BLDC と PMSM の特徴と相違点の簡単な分析。

日常生活の中で、電動おもちゃから電気自動車まで、電気の モーターはどこにでもあると言えます。これらのモーターには、ブラシ付き DC モーター、ブラシレス DC (BLDC) モーター、永久磁石同期モーター (PMSM) など、さまざまなタイプがあります。それぞれのタイプには独自の特性と違いがあり、さまざまな用途に適しています。

ブラシ付き DC モーターから始めましょう。これらのモーターは古くから存在しており、シンプルさとコスト効率が重要な要素となるアプリケーションで広く使用されています。ブラシ付き DC モーターは、ブラシと整流子を使用してモーターのローターに電力を供給します。ただし、これらのブラシは時間の経過とともに摩耗する傾向があり、効率と信頼性が低下します。さらに、ブラシ付き DC モーターは、ブラシが整流子と常に接触しているため、多くの電気ノイズを発生し、特定の用途での使用が制限されます。

一方、BLDC モーターは、名前が示すように、整流にブラシを使用しません。代わりに、電子制御のスイッチング デバイスを使用してモーターの相電流を制御します。このブラシレス設計には、ブラシ付き DC モーターに比べていくつかの利点があります。まず、BLDC モーターは磨耗するブラシがないため、信頼性が高く、効率が高くなります。この効率の向上は、ポータブル アプリケーションにおけるエネルギーの節約とバッテリ寿命の延長につながります。さらに、ブラシがないため電気ノイズが排除され、より静かな動作が可能になるため、BLDC モーターは電気自動車やドローンなど、ノイズが重要な要素となるアプリケーションに最適です。

PMSM に関しては、BLDC モーターと類似点がありますが、その構造と制御には若干の違いがあります。PMSMモーターもBLDC モーターと同様に、ローターに永久磁石を利用します。しかし、 PMSM モーターの逆起電力波形は正弦波ですが、BLDC モーターの波形は台形です。この波形の違いは、モーターの制御戦略と性能に影響を与えます。

PMSM モーターには、BLDC モーターに比べていくつかの利点があります。正弦波の逆起電力波形は本質的によりスムーズなトルクと動作を生成し、その結果コギングと振動が減少します。このため、PMSM モーターは、ロボットや産業機械など、高精度でスムーズな動作が必要なアプリケーションに最適です。さらに、PMSM モーターは電力密度が高いため、BLDC モーターと比較して、特定のモーター サイズでより多くの電力を供給できます。

制御に関しては、BLDC モーターは通常 6 ステップの整流戦略を使用して制御されますが、PMSM モーターはより複雑で高度な制御アルゴリズムが必要です。PMSM モーターは通常、正確な制御のために位置と速度のフィードバックを必要とします。これにより、モーター制御システムの複雑さとコストが増加しますが、速度とトルクの制御が向上し、高性能と精度を必要とするアプリケーションに最適です。

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