BLDC-Motoraufbau und Materialauswahl

BLDC-Motoren (bürstenlose Gleichstrommotoren) sind aufgrund ihrer bedeutenden Vorteile wie hohe Geschwindigkeit, geringe Verluste und lange Lebensdauer zu wichtigen Komponenten in der Automatisierungstechnik, den neuen Energien, der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen geworden. Dieser Artikel befasst sich hauptsächlich mit den Komponenten bürstenloser Gleichstrommotoren und den verwendeten Materialien.

Struktureller Aufbau von BLDC-Motoren

1. der Stator:

Der Stator ist der stationäre Teil des Motors, der ein rotierendes Magnetfeld erzeugt und den Rotor in Drehung versetzt.

Kernstruktur:

Laminierter Kern: Ein zylindrisches oder ringförmiges Gebilde, das durch Aufeinanderstapeln vieler dünner Teile entsteht, Oberflächenisolierte Siliziumstahlbleche (gute magnetische Leitfähigkeit und geringer Wirbelstromverlust). Am inneren Umfang befinden sich gleichmäßig verteilte Schlitze.

Wicklung: Spulen aus Kupferdraht sind fest in die Nuten des Kerns eingebettet. Diese Spulen werden nach bestimmten Regeln angeschlossen (normalerweise drei Phasen: U, V, W), um mehrere Elektromagnete zu bilden. Die Art des Anschlusses der Spulen hat Auswirkungen auf die Eigenschaften des Motors.

Wichtige Punkte: Der Statorkern dient als "Skelett" für die magnetische Leitfähigkeit, während die Statorwicklung den "Energieeingang" und den "Magnetfeldgenerator" darstellt. Wenn der Strom in einer bestimmten Reihenfolge durch die dreiphasige Wicklung fließt, wird im Inneren des Stators ein kontinuierlich rotierendes Magnetfeld erzeugt.

Material des Motorstators

2. Rotor:
Der Rotor ist das rotierende Ausgangsteil des Motors. Er wird vom rotierenden Magnetfeld, das vom Stator erzeugt wird, angezogen und treibt ihn zur Drehung an.

Kernstruktur:
Die Welle: Eine solide Metallwelle der das Abtriebsdrehmoment des Motors überträgt und sich in der Regel über Lager auf dem Lagerdeckel abstützt.

Rotorkern: Es besteht außerdem aus Magnetische Siliziumstahlbleche laminiert und auf der Welle befestigt. Seine Aufgabe ist es, einen magnetischen Kreis zu bilden.

Dauermagnet: Hochleistungs-Permanentmagnete sind fest auf der Außenfläche des Rotorkerns angebracht oder in diesen eingebettet. Diese Magnete sind in Form von abwechselnden N- und S-Polen magnetisiert.

3. Positionssensor:
Gängige Typen: Der am häufigsten verwendete Sensor ist der Hall-Effekt-Sensor. In der Regel gibt es drei Hallsensoren (entsprechend den drei Phasen), die geschickt im Inneren des Stators in der Nähe des Luftspalts installiert sind.

Arbeitsweise: Wenn sich der Rotor dreht, streicht das Magnetfeld des darauf befindlichen Permanentmagneten nacheinander über diese Hallsensoren. Der Sensor kann die Richtungsänderung des Magnetfelds erfassen und diese Änderung in ein elektrisches Ausgangssignal umwandeln.