Eine Einführung in den BLDC-Motor

Was ist ein BLDC-Motor?

BLDC-Motor, das Akronym für bürstenlosen Gleichstrom-Elektromotor, ist eine Art Synchronmotor, der mit Gleichstrom über das Schaltnetzteil oder den Wechselrichter betrieben wird, der die Leistung von Gleichstrom auf Wechselstrom überträgt, um jede Stufe in a anzutreiben Closed-Loop-Steuerungssystem. Der Motor ist auch als BL-Motor, elektronisch kommutierter Motor, EC-Motor und Synchron-DC-Motor bekannt. Sowohl der Wechselrichter als auch das Schaltnetzteil sind leistungselektronische Geräte, die den Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln und übertragen können.

BLDC-Motoren liefern Impulse, was sich auf einen kurzen Gleichspannungsstoß bezieht, der eine hat abruptes Ansteigen und Abklingen bis hin zu den Motorwicklungen, die die Laufgeschwindigkeit und das Drehmoment von BLDC-Motoren regulieren. Bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren ersetzten das Design von Bürsten oder Kommutatoren, die in einer Vielzahl herkömmlicher Elektromotoren verwendet wurden.

Zu den Vorteilen bürstenloser Gleichstrom-Elektromotoren gegenüber herkömmlichen Elektromotoren mit Bürsten gehören hohe Drehzahlen Bedienung, optimale elektronische Steuerung, Wartungsarmut und Langlebigkeit der Geräte sowie das hohe Leistungsgewicht. Bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren können in einer breiten Vielfalt von Anwendungen verwendet werden, wie etwa Computerperipheriegeräten wie Plattenlaufwerken, verschiedenen Elektrowerkzeugen und auch Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie. Nicht zuletzt haben BLDC-Motoren die Direktantriebsanordnung, die heute die Gummiriemen und Getriebe in Waschmaschinen ersetzt.

Wie funktioniert ein BLDC-Motor?

Die wesentlichen Elemente eines BLDC-Motors sind die Permanentmagnete und der rotierende Anker im Inneren. Die Permanentmagnete an der Außenseite der Motorkonstruktion sind stationär, und die Magnete werden auch "Statoren" genannt. Andererseits ist der Anker auch als "Rotor" bekannt, dreht sich und enthält einen Elektromagneten. Bei bürstenlosen Gleichstrom-Elektromotoren drehen sich die Permanentmagnete um den feststehenden Rotor, wodurch die Probleme in Bezug auf die Verbindung von Strömen und den sich bewegenden Rotor beseitigt werden. BLDC-Motoren werden im Zyklus umgedreht, was keine Bürsten erfordert, um das elektromagnetische Feld zu verändern. Die Computersteuerung lädt die Elektromagnete im Stator auf und dreht den Anker um ganze 360 ​​Grad.

Verglichen mit der Struktur und dem Arbeitsprinzip von bürstenlosen Gleichstrom-Elektromotoren dreht sich der Anker beim bürstenbehafteten Gleichstrommotor um 180 Grad, wenn die aktuelle Elektrizität auf den Rotor übertragen wird. Damit sich der Rotor um 360 Grad drehen kann, müssen die Pole des Magneten umgedreht werden, und die Bürsten treten mit dem Stator in Kontakt, wenn sich der Anker dreht, wodurch das Magnetfeld weiter verändert wird. Die elektronische Steuereinheit macht Bürsten oder Kommutatorbaugruppen in den bürstenbehafteten Gleichstrommotoren überflüssig und ermöglicht es dem BLDC-Motor, die Phase konstant zu wechseln, um weiterzulaufen.

Zu den Kernelementen bürstenloser Gleichstrom-Elektromotoren gehören die Permanentmagnet, wodurch die Konstruktion einem PMS-Motor ähnelt, der für Permanentmagnet-Synchronmotor steht. Der Aufbau von BLDC-Motoren ähnelt auch geschalteten Reluktanzmotoren oder Asynchronmotoren. Bei Verwendung eines Neodym-Magneten können BLDC-Motoren in drei Arten unterteilt werden:Außenläufer, Innenläufer oder Axialmotoren. Der Unterschied zwischen den drei Linien in der Beziehung zwischen dem Stator und dem Rotor. Beim Außenläufer-Stil umgibt der Rotor den Stator, während der Rotor beim Innenläufer-Stil von Statoren umgeben ist; Bei der axialen Ausführung hingegen sind der Stator und der Rotor in der flachen Form parallel zueinander.

Anwendungen von BLDC-Motoren

Bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren werden wegen des leisen Betriebs, des leichteren Gerätekörpers und der viel längeren Lebensdauer bevorzugt. Dank der elektrischen Stromsteuerung der Computer können BLDC-Motoren eine hochpräzise Bewegungssteuerung bieten. Die Vorteile führen dazu, dass BLDC-Motoren in modernen Geräten weit verbreitet sind, insbesondere wenn geringe Geräuschentwicklung, geringe Wärmeentwicklung und gleichmäßiger Lauf die Anforderungen der Anwendungen sind.

Bewegungssteuerungsanwendungen

BLDC-Motoren werden häufig als Antriebe von Pumpen, Lüftern oder Spindeln in verschiedenen Anwendungen mit einstellbarer Drehzahl verwendet. Die bürstenlosen Gleichstrommotoren können ein hohes Drehmoment mit idealer Drehzahlreaktion aufbauen. Darüber hinaus verfügen die Motoren über eine beachtliche Energieeffizienz sowie über ideale thermische Eigenschaften. BLDC in Bewegungssteuerungsanwendungen verwendet ein elektronisches Motorsteuerungssystem und einen Rotorpositionsreaktionssensor, um die Geschwindigkeitsreaktion zu empfangen.

BLDC-Motoren werden häufig als Servomotoren in Servoantrieben von Werkzeugmaschinen eingesetzt. Servomotoren sind das Herzstück hochpräziser Positionierung, Bewegungssteuerung und anderer mechanischer Vorgänge. Obwohl auch Gleichstrom-Schrittmotoren in solchen Anwendungen eingesetzt werden können, arbeiten Schrittmotoren mit Steuerung und weisen daher in der Regel Drehmomentpulsationen auf. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren idealer sind, um als Servomotor zu dienen, aufgrund der genauen Bewegungssteuerung, die sich auf die Closed-Loop-Steuerung stützt und einen stabilen und konsistenten Fahrbetrieb liefert.

Transportausrüstung

Heutzutage können bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren in einer großen Vielfalt von Transportgeräten, wie Elektro- oder Hybridfahrzeugen, Elektroflugzeugen und Elektrofahrrädern usw., eingesetzt werden. Viele, aber nicht vollständig elektrische Fahrräder verwenden bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren, die in einigen Fällen in die Radnabe eingebaut sind, wobei die Magnete mit den Rädern verbunden sind und sich mit ihnen drehen. Das gleiche Prinzip findet sich auch in den Rädern von elektrischen selbstbalancierenden Scootern wieder.

Akku-Elektrowerkzeuge

Bürstenlose Gleichstrom-Elektromotoren werden auch häufig in einer Vielzahl von schnurlosen Werkzeugen verwendet, wie z. B. einigen Fadenschneidern, Bohrern, Schraubendrehern und Sägen. Die Vorteile von BLDC-Motoren wie geringes Gewicht und hohe Effizienz sind wichtige Faktoren, insbesondere bei der Auswahl handgeführter Akku-Elektrowerkzeuge.