Borstelloze motoren: de ultieme gids voor ontwerp en toepassingen

door Joost Nusselder | Bijgewerkt op:  29 Augustus 2022
Ik schrijf deze artikelen met veel plezier voor mijn lezers, jullie. Ik accepteer geen betaling voor het schrijven van reviews, mijn mening over producten is die van mijzelf, maar als je mijn aanbevelingen nuttig vindt en je uiteindelijk iets koopt via een van de links kan ik daar mogelijk een commissie over ontvangen. Ik wil meer informatie

Een borstelloze motor is een elektromotor die geen borstels gebruikt. De commutatie van een borstelloze motor gebeurt elektronisch in plaats van met behulp van fysieke borstels.

Dit resulteert in een efficiëntere en duurzamere motor. Borstelloze motoren worden in verschillende toepassingen gebruikt, waaronder computerventilatoren, harde schijven en elektrische voertuigen.

Ze worden ook vaak gebruikt in high-performance elektrisch gereedschap.

Wat is een borstelloze motor?

Wat zijn de voordelen van borstelloze motoren?

Borstelloze motoren hebben verschillende voordelen ten opzichte van geborstelde motoren, waaronder een hoger rendement, lagere elektromagnetische interferentie en een langere levensduur. Borstelloze motoren zijn ook kleiner en lichter dan geborstelde motoren.

Wat zijn de nadelen van borstelloze motoren?

Een van de belangrijkste nadelen van borstelloze motoren is dat ze duurder zijn dan borstelloze motoren. Borstelloze motoren vereisen ook complexere elektronische besturingen, waardoor ze nog duurder worden.

De fijne kneepjes van borstelloze motoren: een nadere blik

Borstelloze motoren zijn een soort elektromotor die magnetische velden gebruikt om rotatiebewegingen te genereren. De twee belangrijkste componenten van een borstelloze motor zijn de stator en de rotor. De stator is een stationair onderdeel dat de wikkeling van de motor bevat, terwijl de rotor het roterende onderdeel is dat de permanente magneten bevat. De interactie tussen deze twee componenten creëert de roterende beweging van de motor.

De rol van sensoren in borstelloze motoren

Borstelloze motoren vertrouwen op sensoren om de positie van de rotor te bepalen en de motor te commuteren. De meest voorkomende soorten sensoren die worden gebruikt in borstelloze motoren zijn hall-sensoren, inductieve sensoren en resolvers. Deze sensoren geven feedback aan het elektronische regelsysteem, waardoor het de snelheid en richting van de motor naar behoefte kan aanpassen.

De voordelen van borstelloze motoren

Borstelloze motoren bieden verschillende voordelen ten opzichte van traditionele DC-motoren met borstels, waaronder:

  • hoger rendement
  • Langere levensduur
  • Hogere koppel-gewichtsverhouding
  • Lagere onderhoudseisen
  • Stillere werking

Borstelloze motoren: waar worden ze gebruikt?

Borstelloze motoren worden vaak gebruikt in snoerloos elektrisch gereedschap vanwege hun hoge efficiëntie en lage onderhoudsvereisten. Deze gereedschappen omvatten boren, zagen en impactdrivers die een high vereisen koppel uitvoer en soepele snelheidsregeling. Borstelloze motoren kunnen deze output leveren terwijl ze kleiner zijn en de batterij langer meegaat in vergelijking met motoren met borstels.

Elektronische apparaten

Borstelloze motoren worden ook gebruikt in een aantal elektronische apparaten, zoals ventilatoren en harde schijven. Het lage geluidsniveau en de nauwkeurige snelheidsregeling van borstelloze motoren maken ze geschikt voor deze toepassingen. Bovendien betekent het ontbreken van borstels dat er geen regelmatig onderhoud nodig is, wat resulteert in een langere levensduur van het apparaat.

Automotive Industry

Borstelloze motoren beginnen de auto-industrie te domineren vanwege hun vermogen om met grotere precisie en controle te presteren. Ze worden vaak gebruikt in elektrische voertuigen vanwege hun hoge efficiëntie en het vermogen om een ​​bepaalde snelheid aan te houden. Bovendien betekent het ontbreken van borstels dat er geen extra onderdelen of verbindingen nodig zijn, wat resulteert in een eenvoudiger en betrouwbaarder ontwerp.

Computerkoelsystemen

Borstelloze motoren worden vaak gebruikt in computerkoelsystemen vanwege hun vermogen om een ​​consistente snelheid en output te behouden. Het elektromagnetische ontwerp van borstelloze motoren zorgt voor een lineaire verhouding tussen snelheid en koppel, wat resulteert in een soepele en efficiënte werking. Bovendien zorgt het kleinere formaat van borstelloze motoren voor een breder scala aan toepassingen in computercomponenten.

Luchtvaartindustrie

Borstelloze motoren worden ook gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie vanwege hun hoge vermogen en het vermogen om een ​​bepaalde snelheid aan te houden. Ze worden vaak gebruikt in besturingssystemen en landingsgestellen van vliegtuigen vanwege hun betrouwbaarheid en precisie. Bovendien betekent het ontbreken van borstels dat er geen regelmatig onderhoud nodig is, wat resulteert in een langere levensduur van de componenten.

Research and Development

Borstelloze motoren worden ook gebruikt in onderzoek en ontwikkeling vanwege hun vermogen om een ​​hoge mate van precisie en controle te bieden. Ze worden vaak gebruikt in testapparatuur en laboratoriuminstrumenten die een specifieke snelheid en output vereisen. Bovendien betekent het ontbreken van borstels dat er geen regelmatig onderhoud nodig is, wat resulteert in een langere levensduur van de apparatuur.

