Schnell, leise, kraftvoll ............ Brushless

Englisch und bedeutet "bürstenlos". Dieser Begriff "Brushless" hat sich als fester Begriff für Drehstrom-Synchron-Motore im Modellbau eingebürgert. Der Begriff "bürstenloser Motor" ist auch gebräuchlich, wird aber eigentlich nicht verwendet.  Bei diesen Motoren wird die Wicklung so ausgeführt, dass zwei magnetische Pole entstehen. Brushless Motoren sind in der Regel sehr schnell drehende Motoren, welche die Kraft über eine kurze Getriebeuntersetzung generieren. In konventionellen Brushed-Motoren (also normale Elektormotoren) entsteht durch Kohlen und Kollektor Reibung und Uebergangswiderstand - Nachteil dadurch: Ein erheblicher Teil des Akkupowers geht verloren. Der Brushless-Antrieb haben keine Bürsten oder andere Schleifkontakte. Dadurch erreichen diese Motoren ein höheres Drehmoment und zusätzlich, weil die Reibung fehlt, einen höheren Wirkungsgrad. Der Dauermagnet befindet sich nicht im Gehäuse, sondern auf der Motorwelle. Die Spulen, die erzeugen das wechselnde Magnetfeld (beim Bürstenmotor war das die Aufgabe des Ankers mit den Wicklungen) . Weil auf die Bürsten verzichtet wird, muss jede Spule einzeln mit Strom versorgt werden. Dies geht nicht mehr mit Gleichstrom, sie brauchen einen speziellen Regler. Dieser hat die Aufgabe, den Strom für jede der einzelnen Spulen an- und abzuschalten. Jetzt erhalten sie auch eine Erklärungen, weshalb ein Brushless-Regler 3 Anschlusskabel hat.

Warum einen Brushless-Motor?

• In der Regel Leistung im Ueberfluss
• Kein Wartungsaufwand - Fahren und nicht Schrauben heisst das Motto
• Längere Fahrzeiten
• In die Zukunft gesehen geringere Kosten
• Keine Verschleisserscheinungen weil weder Kohlen noch Kollektor vorhanden ist (einzige Einschränkung: Die Kugellager müssen von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden - wie übrigens im Brushed-Antrieb auch)

Warum Brushless Motoren effizienter als Brushed Motoren sind
Der Rotor bewegt sich im Brushless Motor ohne direkten Kontakt zum 'Stromgeber'. Dadurch wird der Brushless Motor automatisch effizienter, da es keinen Verschleiß gibt, keinen Effizienzverlust aufgrund irgendwelcher Unebenheiten auf dem Kollektor und die Kohlen nicht direkt auf dem Kollektor 'klemmen'. Außerdem gibt es kein Kohlenfeuer zwischen dem Kollektor und den Kohlen, sodass keine negative elektrische Beeinflussung mehr zu Stande kommt und letzendlich sind die Wicklungen am Motorgehäuse leichter zu Kühlen, ein weiterer Grund für eine bessere Effizienz.

Gibt es Nachteile bei Brushless Motoren?
Einzig möglicher Nachteil? Der Anschaffungspreis - wobei, das heute auch nicht mehr so schlimm ist - wo es wirklich an den Geldbeutel geht ist der Regler! Allerdings zahlt sich der Preis ziemlich schnell aus, denn jeder, der schon mal mit einem Brushed Motoren unterwegs war weiss, dass schnell viel Geld für neue Kohlen, eine Drehbank zum Kollektorabdrehen, Federn und für neue Anker draufgeht. Abgesehen vom Arbeitsaufwand, der durch die Brushless Motoren gespart wird, hat man im Endeffekt einen haltbaren, effizienten und konsequenten Motor und spart jede Menge Zeit und nerven.

Wieviel billiger könnten Brushless Motoren als Standard Motoren sein?
Die Kosten für einen typischen Racing Touring Car Brushed Motor können ca. 3-5 Euro pro Lauf sein, wenn Du Deine Kohlen jeden Lauf wechselst. Außerdem brauch man diverse Federn, die ca. 3 Euro pro Paar kosten, eine Abdrehbank die bei 90 Euro + liegt und einen Diamantmeißel, der bei 50 Euro + liegt. Außerdem benötigt man noch einen extra Akkupack für die Drehbank und außerdem verbrauchst Du dafür viel Zeit und hast immer schmutzige Hände.

