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Brushless vs. Brushed – Motoren

geschrieben am 16 Januar 2015

Brushed Motoren (Bürstenmotoren)

brushed-motor

Bürstenmotoren bestehen aus einem Motor und einem Regler, welcher den Motor permanent mit Gleichstrom versorgt. Im Inneren des Motors, dem sogenannten Ankerblech, wird über Wicklungen ein Magnetfeld erzeugt. Durch das Magnetfeld des Gehäusemagneten beginnt sich der Anker durch Anziehung und Abstoßung zwischen beiden Magnetfeldern nun zu drehen. Diese Rotation setzt sich solange fort bis sich zwei gleichgepolte Magnetpaare gegenüberstehen. Jetzt wird der Strom über Bürsten, welche als Stromzuleitung dienen, und den Kollektor, welcher als mechanischer Schalter dient, in der Ankerwicklung umgepolt. Somit kann der Anker sich durch Anziehung und Abstoßung der neu gepolten Magnetfelder weiter drehen.
Bei diesem Vorgang entsteht durch Reibung sehr viel Hitze und Funkenbildung, was zur Abnutzung von Kollektor und Bürsten und letztendlich auch zum Motorverschleiß führt. Dadurch wiederum kann der Motor sehr schnell überhitzen und verliert an Leistung und Drehmoment.

Bürstenmotoren weisen einige Vorteile auf. Zum Beispiel benötigt man für mehrmotorige Systeme nur einen Regler und Schalteffekte laufen sehr flüssig ab.
Durch die einfache Bauweise des Motors ist dieser sehr billig in der Anschaffung und lässt sich ohne Bedenken mühelos reparieren und warten.
Aufgrund der Reibung der Bürsten im Motorinneren gibt der Motor auch einen sehr guten Sound von sich. Durch den massiven Aufbau trägt das höhere Gewicht auch oftmals zur optimalen Schwerpunktlage des RC’s bei.

Aufgrund der ständigen Reibung der Motorbürsten und des Verschleiß der Kohlebürsten im Motorinneren weisen diese eine begrenzte Lebensdauer und Drehzahl auf, und haben im Gegensatz zu bürstenlosen Motoren einen geringeren Leistungsgrad. Dem Verschleiß des Motors ist durch regelmäßige Wartung entgegenzuwirken. Das Austauschen alter, abgenutzter Kollektorkohlen ist sehr wichtig. Kurze alte Kohlen müssen umgehend getauscht werden, da sie leicht in der Führung verklemmen und im schlimmsten Fall den Kollektor beschädigen können. Das Reinigen des Kollektors hebt die Leitfähigkeit und somit auch die Motorleistung. Auch die Hitzeentwicklung kann dadurch reduziert werden. Des weiteren ist zu beachten, dass Fahren im Nassen den Motor noch schneller abnutzt und nach jeder Regenfahrt untersucht werden sollte.

Brushless Motoren (Bürstenlose Motoren)

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Brushless Motoren oder auch bürstenlose Motoren besitzen keine Kohlebürsten, die im Motor für einen Polwechsel sorgen, sondern weisen einen Regler auf, der diese Aufgabe übernimmt.
Bei einem 3-poligen Motor generiert der Regler ein sogenanntes Drehfeld durch Schaltung einer Gleichspannung auf zwei von drei Motorspulen, wobei die dritte Motorspule als Sensorleitung dient und die jeweilige Position des sich drehenden Permanentmagneten feststellt. Durch das Magnetfeld des Permanentmagneten und das Magnetfeld der Motorspulen, beginnt sich der Permanentmagnet durch Anziehung und Abstoßung der Magnetfelder zu drehen. Diese Rotation setzt sich solange fort bis sich zwei gleich gepolte Magnetpaare fast gegenüberstehen. Jetzt wechselt der Regler die Spannung auf den Motorspulen und der Vorgang beginnt von Neuem.

Zudem wird bei bürstenlosen Motoren noch zwischen Innen- und Außenläufer- Motoren unterschieden:

  • Bei Innenläufern dreht sich der Innere Teil, der Permanentmagnet, des Motors und die Außenhülle, das Motorgehäuse, steht fest. Beim Innenläufer sind die Motorspulen im feststehenden Motorgehäuse angebraucht. Auf dem sich drehenden Rotor ist der Permanentmagnet befestigt, welcher gleichzeitig auch mit der Antriebswelle verbunden ist. Durch diese Bauweise erreichen Innenläufer eine höhere Drehzahl, haben aber dafür weniger Drehmoment als Außenläufermodelle.
  • Bei Außenläufern dreht sich das Motorgehäuse und der Innere Teil des Motors steht fest. Hier sind die Permanentmagneten an dem sich drehenden Motorgehäuse befestigt. Die Antriebswelle ist also mit dem Außengehäuse (Motorglocke) verbunden und dreht sich mit. Im Inneren des Motors, dem sogenannten Stator sind die Motorspulen angebracht um die sich die Motorglocke dreht.

Brushless Motoren haben eine eher geringere Wärmeentwicklung, da sie keine Kohleborsten im Motorinneren aufweisen und daher auch keine Reibungsenergie entsteht. Dennoch ist es empfehlenswert einen Motorkühler zu verbauen, da bei bürstenlosen Motoren das Motorgehäuse warm wird.
Meistens haben Brushless Motoren auch eine sehr hohe Effizienz in Hinsicht auf Akkulaufzeit und Leistung.
Der Wartungsaufwand bei Brushless Motoren ist minimal. Einzig und allein zu beachten ist, dass beim Kauf des Motors dieser gut gegen Wasser und Dreck abgedichtet wird und der Rotor im Gehäuse richtig ausdistanziert ist. Die Kugellager sollten regelmäßig nachgeölt und auf Steine und Sand überprüft werden.

Fazit:

Ein Motor der gut in Schuss ist und fehlerfrei funktioniert, macht Freude. Wartung und Pflege sind essentiell für jedes RC Modell. Für Anfänger und Hobby Fahrer ist der preisgünstige Brushed Motor sicher eine gute Option. Für fortgeschrittene Modellbauer bieten die teureren Brushless Motoren, aufgrund besserer Leistung, höheren Geschwindigkeiten, einfacherer Wartung und höherer Lebensdauer, eine gute Möglichkeit um sein RC Modell auszustatten.
Für Fragen zu diesem Thema können Sie sich jederzeit an unseren Service wenden.

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