DC-Motor mit eisenloser Wicklung und einem Wirkungsgrad nahe an 100 Prozent

Reines Cu – das genügt

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Ob im Operationsroboter, im Windschutz eines Cabriolets, für Tiefenbohrungen oder im Weltall, überall werden Hightech-Antriebe benötigt. Die Systeme müssen platzsparend, reaktionsschnell und regelbar sein und den hohen Lebensdaueranforderungen entsprechen.

Der Beitrag stammt von der Maxon Motor AG, CH-Sachseln

Die Gleichstrommotoren von Maxon kommen vor allem im Maschinen-, Gerätebau und der Medizintechnik zum Einsatz. Dazu tragen unter anderem bei:
  • kleinere und stärkere Motoren – der kleinste Motor misst gerade 6 mm im Durchmesser und leistet 1,2 W. Der zehnmal größere 60-mm-EC-Motor bringt 400 W
  • das Baukastensystem mit Tacho, Encoder und Steuerung sowie die Flexibilität bei spezifischen Wünschen
  • die heutige Tendenz zur Dezentralisierung der Antriebe und die universelle Einsatzmöglichkeiten sowie
  • die spezielle Motoren-Technologie mit den damit verbundenen Vorteilen.
Pluspunkte der eisenlosen Wicklung
Das „Herzstück“ der beschriebenen Gleichstrommotoren ist die weltweit patentierte eisenlose Wicklung. Dieses Motorprinzip hat seine ganz besonderen Vorteile: kein magnetisches Rastmoment, das heißt, dass der Rotor in jeder beliebigen Position anhält. Zudem übertrifft der Wirkungsgrad dieser Motoren mit bis über 90 % andere Motorsysteme bei weitem.
Zum Vergleich: Der Rotor eines konventionellen Gleichstrommotors besteht aus einem Eisenzylinder (Eisenkern oder Ankereisen) mit eingelegten Spulensegmenten. Diesem Rotor lasten an: ein großes Massenträgheitsmoment, hohe Induktivität und daher eine lange Anlaufzeit. Demgegenüber rotiert beim Maxon-DC-Motor eine reine Kupferwicklung im Magnetfeld. Durch die spezielle Formgebung wird die Wicklung selbsttragend, auch Käfigläufer genannt. Zu jedem Motortyp stehen zahlreiche Wicklungen für optimale Anpassung an die jeweiligen Nennspannungen zur Verfügung. Erreicht wird diese Differenzierung durch den Drahtquerschnitt und die Windungszahl. Ergebnis daraus sind unterschiedliche Anschlusswiderstände der Motoren. Weitere technische Vorteile:
  • hohe Beschleunigung dank kleinem Massenträgheitsmoment
  • geringe Induktivität
  • Linearität zwischen Spannung und Drehzahl sowie zwischen Belastung und Drehzahl und
  • kleine Abmessungen dank kompakter Bauweise.
Edelmetallbürsten und -kollektoren garantieren hohe Konstanz des niedrigen Übergangswiderstandes auch nach längerem Stillstand. Kleinste Anlaufspannungen und geringe elektrische Störungen sind weitere Vorteile. Der Einsatz des CLL-Systemes (Capacitor Long Life) unterdrückt die Funkenbildung und erhöht deutlich die Lebensdauer des Kommutierungssystemes. Die Motoren sind in hohem Maße prädestiniert für Hightech-Anwendungen in batteriebetriebenen Geräten, wie zum Beispiel in motorisierten Golf-Caddys. Graphitbürsten eignen sich in Verbindung mit Kupferkollektoren für den harten Einsatz im Umkehr- und Start-Stop-Betrieb. Als gutes Beispiel dient hier eine Beinprothese, deren Hydraulik sich je nach Bewegung an- oder ausschaltet. Mehrere 10 Millionen Zyklen sind durchaus erreichbar.
Elektronisch kommutierte DC-Servomotoren
Die elektronisch kommutierten DC-Servomotoren zeichnen sich speziell durch ein günstiges Drehmomentverhalten, hohe Leistung, einen extrem großen Drehzahlbereich und durch die hohe Lebensdauer aus. Einige spezielle technische Vorteile der Maxon-EC-Motoren sind:
  • keine mechanische Kommutierung
  • Lebensdauer nur durch die Kugellager begrenzt
  • ohne Rastmoment
  • gute Regeleigenschaften
  • hoher Wirkungsgrad und
  • gute Wärmeabfuhr, hohe Überlastbarkeit.
Die Wicklungstechnologie erlaubt zusammen mit dem Beschaltungsverfahren „Stern“ und „Dreieck“ eine Vielzahl von Motorausführungen.
Maxon;
Telefon: 0041 41 666 1500;
E-Mail: albert.bucheli@
maxonmotor.com
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