleich zu einem dreiphasigen Induktionsmotor mit einer Baugröße von 90 mm ist beispielsweise die Gesamtlänge um 84,6 mm kürzer und die Ausgangsleistung etwa 1,3-mal größer.
Bürstenlose DC-Motoren können beim Downsizing helfen.

Mit Schutzfunktionen und Alarmausgang

Ausgestattet mit verschiedenen Schutzfunktionen wie für Überlast oder Überspannung. Ist eine Schutzfunktion aktiviert, wird ein Alarm ausgegeben.

Entspricht globalen Sicherheitsstandards

Jede Baureihe ist nach UL/CSA-Normen zertifiziert, entspricht EN-Normen und trägt das CE-Kennzeichen.