Elektromotoren unterscheidet man nach der Art ihrer Magnetfeld-Erzeugung im Rotor zwischen Synchron- und Asynchronantrieben, zu denen auch bürstenlose DC-Motoren und Induktionsmotoren zählen. Aufgrund ihres Aufbaus arbeiten Induktionsmotoren weniger effizient als bürstenlose DC-Motoren. Die Antriebe bestehen aus einem Stator mit Wicklungen aus Kupferdraht, die von einem Gehäuse aus laminierten Elektroblechen umgeben sind, und einem Rotor. Wird eine Wechselspannung angelegt, erzeugt der dabei entstehende Strom beim Durchgang durch die Wicklungen des Stators ein rotierendes Magnetfeld, das durch einen Luftspalt auch den Rotor durchdringt. Der Rotor besitzt einen Kern aus laminierten Elektroblechen und ist in einen Käfigläufer aus Aluminium integriert. Durch das rotierende Magnetfeld gerät er in Bewegung.
Mehr Verluste durch höhere elektrische Leistung
Der in den Rotor induzierte Strom verursacht allerdings auch sekundäre Kupferverluste, die größtenteils durch den ohmschen Widerstand der Wicklung entstehen. Diese Verluste sind der Hauptgrund für die geringere Effizienz von Induktionsmotoren gegenüber bürstenlosen Antrieben. Hinzu kommt, dass sowohl im Stator als auch im Rotor ein magnetischer Fluss erzeugt werden muss. Die zum Drehen des Rotors erforderliche elektrische Leistung ist deshalb bei einem Induktionsmotor höher als bei einem bürstenlosen Antrieb. Besonders bei niedrigen Drehzahlen und geringen Drehmomenten verschlechtert sich so der Wirkungsgrad der Induktionsmotoren gegenüber dem bürstenloser DC-Motoren.
Permanentmagnet macht den Unterschied
Bei bürstenlosen DC-Motoren sind an der Oberfläche des Rotors Permanentmagnete befestigt. Auch hier wird Strom durch die Statorwicklung geleitet, sodass ein rotierendes Magnetfeld entsteht, das den Rotor in Bewegung setzt. Allerdings wird in den Rotor von Synchronantrieben kein Strom induziert. Da bürstenlose DC-Motoren über einen Permanentmagneten verfügen, entstehen zudem keine sekundären Kupferverluste wie bei Induktionsmotoren. Und schließlich genügt dank des Dauermagneten eine geringere elektrische Leistung zum Drehen des Rotors bzw. der Ausgangswelle als beim Induktionsmotor. Die erwähnten Eigenschaften sorgen dafür, dass bürstenlose DC-Motoren deutlich effizienter arbeiten als vergleichbare Induktionsmotoren.
Wirkungsgrad wurde nochmals verbessert
Oriental Motor steigert den Wirkungsgrad ihrer bürstenlosen DC-Motoren zusätzlich durch zwei konstruktive Maßnahmen. So befindet sich der integrierte Schaltkreis mit den Hall Effekt-Sensoren direkt gegenüber der Stirnseite des Rotors, sodass die Position der Rotorpole noch genauer erkannt wird. Darüber hinaus haben die Ingenieure von Oriental Motor die in den Treiber integrierte Technologie zur Steuerung des Motorstroms optimiert. Auch die Verwendung verlustarmer Elektrobleche, die Vergrößerung der Wicklungsfläche und die Verwendung dickerer elektrischer Drähte tragen zu einer Erhöhung des ohnehin hohen Wirkungsgrades der bürstenlosen DC-Motoren bei.
