モーターの歴史は 19 世紀初頭の電磁現象の発見から始まり、徐々に工業時代には最も重要な電子システムの 1 つになりました。技術の発展に伴い、エンジニアや技術者は、直流 (DC) モーター、誘導モーター、同期モーターなど、さまざまな種類のモーターを発明してきました。
ブラシレスモーターは永久磁石同期モーター (PMSM) の一種として長い歴史があります。しかし、初期の頃は始動や変速が難しいため、高価な制御機構を備えた産業用途以外にはあまり普及していませんでした。しかし、近年、強力な永久磁石の改良や国民の省エネ意識の高まりにより、ブラシレスモータは様々な分野で急速に発展しています。
DCブラシ付きモーターとブラシレスモーターの違い
DCブラシ付きモーター（一般的にDCモーターと呼ばれます）は、制御性が良く、高効率であり、小型化が容易であるという特徴を持っています。最も一般的に使用されるタイプのモーターです。ブラシレスモーターは、DCブラシ付きモーターに比べてブラシや整流子が不要なため、長寿命でメンテナンスが容易で、動作音が静かです。また、DCモーターの高い制御性だけでなく、構造の自由度が高く、機器への組み込みも容易です。これらの利点により、ブラシレスモーターの用途は徐々に拡大しています。現在では産業機器、OA機器、家電製品などに幅広く使用されています。
ブラシレスモーターの動作条件
ブラシレスモーターは、まず永久磁石をローター（回転側）、コイルをステーター（固定側）として使用します。そして、外部のインバータ回路がモータの回転に応じてコイルへの電流の切り替えを制御します。ブラシレスモーターは、ローターの位置を検出し、ローターの位置に応じてコイルに電流を流すインバーター回路と組み合わせて使用されます。
ロータの位置検出には主に 3 つの方法があります。1 つは磁界指向制御に必要な電流検出です。 2 つ目はホール センサー検出です。これは 3 つのホール センサーを使用して、ローターの磁場を通じてローターの位置を検出します。 3つ目は誘導電圧検出方式で、回転子の回転により発生する誘起電圧の変化により回転子の位置を検出するもので、誘導電動機の位置検出方式の一つです。
ブラシレスモーターには 2 つの基本的な制御方法があります。また、ベクトル制御や弱磁界制御など、複雑な計算を必要とする制御方式もあります。
方形波駆動
ロータの回転角度に応じてインバータ回路のパワー素子のスイッチング状態が切り替わり、ステータコイルの電流の向きが変化してロータが回転します。
正弦波駆動
ロータの回転角を検出し、インバータ回路で120度位相がずれた三相交流を生成し、ステータコイルの電流の方向と大きさを変えることでロータを回転させます。
ブラシレスDCモーターは現在、家電製品、自動車エレクトロニクス、産業機器、OA、ロボット、携帯家電など、さまざまな分野で広く使用されています。将来的には、モーター技術の継続的な進歩により、ブラシレス DC モーターのアプリケーションの開発スペースはさらに広がるでしょう。
