Was ist ein geschlitzter bürstenloser Gleichstrommotor?

Ein Elektromotor, der ohne Bürsten zur Kommutierung läuft, wird als geschlitzter bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) bezeichnet. Vielmehr wird der Stromfluss über die Motorwicklungen durch elektronische Steuerungen gesteuert. Der Begriff „geschlitzt“ bezieht sich auf das Design des Stators, der Schlitze zur Aufnahme der Wicklungen aufweist.

Funktionsprinzip:

Magnetfelderzeugung:

Der elektronische Controller versorgt die Wicklungen in einer präzisen Reihenfolge mit Strom und erzeugt so ein rotierendes Magnetfeld im Stator.

Rotorinteraktion:

Das von den Statorwicklungen erzeugte rotierende Magnetfeld beeinflusst die Permanentmagnete am Rotor. Das durch die magnetischen Kräfte zwischen den Rotormagneten und dem rotierenden Feld des Stators erzeugte Drehmoment bewirkt, dass sich der Rotor dreht.

Kommutierung:

Bei bürstenlose DC-Motoren erfolgt die Kommutierung im Gegensatz zu Bürstenmotoren elektronisch. Sensoren (z. B. Hall-Effekt-Sensoren) oder sensorlose Steuerungsmethoden bestimmen die Rotorposition, sodass der Controller den Strom in den Wicklungen zum richtigen Zeitpunkt umschalten kann, um die Drehung aufrechtzuerhalten.

Kontinuierliche Drehung:

Der Controller passt den Strom in den Wicklungen kontinuierlich an und sorgt so für eine gleichmäßige und effiziente Drehung des Rotors.

Vorteil und Nachteil

Was ist ein schlitzloser bürstenloser Gleichstrommotor?

Ein schlitzloser bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) ist ein BLDC-Motortyp, bei dem die Schlitze im Stator herkömmlicher BLDC-Motoren mit Schlitzen entfallen. Bei einem schlitzlosen Design werden die Wicklungen direkt auf der Oberfläche des Statorkerns platziert, der normalerweise aus laminiertem Stahl besteht.

Funktionsprinzip:

Erzeugung eines Magnetfelds:

Der elektronische Controller versorgt die Wicklungen mit Strom und erzeugt so ein rotierendes Magnetfeld im Stator.

Rotorinteraktion:

Der Rotor dreht sich aufgrund des Drehmoments, das durch die Interaktion zwischen dem wirbelnden Magnetfeld der Statorwicklungen und den Permanentmagneten des Rotors entsteht.

Kommutierung:

Um eine kontinuierliche Rotation aufrechtzuerhalten, wird eine elektronische Kommutierung eingesetzt, um den Strom in den Wicklungen abhängig von der Position des Rotors umzuschalten.

Vorteil und Nachteil

Was ist der Unterschied zwischen einem bürstenlosen Gleichstrommotor mit Schlitzen und einem bürstenlosen Gleichstrommotor ohne Schlitze?

Statorausführung:

• Schlitz-BLDC-Motor:
  • Verfügt über einen Stator mit Schlitzen, in denen die Wicklungen platziert sind.
  • Die Schlitze helfen dabei, die Wicklungen zu halten und tragen aufgrund der Schlitzgeometrie zur Bildung eines Rastmoments bei.
• Nutenloser BLDC-Motor:
  • Verfügt über einen glatten Stator ohne Schlitze, dessen Wicklungen direkt auf der Kernoberfläche angebracht sind.
  • Beseitigt Rastmomente und sorgt so für einen ruhigeren Betrieb.

Elektromagnetische Interferenz (EMI):

• Schlitz-BLDC-Motor:
  • Das Vorhandensein von Schlitzen kann zu Schwankungen im Magnetfeld führen und somit zu höheren elektromagnetischen Störungen.
• Nutenloser BLDC-Motor:
  • Die glatte Statoroberfläche verringert Schwankungen im Magnetfeld und führt zu geringeren elektromagnetischen Störungen.

Fertigungskomplexität und -kosten:

• Schlitz-BLDC-Motor:
  • Einfachere und kostengünstigere Herstellung durch direktere Platzierung der Wicklungen in den Nuten.
• Nutenloser BLDC-Motor:
  • Aufgrund der erforderlichen Präzision beim Platzieren der Wicklungen auf der glatten Kernoberfläche und der effektiven Steuerung der Wärmeableitung ist die Herstellung komplexer und teurer.

