日常生活では、電動玩具から電気自動車まで、電気 モーターはどこにでも存在すると言っても過言ではありません。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、さまざまな種類があります。それぞれに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。
まずはブラシ付きDCモーターから見ていきましょう。このモーターは長年使用され、シンプルさとコスト効率が重視される用途で広く使用されています。ブラシ付きDCモーターは、ブラシと整流子を用いてモーターのローターに電力を供給します。しかし、ブラシは経年劣化しやすく、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するため、大きな電気ノイズを発生するため、特定の用途では使用が制限されます。
一方、BLDCモーターは、その名の通り、整流にブラシを使用しません。代わりに、電子制御スイッチングデバイスを用いてモーターの相電流を制御します。このブラシレス設計は、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、摩耗するブラシがないため、BLDCモーターは信頼性が高く、効率も高くなります。この効率向上は、ポータブルアプリケーションにおける省電力化とバッテリー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、構造と制御に若干の違いがあります。PMSMモーターはまた、BLDCモーターと同様に、ローターに永久磁石を使用します。ただし、 PMSMモーターは正弦波状の逆起電力波形を持ちますが、BLDCモーターは台形波状の逆起電力波形を持ちます。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。正弦波状の逆起電力波形は、本質的に滑らかなトルクと動作を生み出し、コギングと振動を低減します。そのため、PMSMモーターは、ロボット工学や産業機械など、高精度で滑らかな動作が求められる用途に最適です。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、同じモーターサイズでより多くの電力を供給できます。
制御面では、BLDCモーターは通常6段階整流方式で制御されますが、PMSMモーターはより複雑で高度な制御アルゴリズムを必要とします。PMSMモーターは通常、精密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は複雑になりコストも増加しますが、速度とトルクの制御性が向上し、高い性能と精度が求められるアプリケーションに最適です。
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投稿日時: 2023年11月2日