Was sind die strukturellen Komponenten des
DC-Bürstenmotor ?
Die meisten bürstenbehafteten Gleichstrommotoren bestehen aus drei Hauptbaugruppen: Stator, Endabdeckung des Bürstenhalters und Rotor. Der Stator besteht aus zentralen und zylindrischen zweipoligen Permanentmagneten, Eisenkern-Stützlagern und Stahlrohren zum Schließen des Magnetkreises. Hochwertige Seltenerdmagnete sorgen für hervorragende Leistung in einem kleinen Paket. Abhängig von der Maschinenbelastung und den Anforderungen stehen Sinter- und Kugellager zur Verfügung.
Die Endkappe des Bürstenhalters besteht aus Kunststoff. Je nach Verwendungszweck des Motors können die Bürsten aus zwei unterschiedlichen Typen bestehen; Kohlenstoff oder Mehrdraht. Kohlenstofftypen verwenden Kupfergraphit oder Silbergraphit und eignen sich ideal für Anwendungen mit inkrementeller Bewegung, die ein hohes Dauer- und Spitzendrehmoment erfordern. Der Mehrdrahttyp verwendet Edelmetalle, um eine niedrige Startspannung und einen höheren Wirkungsgrad zu gewährleisten, wodurch er perfekt für tragbare batteriebetriebene Anwendungen geeignet ist. Elektroingenieure können Lagerschilde entwerfen, die elektromagnetisches Rauschen reduzieren, um den EMV-Anforderungen gerecht zu werden.
Der Rotor ist das Herzstück des
DC-Bürstenmotor . Die Spule wird direkt und kontinuierlich auf den zylindrischen Träger gewickelt, der anschließend entfernt wird, wodurch überschüssige Luftspalte und inaktive Spulenköpfe, die nicht zur Drehmomenterzeugung beitragen, vermieden werden. Selbsttragende Spulen erfordern keine Eisenkonstruktion, daher ist das Trägheitsmoment gering und es kommt zu keinem Rasten (der Rotor stoppt in jeder Position). Im Gegensatz zu anderen herkömmlichen DC-Spulentechnologien gibt es aufgrund des Fehlens von Eisen keine Hysterese, keinen Wirbelstromverlust oder keine magnetische Sättigung. Der Motor verfügt über eine perfekte lineare Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie und die Betriebsgeschwindigkeit hängt nur von der Versorgungsspannung und dem Lastdrehmoment ab.
Wie zum
DC-Bürstenmotor funktioniert
Der DC-Bürstenmotor verfügt über im Rotor gewickelte Spulen, die von im Stator enthaltenen Magneten umgeben sind. Beide Enden der Spule sind mit dem Kommutator verbunden. Der Kommutator ist wiederum mit Elektroden, sogenannten Bürsten, verbunden, und solange die Bürsten und der Kommutator Kontakt haben, fließt Gleichstrom durch die Bürsten und Spulen.
Wenn sich die Spule jedoch dreht, erreicht sie einen Punkt, an dem die Bürsten und der Kommutator keinen Kontakt mehr haben, wodurch der Stromfluss in der Spule unterbrochen wird. Dennoch sorgt der Schwung der Spule dafür, dass sie sich dreht. Dadurch kommen die Bürsten und der Kommutator wieder in Kontakt und der Strom, der jetzt durch die verschiedenen Spulen fließt, wird wiederhergestellt. Dieses wiederholte Umschalten des Stroms führt dazu, dass der Gleichstrom-Bürstenmotor weiterdreht. Ein DC-Bürstenmotor wird mit Gleichstrom betrieben und seine Drehzahl lässt sich leicht durch Variation der angelegten Spannung steuern.
Bei einem DC-Bürstenmotor dreht sich eine Spule in einem umgebenden Magneten. Durch die Drehung der Spule wechselt der Kontakt zwischen dem Kommutator und den Bürsten, wodurch der Strom durch die Spule geschaltet wird. Trotz der einfachen internen Struktur von a
DC-Bürstenmotor Während sich der Motor dreht, führt der ständige Kontakt zwischen den Bürsten und dem Kommutator zu Verschleiß, der eine regelmäßige Wartung zum Austausch verschlissener Teile erfordert.