Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) werden auch als kommutatorlose Gleichstrommotoren, elektronisch kommutierte Motoren, Wechselstrom-Synchronmotoren oder Gleichstrom-Servomotoren bezeichnet. Aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads, ihrer langen Lebensdauer, ihrer gleichmäßigen Drehmomentabgabe und ihres Hochgeschwindigkeitsbetriebs ersetzen sie zunehmend bürstenbehaftete Gleichstrommotoren. Ihre Anwendung war in der Vergangenheit aufgrund der zusätzlichen Kosten für die komplexen Motorsteuerungen, die zum Betrieb dieser Motoren erforderlich waren, begrenzt. Die Kosten für Steuerungen sind in den letzten Jahren rückläufig, sodass der Einsatz bürstenloser Gleichstrommotoren zunimmt und voraussichtlich zunehmen wird. Obwohl BLDC-Motoren erfolgreich in der Automobil-, HVAC-, Elektronik-, Computer-, Halbleiter- und Medizinindustrie eingesetzt werden, werden sie schon lange in industriellen Anwendungen wie Aktuatoren, Vorschubantrieben für CNC-Maschinen, Industrierobotern, Extruderantrieben usw. eingesetzt.
Obwohl eine komplexe Motorsteuerung erforderlich ist, bietet die einfache Struktur des BLDC-Motors einige inhärente Vorteile, die der BLDC-Motor in Bezug auf niedrigen Energieverbrauch, hohes Drehmoment und einen sehr großen Drehzahlbereich nicht bieten kann. BLDC-Motoren verwenden eine Inside-Out-Konfiguration. Der Rotor besteht aus einer Reihe von Permanentmagneten und einem festen Anker. Der Rotor wird durch einen elektronischen Kommutierungsregler erregt. Im Vergleich zu bürstenbehafteten Gleichstrommotoren weisen BLDC-Motoren eine bessere Wärmeableitung sowie einen höheren Wirkungsgrad und eine höhere Leistungsdichte auf.
Aufgrund des Fehlens von Bürsten und mechanischen Kommutatoren, ihrer kompakten Größe, ihres reduzierten Gewichts und ihres hohen Drehzahlbereichs verfügen BLDC-Motoren über einen Encoder (optisch oder Hall-Effekt), um die für industrielle Servoanwendungen erforderliche Positionsrückmeldung bereitzustellen Position des Rotors. Das vom Encoder erzeugte Rückkopplungssignal wird von der Motorsteuerung verwendet, um ein Eingangssignal zu erzeugen, um den Ankerstrom mit Energie zu versorgen und ihn elektronisch zu kommutieren, sodass sich das Magnetfeld des Ankers synchron mit dem Rotor dreht. Zu den Vorteilen von BLDC-Motoren gehören:
Längere Lebensdauer durch fehlende elektrische und Reibungsverluste. Aufgrund des Verzichts auf Bürsten und mechanischen Kommutator ist es nahezu wartungsfrei. Durch die Eliminierung der durch die Bürsten erzeugten Ionisierungsspitzen werden elektromagnetische Störungen und Geräusche reduziert.
Da sie vollständig abgedichtet werden können, eignen sie sich besser für den Einsatz in gefährlichen Umgebungen (Schmutz, Öl, Fett und andere Fremdstoffe). Zu den Betriebsmerkmalen gehören:
(1) Hohe Geschwindigkeit, kurze Indexbewegung;
(2) Schwere Last, hohe Drehmomentregelung;
(3) Bewegungssumme mit kurzem Arbeitszyklus;
(4) Hohe Beschleunigungs-/Verzögerungsfähigkeit.
