In unserem vorherigen Artikel haben wir den Unterschied zwischen Gleichstrommotoren mit Bürsten und bürstenlosen Gleichstrommotoren erläutert . Bei Gleichstrommotoren mit Bürsten unterscheidet man je nach Bürstenmaterial zwischen Edelmetallbürsten und Kohlebürsten.
Wie wähle ich zwischen Edelmetall- und Kohlebürsten?
Zu Beginn eines Projekts besprechen INEED-Vertriebsingenieure und Kunden Lösungen für Bürstengetriebemotoren. Kunden haben oft viele Anforderungen, wie z. B. höhere Stromstärke, höheres Drehmoment, lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit bei gleichzeitig geringeren Verlusten und niedrigeren Kosten. Neben der Erzielung der grundlegenden elektrischen Leistung eines Bürsten-Gleichstromgetriebemotors ist auch die Auswahl der Motormaterialien eine große Herausforderung. Beispiele hierfür sind das Material des Getriebes (pulvermetallurgischer oder CNC-Stahl), die Wahl von Kugellagern und die Notwendigkeit von Hochtemperaturöl usw. Die folgende Tabelle listet zunächst fünf Unterschiede zwischen Edelmetallbürsten und Kohlebürsten auf.
| Artikel | Edelmetallbürsten | Kohlebürsten |
| Foto |  |  |
| Material | Silberlegierung wie AGPD20 oder AGPD50 | Graphit mit Kupferzusatz |
| Eigenschaften | Geringere Reibung, Hohe Effizienz. Geringere Geräuschentwicklung, Geringere elektromagnetische Störungen (EMI) | Höhere Reibung, Höherer Leerlaufstrom Höheres hörbares Geräusch Höhere elektromagnetische Emissionen (EMI) |
| Anwendungen | Bei kleineren Motoren (normalerweise unter 13 mm im Durchmesser) Geringere Stromaufnahme Kürzere Lebensdauer | Bei größeren Motoren (über 30 mm Durchmesser) Höherer Strom, häufiger Spitzenstrom im Start-Stopp- und Rückwärtsbetrieb. Endgeräte erfordern mehr Haltbarkeit, Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer. |
| Kosten | Niedrigere Kosten | Höhere Kosten |
| Schmiertechnik | Spezielle Schmierung erforderlich | Keine Notwendigkeit |
Edelmetallbürsten
Edelmetallbürsten bestehen üblicherweise aus Metallen wie Gold, Platin oder Silber. Edelmetallbürsten sind ein kostengünstigeres Kommutierungssystem, das sich für Anwendungen mit geringer Stromdichte eignet und geringe Reibung und hohe Effizienz bietet. Wenn Ihre Anwendung keine Anforderungen an Haltbarkeit, Zuverlässigkeit, längere Lebensdauer oder geringe Strombelastung im Dauerbetrieb stellt, sind Metallbürsten die kostengünstigste Lösung.
Kohlebürsten
Die Hauptfunktion der Kohlebürste besteht darin, durch Reibung an Metallteilen Strom zu leiten. Im Gegensatz zu Metallbürsten, die durch Reibung auf Metall leiten, erhöht die Kohlebürste die Reibung und verhindert Sinterung. Sie bietet eine zuverlässigere Leistung, indem sie Reibungsverluste reduziert und gleichzeitig die elektrische Leitfähigkeit aufrechterhält. Als Gleitkontakt am Kommutator oder Schleifring des Motors übernimmt die Kohlebürste die Stromleitung und -einführung. Sie zeichnet sich nicht nur durch gute elektrische Leitfähigkeit, sondern auch durch ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und Schmiereigenschaften aus. Zudem besitzt sie eine gewisse mechanische Festigkeit und verhindert Funkenüberschläge. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Motorentechnologie werden die Einsatzgebiete von Kohlebürsten immer vielfältiger.
Betrachten wir einen realen Fall: Zu Projektbeginn kannte der Kunde den Unterschied zwischen den beiden Bürsten nicht und entschied sich direkt für eine preisgünstige Metallbürste. Nach Abschluss der Zuverlässigkeitsprüfung stellte der Kunde fest, dass die Metallbürste stark abgenutzt und beschädigt war. Das Foto ist unten zu sehen:
Gebrochene Metallbürsten
Nach weiterer Kommunikation teilte der Kunde mit, dass es sich bei seiner Anwendung um einen Präzisionsschraubendreher handelte, der eine hohe Belastung, einen niedrigen Strom, ein hohes Drehmoment, häufiges Schalten und eine lange Lebensdauer erforderte. Daraufhin empfahlen wir den Kohlebürstenmotor mit importierten Wälzlagern. Der Kunde war nach dem Testen mit unserem Bürstenmotor mit hohem Drehmoment sehr zufrieden.
INEED Motors bietet eine große Auswahl an bürstenbehafteten DC-Mikrometall-Getriebemotoren, mit denen Sie das optimale Drehmoment und die optimale Geschwindigkeit für Ihre Anwendung wählen können. Diese bürstenbehafteten DC-Getriebemotoren sind in einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen, Motorwicklungen, Bürsten und Encoder-Konfigurationen erhältlich.
Ressource:
https://www.portescap.com/en/newsroom/blog/2023/03/brush-selection-for-brush-dc-motors
