ブラシレス モーター: 設計とアプリケーションの究極のガイド

JoostNusselder著 | 更新日:  2022 年 8 月 29 日
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ブラシレスモーターは、ブラシを使用しない電動モーターです。 ブラシレス モーターの整流は、物理的なブラシを使用する代わりに電子的に行われます。

これにより、より効率的で長持ちするモーターが得られます。 ブラシレス モーターは、コンピューターのファン、ハード ドライブ、電気自動車など、さまざまな用途で使用されています。

また、高性能でよく使用されます。 パワーツール.

ブラシレスモーターとは

ブラシレスモーターのメリットは?

ブラシレス モーターには、ブラシ付きモーターに比べて、効率が高く、電磁干渉が少なく、寿命が長いなど、いくつかの利点があります。 また、ブラシレス モーターは、ブラシ付きモーターよりも小型で軽量です。

ブラシレスモーターのデメリットは?

ブラシレス モーターの主な欠点の XNUMX つは、ブラシ付きモーターよりも高価なことです。 ブラシレス モーターは、より複雑な電子コントローラーも必要とするため、さらに高価になります。

ブラシレス モーターの複雑さ: 詳しく見る

ブラシレス モーターは、磁場を使用して回転運動を生成する電気モーターの一種です。 ブラシレス モーターの XNUMX つの主要コンポーネントは、ステーターとローターです。 固定子はモーターの巻線を含む固定部品であり、回転子は永久磁石を含む回転部品です。 これら XNUMX つのコンポーネント間の相互作用により、モーターの回転運動が発生します。

ブラシレスモーターにおけるセンサーの役割

ブラシレス モーターはセンサーに依存して、ローターの位置を決定し、モーターを整流します。 ブラシレス モーターで使用される最も一般的なタイプのセンサーは、ホール センサー、誘導センサー、およびレゾルバです。 これらのセンサーは電子制御システムにフィードバックを提供し、必要に応じてモーターの速度と方向を調整できるようにします。

ブラシレスモーターの利点

ブラシレス モーターには、従来のブラシ付き DC モーターに比べて次のようないくつかの利点があります。

  • 高効率化
  • 長寿命
  • より高いトルク重量比
  • メンテナンス要件の低減
  • 静かな操作

ブラシレス モーター: どこで使用されますか?

ブラシレスモーターは、効率が高く、メンテナンスの必要性が少ないため、コードレス電動工具で一般的に使用されています。 これらのツールには、ドリル、のこぎり、 インパクトドライバー 高い評価を必要とするもの トルク 出力とスムーズな速度制御。 ブラシレス モーターは、ブラシ付きモーターに比べてサイズを小さくし、バッテリ寿命を延ばしながら、この出力を提供できます。

電子デバイス

ブラシレスモーターは、扇風機やハードディスクドライブなど、多くの電子機器にも採用されています。 ブラシレス モーターの低ノイズと正確な速度制御により、これらの用途に適しています。 さらに、ブラシがないため、定期的なメンテナンスが不要になり、デバイスの寿命が長くなります。

自動車産業

ブラシレス モーターは、より優れた精度と制御で動作するため、自動車業界を支配し始めています。 それらは、高い効率と特定の速度を維持する能力のために、電気自動車で一般的に使用されています。 さらに、ブラシがないということは、追加の部品や接続が不要であることを意味し、その結果、よりシンプルで信頼性の高い設計が実現します。

コンピュータ冷却システム

ブラシレス モーターは、一定の速度と出力を維持できるため、コンピューターの冷却システムで一般的に使用されています。 ブラシレス モーターの電磁設計により、線形の速度とトルクの関係が可能になり、スムーズで効率的な動作が実現します。 さらに、ブラシレス モーターの小型化により、コンピューター コンポーネントでの幅広い用途が可能になります。

航空宇宙産業

ブラシレス モーターは、高出力と一定の速度を維持できることから、航空宇宙産業でも使用されています。 それらは、その信頼性と精度により、航空機の制御システムや着陸装置で一般的に使用されています。 さらに、ブラシがないため、定期的なメンテナンスが不要になり、コンポーネントの寿命が長くなります。

研究開発

ブラシレスモーターは、高レベルの精度と制御を提供できるため、研究開発にも使用されています。 それらは、特定の速度と出力を必要とする試験装置や実験器具で一般的に使用されています。 さらに、ブラシがないため、定期的なメンテナンスが不要になり、機器の寿命が長くなります。

