Bürstenlos oder mit Bürsten? DIFFUL erklärt die technischen Unterschiede bei Gleichstrommotoren.

Im Bereich der Wasserpumpen bestimmt die Motorentechnologie maßgeblich Leistung, Lebensdauer und Benutzerfreundlichkeit. Als einer der drei führenden Hersteller von Solarwasserpumpen setzt DIFFUL seit jeher auf bürstenlose Gleichstrom-Synchronmotoren mit Permanentmagneten, um Anwendern effizientere, leisere und zuverlässigere Wasserlösungen zu bieten. Doch worin genau besteht der Unterschied zwischen einem bürstenlosen Motor und einem herkömmlichen Bürstenmotor?

Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren: Einfacher Aufbau, aber deutlich eingeschränkt

Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren sind die ersten Gleichstrommotoren, die weite Verbreitung fanden. Ihr grundlegender Aufbau besteht aus Stator, Rotor, Bürsten und Kommutator. Der Stator besteht üblicherweise aus Permanentmagneten und erzeugt ein festes Magnetfeld, während der Rotor aus Spulenwicklungen besteht. Der Strom wird über Kohlebürsten zum rotierenden Kommutator geleitet. Dabei ändert sich die Stromrichtung in den Wicklungen kontinuierlich mit der Drehung des Rotors, wodurch ein kontinuierliches Drehmoment erzeugt wird.

Diese Bauweise ermöglicht den direkten Anschluss von Bürstenmotoren an eine Batterie oder ein Gleichstromnetzteil, was die Steuerung vereinfacht und die Herstellung kostengünstig macht. Daher wurden sie früher häufig in Spielzeug, einfachen Haushaltsgeräten und frühen kleinen Wasserpumpen eingesetzt. Das Kernproblem liegt jedoch genau in dem scheinbar unbedeutenden Bauteil – den Bürsten. Da die Bürsten permanenten Reibungskontakt mit dem schnell rotierenden Kommutator aufrechterhalten müssen, verschleißen sie mit der Zeit. Dies erfordert nicht nur einen regelmäßigen Austausch, sondern erzeugt auch Kohlenstaub und elektrische Funken. Der Kohlenstaub kann in feuchter Umgebung leicht Kurzschlüsse verursachen, während die Funken elektromagnetische Störungen oder sogar Sicherheitsrisiken zur Folge haben können. Darüber hinaus führt der durch Reibung verursachte Energieverlust zu einem geringeren Wirkungsgrad, erhöhter Geräuschentwicklung im Betrieb und einer signifikanten Wärmeentwicklung. Diese Probleme treten besonders deutlich bei Wasserpumpen auf, die über lange Zeiträume kontinuierlich laufen müssen.

Als Hersteller von Solarwasserpumpen ist sich DIFFUL der Tatsache vollkommen bewusst, dass sich Nutzer in abgelegenen Gebieten oder netzunabhängigen Umgebungen häufige Ausfälle und hohe Wartungskosten am wenigsten leisten können. Die systembedingten Nachteile von Bürstenmotoren können diese zentrale Anforderung eindeutig nicht erfüllen.

Bürstenloser Gleichstrommotor: Elektronische Kommutierung, Leistungssprung

Ein bürstenloser Gleichstrom-Synchronmotor mit Permanentmagneten ist ein Hochleistungsmotor, dessen Kommutierung elektronisch gesteuert wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Gleichstrommotoren mit Bürsten, die auf dem mechanischen Kontakt zwischen Bürsten und Kommutator basieren, verzichten bürstenlose Motoren auf alle verschleißanfälligen mechanischen Kommutierungskomponenten. Der Rotor verwendet hochenergetische Permanentmagnete, und die Statorwicklungen werden präzise von einem intelligenten Treiberchip angesteuert. Obwohl bürstenlose Motoren nicht direkt an eine Stromquelle angeschlossen werden können und mit einer separaten Ansteuerschaltung kombiniert werden müssen, bieten sie eine umfassende Leistungssteigerung: höhere Energieeffizienz, längere Lebensdauer, geringere Geräuschentwicklung und beispiellose Steuerungsflexibilität.

Kernunterschied: Ein Generationssprung vom Prinzip zur Erfahrung

Der grundlegende Unterschied zwischen Bürsten- und bürstenlosen Motoren liegt primär in ihren Kommutierungsverfahren. Bürstenmotoren nutzen mechanische Reibung, während bürstenlose Motoren elektronisch gesteuert werden. Dieser Unterschied führt direkt zu erheblichen Abweichungen hinsichtlich Wirkungsgrad, Lebensdauer, Geräuschentwicklung und intelligenten Funktionen.

Bürstenmotoren erreichen aufgrund von Bürstenwiderstand und Reibungsverlusten typischerweise nur einen Gesamtwirkungsgrad von 70 % bis 85 %. Bürstenlose Motoren hingegen, die keine mechanischen Kontaktverluste aufweisen, erzielen in der Regel einen Wirkungsgrad von über 90 %, wobei einige High-End-Modelle sogar über 95 % erreichen. Das bedeutet, dass bürstenlose Wasserpumpen bei gleicher Leistungsaufnahme einen höheren Wasserdruck oder eine größere Fördermenge liefern und so die Energieausnutzung, insbesondere in Solaranlagen, deutlich verbessern können.

