Bürstenmotoren

Bürstenmotoren sind Gleichstrommotoren, die eine mechanische Kommutierung durch Kohlebürsten und einen geteilten Kollektor verwenden, um den Stromfluss in den Rotorwicklungen zu steuern und so eine fortlaufende Drehbewegung zu erzeugen. Der Aufbau besteht aus einem ruhenden Stator, der entweder aus Permanentmagneten oder Wicklungen besteht, einem Rotor mit Kupferwicklungen, einem Kollektor und Kohlebürsten, die über Buchsen lagern und Kontakt halten.

Unterteilung: Permanentmagnet-Bürstenmotoren (PMDC) sind kompakt und benötigen kein externes Erregersystem. Gebundene Feldmotoren verwenden Serien-, Nebenschluss- oder Mischfelder. Je nach Verschaltung ergeben sich unterschiedliche Drehmoment- und Geschwindigkeitseigenschaften.

Funktionsweise: Bei angelegter Gleichspannung fließt der Strom durch die Rotorwicklungen; der Kollektor kehrt die Stromrichtung zum richtigen Zeitpunkt um, sodass das Drehmoment fortlaufend wirkt. Die Kohlebürsten verschleißen dabei mit der Zeit und müssen ausgetauscht werden; Verschleiß und Reibung verursachenEffizienzverluste und Funkenbildung.

Eigenschaften: Vorteile sind einfaches Design, hoher Anlaufdrehmoment und geringe Kosten. Nachteile umfassen regelmäßigen Wartungsbedarf, geringere Lebensdauer im Vergleich zu bürstenlosen Motoren, sowie Geräusch- und Funkenentwicklung bei Verschleiß.

Anwendungen: Bürstenmotoren finden sich in Elektrowerkzeugen, Haushaltsgeräten, Spielzeug, Auto-Startmotoren (historisch) und vielen Kleinstmaschinen. In modernen Systemen werden sie oft durch bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) ersetzt, da diese robuster und effizienter arbeiten.