ブラシレスモーターのさまざまな構築技術を探る

ブラシレス モーターの最も一般的なタイプの XNUMX つは、永久磁石モーターです。 この構造では、回転子は電子アーマチュアを取り囲む永久磁石で構成されています。 一方、固定子は、コイルが巻かれた一連の極で構成されています。 コイルに電流を流すと磁界が発生し、ローターが回転します。

Advantages:

  • 高効率
  • 低メンテナンス
  • 高出力密度
  • 円滑な運用

短所:

  • 製造コストが高い
  • 速度と位置の制御が難しい
  • 高トルク用途には不向き

同期リラクタンス モーター

ブラシレス モーターのもう XNUMX つのタイプは、同期リラクタンス モーターです。 この構造では、回転子は永久磁石に囲まれた一連の巻かれた磁極で構成されています。 一方、固定子は極に巻かれた一連のコイルで構成されています。 コイルに電流を流すと磁界が発生し、ローターが回転します。

Advantages:

  • 高効率
  • 低メンテナンス
  • 低速域での高トルク
  • 可変速アプリケーションに最適

短所:

  • より複雑な構造
  • より高いコスト
  • 高速アプリケーションには不向き

創傷フィールドモーター

巻線界磁モーターでは、回転子と固定子の両方が極に巻かれたコイルで構成されています。 ローターは一連の永久磁石に囲まれており、磁場を作り出します。 電流がコイルに流れると、ローターとステーターによって生成された磁場が相互作用し、ローターが回転します。

Advantages:

  • 高トルク用途に最適
  • 速度と位置の制御が容易
  • 低価格

短所:

  • 効率が低い
  • より高いメンテナンス
  • スムーズでない操作

ブラシレス Vs ブラシ付き DC モーター: 主な違いは何ですか?

ブラシレスおよびブラシ付き DC モーターは、設計と構造が異なります。 ブラシ付き DC モーターは、回転子、固定子、および整流子で構成されますが、ブラシレス DC モーターは、永久磁石を備えた回転子と巻線を備えた固定子を備えています。 ブラシ付きモーターの整流子は、電磁石の極性を切り替える役割を果たしますが、ブラシレス モーターでは、巻線の極性は電子的に簡単に切り替えられます。

制御技術と入力電力

ブラシレス モーターは、ブラシ付きモーターよりも複雑な制御技術を必要とします。 より高い入力電圧と電流が必要であり、制御回路は通常、それぞれが 120 度離れて配置された XNUMX セットのワイヤで構成されています。 一方、ブラシ付きモーターでは、回転磁界を維持するために切り替える必要があるのは XNUMX 本のワイヤだけです。

性能と寿命

ブラシレス モーターは、出力対重量比が高く、通常はブラシ付きモーターよりも効率的です。 また、時間の経過とともに磨耗するブラシがないため、寿命が長くなります。 ブラシレス モーターは、より優れた性能とエネルギー効率を提供できるため、高性能アプリケーションに適しています。

音響ノイズと電磁干渉

ブラシレス モーターは、ブラシがないため、ブラシ付きモーターよりも音響ノイズが少なくなります。 また、電磁干渉も少ないため、低ノイズで電磁干渉を最小限に抑える必要があるアプリケーションに適しています。

ブラシレス DC モーターとブラシ付き DC モーターの選択

ブラシレス モーターとブラシ付き DC モーターのどちらを選択する場合、考慮すべき重要な要素がいくつかあります。

  • アプリケーションの電力ニーズ
  • 求められる性能と効率
  • 音響ノイズと電磁干渉の要件
  • 寿命とメンテナンスの必要性

これらの要因に応じて、ブラシレスまたはブラシ付き DC モーターの採用を選択できます。 ブラシレス モーターは通常、より高いエネルギー効率と低音響ノイズを必要とする高性能アプリケーションにより適していますが、ブラシ付きモーターは、基本的なモーターのみを必要とする小型で低電力のアプリケーションにより適しています。

まとめ

したがって、ブラシレス モーターは、ブラシを扱う手間をかけずにデバイスを最大限に活用するための優れた方法です。 ブラシ付きモーターよりもはるかに効率的で、静かで、寿命が長いです。 さらに、電動工具から電気自動車まで、非常に多くのさまざまなデバイスで使用されています。 したがって、新しいモーターを探している場合は、ブラシレス モーターを検討する必要があります。 結局のところ、それらはモーターの未来です。 だから、飛び込んで試してみることを恐れないでください。 がっかりすることはありません。

Tools Doctorの創設者であり、コンテンツマーケティング担当者であり、お父さんであるJoostNusselderです。 私は新しい機器を試すのが大好きです。私のチームと一緒に、2016年から詳細なブログ記事を作成して、忠実な読者にツールと作成のヒントを提供しています。