Bürstenloser oder herkömmlicher Motor - was sind die Unterschiede, was sind die Vorteile von Induktionsmotoren?

Bürstenlose Motoren - Vergleich zu Bürstenmotoren

Das Angebot der Hersteller umfasst Twin-Designs, die sich durch den verwendeten Motortyp unterscheiden. Was ist ein Bürstenmotor und welche Vorteile hat ein bürstenloser Motor? Ist ein bürstenloser Motor effizienter? Diese und weitere Fragen versuchen wir in diesem Beitrag zu beantworten.

Bevor wir uns den bürstenlosen Motor genauer ansehen, schauen wir uns kurz an, was den traditionellen Motor auszeichnet.

Was ist ein Bürstenmotor oder Kommutatormotor?

Dies ist der Grundtyp von Elektromotoren, der in tragbaren elektrischen Geräten wie Elektrowerkzeugen verwendet wird. Dank seines einfachen Aufbaus ist es unter anderem leicht zu reparieren. Kurz gesagt umfasst der Bürstenmotor in seiner Konstruktion:

• Elektrographitbürsten - verantwortlich für die Stromversorgung des Kommutators
• Rotor - ein rotierendes Element, das auf einer nach außen geführten Achse montiert ist. Es befindet sich innerhalb des Magnetfelds, das von Magneten im Stator erzeugt wird. Er besteht aus mehreren winkelig zueinander angeordneten Spulen.
• Stator - ein festes Element, das das Motorgehäuse bildet. Er umgibt den Rotor und enthält Permanentmagnete mit entgegengesetzt zueinander gerichteten Polen.
• Kommutator - befindet sich auf der Rotorwelle und ist für die Änderung der Stromrichtung verantwortlich. Der Kommutator ist eine Reihe von Kupferplatten, zwischen denen sich ein Isolator befindet. Die Lamellen sind mit den einzelnen Wicklungen verbunden und entlang des gesamten Umfangs des Kommutators angeordnet.
• Wicklung - es ist ein Draht, der um den Rotor gewickelt wird, oft Aluminium oder vorzugsweise Kupfer

Infolge des Startens des Geräts (Einschalten der Stromversorgung) gleiten die Elektrographitbürsten auf der Oberfläche der Kommutatorplatten und versorgen diese und die Motorwicklung mit Strom. Durch den fließenden Strom entsteht ein Magnetfeld, das auf die im Stator platzierten Magnete reagiert. So entsteht die Kraft, die für die Drehung des Rotors verantwortlich ist, und diese Kraft treibt das Zahnrad mit der Spindel des Geräts durch die in seinem Zentrum befindliche Achse an. Die Spindel endet mit einem Handgriff, z.B. einem Bohrfutter (Schraubendreher, Bohrmaschinen, Schlagbohrmaschinen), einem SDS-Kopf (Bohrhämmer) oder einem M14-Gewinde (bei Winkelschleifern), der die Montage entsprechender Arbeitsspitzen wie z Bits, Bohrer oder Trennscheiben.

Was ist ein bürstenloser Motor?

Der bürstenlose Motor enthält, wie der Name schon sagt, keine Elektrographitbürsten, aber das ist nicht nur der einzige Unterschied. Der einfachste Aufbau eines bürstenlosen Motors besteht aus Wicklungen, die 3 Spulen sind, die in einem Sternsystem verbunden sind. Fortgeschrittenere Lösungen können mehr Spulen und andere Verbindungssysteme haben. Die Spulen werden auf einen Stahlkern gelegt. Seine Aufgabe ist es, den durch den Stromfluss durch die Spulen erzeugten magnetischen Fluss zu bündeln. Das erzeugte Magnetfeld ermöglicht es, die Position des Rotors zu verändern. Kurz gesagt - durch die abwechselnde Versorgung der Spulen gibt es eine kontinuierliche Änderung innerhalb des erzeugten Magnetfelds, was sich in einer Drehbewegung des Rotors niederschlägt

