Gleichstrommotoren für industrielle Anwendungen

Gleichstrommotoren (DC-Motoren) und Wechselstrommotoren (AC-Motoren) sind zwei Arten von Elektromotoren, die je nach Anwendung und Anforderungen eingesetzt werden.

DC-Motoren:

Ein DC-Motor ist eine elektrische Maschine, die anhand einer Gleichstromquelle (z. B. Batterie oder Netzteil) mechanische Energie erzeugt. Er ist besonders für Anwendungen geeignet, die eine präzise Steuerung, hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und kompakte Bauweise erfordern.

Merkmale und Vorteile:

• Einfache Regelbarkeit: DC-Motoren lassen sich einfach steuern und regeln. Drehzahl und Drehmoment können mit vergleichsweise geringem Aufwand angepasst werden, wodurch sie sich für zahlreiche industrielle und mobile Anwendungen eignen.
• Hohes Anlaufmoment: DC-Motoren liefern bereits beim Start ein hohes Drehmoment. Dadurch eignen sie sich besonders für Anwendungen mit hohen Anfahrkräften, wie Förderanlagen, Hebevorrichtungen oder elektrische Verstelleinheiten
• Kompakte Bauweise: Dank ihrer kompakten Bauform eignen sich DC-Motoren besonders für Anwendungen mit begrenztem Bauraum, beispielsweise in mobilen Geräten, Verstelleinheiten oder medizinischen Systemen.

Anwendungsgebiete:

• Elektrische Verstelleinheiten und Aktuatoren
• Förderanlagen und Materialtransport
• Medizinische Geräte und Laboranlagen
• Maschinenbau und Handhabungstechnik
• Hebe- und Positioniersysteme
• Pumpen, Ventil- und Klappenantriebe
• Mobile Geräte mit Batteriebetrieb
• Elektrische Werkzeuge und Kleinantriebe

AC-Motoren:

Ein Wechselstrommotor wird mit Energie aus einer Wechselstromquelle betrieben und ist für den Einsatz bei industriellen Maschinen, Hochleistungsanwendungen und überall, wo Langlebigkeit und Energieeffizienz gefragt sind, konzipiert.

Merkmale und Vorteile:

• Effizienz bei hohen Lasten: AC-Motoren arbeiten äußerst effizient, besonders in Anwendungen mit konstanten Leistungsanforderungen.
• Robustheit und Langlebigkeit: Wechselstrommotoren haben eine solide Bauweise und sehr wenige verschleißanfällige Komponenten, was zu einer längeren Lebensdauer führt.
• Leistungsfähigkeit: AC-Motoren sind auf große Leistung ausgelegt und bewältigen große Lasten problemlos.
• Flexibilität durch Frequenzumrichter: Moderne AC-Motoren können mit Frequenzumrichtern für eine präzise Steuerung erweitert werden.

Anwendungsgebiete:

• Industrielle Maschinen und Pumpen
• Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HVAC)
• Aufzüge und Transportanlagen
• Großanlagen wie Kräne und Kompressoren

Die Kommutierung ist ein Verfahren, bei dem der Stromfluss in einem elektrischen System gezielt umgeschaltet wird, um eine bestimmte Funktion dauerhaft zu gewährleisten, wie beispielsweise ein gleichmäßiges Drehmoment in einem Motor oder die gleichgerichtete Stromerzeugung in einem Generator.

In der mechanischen Kommutierung übernehmen Bürsten und ein Kommutator die Aufgabe, die Stromrichtung im Rotor regelmäßig zu wechseln. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der Motor gleichmäßig dreht oder der Generator konstanten Gleichstrom erzeugt.

In der elektronischen Kommutierung hingegen übernehmen Sensoren und elektronische Schaltelemente, wie beispielsweise Transistoren, die Umschaltung des Stroms. Dieses Verfahren wird vor allem in modernen bürstenlosen Motoren und elektronischen Geräten eingesetzt, da es effizienter und langlebiger ist.

Zusammengefasst sorgt die Kommutierung dafür, dass elektrische Maschinen zuverlässig und optimal arbeiten können.

Das Drehmoment ist die rotierende Kraft, die der Motor erzeugt. Die drylin E DC-Motoren sind in verschiedenen Ausführungen für unterschiedliche Drehmomente verfügbar:

• Bis 1,8 Nm bei Motoren mit Stirnradgetriebe.
• Bis 1,8 Nm bei Motoren mit Planetengetriebe.
• Bis 3,0 Nm bei Motoren mit Schneckengetriebe.

Die Drehzahl beschreibt die Geschwindigkeit der Welle in Umdrehungen pro Minute (rpm). Je nach Motor können Geschwindigkeiten von 22 rpm bis 1200 rpm erreicht werden. In der Kombination mit drylin linearen Achsen können lineare Bewegungsgeschwindigkeiten von bis zu 300 mm/s erreicht werden.

Der Wirkungsgrad beschreibt, wie effizient elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird. Die drylin Motoren können dank ihres optimierten Designs eine hohe Effizienz von bis zu 96 % erreichen. Dies wird durch hochwertige Getriebe und reduzierten Reibverlust erzielt.

1. Wärmeverlust: Durch Widerstand in den Wicklungen des Rotors entsteht Wärme.
2. Reibungsverlust: Kohlebürsten und Lager verursachen mechanische Reibung.
3. Magnetische Verluste: Unvollständige Magnetisierung und Wirbelstromverluste können auftreten.
4. Getriebeverluste: Teilweise Kraftübertragungsverluste entstehen im mechanischen Getriebe.

igus reduziert diese Verluste durch den Einsatz von verschleißarmen Materialien und präzisen Fertigungstechniken.