Funktionsweise von einem Brushless Motor

[mani]

Hallo,

ich habe ein Windrad gekauft, das besitzt einen Brushless motor und eine Gleichrichterschaltung. Wenn der Wind die Rotorblätter bewegt. Was passiert da mit dem Brushless Motor? Verstehe die genaue Funktionsweise nicht!!

Eine Erklärung würde mich sehr viel Helfen für mein Verständnis.

Gruß

Mani

[Famzim]

Hallo Mani

In einem BL Motor sind Spulen um Dynamoblechkerne gewickelt.
Dieses wird von Magneten magnetisiert.
Wechselt das Magnetfeld durch drehen am Rotor, die N und S Pole sind abwechselnt angeortnet, wird eine Spannung generiert (induziert) .
Die höhe der Spannung richtet sich nach dem magnetischen Fluß in dem Kern, der Anzahl der Windungen und der Anzahl der Pohlwechsel pro sek.
Der magnetische Fluß und die Windungen sind schon festgelegt durch Bauart und Auslegung.
Ändern kann man dann noch die Frequenz durch Drehzahl.
BL Motoren (Generatoren) sind 3 Phasig mit 3 Anschlüssen, die dann eine Drehstrombrücke zur Gleichrichtung benötigen.
Meist ist die benötigte Drehzahl für eine brauchbare Spannung zu gering.
Was hast Du denn für einen ??

Gruß Aloys.

[Ölfinger]

Das wichtigste hat Alois eigentlich schon alles gesagt;
allerdings gibt es auch viele 2-Phasige BL DC Motoren.
Im Roboternetz wird die Funktionsweise als Motor ziemlich gut erklärt:
http://www.roboternetz.de/schrittmotoren.html
und wenn mann sich dann nocht etwas dort einarbeitet, sollte auch das Verständnis für die Funktionsweise als Generator klar werden.

[herbk]

Hi Konny,
auch wenn Schrittmotore auch keine Bürsten (Kohlen) haben, "brushless" Motore sind etwas anderes und haben immer 3 Phasen - ich kenn' zumindest keine anderen...

[Ölfinger]

oooch menno. da wollte ich auch endlich mal wieder 'nen sinnvollen Beitrag verfassen...

Also auch wenn das praktisch vielleicht anders bezeichnet wird, sind auch Schrittmotren BLDC, also Bürstenlose Gleichstrommotoren die über Pulse gesteuert werden.
Auch diese "Stepper" sind zumindest im kleinerem Strombereich als Generatoren geeignet.

vgl: https://de.wikipedia.org/wiki/B%C3%BCrstenloser_Motor

[herbk]

Hi Konny,
vielleicht sollte man das etwas differenzieren... - ob man mit "büstenlos" die Bauart meint oder den unter dem Begriff "büstenlosen Gleichstrommotor" angebotenen Motorentyp.
Wenn man sich auf die Bauart bezieht, gibt es einige die keine Bürsten besitzen. Auch der üblicherweise an z.B. Kompressoren, Förderbändern und Mörtelmischern verbaute Asynchronmotor ist bürstenlos.

Wenn man bei uns von "Bürstenlosen" (ich lasse das "Gleichstrommotor" bewusst weg, denn das ist so was von falsch (ich weiss nicht welcher "Hirni" den Begriff geschaffen hat)) spricht, meint man üblicherweise diese kleinen Kraftpakete die z.B. im Flugmodellbau die Verbrennungsmotore verdrängt. Auch E-Bikes und E-Autos werden oft damit angetrieben.
Technisch gesehen handelt es sich dabei um eine permanenterregte Drehstrom - Synchronmaschine. Du kannst einen solchen "Bürstenlosen" also auch direkt an einen Drehstromgenerator anschließen und er wird sich entsprechend der im Geni erzeugten Frequenz drehen. Theoretisch kannst Du ihn auch einfach an's Drehstromnetz anschließen, allerdings sind die üblicherweise nicht für 400V und nur 50Hz gewickelt und würden deshalb einen satten Kurzschluss verursachen.

Prinzipiell kannst Du alles was ein Magnetfeld durch einen Leiter (oder einen Leiter durch ein Magnetfeld) bewegt als Generator verwenden.. Bei den Meisten ist halt nur das Rastmoment für den Betrieb an einer Windmühle, und wegen der kleinen Bauweise auch die benötigte Drehzahl, viel zu hoch.

[Ölfinger]

Herbert, ich gebe Dir bei Deinen Ausführungen uneingeschränkt Recht!

Mein Gedanke war nur Mani, also dem Threaderöffner einen Link zu geben, mit dessen Hilfe man (zumindest bei mir hat es geholfen )
etwas über das Funktionsprinzip von BLDC und Induktion zu erfahren.

