Was sind sensorgesteuerte bürstenlose Motoren?

In der heutigen schnelllebigen Motorentechnologie werden sensorgesteuerte bürstenlose Motoren aufgrund ihrer einzigartigen technischen Vorteile zunehmend zu den zentralen Leistungskomponenten vieler hochpräziser und leistungsstarker Geräte.

Ein sensorgesteuerter bürstenloser Motor, vollständig als "bürstenloser Motor mit Positionssensoren" bezeichnet, ist eine Art von Motor, der zusätzliche Positionserkennungselemente wie Hall-Sensoren oder Encoder über traditionelle Designs bürstenloser Motoren integriert. Während bürstenlose Motoren selbst Reibungsverluste durch die Verwendung elektronischer Kommutierung anstelle mechanischer Bürsten beseitigen, ermöglicht das "sensorgesteuerte" Merkmal dem Motor, die Echtzeitposition des Rotors präzise zu erkennen, was eine intelligentere und effizientere Betriebssteuerung ermöglicht.

Der Betrieb eines sensorgestützten bürstenlosen Motors beruht auf der engen Zusammenarbeit zwischen Sensoren und dem elektronischen Kommutierungssystem. Am Beispiel von Hall-Sensoren sind diese am Stator des Motors installiert, um die Positionsinformationen der Permanentmagneten des Rotors in Echtzeit zu erfassen und Signale an den Motorantrieb zurückzusenden. Der Antrieb steuert dann präzise die Richtung und die Größe des Stroms in den Statorwicklungen basierend auf diesen empfangenen Signalen, um sicherzustellen, dass der Rotor stabil in die beabsichtigte Richtung und mit der gewünschten Geschwindigkeit rotiert. Dieses "Sensorrückkopplungssteuerung"-Closed-Loop-System verbessert die Steuerungsgenauigkeit und Stabilität erheblich im Vergleich zu sensorlosen bürstenlosen Motoren, die die Rotorposition ausschließlich auf der Grundlage der Rück-EMK schätzen.

Da sie die Rotorposition in Echtzeit erfassen können, zeichnen sich sensorgestützte bürstenlose Motoren durch eine hervorragende Geschwindigkeitsregelung und Positionierung aus. Zum Beispiel können sie in industriellen Roboter-Gelenkantrieben eine präzise Positionierung bis zu ±0,01 mm erreichen, was den Anforderungen an Präzisionsoperationen entspricht.

Selbst bei niedrigen Geschwindigkeiten gewährleisten sensorgesteuerte bürstenlose Motoren einen reibungslosen Betrieb und vermeiden Probleme wie Ruckeln und Verlust von Schritten. Bei 3D-Druckern beispielsweise sorgt der Einsatz von sensorgesteuerten bürstenlosen Motoren für die Filamentzufuhr für eine stabile Materiallieferung bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten, wodurch die Druckqualität erhalten bleibt.

Wenn es zu einer plötzlichen Änderung der Last kommt, können sensorlose Bürstenmotoren die Geschwindigkeit und das Drehmoment innerhalb von Millisekunden anpassen. In Szenarien wie schnellen Richtungsänderungen bei Drohnen oder sofortiger Beschleunigung bei Elektrowerkzeugen können sie schnell auf Steuerbefehle reagieren und die Geräteleistung verbessern.

Präzise Stromregelung reduziert Energieverluste und ermöglicht es sensorgestützten bürstenlosen Motoren, effizient über den gesamten Geschwindigkeitsbereich zu arbeiten. Im Vergleich zu sensorlosen Lösungen kann dies die Energieeffizienz um 10%-15% verbessern.