Aspekt	Slotted BLDC-Motor	Slotless BLDC-Motor
Bauweise	Hat Schlitze im Stator	Glatter Stator
Drehmomentschwankungen	Höhere Drehmomentschwankungen	Niedrigere Drehmomentschwankungen
Effizienz	Geringere Effizienz	Höhere Effizienz
Elektromagnetische Störungen (EMI)	Höhere EMI-Werte	Niedrigere EMI-Werte
Fertigungskomplexität	Einfacher, niedrigerer Preis	Komplexer, höherer Preis
Drehmomentdichte	Höhere Drehmomentdichte	Niedrigere Drehmomentdichte
Anwendungen	Elektrowerkzeuge, Industriemaschinen	Medizinische Geräte, Präzisionsinstrumente

Wie wählt man bürstenlose Gleichstrommotoren mit Schlitzen und bürstenlose Gleichstrommotoren ohne Schlitze aus?

Bei der Auswahl des richtigen bürstenlosen Gleichstrommotors (BLDC) für Ihre Anwendung müssen zahlreiche Kriterien berücksichtigt werden, darunter wirtschaftliche Aspekte, Umweltfaktoren und Leistungsanforderungen.

Bewerbungsvoraussetzungen

Drehmomentwelligkeit

• Schlitzmotor: Wenn Ihre Anwendung eine höhere Drehmomentwelligkeit tolerieren kann (z. B. Elektrowerkzeuge, Industriemaschinen), ist möglicherweise ein Schlitzmotor geeignet.
• Nutenlos: Wählen Sie für Anwendungen, die einen reibungslosen Betrieb mit minimaler Drehmomentwelligkeit erfordern (z. B. medizinische Geräte, Präzisionsinstrumente), einen schlitzlosen Motor.

Effizienz

• Schlitz: Geeignet für Anwendungen, bei denen die Effizienz weniger wichtig ist.
• Schlitzlos: Ideal für Anwendungen, bei denen aufgrund geringerer Verluste eine hohe Effizienz erforderlich ist.

Drehmomentdichte

• Schlitz: Bietet eine höhere Drehmomentdichte und ist daher für Anwendungen geeignet, die mehr Drehmoment bei kompakter Größe erfordern.
• Schlitzlos: Geeignet für Anwendungen, bei denen eine geringere Drehmomentdichte akzeptabel ist.

Elektromagnetische Interferenz (EMI)

• Schlitz: Höhere elektromagnetische Störungen, geeignet für Umgebungen, in denen elektromagnetische Störungen kein großes Problem darstellen.
• Schlitzlos: Niedrigere elektromagnetische Störungen, daher ideal für empfindliche Anwendungen wie medizinische Geräte und Kommunikationsgeräte.

Wärmemanagement

• Schlitz: Bessere Wärmeableitung durch Schlitze im Stator.
• Schlitzlos: Aufgrund der schwierigeren Wärmeableitung können zusätzliche Kühlmechanismen erforderlich sein.

Kosten und Herstellung

• Schlitz: Im Allgemeinen weniger teuer in der Herstellung und für kostenbewusste Projekte geeignet.
• Schlitzlos: Höhere Anschaffungskosten aufgrund komplexerer Herstellung, kann aber durch verbesserte Effizienz und geringere elektromagnetische Störungen langfristige Kosteneinsparungen bieten.

Umgebungsbedingungen

• Schlitz: Geeignet für raue Umgebungen, in denen eine robuste Konstruktion erforderlich ist.
• Schlitzlos: Eher geeignet für saubere Umgebungen, in denen Präzision und reibungsloser Betrieb entscheidend sind.

Fazit

Durch die Bewertung dieser Faktoren auf der Grundlage Ihrer spezifischen Anwendungsanforderungen können Sie eine fundierte Entscheidung darüber treffen, ob ein bürstenloser Gleichstrommotor mit oder ohne Schlitzen am besten für Ihr Projekt geeignet ist. Wenn Sie immer noch nicht wissen, wie Sie sich entscheiden sollen, kontaktieren Sie uns bitte und wir vereinbaren einen individuellen Service für Sie.