Auswahl des Elektromotors für Rollstühle: Eine praktische Analyse von gequirlten und bürstenlosen Technologien

Wie die grundlegenden Unterschiede bei Antriebssystemen globale Einkaufsentscheidungen beeinflussen

Gebürstete Motoren: Eine praktische Wahl bewährter Technologie

Gebürstete Motoren, bei denen physische Kohlebürsten zum Stromleiten durch den rotierenden Anker verwendet werden, wurden über ein Jahrhundert lang weiterentwickelt. Diese Motoren liefern beim Start hohe Drehmomente und sind besonders geeignet für bergiges Gelände mit Steigungen von mehr als 8 Grad. Testdaten zeigen, dass gebürstete Motoren bei gleicher Leistung auf Steigungen 0,3 Sekunden schneller reagieren als bürstenlose Motoren.

Nach mehreren tausend bis über 10.000 Stunden kontinuierlichem Betrieb verschleißen Kohlebürsten jedoch und müssen ausgetauscht werden. In feuchten oder staubigen Umgebungen kann sich der Bürstenverschleiß um 30 % beschleunigen. Die Wartungskosten konzentrieren sich hauptsächlich auf den Austausch der Kohlebürsten (ca. 5 US-Dollar pro Stück) und die regelmäßige Reinigung von Kohleablagerungen am Anker. Diese Motoren erfordern minimale Wartungskenntnisse und können von Technikern vor Ort in Entwicklungsländern bedient werden.

Momentan werden bürstenbehaftete Motoren hauptsächlich in zwei Szenarien eingesetzt: Erstens in Regierungsprojekten in hügeligen Regionen wie Südostasien und Lateinamerika, da sie äußerst anpassungsfähig an komplexe Straßenverhältnisse sind und einfach zu warten sind; zweitens in extrem kalten Regionen (wie Teilen Nordeuropas), wo sie auch bei Temperaturen von bis zu -40 Grad Celsius eine gute Startleistung beibehalten.

Bürstenlose Motoren: Eine moderne, effiziente und leise Lösung

Bürstenlose Motoren verwenden einen elektronischen Controller, um den Strom zu kommutieren, wodurch Bauteile mit physischem Kontakt entfallen. Dieses Design steigert den Wirkungsgrad der Energieumwandlung auf über 85 %, wodurch die Batterielebensdauer im Vergleich zu bürstenbehafteten Motoren bei gleicher Akkukapazität um 15 % bis 20 % verlängert wird.

Aufgrund des Fehlens mechanischer Reibung beschränkt sich die regelmäßige Wartung auf das Ölen der Lager alle zwei Jahre, was eine theoretische Lebensdauer von über 20.000 Stunden ergibt. Allerdings kann der elektronische Controller als zentrale Komponente bis zu 15 % der gesamten Reparaturkosten des Fahrzeugs ausmachen. Besondere Aufmerksamkeit sollte der Wärmeableitung in Hochtemperaturumgebungen gelten – einige Modelle können bei Temperaturen über 50 °C einen Überhitzungsschutz aktivieren.

Der leise Betrieb bürstenloser Motoren (weniger als 45 Dezibel) macht sie in zwei Märkten beliebt: Hochwertige Seniorenwohnanlagen in Europa und den USA setzen auf sie, da sie den Vorschriften zur Geräuschkontrolle entsprechen; und Vermieter wie Flughäfen und Hotels schätzen die Vorteile bei Betriebs- und Wartungskosten, die ihre geringe Ausfallrate mit sich bringt. Für Luftfrachtanwender reduziert zudem ihr leichtes Design überflüssige Gewichtskosten.