Wer in der Antriebstechnik auf kompakte Gleichstrommotoren setzt, muss eine Wahl treffen: zwischen bürstenbehafteten (DC) und bürstenlosen (BLDC) Motoren. Letztere werden bei Maxon auch EC-Motoren genannt (elektronisch kommutiert).
Begrenzte Lebensdauer
Das Kommutierungssystem mit Bürsten limitiert die Lebensdauer des DC-Motors. Normalerweise erreicht man damit einige tausend Stunden, im besten Fall vielleicht 10.000. Die Lebensdauer kann aber auch schon nach weniger als 100 Stunden vorbei sein. Eine genaue Voraussage ist kaum möglich, da es keine verlässlichen Berechnungen gibt. Vieles hängt von der Belastung ab: Hoher Strom, hohe Drehzahl, Umkehrbetrieb und hohe Vibrationen verringern die Lebensdauer. Oft braucht es deshalb einen Vergleich mit einer ähnlichen Anwendung. Bei bürstenlosen DC-Motoren begrenzen die Kugellager die Lebensdauer des Antriebs, was ziemlich präzise abgeschätzt werden kann. Typischerweise sind die Lager für mehrere 10.000 Stunden ausgelegt. Dennoch gilt aber: Für viele Anwendungen reicht eine Betriebsdauer von einigen 1.000 Stunden locker aus. Git, CI/CD-Pipelines, automatisierte Builds, Code-Reviews im Team: in der Softwareentwicklung seit Jahren Standard, in der SPS-Programmierung bisher kaum umsetzbar. ‣ weiterlesen
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Unterschiede bei Drehzahl und Drehmoment
Wo liegen die Unterschiede bezüglich Drehzahl und Drehmoment? Als Ausgangspunkt wird ein bürstenbehafteter DC-Motor gegebener Baugrösse betrachtet, mit dem man Drehzahlen bis 20.000 U/min erreichen kann. In den meisten Fällen liegt die Grenzdrehzahl aber unter 10.000 U/min. Bei höheren Drehzahlen nimmt die Lebensdauer des Motors aufgrund steigender elektrischer und mechanischer Abnützung massiv ab. Ein von der Baugrösse und magnetischem Aufbau vergleichbarer bürstenloser DC-Motor kann bei viel höheren Drehzahlen betrieben werden, in Einzelfällen über 100.000 U/min. Solche Antriebe sind somit gut geeignet für Anwendungen, die eine hohe Dynamik verlangen: etwa für Industrieschneider, -fräser und gewisse Lüfter. Interessant ist, dass bürstenlose Motoren oft mehrpolig ausgeführt werden. Das vergrössert das Drehmoment, allerdings auf Kosten der Drehzahl. Denn viele Anwendungen benötigen die extrem hohen Drehzahlen nicht; aber etwas mehr Drehmoment ist sehr willkommen. Und dennoch: Einer der Hauptvorteile der bürstenlosen Motoren sind die höheren Drehzahlen. Zu beachten ist, dass die genannten Ausführungen nur Trends sind. Welche Drehzahlen und Drehmomente möglich sind, muss spezifisch beim jeweiligen Motortyp abgeklärt werden.
Spezielle Umgebungsbedingungen
Das Bürstensystem von Gleichstrommotoren kann bei speziellen Anwendungen zu Komplikationen führen: Maschinen kommunizieren, reagieren und steuern Prozesse. Nur ihr Licht wird oft noch als passive Komponente behandelt. Dabei zeigen SPS-Anbindung, IO-Link und Signalfunktionen: Intelligentes Licht kann längst mehr als leuchten. ‣ weiterlesen
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