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.