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Mechatronik und elektrische Antriebe S. 102• Der mechanische Kommutator nimmt ca. 1/3 der Baulänge eines Gleichstrommotorsin Anspruch. Ein elektronisch kommutierter Motor ist deshalb wesentlich kürzer.• Der Verschleiß der Bürsten entfällt. Ein elektronisch kommutierter Motor ist praktischwartungsfrei.(Noch) stehen diesen Vorteilen allerdings die etwas höheren Kosten für die elektronischeKommutierung gegenüber, welche allerdings einige zusätzliche funktionelle Vorteile mit sichbringt.Während man beim mechanisch kommutierten Motor eine Vielzahl von Ankerteilwicklungenund Kommutatorkontakten (häufig einige Zehn) vorfindet, findet man beim elektronischkommutierten Motoren meist nur drei Ankerwicklungen vor, obwohl das Funktionsprinzipnicht auf diese Zahl beschränkt ist. Anders als bei klassischen Gleichstrommotoren werdendiese Ankerwicklungen nicht ringförmig, sondern im Stern geschaltet.u Ai A (t))s c (t+− +s a (t)− +s b (t)−i ci ai buau bucSNεKommutatorAnkerwicklung(Stator)Permanentmagnet(Rotor)Fig. 7-2: Prinzipbild des elektronisch kommutierten MotorsJeder der Anschlüsse der Ankerwicklungen a, b, c kann über den Kommutator mit dempositiven oder dem negativen Potential der Speisespannung verbunden werden oder offenbleiben. Der Ankerstrom i A durchfließt also immer zwei der drei Ankerwicklungen, die drittebleibt stromlos. Mittels der Schaltfunktionens , s , s ∈{−1;0;+ 1} ,abcwobei der Wert „0“ die offene Schalterstellung repräsentieren möge, lassen sich dieZusammenhänge zwischen Ankerstrom bzw. -spannung und den Stranggrößen wie folgtdarstellen:iA=12∑s ik kk = a,b,c(7.1)
Mechatronik und elektrische Antriebe S. 103uA=∑s ukk = a,b,ck(7.2)7.2 Induzierte SpannungenαεNSFig. 7-3: Zur induzierten Spannung in einer einzelnen Ankerwindungε : Stellungswinkel des Rotors gegenüber dem Statorα : Rotorfeste Koordinate zur Beschreibung des Rotorfeldesi aicNεi bibSi ci aFig. 7-4: Zuordnung der Windungen zu den drei Wicklungen(Die Punkte und Kreuze sind hier nicht als tatsächliche Stromflussrichtung,sondern nur als Zählrichtungen zu verstehen)
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