Gleichstrommotoren | DC-Motoren

Aufbau und Funktionsweise eines Gleichstrommotors

Das Funktionsprinzip eines DC- bzw. Gleichstrommotors basiert auf der Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie. Dafür wird im Motor ein magnetisches Feld mithilfe eines Stators (Erregerspule oder Permanentmagnet) aufgebaut. Ein Rotor, der sich innerhalb dieses Feldes befindet, erzeugt beim Anschluss des Motors an eine Gleichstromquelle ebenfalls ein Magnetfeld und beginnt sich so zu drehen – durch die regelmäßige Umpolung des Rotorfeldes wird die Drehbewegung aufrechthalten. Dafür gibt es verschiedene Möglichkeiten:

• Klassischer Kommutator (Polwender): Bei diesem herkömmlichen Aufbau sorgt der Kommutator in dem Moment für die Umkehrung des Stromflusses, wenn der Rotor-Südpol und Stator-Nordpol nahe beieinander liegen – durch die Umkehrung der Stromrichtung werden auch die Magnetpole des Rotors umgekehrt.
• Elektronische Kommutierung: In modernen Gleichstrommotoren erfolgt das Umpolen der Spulen durch eine elektronische Kommutierung mit Sensoren bzw. Mikroprozessoren. Dadurch sind keine Bürsten mehr notwendig, dementsprechend heißt dieser Motor auch bürstenloser Gleichstrommotor (Brushless DC / BLDC Motor).

Die Arten von Gleichstrommotoren im Kurzüberblick

Ausgehend vom Aufbau der Gleichstrommotoren lässt sich also zwischen bürstenbehafteten und bürstenlosen Motoren unterscheiden. Die bürstenbehafteten Motoren sind in weitere Unterkategorien einteilbar. Die wichtigsten Varianten sind dabei:

• Reihenschlussmotor: Beim Reihenschlussmotor sind die Stator- und Rotor-Spulen in Reihe geschaltet. Dabei variiert die Drehzahl lastenbedingt: Ein Series Wound DC Motor hat ein hohes Anlaufmoment, mit abnehmender Last nimmt die Drehzahl zu. Somit ist diese Form der Gleichstrommotoren ideal für alle Anwendungen, in denen ein hohes Anfahrmoment gefordert ist, das Nennmoment jedoch eher gering ist. Ein Reihenschlussmotor nennt man auch Universalmotor, da dieser sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom betrieben werden kann. Reihenschlussmotoren können kurzzeitig deutlich überlastet werden.
• Nebenschlussmotor: Im Nebenschlussmotor sind die Spulen von Stator und Rotor parallel geschaltet, wodurch der Motor mit nur einer Spannungsquelle versorgt wird. Dadurch laufen Shunt Wound DC Motoren belastungsunabhängig mit konstanter Drehzahl und sind besonders geeignet für Anwendungen, in denen zwar das Lastmoment schwankt, die Drehzahl jedoch möglichst konstant sein soll.
• Doppelschlussmotor: Der Doppelschlussmotor kombiniert die beiden vorgenannten Bauweisen und wird daher auch Verbund- oder Kompoundmotor genannt. Er verfügt sowohl über eine Reihenschluss- als auch eine Nebenschlusswicklung. Das Anlaufdrehmoment ist geringer als beim Reihenschlussmotor, wohingegen die Drehzahl bei Belastung weiter absinkt als beim Nebenschlussmotor – bei Leerlauf geht er nicht durch. Diese Gleichstrommotoren eignen sich für Anwendungen mit hohem Anlaufmoment bei konstanter Drehzahl.
• Permanentmagnet-Bürstenmotor: Ein Permanentmagnetmotor arbeitet beim Statorfeld nicht mit einem Elektromagneten, sondern einem Permanentmagneten. Der Rotor wird wie bei einem Nebenschlussmotor über einen Kommutator bestromt. Auch der permanentmagneterregte Motor ist drehzahlsteif und verfügt über ein hohes Anlaufmoment. Da das Statorfeld jedoch nicht elektrisch erzeugt werden muss, ist dieser Motor energieeffizienter.

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Gleichstrommotoren von Groschopp: Für jede Applikation die passenden DC Motoren

DC-Gehäusemotoren
Gleichstrommotoren mit Gehäuse werden nicht nur in der industriellen Fertigung, sondern auch in der Medizin- und Labortechnik, Robotik oder für Spezialpumpen eingesetzt. Da die DC Motoren mit Gehäuse keine externe Leistungselektronik benötigen, sind sie in der Regelung sehr günstig. Die Groschopp Baureihe KG sind Gleichstrom-Gehäusemotoren mit Kommutatoren und können als Reihenschlussmotor oder drehzahlsteifer Nebenschlussmotor installiert werden. In der Version als Universalmotor bieten die KG DC-Motoren dabei ein großes Anlaufmoment, die Drehzahl ist stark lastenabhängig. Die Drehzahlregelung erfolgt dabei über die Ankerspannung.