Natürlich ist das Grundprinzip, das ein Wechselstrommotor (Drehstrommotor) mit Gleichstrom so versorgt wird, das er sich dreht.
Anderherum betrachtet denke ich, das grade solche Motoren sich viel einfacher und effektiver als Generatoren benutzen lassen.

Für das technische Verständis ist es unabdingbar zumindest die Grundzüge der Induktion zu verstehen;
...und dafür halte ich persönlich das für relativ unerheblich ob man das nun "Motorisch" oder "Generatorisch" versteht.
Hauptsache hinterher wird einem klar, dass, wie bei der Lenzschen Regel, Ursache und Wirkung gedanklich einfach vertauschbar sind;
beim Motor ist der Stromfluss die Ursache und die Bewegung die Wirkung, beim Generator eben andersrum.

Und die Festlegung was mit Bruschless gemeint ist kann man ja schon an den chinesischen Übersetzungen festmachen,
die übersetzen das fast immer mit "Schwanzlos"...

[Ekofun]

Hallo zusammen,

denke das solche Motoren müssen eine zusezliche Elektronik haben um laufen zu können,was alles noch kompliziert.Sicher, es gibt das alles zu kaufen aber wenn was kapput geht steht man da wenn man nicht elektroniker ist.

Normale Motor wickele ich einfach um!

Grüße

Ekofun

[herbk]

Hi Ekofun,
brushless Motre sind ganz normale Drehstrom-Synchronmotore und Du kannst sie genauso umwickeln wie jeden anderen auch. Sie laufen auch am Drehstrom, das habe ich an einem meiner Bl-Motore und meinem Geni für das Windrad schon ausprobiert.
Die Regelelektronik funktioniert ähnlich einem Frequenzumrichter, regelt aber das Drehfeld und den Strom.


Hi R
Konny

Anderherum betrachtet denke ich, das grade solche Motoren sich viel einfacher und effektiver als Generatoren benutzen lassen.

Brushless tun das (auch das natürlich schon probiert) nur passen wie oben schon geschrieben das Rastmoment und die nötige Drehzahl nicht zu einem Windrad. Stepper habe ich noch keinen probiert, aber schon rein Baugrößenbedingt kann das nicht viel anders sein..

[Ölfinger]

Ui, das Thema entgleitet

Ich nehme mal die Schild auf mich
aber egal wie... versuche ich nochmal das etwas für die Allgemeinheit (die hier ja eh kaum liesst) nochmal auf den Punkt zu bringen.


Als Antwort für den Thread-Ersteller: Es laufen Magneten an einer Spule mit Eisenkern vorbei, durch die magnetische Flussänderung wird eine Spannung "induziert" und ein Stromfluss kann bei einem "Stromkreis" so zustande kommen.
Da die Bewegung des Generators im Windrad kreisförmig ist, geschieht dies einmal so und beim nächsten mal andersherum, die entstehende Spannung ist somit eine Wechselspannung.
Das kann man mit Dioden "gleichrichten" und erhält somit zunächst einmal eine pulsierende Gleichspannung, die man mit Kondensatoren und Batterien weiter so glätten kann,
dass man sogar dann einen Teil der so erzeugten Leistung in Batterien speichern kann;
Wechselstrom lässt sich so, ohne weiteres (noch) nicht speichern!

Eko: klar die Nutzung als Motor ist viel schwieriger, da Wechselstrommotoren mit Pulsen der Gleichspannung Frequenzabhängig in Ihrer Drehzahl (und natürlich auch Pulslänge etc., sogar auch Lastabhängig) geregelt werden können,
im Gegensatz zur Gleichrichtung, bei der die Frequenz relativ egal ist.

Ich hab es Ende der 80er Jahre gelernt, damals war es noch fast ein unerschwinglicher Traum, Asynchronmotoren so anzusteuern.
Der Asynchronmotor war damals so weit verbreitet, weil er ohne weitere bewegliche Teile als dem Läufer realisiert werden konnte;
Nachteil war eben, das die Netzfrequenz die Drehzahl vorgab.

Heutzutage sind das aber wirklich nur Pfennigartikel, die es erlauben diese Art von Motoren Drehzahl und Lastabhägig zu steuern;
aber damit entfernen wir uns hier von der Ausgangsfrage.


Herbert: Konny, bitte
auch Stepper haben ein recht hohes Rastmoment, zur effektiven Stromerzeugung mE. auch kaum geeignet, aber für die ersten Lernschritte waren sie für mich wichtig.
Ich persönlich halte mittlerweile Scheibengenis für die ideale Lösung bei Windrädern,
nur Dank des beständigen Zuredens von Eko habe ich mich seinerzeit dazu breitschlagen lassen überhaupt den ersten Geni selber zu wickeln