Grundlagen von gebürsteten und bürstenlosen Gleichstrommotoren

Haben Sie sich jemals gefragt, wie sich Ihr Auto bewegt? Was ist der Zauber dahinter? Nur unter uns beiden, die Magie kommt vom Motor. Was ist also ein Motor? Welche Kraft muss der Motor haben, um Dinge wie Ihr Auto zu bewegen? Die Antworten findest du hier in diesem Beitrag.

Motor ist ein elektromagnetisches Gerät, das elektrische Energie umwandelt in  mechanische Energie . Es wird durch den Buchstaben M (altes Standard-D) in der Schaltung angezeigt. Seine Hauptfunktion besteht darin, Antriebsdrehmoment als Energiequelle für verschiedene elektrische Geräte oder Maschinen wie elektrische Lokomotiven, Straßenbahnen, Tonbandgeräte, Rasierer, elektrisches Spielzeug usw. zu erzeugen.

Motoren können nach Leistungstyp in Gleichstrommotoren und Wechselstrommotoren unterteilt werden

Gleichstrommotor ist ein Motor, der elektrische Gleichstromenergie in mechanische Energie umwandelt. Das Auto, das wir gerade erwähnt haben, verwendet einen Gleichstrommotor.

Wechselstrommotor ist ein Motor, der elektrische Wechselstromenergie in mechanische Energie umwandelt. Sie werden häufig in Waschmaschinen, Kühlschränken, Klimaanlagen, Rußpumpen, Ventilatoren und anderen Elektrogeräten verwendet.

Gleichstrommotoren können in bürstenlose Motoren unterteilt werden und gebürstet diejenigen nach Struktur und Arbeitsprinzip. Und es gibt tiefere Kategorisierungsebenen unter den Bürstenmotoren, wie Sie unten im „Stammbaum der Gleichstrommotoren“ sehen können:

Bürstenloser Gleichstrommotor

Der bürstenlose Gleichstrommotor tauscht Stator und Rotor eines herkömmlichen Gleichstrommotors aus. Der Rotor ist ein Permanentmagnet, der Luftspaltfluss erzeugt. Der Stator ist ein Anker und besteht aus einer Mehrphasenwicklung. In der Struktur ähnelt es einem Permanentmagnet-Synchronmotor.

Bürstenlose Gleichstrommotoren werden hauptsächlich in Computerperipheriegeräten und elektronischen Produkten wie Druckern, Faxgeräten, Kopierern, Festplatten, Diskettenlaufwerken, Filmkameras, Tonbandgeräten usw. verwendet.

Gebürsteter Gleichstrommotor

Zwei Bürsten (Kupfer- oder Kohlebürsten) des Bürstenmotors verbinden die positiven und negativen Elektroden direkt mit dem Kommutator des Rotors, indem die Bürsten mit einem isolierenden Sitz an der hinteren Abdeckung des Motors befestigt werden. Der Kommutator verbindet die Spulen auf dem Rotor. Die Polarität der drei Spulen wechselt ständig und bildet mit den beiden feststehenden Magneten eine Kraft, wodurch sich das Gerät dreht.

Gleichstrommotoren mit Bürsten kann in elektromagnetische Gleichstrommotoren unterteilt werden und Permanentmagnet-Gleichstrommotoren.

Elektromagnetischer Gleichstrommotor

Der elektromagnetische Gleichstrommotor umfasst Reihen-, Nebenschluss-, separate und Verbundmotoren.

• Für Reihenmotor , die Erregerwicklung ist in Reihe mit der Ankerwicklung geschaltet und dann an die Gleichstromversorgung angeschlossen. Es kann in Elektrowerkzeugen und Küchenutensilien verwendet werden.
• Für Nebenschlussmotor ist die Erregerwicklung parallel zur Ankerwicklung geschaltet. Hier teilen sich die Erregerwicklung und der Anker die gleiche Stromversorgung. Und die Leistung ist die gleiche wie bei separaten Motoren. Es wird häufig in großen Drehmaschinen und Hobelmaschinen verwendet.
• Für separaten Motor ist die Erregerwicklung nicht mit der Ankerwicklung verbunden, sondern wird von anderen Gleichstromversorgungen gespeist. Permanentmagnet-Gleichstrommotoren können als separate Gleichstrommotoren betrachtet werden. Genau wie der Nebenschlussmotor wird er häufig in großen Drehmaschinen und Hobelmaschinen verwendet.
• Für Compound-Motor , gibt es zwei Erregerwicklungen, Nebenschluss- und Reihenerregung. Wenn das von der Reihenwicklung erzeugte Flusspotential in die gleiche Richtung wie das von der Nebenschlusswicklung erzeugte weist, spricht man von einer kumulativen zusammengesetzten Erregung. Wenn die beiden Richtungen entgegengesetzt sind, spricht man von einer differentiellen zusammengesetzten Anregung. Es kann in Schiffen, Oberleitungsbussen sowie Hebe- und Bergbaumaschinen eingesetzt werden.

Permanentmagnet-Gleichstrommotor

Gleichstrommotoren mit Permanentmagneten enthalten seltene Erden diejenigen, Ferrit und Al-Ni-Co Einsen. Seine Anwendung ist extrem breit und deckt fast alle Bereiche der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung, der industriellen und landwirtschaftlichen Produktion sowie unseres täglichen Lebens ab.

In der Klimaindustrie sind bürstenlose Gleichstrommotoren mit Permanentmagneten zu einem der Hauptindikatoren für die Messung der Klimatechnik geworden.

• Der früheste Motorprototyp war ein Permanentmagnetmotor. Aufgrund der schlechten Leistung des Permanentmagnetmaterials war seine Anwendung jedoch ziemlich begrenzt.
• Al-Ni-Co Permanentmagnet trieb die Entwicklung von Permanentmagnetmotoren auf die nächste Stufe. Aufgrund des hohen Preises ist dieser Motortyp jedoch auch nicht weit verbreitet.
• Seit dem Aufkommen billiger Ferrite , die Anwendung von Permanentmagnetmotoren hat sich stark ausgeweitet und reicht von Spielzeugmotoren, audiovisuellen Motoren, Mikromotoren für die Automobilindustrie bis hin zu industriellen Antrieben mit geringer Leistung und Servoantrieben. Statistiken zeigen, dass Permanentmagnetmotoren mehr als 92 % der Gleichstrommotoren unter 500 W ausmachen, von denen die meisten Ferrit-Permanentmagnetmotoren sind.
• Der Ferritmagnetismus ist jedoch schwach und für die Anforderungen von Hochleistungsmotoren ungeeignet. In den 1960er Jahren Seltene Erden Samarium-Kobalt-Permanentmagnete erschienen. Es ermöglicht einen Hochleistungs-Servomotor. Sein Preis ist jedoch so hoch, dass er durch NdFeB-Permanentmagnete ersetzt wird, die in den 1980er Jahren gefunden wurden.
• NdFeB-Permanentmagnet hat in fast allen Aspekten eine bessere Leistung, mit Ausnahme der Arbeitstemperatur und des magnetischen Temperaturkoeffizienten. Außerdem ist es viel billiger. Es wird erwartet, dass alle Arten von Servomotoren, ob Gleichstrom- oder Wechselstrom- oder Schrittmotoren, irgendwann durch Permanentmagnetmotoren ersetzt werden.

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