DC-Motoren

DC-Motoren von FAULHABER unterscheiden sich von herkömmlichen DC-Motoren mit Eisenanker durch die freitragende Kupferspule in Schrägwicklung. Was ist ein DC-Motor? DC steht für „direct current“, den englischen Begriff für Gleichstrom. Ein DC-Motor wandelt Gleichstrom in mechanische Energie um. Seine wichtigsten Komponenten sind ein beweglicher Rotor, ein fester Stator sowie ein Kommutator – das ist ein Strom- oder Polwender, der den Strom mit ständig wechselnder Flussrichtung in den Rotor leitet. Bei herkömmlichen DC-Motoren besteht der Rotor aus einer Spule, die um einen eisernen Kern (Anker) gewickelt und außen von U-förmigen Stator-Magneten umgeben ist. In den DC-Motoren von FAULHABER ist diese Anordnung umgedreht. Wie sind DC-Motoren von FAULHABER aufgebaut? In den DC-Motoren von FAULHABER ist der dauermagnetische Stator zylinderförmig und befindet sich innen, während der Rotor sich außen um ihn herum dreht. Der Rotor besteht aus einer eisenlosen, freitragenden Kupferspule in Schrägwicklung. Diese Technologie wurde von Dr. Fritz Faulhaber sen. entwickelt und 1958 patentiert. Sie bildet das Kernstück der DC-Motoren von FAULHABER. Eine Ausnahme bilden nur die DC-Flachmotoren der Serie SR-Flat: Bei ihnen sind Rotor und Stator scheibenförmig angeordnet, um Baulänge zu sparen. Mit der eisenlosen, freitragende Kupferspule wird ein sehr geringes Gesamtgewicht des Motors erreicht. Außerdem sorgt dieser Aufbau für ein minimales Trägheitsmoment und einen rastmomentfreien Lauf mit hoher Präzision. DC-Motoren von FAULHABER weisen dank dieser Eigenschaften eine besonders hohe Dynamik sowie eine große Leistungsdichte auf. Wie funktioniert ein DC-Motor? Der Stator eines DC-Motors ist ein Dauermagnet. In den Rotor wird Gleichstrom geleitet. Dabei entstehen Magnetfelder, die von den Magnetpolen des Stators jeweils abgestoßen oder angezogen werden. Aus dieser Kraft entsteht die Bewegung des DC-Motors. Der Kommutator kehrt die Flussrichtung des Stroms und damit die Polarität der Magnetfelder ständig um. So kann aus der einmaligen Anziehung und Abstoßung der Pole eine durchgängige Rotation entstehen. Der Strom wird durch einen Schleifkontakt, die sogenannte Bürsten, auf den Rotor übertragen. Diese Stromübertragung wird als Kommutierung bezeichnet. Hier gibt es bei FAULHABER zwei Varianten: Die Edelmetallkommutierung weist eine geringe Stromdichte und einen niedrigen Kontaktwiderstand auf. Sie ist besonders gut für Anwendungen mit geringer Leistung, für Batteriebetrieb sowie für Anwendungen mit niedriger Anlaufspannung geeignet. Bei der Graphitkommutierung bestehen die federbelasteten Bürsten aus einer Kombination von Graphit mit Kupfer oder Silber. Sie besitzen eine große Kontaktfläche und erreichen auch bei Stößen oder Vibrationen eine starke Kontaktkraft für optimale Stromübertragung auf die Wicklung.