Brushless-Motor Wie funktioniert ein Brushless-Akkuschrauber?

Bürstenlose Motoren ersetzen zunehmend den bisher in Elektrowerkzeugen typischen Universalmotor. Die neue Technik findet sich inzwischen auch in aktuellen Modellen für Heimwerker. Aber wie funktioniert ein Brushless-Motor?

Inhalt
  1. So funktioniert ein Brushless-Motor
  2. Bauteile in Akkuschrauber mit Brushless-Motor
  3. Vor- und Nachteile von Brushless-Motoren

Besonders kompakt und vergleichsweise effizient: Bürstenlose Motoren (Brushless Motor) setzen sich in Elektrowerkzeugen inzwischen auch in der Heimwerkerklasse durch. Was ist der Unterschied zu klassischen Motoren? Brushless Motoren (brushless ist die englische Übersetzung für bürstenlos) besitzen keine Kohlebürsten, die im Motor für einen Polwechsel sorgen, sondern weisen einen Regler auf, der diese Aufgabe übernimmt.

 

So funktioniert ein Brushless-Motor

Bei einem dreipoligen Motor erzeugt ein Regler ein sogenanntes Drehfeld, indem er eine Gleichspannung wechselseitig auf zwei von drei Motorspulen leitet. Die dritte Motorspule dient dabei als Sensorleitung und stellt die jeweilige Position des sich drehenden Permanentmagneten fest. Dabei ist keine Stromübertragung auf den sich drehenden Rotor im Inneren des Motors nötig, da sich die mit Spannung versorgten Motorwicklungen im äußeren, mit dem Motorgehäuse verbundenen Bereich befinden. Der Rotor hingegen ist passiv und reagiert mit seiner magnetisierten Metallmasse auf das wechselnde umgebende Magnetfeld. Durch das Magnetfeld des Permanentmagneten am Rotor und das wandernde Magnetfeld der äußeren Motorspulen beginnt sich die Motorachse 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.

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Bei Elektrowerkzeugen werden Motoren mit innenliegendem Rotor verwendet – sogenannte Innenläufer. Für andere Anwendungen gibt es auch Modelle mit einem außenliegenden Rotor. Hier sind die Permanentmagnete an der sich drehenden Motorglocke befestigt.

 

Bauteile in Akkuschrauber mit Brushless-Motor

Doch welche Bauteile in einem Akkuschrauber gibt es? Und wofür sind diese zuständig? Wir erklären die 10 wichtigsten Bauteile für die Funktion von einem Brushless-Motor:

  • Planetengetriebe: Übersetzung und Gangwahl erfolgen in dieser Baugruppe (A).
  • Drehmomentvorwahl: Hier können Sie die maximale Drehkraft des Antriebs einstellen, um Beschädigungen an Werkzeug und Werkstück zu vermeiden (B).
  • Bohrfutter: Einhülsige Bohrfutter für die Aufnahme von Werkzeugen mit Rundschaft sind typisch (C).
  • Strombuchsen: Stellen den Kontakt zum Gerät her (D).
  • Restlaufanzeige: Die Spannung im Akkupack wird ausgewertet und erlaubt Rückschlüsse auf den Füllstand (E).
    Praxistipp: Beim Akkupack muss die Spannung zur Maschine passen, die Kapazität bestimmt die mögliche Laufzeit.
  • Kugellager: Die Motorachse ist spiel- und möglichst reibungsarm gelagert (F).
  • Schalter: Die Motordrehzahl kann durch Fingerdruck beeinflusst werden (G).
  • Elektrik: Hohe Ströme erfordern eine solide Ausführung (H).
  • Elektronik: Der Regler (Steller) versorgt die äußeren Motorwicklungen wechselweise mit Spannung. Ohne ihn funktioniert der Antrieb nicht (I).
  • Akkukontakte: Steckkontakte übertragen Strom und Überwachungssignale zum Akkupack (J).
So sieht ein Brushless-Akkuschrauber von innen aus. Foto: sidm / KEH
 

Vor- und Nachteile von Brushless-Motoren

Brushless Motoren arbeiten effizienter als herkömmliche Universalmotoren, unter anderem weisen sie eine geringere Wärmeentwicklung auf, da durch die fehlenden Kohlebürsten im Motorinneren auch keine zusätzliche Reibung auftritt. Dennoch ist eine Kühlung wichtig, weil sich bei diesem Motortyp infolge der mit hohen Strömen versorgten Magnetspulen das Motorgehäuse erwärmt. Brushless-Motoren gelten als besonders langlebig, weil sie weniger bewegliche Verschleißteile aufweisen und eine geringere thermische Belastung aufweisen. Aufgrund der besseren Effizienz werden hohe Akkulaufzeiten und gute Abgabeleistungen erreicht. Weiterer Vorteil: Eine Wartung der Kohlebürsten entfällt – Brushless-Motoren sind damit völlig wartungsfrei.

Quelle: selbst ist der Mann 1 / 2018

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