ブラシレスDCモーターとは｜モーターの種類｜モーター基礎

１．ブラシレスDCモーターとは何か、その原理と構造・用途

ブラシレスDCモーターとは、DCモーターから工夫によってブラシをなくしたモーターのことです。

DCモーターと比較すると、回転原理や出力特性等の基本的性質はほとんど同じです。違いとしては、固定子とローターの役割が逆転していることが挙げられます。
ブラシレスDCモーターでは、永久磁石の磁界と電機子コイルの磁界が直交するように、コイルに電流を流し回転させます。

電流を流す電機子コイルは、磁極位置検出器と半導体スイッチにより制御します。コイルは、電機子の各磁極に巻かれており、電機子の中には鉄心があります。鉄心は、薄板電磁鋼板を積層して作られており、また固定子には、永久磁石の位置を検出する検出器が必要となります。

DCモーターは直流電源で駆動させることができますが、ブラシレスDCモーターは、電流の切り替えをする必要があるため、駆動にはインバーター回路が必要です。

ハードディスク、エアコン、冷蔵庫、洗濯機、ハイブリッドカー、電気自動車、電車など。

DCモーターには、ブラシがあることで整流とブラシが接触し、その結果、ブラシの磨耗による粉塵、寿命が短くなる、接触摺動による騒音が発生してしまうなどの欠点があります。

一方、ブラシレスDCモーターの構造には、ブラシが含まれないため、DCモーターより長寿命であり、粉塵や騒音もDCモーターと比べれば発生しません。また、制御性や効率が優れるDCモーターのメリットはそのまま受け継いでいます。

ローターの回転角度に合わせてステータのコイルの電圧を制御しなければ、効率よく回転し続けることができないです。

ブラシレスDCモーターの分類に関しては、各企業によって呼び名等も異なるため、上記の限りではありません。

大まかな特徴としては、永久磁石同期モーターはローターに永久磁石を持ち、シンクロナスリラクタンスモーターはローターに磁石を持ちません。表面磁石同期モーターは、ローターの表面に永久磁石を貼り付けた永久磁石同期モーターであり、埋込磁石同期モーターは、内部に永久磁石を埋め込んだ永久磁石同期モーターです。