Was ist ein Mikromotor?
Ein Mikromotor ist ein sehr kleiner Elektromotor.
Motoren mit einer Leistung von weniger als 3 Watt werden oft als Mikromotoren bezeichnet. Sie sind sehr klein, manche Motoren sind sogar millimetergroß. Aufgrund ihrer sehr geringen Größe können Mikromotoren in beengte Räume und mikroskopische Systeme integriert werden.
Dies ermöglicht die Entwicklung von Miniaturgeräten und -modulen. Sie werden auch in industriellen Bereichen eingesetzt, die eine fortschrittliche Technologie erfordern wie medizinische Präzisionsgeräte und verschiedene hochmoderne Automobilkomponenten.
Mikromotoren werden dank der Fortschritte im Bereich der mikroelektromechanischen Systeme (MEMS) und der Nanotechnologie weiter miniaturisiert und verbessert. Sie werden als mikroskopisch kleine Energiequelle zur Bewältigung komplexerer Aufgaben eingesetzt.
Anwendungen von Mikromotoren
Mikromotoren sind Geräte, die in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt werden. Nachfolgend sind einige Beispiele für die Anwendung von Mikromotoren aufgeführt:
1. Medizinische Geräte
Sie werden in medizinischen Geräten wie Endoskopen und Operationsrobotern eingesetzt. Mikromotoren werden auch in Handstücke für die Zahnbehandlung eingebaut. Die Leistung der in Handstücken verwendeten Motoren liegt bei 100 – 40 000 U/min.
2. Elektronische Geräte
Sie werden häufig in Vibrationsmotoren für Smartphones verwendet. Sie werden auch in tragbare Geräte wie Fitnessarmbänder und intelligente Uhren eingebaut und für Funktionen wie Benachrichtigungen und Vibrationsalarme verwendet.
Die in diesen Geräten verwendeten Mikromotoren sind häufig Gleichstrommotoren, so dass sie mit Batterien betrieben werden können.
3. Kraftfahrzeuge
Außenspiegel in Kraftfahrzeugen können durch Mikromotoren automatisch ein- und ausgefahren werden. Dadurch kann die Breite des Fahrzeugs verringert und eine Beschädigung der Spiegel beim Einparken verhindert werden.
Sie können auch für die Verstellfunktion von Autositzen verwendet werden. Die Position und der Winkel des Fahrer- und Beifahrersitzes können elektrisch eingestellt werden.
Funktionsweise der Mikromotoren
Das Prinzip eines Mikromotors ist ähnlich wie das eines normalen Gleichstrommotors. Er verfügt über eine Wicklung aus Leiterdraht, die als Spule bezeichnet wird, und ein Magnetfeld wird erzeugt, indem ein elektrischer Strom durch diese Spule geleitet wird. Wenn sich um die stromdurchflossene Spule ein Magnetfeld bildet, ist die Lorentzkraft die Kraft, die durch die Wechselwirkung zwischen der Spule und dem Magnetfeld entsteht. Diese Kraft bewirkt, dass sich die Spule dreht.
Die Richtung des in der Spule fließenden Stroms, die Richtung des sie umgebenden Magnetfelds und die Richtung der erzeugten Kraft sind orthogonal. Auf der Grundlage dieses Gesetzes ist es möglich, die Drehrichtung und die Richtung der Kraft in einem Mikromotor zu steuern.
Ein Mikromotor besteht aus zwei Hauptteilen, dem Rotor und dem Stator. Der Rotor ist der Teil, in dem sich die stromführenden Spulen befinden, während der Stator der Teil ist, der das feste Magnetfeld erzeugt. Die Wechselwirkung zwischen den Spulen des Rotors und dem Magnetfeld des Stators bewirkt, dass sich der Rotor in eine Drehbewegung versetzt.
Arten von Mikromotoren
Es gibt mehrere Arten von Mikromotoren, darunter bürstenlose Motoren und Permanentmagnet-Gleichstrommotoren.
1. Bürstenlose Motoren
Dies sind Gleichstrommotoren ohne Bürsten, die einen elektrischen Kontakt herstellen. Sie sind als effiziente und zuverlässige Stromquelle bekannt. Sie haben in der Regel drei oder mehr Spulen und die Rotation wird durch die Zufuhr von Strom zu diesen Spulen in präziser Reihenfolge erreicht.
Bürstenlose Motoren können kompakt und hocheffizient sein und zeichnen sich durch lange Lebensdauer und geringen Wartungsaufwand aus. Außerdem werden sie in zwei Typen unterteilt: Innenläufer und Außenläufer. Der Innenrotortyp bietet eine hervorragende Steuerbarkeit, während der Außenrotortyp sich durch eine stabile Rotation auszeichnet.
2. Permanentmagnet-Gleichstrommotoren
Diese Motoren verfügen über Dauermagnete im Inneren und verwenden Bürsten zum Drehen. Die Bürsten sind für die Stromzufuhr zu den Spulen verantwortlich. Sie sind relativ einfach, kostengünstig und leicht zu steuern. Bürstenlose Motoren werden in einigen Anwendungen aufgrund des Bürstenverschleißes und der Wartungsanforderungen bevorzugt.
Je nachdem, wie die Dauermagnete angebracht sind, können sie als Oberflächenmagnete oder eingebettete Magnete klassifiziert werden. Beim Oberflächenmagnettyp werden die Dauermagnete am äußeren Umfang des Rotors angebracht, während beim Einbettungstyp die Dauermagnete im Inneren des Rotors eingebettet sind.