1. Der Unterschied zwischen bürstenlosen Motoren mit und ohne Sensoren
Der wesentliche Unterschied zwischen einem bürstenlosen Motor mit Sensoren und einem bürstenlosen Motor ohne Sensoren liegt darin, ob ein Hall-Sensor zur Erkennung der Rotorposition verwendet wird.
Ein Hall-Sensor arbeitet auf Basis des Hall-Effekts: Wenn ein stromführender Leiter in ein externes Magnetfeld senkrecht zur Stromrichtung gebracht wird, entsteht eine Potenzialdifferenz (Hall-Spannung) über den Leiter in der Richtung senkrecht sowohl zum Strom als auch zum Magnetfeld. Durch den Einsatz von Hall-Sensoren kann ein bürstenloser Motor mit Sensoren die Rotorposition direkt und genau erkennen – unabhängig davon, ob der Motor mit hoher Drehzahl, niedriger Drehzahl läuft oder vollständig stillsteht.
Ein bürstenloser Motor ohne Sensoren verwendet keine Hall-Sensoren. Stattdessen erkennt er die Rotorposition indirekt, indem er die Gegen-EMK (Spannung) und Stromänderungen in den Motorwicklungen überwacht, um den Kommutierungszeitpunkt zu bestimmen.
2. Eigenschaften von bürstenlosen Motoren mit und ohne Sensoren
| Merkmal | Bürstenloser Motor mit Sensoren | Bürstenloser Motor ohne Sensoren |
|---|---|---|
| Rotorpositionserkennung im Stillstand | Kann die Rotorposition im Stillstand erkennen | Kann die Rotorposition im Stillstand nicht erkennen; der Rotor muss sich drehen, um eine erkennbare Gegen-EMK zu erzeugen |
| Startverhalten | Sanftes Anlaufen und Stoppen | Kann beim Anlaufen und Stoppen zu Vibrationen oder Ruckeln neigen |
| Störfestigkeit | Hall-Sensoren liefern eine genaue Positionsregelung mit relativ geringer Anfälligkeit gegenüber elektrischen Störungen | Anfälliger für Störungen, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen |
| Verhalten bei niedriger Drehzahl | Bessere Drehmomentleistung bei niedrigen Drehzahlen; kann auch im Stillstand genau arbeiten | Die Drehmomentleistung verschlechtert sich bei niedrigen Drehzahlen aufgrund schwächerer Gegen-EMK-Signale |
| Verhalten bei hoher Drehzahl | Gut, aber die Hall-Sensor-Signalfrequenz steigt mit der Drehzahl | Gut geeignet für Hochgeschwindigkeitsbetrieb, bei dem die Gegen-EMK-Signale stark und leicht erkennbar sind |
3. Anwendungsszenarien für bürstenlose Motoren mit und ohne Sensoren
Bei der Wahl zwischen einem bürstenlosen Motor mit Sensoren und einem ohne Sensoren sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:
- Drehzahlbereich: Für Hochgeschwindigkeitsanwendungen wird in der Regel ein sensorloser Motor empfohlen. Für Niedriggeschwindigkeitsanwendungen wird ein Motor mit Sensoren bevorzugt.
- Regelungsgenauigkeit: Wenn eine hochpräzise Regelung erforderlich ist, wählen Sie einen Motor mit Sensoren. Wenn die Regelungsanforderungen relativ locker sind, reicht ein sensorloser Motor aus.
- Kosten: Sensorlose Motoren sind in der Regel kostengünstiger. Wenn das Budget eine primäre Rolle spielt und hohe Genauigkeit nicht entscheidend ist, ist ein sensorloser Motor eine gute Wahl. Wenn hohe Genauigkeit und stabiler Betrieb erforderlich sind, wird ein Motor mit Sensoren empfohlen.
- Kabellänge: Wenn der Kabelabstand zwischen Motor und Treiber weniger als 3 Meter beträgt, kann ein Motor mit Sensoren verwendet werden. Bei einem Abstand von 3 Metern oder mehr wird ein sensorloser Motor empfohlen, um Signalstörungen auf den Hall-Sensor-Kabeln zu vermeiden.
Zusammenfassung: Sensorlose bürstenlose Motoren eignen sich gut für Anwendungen mit kleiner bis mittlerer Leistung und hoher Drehzahl, wie z. B. Lüfter, Drohnen und RC-Modelle. Bürstenlose Motoren mit Sensoren eignen sich besser für hochpräzise und leistungsstarke Anwendungen wie CNC-Werkzeugmaschinen und industrielle Automatisierungsanlagen.