Warum sind BLDC-Motoren so teuer? [geschlossen]

Meine allgemeine Frage ist, warum bürstenlose Gleichstrommotoren viel teurer zu sein scheinen als bürstenbehaftete Permanentmagnetmotoren ähnlicher Größe, insbesondere wenn man bedenkt, dass die Konstruktion der letzteren komplizierter ist.

In meiner konkreten Anwendung suche ich einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer maximalen Nennleistung von 10-15 W. Ich habe zuerst nach einer Lichtmaschine dieser Reihe gesucht, aber diese Art von Produkt existiert praktisch nicht, da ein BLDC diese Rolle ziemlich gut ausfüllt, glaube ich. Die Verwendung eines BLDC als Generator ist eine sehr attraktive Idee - da Sie ihn nicht fahren, müssen Sie sich keine Gedanken über ESCs machen, Sie werfen einfach einen 3-Phasen-Gleichrichter ein und fertig (außerdem ist es viel einfacher). um die Laufgeschwindigkeit zu erkennen, indem die Nulldurchgänge auf einer der Phasen erkannt werden. Und einige BLDCs haben auch Hall-Sensoren, was es noch einfacher macht). Wenn Sie einen In-Runner-BLDC mit einem gebürsteten DC ähnlicher Größe vergleichen, würden Sie erwarten, dass sie in Bezug auf die Konstruktion praktisch gleich sind, wobei letzterer die Bürsten und den Kommutator hinzufügt - Sie Ich würde erwarten, dass es etwas teurer ist. Meine Recherchen zeigen, dass das Gegenteil der Fall ist: Ein anständiger BLDC bringt in den meisten seriösen Elektronikgeschäften (z. B. Electrocraft in Großbritannien) über 100 US-Dollar ein, selbst bei Alibaba sind es 30 US-Dollar und mehr (der Preisnachlass für 100 Einheiten) und sogar RC-Craft Einheiten, die für Onesies von eBay optimiert sind, kosten 15 bis 20 US-Dollar. Dann können Sie für ein paar Euro durchaus einen sehr gut verarbeiteten japanischen Bürstenmotor (z. B. Mitsumi) kaufen.

Warum das? Gelten BLDCs immer noch als Novum und gelten für sie noch keine Skaleneffekte? Oder übersehe ich ein technisches Detail?

Diese Frage passt hier nicht wirklich. Wahrscheinlich sind viele Faktoren beteiligt - Skaleneffekte, da vergleichsweise wenige Produkte sie verwenden, vielleicht eine bessere Konstruktion und teurere Materialien, da dies tendenziell höherwertige Produkte sind, die eine hohe Leistung erwarten (eher Kugellager, teureres Magnetmaterial usw.). , und auch, dass Ihre Preiszahlen für bürstenlose Motoren im Vergleich zu dem, was tatsächlich verfügbar ist, überhöht erscheinen.

Antworten (5)

Bürstenlose Gleichstrommotoren verwenden typischerweise starke Permanentmagnete am Rotor. Dies bewirkt einige nette Dinge, wie z. B. die Verringerung der Notwendigkeit, elektrische Energie über die rotierende Schnittstelle zu leiten. Es ermöglicht auch Hall-Effekt-Sensoren, die Position des Rotors zu bestimmen.

Allerdings benötigen diese starken Permanentmagnete derzeit Seltenerdmetalle wie Neodym. Da sie selten, aber gefragt sind, sind sie teuer.

Dann fällt mir die naheliegende Nachfolge ein, weshalb BLDC-Hersteller keine normalen (Billig-)Magnete verwenden, um die „Billig-BLDC“-Nische zu füllen. Aber ich verstehe irgendwie auch, was die Antwort darauf sein könnte. Danke für die Antwort!
@anr: Billigere Permanentmagnete sind weniger stark und weniger dauerhaft. Das bedeutet, dass der Motor für das gleiche Drehmoment größer und schwerer sein muss, was auch die Kosten erhöht. Es gibt jedoch wahrscheinlich einige BLDCs, die kostengünstiger und leistungsschwächer sind, indem teure Materialien in den Permanentmagneten vermieden werden.

Hängt davon ab, von welchen BLDC-Motoren Sie sprechen. Diese in Computern verwendeten BLDC-Motoren sind recht kostengünstig.

Diejenigen, die für Drohnen verwendet werden, sind aufgrund ihrer Fähigkeit, große Ströme und Komplexität / zahlreiche Wicklungen zu handhaben, teuer, aber vor allem wegen des Mangels an Skaleneffekten.

Yep - bldc-Motoren werden seit den 1980er Jahren als Spindelmotoren in Computerlüftern und Diskettenlaufwerken verwendet, CDROM-Laufwerke seit den 1990er Jahren, und sie werden es immer noch.

Mein Unternehmen hatte einmal ein Projekt, um ein Großseriensystem auf Basis von Schrittmotoren oder bldc anzubieten. Bei ausreichend hohen Mengen ist der einzige verbleibende Unterschied der Encoder, der in einigen Fällen nicht einmal erforderlich ist. Aber das Beste daran ist, dass die Leistung und der geschlossene Regelkreis selbst manchmal sogar eine Kostensenkung im Vergleich zu Schrittmotoren ermöglichen, da der Motor genau für die Anwendung ausgewählt werden kann, während Schrittmotoren oft große Margen erforderten. Unterm Strich, seit dem Erscheinen moderner Elektronik sind bldc nicht teurer im Antrieb und nicht teurer bei gleicher Leistung.

