Zehn wichtige Fakten und Trends in der Motorsteuerung:
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Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Technologie dominiert die Integration immer mehr die Landschaft der Motorsteuerungsmärkte. Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) und Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) in verschiedenen Größen und Leistungsdichten ersetzen schnell die herkömmlichen Konfigurationen von bürstenbehafteten AC/DC- und AC-Induktionsmotoren.
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Bürstenlose Gleichstrommotoren/Permanentmagnet-Synchronmotoren haben einen nahezu identischen mechanischen Aufbau und unterscheiden sich hauptsächlich in der Statorwicklungsanordnung. Trotzdem wirken beide Typen mit ihren Statoren den Magneten des Motors entgegen. Diese Motoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment liefern, wodurch sie sich hervorragend für Servomotoranwendungen eignen.
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Im Gegensatz zu Bürstenmotoren benötigen bürstenlose Gleichstrommotoren und Permanentmagnet-Synchronmotoren keine Bürsten und Kommutatoren, was ihre Effizienz und Zuverlässigkeit erhöht.
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Durch die Nutzung von Software-Steuerungsalgorithmen anstelle von Bürsten und mechanischen Kommutatoren werden bürstenlose Gleichstrommotoren und Permanentmagnet-Synchronmotoren mit höherer Effizienz angetrieben.
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Bürstenlose Gleichstrommotoren und Permanentmagnet-Synchronmotoren zeichnen sich durch ein einfaches mechanisches Design aus und verfügen über elektromagnetische Wicklungen an ihren nicht rotierenden Statoren, wobei die Rotoren aus Permanentmagneten bestehen. Der Stator, egal ob innen oder außen, wirkt den Magneten stets entgegen. Während der Stator jedoch stationär bleibt, ist der Rotor die Komponente in ständiger Bewegung (Rotation).
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Bürstenlose Gleichstrommotoren sind mit 1, 2, 3, 4 oder 5 Phasen erhältlich und behalten trotz Variationen in der Nomenklatur und den Antriebsalgorithmen ihr bürstenloses Wesen.
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Bestimmte bürstenlose Gleichstrommotoren sind mit Sensoren ausgestattet, um die Rotorpositionserkennung zu erleichtern. Mithilfe dieser Sensoren (Hall-Sensoren oder Encoder) unterstützen Software-Steuerungsalgorithmen die Kommutierung oder Drehung des Motors, insbesondere in Fällen, in denen ein Hochlastanlauf erforderlich ist.
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In Szenarien, in denen bürstenlose Gleichstrommotoren keine Rotorpositionssensoren haben, kommen mathematische Modelle ins Spiel. Bei diesen Modellen handelt es sich um sensorlose Algorithmen, bei denen der Motor selbst als Sensor fungiert.
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Bürstenlose Gleichstrommotoren und Permanentmagnet-Synchronmotoren bieten erhebliche systemische Vorteile gegenüber Bürstenmotoren. Durch den Einsatz elektronischer Kommutierungssysteme erzielen diese Motoren eine Steigerung der Energieeffizienz zwischen 20 und 30 %.
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Die heutige Landschaft ist Zeuge einer wachsenden Nachfrage nach variablen Motorgeschwindigkeiten für verschiedene Produkte. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, benötigen Motoren eine Pulsweitenmodulation (PWM) zur Geschwindigkeitsanpassung, wodurch eine präzise Steuerung von Motorgeschwindigkeit und Drehmoment ermöglicht und Anwendungen mit variabler Geschwindigkeit erleichtert werden.