Onderzoek naar de verschillende constructietechnieken van borstelloze motoren

Een van de meest voorkomende typen borstelloze motoren is de permanentmagneetmotor. In deze constructie bestaat de rotor uit permanente magneten die het elektronische anker omringen. De stator daarentegen bestaat uit een reeks polen die met spoelen zijn gewikkeld. Als er een elektrische stroom door de spoelen gaat, ontstaat er een magnetisch veld waardoor de rotor gaat draaien.

voordelen:

  • Hoog rendement
  • Weinig onderhoud
  • Hoge vermogensdichtheid
  • Soepele werking

nadelen:

  • Duur om te vervaardigen
  • Moeilijk om snelheid en positie te beheersen
  • Niet geschikt voor toepassingen met een hoog koppel

Synchrone Reluctantie Motoren

Een ander type borstelloze motor is de synchrone reluctantiemotor. In deze constructie bestaat de rotor uit een reeks gewonden polen die omgeven zijn door permanente magneten. De stator daarentegen bestaat uit een reeks spoelen die om de polen zijn gewikkeld. Als er een elektrische stroom door de spoelen gaat, ontstaat er een magnetisch veld waardoor de rotor gaat draaien.

voordelen:

  • Hoog rendement
  • Weinig onderhoud
  • Hoog koppel bij lage snelheden
  • Goed voor toepassingen met variabele snelheden

nadelen:

  • Complexere constructie
  • Hogere kosten
  • Niet geschikt voor toepassingen met hoge snelheden

Wondveldmotoren

In een gewikkelde veldmotor bestaan ​​zowel de rotor als de stator uit spoelen die rond polen zijn gewikkeld. De rotor is omgeven door een reeks permanente magneten, die een magnetisch veld creëren. Wanneer een elektrische stroom door de spoelen gaat, werkt het magnetische veld dat door de rotor en de stator wordt gecreëerd, samen, waardoor de rotor gaat draaien.

voordelen:

  • Goed voor toepassingen met een hoog koppel
  • Eenvoudig te regelen snelheid en positie
  • Goedkope

nadelen:

  • Lagere efficiëntie
  • Hoger onderhoud
  • Minder vlotte bediening

Borstelloze versus geborstelde gelijkstroommotoren: wat zijn de belangrijkste verschillen?

Borstelloze en geborstelde gelijkstroommotoren verschillen in ontwerp en constructie. Geborstelde gelijkstroommotoren bestaan ​​uit een rotor, een stator en een commutator, terwijl borstelloze gelijkstroommotoren een rotor met permanente magneten en een stator met wikkelingen hebben. De commutator in borstelmotoren is verantwoordelijk voor het omschakelen van de polariteit van de elektromagneet, terwijl in borstelloze motoren de polariteit van de draadwikkelingen eenvoudig elektronisch wordt geschakeld.

Besturingstechnieken en ingangsvermogen

Borstelloze motoren vereisen complexere besturingstechnieken dan borstelmotoren. Ze hebben een hogere ingangsspanning en -stroom nodig en hun besturingscircuits zijn doorgaans samengesteld uit drie sets draden, elk 120 graden uit elkaar geplaatst. Borstelmotoren daarentegen hebben slechts één enkele draad nodig om te worden geschakeld om het roterende magnetische veld in stand te houden.

Prestaties en levensduur

Borstelloze motoren hebben een hogere vermogen-gewichtsverhouding en zijn doorgaans efficiënter dan borstelmotoren. Ze hebben ook een langere levensduur door de afwezigheid van borstels die na verloop van tijd verslijten. Borstelloze motoren kunnen betere prestaties en energie-efficiëntie leveren, waardoor ze een betere keuze zijn voor krachtige toepassingen.

Akoestische ruis en elektromagnetische interferentie

Borstelloze motoren produceren minder akoestisch geluid dan borstelmotoren door de afwezigheid van borstels. Ze produceren ook minder elektromagnetische interferentie, waardoor ze een betere keuze zijn voor toepassingen die weinig ruis en minimale elektromagnetische interferentie vereisen.

Kiezen tussen borstelloze en geborstelde gelijkstroommotoren

Bij het kiezen tussen borstelloze en geborstelde DC-motoren zijn er verschillende belangrijke factoren waarmee u rekening moet houden:

  • De stroombehoefte van de toepassing
  • De vereiste prestaties en efficiëntie
  • De vereisten voor akoestische ruis en elektromagnetische interferentie
  • De levensduur en onderhoudsbehoeften

Afhankelijk van deze factoren kan men kiezen voor een borstelloze of geborstelde gelijkstroommotor. Borstelloze motoren zijn doorgaans beter geschikt voor krachtige toepassingen die meer energie-efficiëntie en minder akoestisch geluid vereisen, terwijl borstelmotoren beter geschikt zijn voor kleine toepassingen met een laag vermogen waarvoor alleen een basismotor nodig is.

Conclusie

Borstelloze motoren zijn dus een geweldige manier om het meeste uit uw apparaat te halen zonder gedoe met borstels. Ze zijn veel efficiënter, stiller en hebben een langere levensduur dan geborstelde motoren. Bovendien worden ze nu in zoveel verschillende apparaten gebruikt, van elektrisch gereedschap tot elektrische voertuigen. Dus als u op zoek bent naar een nieuwe motor, moet u borstelloze motoren overwegen. Ze zijn tenslotte de toekomst van motoren. Wees dus niet bang om erin te duiken en ze eens te proberen. U zult niet teleurgesteld worden!

Ik ben Joost Nusselder, de oprichter van Tools Doctor, contentmarketeer en papa. Ik ben dol op het uitproberen van nieuwe apparatuur en samen met mijn team maak ik sinds 2016 diepgaande blogartikelen om trouwe lezers te helpen met tools en knutseltips.