Die Vorteile der Gleichstrommotoren der KG-Reihe auf einen Blick:

• DC-Motor mit getrennter Feld- und Ankerwicklung
• Gleichmäßiger Lauf über den gesamten Stellbereich
• Stabiles, kompaktes Gussgehäuse mit einfachem Wartungszugang
• Hohes Anlaufmoment und Wirkungsgrad
• Schutzart IP44

Gleichstrom-Einbaumotoren

DC-Einbaumotoren von Groschopp wurden speziell für elektrische Schaltanlagen in Mittel- und Hochspannung konzipiert, können aber in Consumer-Produkten ebenso integriert wie in der industriellen Automatisierung in Spezialpumpen. Da sie wie auch Gehäusemotoren ohne externe Leistungselektronik betrieben werden, sind auch sie für Ihre Anwendung eine günstige Wahl.

Die zum Einbau konstruierten DC Motoren der KE-Baureihe von Groschopp sind ebenfalls mit Kommutatorläufern konstruiert und können so als Universalmotor mit lastabhängiger Drehzahl sowie als drehzahlsteifer Nebenschlussmotor produziert werden – die Drehzahl wird über die Ankerspannung geregelt.

Die Vorteile der Einbau DC-Motoren der KE-Baureihe auf einen Blick:

• Speziell entwickelt für die Integration in elektrischen Schaltanlagen
• Gutes Losbrechungs-Moment
• Leistungsbereich von 4W – 800W
• Individuelle Anpassungen in Welle, Motorfuß und Flansch realisierbar
• Teilweise einpolig reversierbar für einfach nachträgliche Umbauten und Änderungen

Permanenterregte Gleichstrommotoren

Permanenterregte Gleichstrommotoren sind ideal für Anwendungen, in denen keine große Leistung benötigt wird sowie für Bereiche, in denen präzise Steuerung ebenso wichtig ist wie ein geringes Drehmoment. In batteriegespeisten Applikationen erlauben permanenterregte DC Motoren zudem verglichen mit Asynchronmotoren einen wesentlich besseren Wirkungsgrad.

Die permanenterregten Motoren von Groschopp weisen ein vergleichbares Verhalten wie Nebenschlussmotoren auf, bieten jedoch ein höheres Anlaufmoment. Für den Batteriebetrieb ist zudem der Wegfall der Erregerleistung wichtig. In Verbindung mit den Regelgeräten ist ein hoher Drehzahlstellenbereich erreichbar.

Die Vorteile der permanenterregten Gleichstrommotoren auf einen Blick:

• Hochwertige Magnetmaterialien bieten hohen Wirkungsgrad
• Nenndrehzahlen von 1000min^-1 bis 5000min^-1
• Kompakte Bauformen bei geringem Gewicht
• Großer Drehzahlstellenbereich regelbar
• Servicekappe für Rotorkohlen-Austausch bei PM-Modellen
• Zweites Wellenende optional möglich bei PGK-Modellen

Handantrieb DC Motoren

Zu unseren kundenspezifischen Lösungen gehören Kommutator-Handmotoren mit Lüftern, mit welchen wir professionelle Nischen bedienen. Dafür müssen unsere Produkte ganz spezifische Anforderungen erfüllen, für die wir gemeinsam mit Ihnen ein detailliertes Profil entwickeln und anschließend in enger Abstimmung mit Ihnen einen Prototyp entwickeln und diesen bis zur Serienreife optimieren.

Gleichstrommotoren und mehr: Groschopp bietet nachhaltige Antriebslösungen für Ihren Betriebsbedarf

Antriebstechnik auf höchstem Niveau mit besonderem Fokus auf Nachhaltigkeit: Als Tier-One-Supplier bieten wir Ihnen innovative, robuste und langlebige Antriebslösungen für Ihre Applikationen; dabei liegt unsere Kernkompetenz auf der Fertigung von maßgeschneiderten Komponenten und Lösungen nach Kundenspezifikationen.

• Persönliche Beratung: Sie sind sich noch unschlüssig, welche Antriebslösung für Ihre Applikation am besten geeignet ist oder benötigen Gleichstrom-, Wechselstrom- oder Drehstrommotoren mit sehr spezifischen Anforderungen? Unsere Ingenieure erarbeiten zusammen mit Ihnen eine nachhaltige und kosteneffiziente Antriebslösung für Ihren Bedarf.
• Individuelle Entwicklung: Von Servomotoren bis hin zu DC Motoren – wir verbessern unsere Produkte kontinuierlich. Dabei entwickeln wir nicht nur neue Motorenvariationen für unsere Kunden, wo Standardmodelle nicht ausreichen, sondern forschen in enger Zusammenarbeit mit Hochschulen und industriellen Partnern an innovativen Antriebssystemen.
• Prototyping: Für Forschung und Entwicklung setzen wir nicht nur auf modernste Analysemethoden und Softwaretools, sondern erstellen in unserem speziell eingerichteten Musterbau und Elektrolabor mittels „Rapid Prototyping“, mit welchen wir Entwicklungszyklen verkürzen und die Validierung beschleunigen können.

Haben Sie noch Fragen zu unserem Sortiment, oder möchten Sie sich gemeinsam mit unseren Experten Wechselstrommotoren oder Gleichstrommotoren auf Ihre Anforderungen anpassen? Dann kontaktieren Sie uns – wir sind jederzeit gern für Sie da!