Gleichstrommotoren

Funktionsprinzip von Gleichstrommotoren

Das Drehmoment entsteht durch das Zusammenwirken von magnetischen Feldern im Stator und im Rotor. Bei klassischen Gleichstrommotoren wird der Stromfluss im Rotor über Bürsten und Kollektor umgepolt, bei bürstenlosen Ausführungen übernimmt dies eine elektronische Ansteuerung. Die Drehrichtung lässt sich bei vielen Ausführungen über die Polarität beeinflussen, und die Drehzahl wird in der Praxis über Spannung, Stromregelung oder Elektronik geführt.

Einsatzbereiche in Maschinenbau und Automatisierung

Gleichstrommotoren werden für Stellbewegungen, Förderfunktionen, Dosieraufgaben, Hilfsantriebe und kompakte Antriebseinheiten verwendet. Typisch sind Anwendungen mit geregelter Geschwindigkeit, häufigem Start-Stopp-Betrieb oder verfügbarer Gleichspannungsversorgung, etwa in mobilen Systemen, Batteriebetrieb, Schaltschränken oder mechatronischen Baugruppen. Auch in Kombination mit Getrieben werden sie genutzt, wenn aus begrenztem Bauraum ein angepasstes Drehmoment- und Drehzahlniveau benötigt wird.

Bauarten und technische Ausführungen

Verbreitet sind bürstenbehaftete und bürstenlose Gleichstrommotoren. Bürstenmotoren sind konstruktiv direkt aufgebaut, unterliegen jedoch verschleissbedingter Wartung an Bürsten und Kollektor. Bürstenlose Gleichstrommotoren arbeiten mit elektronischer Kommutierung und werden häufig dort eingesetzt, wo geringerer mechanischer Verschleiss, präzisere Regelung oder höhere Anforderungen an Laufverhalten und Lebensdauer relevant sind. Erhältlich sind zudem Ausführungen mit Getriebe, Encoder, Bremse oder integrierter Leistungselektronik.

Abgrenzung zu anderen Antriebsarten

Innerhalb der Kategorie Antriebe und Motoren unterscheiden sich Gleichstrommotoren klar von Asynchronmotoren, die üblicherweise mit Wechselstrom arbeiten und ihr Drehfeld nach einem anderen Prinzip erzeugen. Schrittmotoren sind auf schrittweise Bewegung und bestimmte Positionieraufgaben ausgelegt, während Gleichstrommotoren kontinuierlich rotieren und für präzise Positionierung zusätzliche Sensorik oder Regelung benötigen können. Servomotoren beziehungsweise Servoantriebe bezeichnen keine einzelne Motorbauart, sondern ein geregeltes Antriebssystem mit Rückführung; ein Gleichstrommotor kann Teil eines solchen Systems sein. Kleinmotoren beschreiben dagegen vor allem eine Baugrössenklasse und nicht das elektrische Wirkprinzip.