Dies beantwortet nicht die eigentlich gestellte Frage nach den Kosten von BDLC- Motoren vs. Bürstenmotoren , nicht nach den Kosten der Elektronik oder nach Schrittmotoren. Beachten Sie auch, dass Schrittmotoren und BLDC-Motoren ähnliche Maschinen sind, die stark für sehr unterschiedliche Zwecke optimiert wurden, aber dennoch genügend Gemeinsamkeiten aufweisen, dass sie aus den gleichen Gründen teuer sein können - Magnete, Lager, Gesamtqualität und geringes Volumen im Vergleich zu Bürstenmotoren.
@chrisstratton du hast mit jedem wort recht. Wenn Sie denken, dass diese Antwort nutzlos ist - cool. Ich denke, es ist so nützlich wie jede andere Antwort. Da Sie es nicht selbst erraten können, ist der letzte nicht Satz, der normalerweise nicht laut ausgesprochen wird, "Gehen Sie, Ihre Fakten noch einmal zu überprüfen".

Ich vermute, dass die bürstenlosen Gleichstrommotoren Neodym-Magnete verwenden, während die gebürsteten weniger teure Magnete verwenden. Auch die Bürstenmotoren werden in sehr großen Stückzahlen für allerlei preiswerte Produkte hergestellt. Obwohl die Mitsumi-Motoren von guter Qualität sind, können die für Quadcopter usw. verkauften bürstenlosen Motoren von besserer Qualität sein. Es kann auch weniger starken Wettbewerb auf dem Verbrauchermarkt für bürstenlose Motoren geben.

Wenn Sie einen In-Runner-BLDC mit einem gebürsteten DC ähnlicher Größe vergleichen, würden Sie erwarten, dass sie in Bezug auf die Konstruktion praktisch gleich sind, wobei letzterer die Bürsten und den Kommutator hinzufügt - Sie würden erwarten, dass er etwas teurer ist

Der Aufbau eines „In-Runner“-BLDC unterscheidet sich deutlich von einem herkömmlichen Bürstenmotor. Anstelle eines Ankers hat es Spulen, die um die Innenseite des Stators herum angeordnet sind. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse müssen die Wicklungen bei den meisten kleinen Innenläufern von Hand montiert werden. Dies ist eine schwierige und zeitaufwändige Aufgabe, die sie teurer macht als maschinengewickelte Bürstenmotoren.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie können definitiv einen sehr gut verarbeiteten japanischen Bürstenmotor (z. B. Mitsumi) für ein paar Dollar kaufen.

Gut verarbeitet vielleicht, aber nicht in der gleichen Liga wie ein guter Brushless-Inrunner. Sogar billige RC-Hobbyläufer haben Neodym-Magnete, Kugellager und CNC-gefräste Aluminiumgehäuse. Der Spitzenwirkungsgrad liegt typischerweise bei über 80 % (im Vergleich zu 60–65 % bei kleinen Bürstenmotoren), was zu geringeren Verlusten und einer viel höheren Leistung bei gleicher Größe führt. Und sie können mit bis zu 60.000 U / min drehen, während Bürstenmotoren durch Bürstenprall und übermäßigen Verschleiß bei hohen Drehzahlen begrenzt sind.

Der größte Kostenvorteil eines Bürstenmotors ist oft die Steuerung, die wesentlich einfacher gestaltet werden kann, wenn kein bidirektionaler Betrieb erforderlich ist.

Könnte ein kommutatorloser Motor, der Bürsten und Schleifringe, aber elektronische Kommutierung verwendet, Vorteile gegenüber einem kommutierten Bürstenmotor bieten, jedoch mit geringeren zusätzlichen Kosten als ein BLDC? Könnten die Kosten für Seltenerdmagnete vermieden werden, indem stattdessen ein Elektromagnet verwendet wird (etwas wie ein Universalmotor oder eine Lichtmaschine)?
Bürsten mit Schleifringen reduzieren die Leistung und verschleißen. Sie benötigen 3 Schleifringe für 3 Phasen, wodurch der Motor größer wird. Und Sie benötigen immer noch einen "bürstenlosen" Controller, sodass der Kostenvorteil minimal wäre. Elektromagnete werden in sehr großen bürstenlosen Motoren verwendet, wo sie billiger sind als Seltenerdmagnete, aber es gibt einen Leistungsverlust - und sie brauchen Schleifringe! Ein BLDC-Motor kann billige Ferritmagnete, einen gepressten Metallrotor und Buchsen anstelle von Kugellagern verwenden, um die Kosten niedrig zu halten. Auf diese Weise wurden die meisten CD-ROM-Laufwerksmotoren konstruiert.
Wie stark sind die Kugellager in Hobby-BLDC-Motoren? Könnten sie einer Radialkraft von 20 lb standhalten?
Die „Stärke“ des Lagers wird hauptsächlich durch die Kugelgröße und das Material bestimmt. Ein Motor mit einer Welle mit größerem Durchmesser benötigt größere Lager, die eine höhere Belastbarkeit aufweisen sollten. Billige „Hobby“-Motoren verwenden oft billige Lager, die bei hoher Belastung nicht lange halten. Diese können in der Regel durch hochwertigere Lager ersetzt werden. 20lb sind ~9kg oder 89N. Das NMB DDRI-418ZZ (3,17 mm ID) ist ein Beispiel für ein hochwertiges Lager. Es hat eine statische Bewertung von 97N.
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