Die Vorteile eines bürstenlosen Motors

Neben einem anderen Aufbau hat der bürstenlose Motor durch den Wegfall von Elektrographitbürsten viele Vorteile gewonnen. Selbst eine so prosaische Sache, dass sie nicht ausgetauscht werden müssen, führt zu einem komfortablen Gebrauch. Nicht alle Geräte haben schnellen Zugriff auf Bürsten. Normalerweise ist es notwendig, das Gehäuse des Geräts zu demontieren, was für Personen ohne Erfahrung geeignet istin den Geheimnissen der Elektronikreparatur kann eine ziemliche Herausforderung sein. Hinzu kommt oft die Problematik des Zugangs zu den passenden Elektrographitbürsten – gerade bei Geräten, die mehrere Jahre alt sind und vom Hersteller aus dem Angebot genommen wurden. Und bei kleinen Kommutatormotoren hat der Hersteller oft keinen Ersatz vorgesehen, was dazu führt, dass die gesamte Antriebseinheit ausgetauscht werden muss. Der Wegfall von Kohlebürsten bedeutet auch eine höhere Haltbarkeit und Zuverlässigkeit im Vergleich zu Bürstenmotoren. Als Ergebnis des Gleitens der Bürsten auf der Oberfläche des Kommutators und der Art der Arbeit des Benutzers können die Bürsten ungleichmäßig verschleißen, was sich in einem erhöhten Verschleiß des Kommutators und des Rotors niederschlägt und die Lebensdauer dieser Teile verkürzt. Durch den Wegfall der Funkenbildung bei Geräten mit bürstenlosem Motor ist der Einsatz in Umgebungen mit erhöhtem Zündrisiko weniger riskant als der Einsatz von Werkzeugen mit Bürstenmotor. Bürstenlose Motoren erreichen kleinere Abmessungen, was zu einer kompakteren Struktur führt, die besser an die Bedürfnisse des Benutzers angepasst ist, und die begrenzte Anzahl von Teilen führt zu einer geringeren Ausfallrate als bei herkömmlichen Bürstenmotoren.

Durch den elektronisch geregelten Kommutator ist ein hoher Wirkungsgrad in einem weiten Drehzahlbereich erreichbar und bei hoher Belastung lassen sich die Betriebsparameter einfacher einhalten als bei Bürstenlösungen.

Darüber hinaus bedeutet die Verwendung eines bürstenlosen Motors einen leiseren Betrieb und eine höhere Energieeffizienz. Dies resultiert aus der Tatsache, dass bürstenlose Motoren einen geringeren Strombedarf haben als ihre bürstenbehafteten Pendants. Bei batteriebetriebenen Geräten bedeutet dies die Betriebszeit mit einer einzigen Ladung oder ermöglicht die Verwendung einer geringeren Batteriekapazität, ohne die Effizienz des Geräts zu beeinträchtigen. Dies wiederum kann zu einem geringeren Gewicht der Vorrichtung beitragen.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist die bessere Wärmeableitung vom Motor, wodurch der Hersteller hermetische Gehäuse verwenden kann, die den IP-Schutzindex erhöhen, z.B. gegen erhöhte Feuchtigkeit und größere Wasserspritzer. Es bietet auch eine größere Langzeitbelastbarkeit, wo der herkömmliche Bürstenmotor aufgrund von Überhitzung ausfallen kann.

Woran erkennt man, dass das Gerät einen bürstenlosen Motor hat?

Bei Standardprodukten verlassen wir uns leider auf uns bzw. das Wissen des Verkäufers. Was unsere Aufmerksamkeit auf sich ziehen sollte, ist ein engeres, kleineres Gehäuse und mögliche zusätzliche Markierungen auf dem Produkt. DEDRA in seiner Gerätelinie der Serie DEDRA SAS + ALL zeichnen sich Werkzeuge mit bürstenlosem Motor durch ein spezielles metallisiertes Logo und einen Aufdruck „bürstenloser Motor“ aus, wodurch sichergestellt wird, dass wir ein Produkt mit bürstenlosem Motor kaufen.

Zusammenfassend haben Geräte, die mit einem bürstenlosen Motor ausgestattet sind, eine Reihe von Vorteilen, die sich aus der Konstruktion und Art des verwendeten Motors ergeben. Angefangen bei mehr Effizienz, Arbeitssicherheit, bis hin zu Wartungsfreiheit durch den Wegfall von Verschleißteilen wie Elektrographitbürsten. Die Vorteile werden all diejenigen zu schätzen wissen, die beruflich mit Ihnen zu tun habenElektrogeräte verwenden. Aber auch Heimwerker sollten diese Art von Werkzeug im Auge behalten, denn der Arbeitskomfort mit einem Gerät mit bürstenlosem Motor ist wesentlich größer („größere Leistungsreserven“, kompaktere Größe, kein Funkenflug, wartungsfrei).

Leider sind die bei der Herstellung dieser Art von Motoren erforderlichen Komponenten immer noch relativ teuer, was sich im Endpreis des Produkts und damit der Verfügbarkeit einer Induktionsmotorlösung in den angebotenen Geräten niederschlägt, aber die Vorteile einer solchen Motorstruktur widerspiegelt den höheren Preis kompensieren.