Sind Brushless Motoren wirklich wartungsfrei?
Ja! Sie sind die absoluten Zeitsparer. Viele Racers weltweit haben bereits Brushless Motoren und genießen deren Vorteile. Sie haben keine aufwändige Motorwartungsarbeit zwischen den Läufen - Ausbauen, abdrehen, reinigen, nachfeilen, einlaufen lassen und wieder einbauen - Brushless Motoren sparen einfach jede Menge Zeit und Geld an jedem Renntag und bringen jede Menge Spaß!

Die einzige mögliche Wartung bei lang genutzten Brushless Motoren, ist das Wechseln oder Reinigen der Motorkugellager. Mehr wirst Du bei Deinem Brushless Motor nicht zu tun haben. Klingt verlockend, oder?

Warum Sensorlos?
Abgesehen von der Gehäusegröße und den Kraftunterschieden, sind Brushless Motoren in zwei verschiedenen Typen erhältlich: mit Sensor oder Sensorlos. Motoren mit Sensoren haben sehr kleine Sensoren am Rotor und ein extra Anschluss mit dünnen Kablen, die den Motor mit dem Regler verbinden, zusätztlich zu den drei dicken Kabeln, die bei allen Brushless Motoren gleich sind. Das extra Kabel vermittelt dem Regler die Position des Ankers, wenn er rotiert, mehrere hundert Male/ Sekunde. Damit werden dem Regler eine Menge Daten vermittelt, die der Regler, der 'Kopf' der Sache, kombiniert und verarbeitet. Es ermöglicht den Motor so effizient wie möglich nutzen zu können. Für Wettbewerbsfahrer ist das natürlich sehr wichtig, allerdings macht es den Regler und den Motor um einiges teurer, da es schwerer ist ihn zu entwickeln und herzustellen.

Ein sensorloses Brushless System hat diese extra Kabel, und somit auch diese Sensoren nicht und der Motoranker rotiert ohne die exakte Position an den Regler jede Millisekunde weiterzugeben. Das macht es natürlich einfacher den Motor zu entwickeln und herzustellen, somit ist der sensorlose Brushless Motor billiger als einer mit Sensor. Alles sensorlosen System haben die gleiche Kraft, wie Motoren mit Sensor, nur die kleine Feinpräzision ist nicht vorhanden. Also perfekt für Hobbyfahrer und für alle die einfach für wenig Geld viel Spaß haben wollen und nicht alles so ernst nehmen.

Hier noch einige Begriffe in diesem Zusammenhang:

RPM/V oder U/min/V

Geben an, wie viele Umdrehungen pro Minute der Motor bei einer Spannung von einem Volt ausführt

Optokoppler

Sorgt für die Trennung des Empfängerstromkreises und des Antriebsstromkreises im Steller/Controller (oder verständlicher Regler) - damit wird auch die Störsicherheit erhöht - allerdings wird auch ein separater Empfängerakku benötigt!! Es besteht aus einer Leuchtdiode (LED) und einem Lichtempfänger (meist Fototransistor) und überträgt so die Signale vom Empfänger an die Motorsteuerung, die beiden Stromkreise haben dabei keinen elektrischen Kontakt(galvanische Trennung). Für Hochstromanwendungen ist diese Trennung unerlässlich. Bei Strömen unter 40A kann auf die galvanische Trennung verzichtet und BEC eingesetzt werden.

Segmentierter Rotor

Es gibt Rotoren, bei welchem das Magnetmaterial aus einem Stück besteht. Bei anderen Motoren besteht aber dieses Magnetmaterial des Rotors aus vielen kleinen Scheiben - diese Scheiben nennt man Segmente! Vorteil dieser segmentierten Rotoren: Sie verfügen über eine bessere Wärmeleitfähigkeit - sie werden also nicht so warm, arbeiten kühler.