Aktuelles Modell·Elektronisch kommutierte Maschinen

Bürstenloser Gleichstrommotor

Beobachten Sie, wie der Wechselrichter die dreiphasigen Statorwicklungen nacheinander mit Strom versorgt, um einen Permanentmagnetrotor zu drehen.
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Rotorgeschwindigkeit0 rpm
Elektrische Frequenz0 Hz
Drehmoment0 Nm
Phasenstrom0 A

Betriebsversuch

Geschwindigkeits- und Strömungskurven

Beobachten Sie den Übergang des Motors vom Anlauf zum stabilen Zustand im Laufe der Zeit.

0087531.75052.62583.500100 S4 S8 S11 S15 SDie Messungen werden hier angezeigt, wenn Sie das Experiment starten

Was ist ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC)?

Funktionsprinzip

Der bürstenlose Gleichstrommotor dreht die klassische Gleichstrommaschine um: Die Permanentmagnete sitzen auf dem Läufer, die Wicklungen im Stator, wo sie sich gut kühlen lassen. Kommutator und Bürsten entfallen. Stattdessen speist ein leistungselektronischer Wechselrichter die Statorphasen der Reihe nach und kennt die Läuferlage über Hall-Sensoren oder sensorlose Gegen-EMK-Auswertung. Genau diese elektronische Kommutierung meint das DC im Namen: Die Versorgung ist Gleichstrom, der Wicklungsstrom nicht.

Kommutierung und Regelung

Im verbreiteten Sechs-Schritt-Verfahren bestromt der Steller jeweils zwei der drei Phasen und schaltet alle 60 elektrischen Grad auf das nächste Paar weiter. So bleibt das Statorfeld rund 90 Grad vor den Läufermagneten, wo das Moment je Ampere am größten ist. Die PWM am Zwischenkreis stellt die wirksame Spannung und damit die Drehzahl ein. Die feldorientierte Regelung verfeinert dasselbe Prinzip mit sinusförmigen Strömen und liefert glatteres Moment und weniger Geräusch.

Wirkungsgrad und thermisches Verhalten

Da der Läufer Magnete statt Wicklungen trägt, entfallen die Läuferkupferverluste, und nahezu die gesamte Wärme entsteht im Stator, direkt am Gehäuse. Wirkungsgrade von 85 bis 95 % sind üblich, das Verhältnis von Moment zu Masse ist hervorragend. Der Wegfall der Bürsten beseitigt zugleich deren Reibung, Funkenbildung und Verschleiß, sodass ein BLDC deutlich höher dreht und Zehntausende Stunden wartungsfrei läuft.

Einsatzgebiete

Bürstenlose Motoren dominieren überall dort, wo Wirkungsgrad und Baugröße zählen: Drohnen und Modellbau, Elektrofahrzeuge und E-Bikes, Rechner- und Serverlüfter, Akku-Werkzeuge, Antriebe in Hausgeräten sowie Festplatten- und Pumpenspindeln. Der Hauptnachteil sind die Kosten der nötigen Ansteuerelektronik; mit sinkenden Controllerpreisen hat der BLDC-Motor Bürstenmaschinen in Konsum- und Industrieprodukten jedoch stetig verdrängt.