Bürstenmotoren sind hinsichtlich ihrer Lebensdauer durch den Bürstenverschleiß begrenzt und können in der Regel nur einige hundert bis zweitausend Betriebsstunden erreichen, bevor Wartung oder Austausch erforderlich sind. Bürstenlose Motoren hingegen verfügen über keine verschleißanfälligen mechanischen Kommutierungskomponenten, wodurch ihre Lebensdauer problemlos zehntausend Stunden übersteigt. So wird ein langfristig zuverlässiger Betrieb gewährleistet – ganz nach dem Motto „Einrichten und vergessen“.

Bürstenmotoren erzeugen im Betrieb deutlich wahrnehmbare Brumm- und Knistergeräusche durch Kommutierungsfunken, was insbesondere nachts störend sein kann. Bürstenlose Motoren hingegen arbeiten nahezu geräuschlos und eignen sich daher besonders für Umgebungen, die Ruhe erfordern, wie beispielsweise Wohnungen, Krankenhäuser und Hotels.

Noch wichtiger ist, dass bürstenlose Motoren von Natur aus mit digitalen Steuerungssystemen kompatibel sind. DIFFUL-Pumpen nutzen diese Eigenschaft, um zahlreiche intelligente Funktionen zu realisieren, wie z. B. die automatische Abschaltung bei Trockenlauf, den Überlastschutz, den Niederspannungsanlauf und die Maximum Power Point Tracking (MPPT) für Solarenergie. Bürstenmotoren können aufgrund fehlender Positionsrückmeldung und präziser Steuerungsmöglichkeiten diese fortschrittlichen Funktionen kaum unterstützen.

Die vier wichtigsten Vorteile bürstenloser Motoren, die die Kernkompetenz von DIFFUL Products ausmachen

Erstens führt eine hohe Energieeffizienz zu erheblichen Energieeinsparungen. In der landwirtschaftlichen Bewässerung oder der Trinkwasserversorgung von Haushalten bedeutet dies niedrigere Stromrechnungen oder weniger Photovoltaikmodule, was die Kosten für die Nutzer direkt senkt.

Zweitens reduziert eine extrem lange Lebensdauer den Wartungsaufwand erheblich. Dies ist besonders wichtig für abgelegene ländliche oder unbeaufsichtigte Bewässerungssysteme – die Anwender müssen sich keine Sorgen mehr um häufige Ausfälle und Reparaturen machen.

Drittens erhöht der leise Betrieb die Lebensqualität. Ob es nun darum geht, die Wasserversorgung spät in der Nacht zu verbessern oder Warmwasser im Haus zu zirkulieren – die Solarwasserpumpen von DIFFUL arbeiten leise und stören die Familienmitglieder nicht .

Schließlich passen sich Sicherheit und Zuverlässigkeit auch komplexen Umgebungen an. Bürstenlose Motoren erzeugen weder Funken noch Kohlenstaub und arbeiten dank der hohen Schutzart IP68 auch in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, Staub oder sogar Korrosion zuverlässig – für vielfältige Einsatzszenarien weltweit.

In der Pumpenindustrie ist der Motor das Herzstück. Als weltweit anerkannter Hersteller von Solarwasserpumpen ist DIFFUL fest davon überzeugt, dass nur der Einsatz fortschrittlicher bürstenloser Gleichstrommotoren effiziente, leise, langlebige und intelligente Wasserlösungen für Anwender weltweit ermöglicht. Dabei geht es nicht um technische Spielereien, sondern um ein tiefes Verständnis der tatsächlichen Bedürfnisse der Anwender – insbesondere in netzfernen Gebieten mit begrenzter Energieversorgung und hohem Wartungsaufwand.

DIFFUL ist ein innovativer und technologieführender Hersteller von Solarpumpen, spezialisiert auf DC-Solarpumpen, AC/DC-Hybrid-Solarpumpen und Solarpumpen mit geschirmten Motoren. Seit unserer Gründung im Jahr 1989 konzentrieren wir uns zu 100 % auf diese Branche. Hunderttausende unserer Pumpen sind weltweit im Einsatz. Unser Qualitätsanspruch zeigt sich im Einsatz hochpräziser und vollautomatischer Bearbeitungsmaschinen, modernster Montagelinien und Prüfgeräte, die die Effizienz steigern und Produkte höchster Qualität gewährleisten. Darüber hinaus verfügen wir über eine eigene Produktionsstätte für Steuerungen sowie eine eigene Forschungs- und Entwicklungsabteilung. So stellen wir sicher, dass jeder Produktionsschritt sorgfältig kontrolliert wird. Wir suchen aktiv nach Vertriebspartnern und unterstützen OEM-Partnerschaften. Für weitere Informationen oder Rückfragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Wir danken Ihnen für Ihr Interesse und Ihr Vertrauen.

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