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Welches ist das richtige Elektrowerkzeug?
Jeder Mechanik-Experte sollte den Unterschied zwischen Bürsten- und bürstenlosen Gleichstrommotoren kennen. Bürstenmotoren waren früher sehr verbreitet. Obwohl sie weitgehend durch ihre bürstenlosen Gegenstücke ersetzt wurden, kann der richtige Gleichstrommotor jedes Typs ein Projekt oder ein Elektrowerkzeug zu Hause viel effizienter machen.
Bürstenmotor und bürstenloser Motor - der Unterschied
Bürstenmotoren oder Kommutatormotoren
Der Bürsten-Gleichstrommotor verwendet eine Spulenkonfiguration aus gewickeltem Draht, den Anker, der als zweipoliger Elektromagnet wirkt. Graphitbürsten betreiben den Kommutator, einen mechanischen Drehschalter, und Rotorwicklungen. Der Kommutator kehrt die Richtung des Stroms zweimal pro Zyklus um. Er besteht aus einem Zylinder, der aus einer Reihe von Metallkontaktsegmenten besteht. Ohne Kommutator gehts nichts!
Bürstenlose Motoren
Der bürstenlose Motor verwendet einen Permanentmagneten als Außenrotor. Er verwendet drei Phasen von Antriebsspulen und einen speziellen Sensor, der die Position des Rotors erfasst. Wenn der Sensor die Position des Rotors erfasst, sendet er Referenzsignale an das Steuergerät. Das Steuergerät wiederum aktiviert die Spulen in geordneter Weise – eine Phase nach der anderen. Der Hauptunterschied ist das Fehlen eines Kommutators und – Überraschung – das Fehlen von Bürsten. Stattdessen besteht der bürstenlose Motor aus einem Rotor, der mit Neodym-Magneten befestigt ist, und einem Stahlgehäuse mit Wicklungen und einem Lagersatz. Hall-Sensoren sind eingebaut, um das Ausgangssignal zu verändern – richtig eingebaut wird es die hohe Genauigkeit und Leistung unseres Geräts erhalten.
Bürstenmotor oder bürstenloser Motor - welchen sollte man wählen?
Was sind die Unterschiede zwischen einem Bürstenmotor und einem bürstenlosen Motor? Die mechanischen Unterschiede kennen wir bereits. Betrachten wir sie nun unter dem Aspekt der Benutzerfreundlichkeit.
Bürstenmotoren
- Niedrige Gesamtkosten für Bau und Instandhaltung,
- Sie können häufig umgebaut werden, um ihre Lebensdauer zu verlängern,
- Ein einfaches und kostengünstiges Steuergerät, wird nicht benötigt, um eine konstante Geschwindigkeit zu halten,
- Ideal für extreme Arbeitsumgebungen.
- Seltene allgemeine Wartung, da keine Bürsten vorhanden sind,
- Effektiver Betrieb bei allen Geschwindigkeiten und Nennlasten,
- Hoher Wirkungsgrad und hohes Leistungs-zu-Größe-Verhältnis,
- Geringere Größe bei deutlich besseren thermischen Eigenschaften;
- Höherer Drehzahlbereich und geringere elektrische Geräuschentwicklung.
Das Herzstück unserer Maschine, den Motor, durch einen neuen Satz Bürsten zu ersetzen, ist weder teuer noch kompliziert. Auf der anderen Seite stehen wir vor einer teureren, aber zuverlässigeren Option: bürstenlose Motoren. Bei ihrem Betrieb wird ein Teil der Energie verschwendet, da sie in Wärme umgewandelt wird, und ein Wärmestau im Werkzeug ist nicht gut. Wenn Sie sich für einen bürstenlosen Motor entscheiden, bleibt noch die Wahl des Motors. Dabei sollten Sie sich von der Art der Arbeit leiten lassen, für die Sie den Motor einsetzen wollen. Bürstenlose Motoren eignen sich besonders gut für industrielle Positionierungs- und Betätigungsanwendungen.
Bei Montagerobotern werden bürstenlose Schrittmotoren (sie funktionieren ein wenig anders, obwohl sie keine Bürsten haben) oder Servos verwendet, um Teile für die Montage oder ein Werkzeug in einem Fertigungsprozess wie Schweißen oder Lackieren zu positionieren. Bürstenlose Motoren können auch zum Antrieb von Linearantrieben verwendet werden. Die Anwendungsmöglichkeiten sind sehr vielfältig.
In Bezug auf die Leistung gibt es nach der Auflistung aller Vor- und Nachteile nicht viel hinzuzufügen, der Schlüssel ist immer noch der Preis.
Wo Bürsten- und bürstenlose Motoren verwendet werden
Der bürstenlose Motor wird im Vergleich zum Bürstenmotor immer beliebter. Beide Motoren sind in einer Vielzahl von Anwendungen zu finden. Bürstenmotoren werden nach wie vor häufig in Haushaltsgeräten und Autos eingesetzt. Aufgrund ihrer Fähigkeit, das Verhältnis zwischen Drehmoment und Drehzahl zu variieren – eine Eigenschaft, die nur Bürstenmotoren aufweisen -, haben sie auch in der Industrie eine starke Nische.
Bei dieser Beliebtheit ist das auch nicht verwunderlich. Ein bürstenloser Motor hat eine längere Lebensdauer und verbraucht weniger Strom. Er geht seltener kaputt – es gibt keine Bürsten, so dass sie sich nicht abnutzen. Und das ist die häufigste Ursache für Schäden an Elektrowerkzeugen. Er ist kleiner und leichter als ein Kommutatormotor, aber leistungsstärker. Er bietet daher ein besseres Drehmoment. Wenn ein Werkzeug mit diesem Motortyp ausgestattet ist, ist es in der Regel leicht, Informationen darüber zu finden, und bei Bürstenmotoren lassen viele Hersteller diesen Hinweis einfach weg.
Dank dieser Zuverlässigkeit und Langlebigkeit haben bürstenlose Gleichstrommotoren zahlreiche Anwendungen gefunden: in der Fertigung, im IT-Bereich und in vielen anderen Bereichen. Sie werden in Elektrofahrzeugen der neuen Generation und in einer wachsenden Zahl von Elektrowerkzeugen der neueren Generation eingesetzt – Schraubendreher, Bohrmaschinen, Bohrhämmer. Sie sind auch in Robotern, Drohnen und RC-Fahrzeugen zu finden, sowohl in Spielzeug-, Amateur- als auch in professionellen Fahrzeugen.
