DC-Motoren, bürstenlos
DC-Motoren ohne Bürsten (BLDC-Motoren) sind elektronisch geregelte Motoren. Sie arbeiten im Synchronbetrieb, ihre Drehgeschwindigkeit wird dabei an die Frequenz des Antriebstroms angepasst. Auch wenn es Gleichspannung heißt, wird der Motor doch durch eine integrierte Inverterspannungsversorgung angetrieben, die Wechselstrom-Wellenformen erzeugt, um die Motorwicklungen zu erregen. Diese Wellenformen steuern den Strom zum richtigen Zeitpunkt, um eine Kommutierung hervorzurufen. Die Rotationsgeschwindigkeit des Motors ist eine Ganzzahl proportional zur Wechselstromfrequenz in den Motorwicklungen. Feedback-Sensoren steuern die Antriebsstromversorgung, um die Motordrehzahl unter wechselnden Drehmomentbedingungen zu regeln. Berührungslose Bedienung führt dazu, dass DC-Motoren ohne Bürsten eine längere Zeit bis zum Ausfall (MTBF) gegenüber Alternativen mit Bürsten haben. Sie laufen leiser und verbrauchen weniger Energie.
Die Konfiguration von DC-Motoren ohne Bürsten sieht typischerweise zwei Spulen vor, die zu einer bestimmten Zeit erregt werden, wobei die eine Spule abstößt und die andere anzieht. Halleffektgeber oder Drehencoder werden üblicherweise eingesetzt, um festzulegen, welche Spule zu einem bestimmten Zeitpunkt erregt werden muss, um eine Drehung hervorzurufen. Es kann eine Gegen-EMF-Konstante (BEMF) an der nicht erregten Spule überwacht werden, um die Rotorposition mit zusätzlicher Komplexität im Steuerkreis zu erfassen, damit Start- und Stillstandsbedingungen gehandhabt werden können. BEMF-Spannungspegel sind proportional zur Änderungsrate des Magnetfelds. Niedrige Pegel bei Start- und Stillstandsbedingungen könnten zu Steuerfehlern führen. Wird diese Bedingung nicht behoben, kann der Motor in die falsche Richtung drehen.
DC-Drehstrommotoren ohne Bürsten (6-Schritt) sind in der Regel BLDC-Motoren. Sie werden in Schritten von 60 Grad im Vollkreis gesteuert. Die Wellenform kann durch einfache logische Schaltkreise generiert werden. Zwei von drei Wicklungen werden zu einem beliebigen Zeitpunkt erregt, um Bewegung zu erzeugen. Motorwicklungen werden als Stern- oder Dreiecktopologie konfiguriert. Stern oder Dreieck beschreibt, wie die Wicklungen zusammengeschaltet sind.
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