ブラシ付きモーターとブラシレスモーター: どちらを選択する場合とその理由は何ですか?

の紹介 ブラシ付きモーターとブラシレスモーター

1. 私たちの実生活では、多くのモーション制御システムが DC モーターに適用されます。AC モーターと比較して、DC モーターは制御が容易であると考えられているため、トルク、速度、位置の制御に適用される場合、多くの人は主に DC モーターを選択するでしょう。

2. DCモーターもブラシレスモーターとブラシ付きモーターの2種類に分けられます。両者の違いは名前からもわかります。ブラシレス モーターは、電子制御原理を使用して、元の機械的な整流機能を置き換えます。DC ブラシ付きモーターにはブラシが付いており、

3. モーターによって制御され、方向が変わります。

多くの用途では、ブラシ付きまたはブラシレス DC モーターを使用できます。それらの機能は、コイルと永久磁石の間の引力と反発という同じ原理に基づいています。どちらにも長所と短所があり、アプリケーションの要件に応じてどちらかを選択できます。

ブラシレスモーターは、電子整流技術に基づいたモーターです。当社従来のDCモーターと比較して寿命と効率が向上しました。現在ではブラシレスモーターもその特性に応じて幅広い分野で使用されています。当社のブラシレスモーターはさまざまなモデルでご利用いただけます:NEMA17-42×42MM ブラシレスモーター、NEMA23-57×57MM ブラシレスモーター、NEMA24-60×60MM ブラシレスモーター、NEMA31-80×80MM ブラシレスモーター、NEMA34-86×86MM ブラシレスモーター、NEMA45-110×110MM ブラシレスモーター 等々。

ブラシ付きモーターとブラシレスモーター: 利点と欠点

この記事では、アプリケーションでブラシレス モーターを選択するかブラシ付きモーターを選択するかについての基本的な考え方を提供するために、いくつかの簡単な概要を説明します。次の表は、2 つのモーターの主な利点と欠点をまとめたものです。この情報は参照のみを目的としています。

1. 生涯

前述したように、ブラシ付きモーターの欠点の 1 つは、ブラシと整流子の機械的摩耗があることです。特にカーボン ブラシは犠牲であり、多くのモーターではメンテナンス プログラムの一環として定期的に交換されるように設計されています。整流子の柔らかい銅もブラシによって徐々に磨耗し、最終的にはモーターが動作しなくなる点に達します。ブラシレス モーターには可動接点がないため、このような磨耗は発生しません。

2. 速度と加速度

ブラシ付きモーターの回転速度は、ブラシと整流子、およびローターの質量によって制限される可能性があります。非常に高速になると、ブラシと整流子の接触が不安定になり、ブラシのアーク放電が増加する可能性があります。ほとんどのブラシ付きモーターは、ローターに積層鉄のコアを使用しているため、大きな回転慣性が得られます。これにより、モーターの加速率と減速率が制限されます。回転慣性を最小限に抑える非常に強力な希土類磁石をローターに備えたブラシレス モーターを構築することが可能です。当然、その分コストも高くなります。

3. 電気的ノイズ

ブラシと整流子は一種の電気スイッチを形成します。モーターが回転すると、スイッチが開閉し、誘導性のローター巻線に大量の電流が流れます。これにより、接点でアークが発生します。これにより大量の電気ノイズが発生し、敏感な回路に混入する可能性があります。アーク放電は、ブラシ間にコンデンサまたは RC スナバを追加することである程度軽減できますが、整流子の瞬間的なスイッチングにより常にある程度の電気ノイズが発生します。

4.音響ノイズ

ブラシ付きモーターは「ハードスイッチ」です。つまり、電流が 1 つの巻線から別の巻線に急激に移動します。生成されるトルクは、巻線がオンまたはオフになると、ローターの回転に応じて変化します。ブラシレスモーターを使用すると、電流をある巻線から別の巻線に徐々に移行させる方法で巻線電流を制御できます。これにより、ローターへのエネルギーの機械的脈動であるトルクリップルが低減されます。トルクリップルは、特にローター速度が低い場合に振動や機械ノイズを引き起こします。

5. コスト

ブラシレス モーターにはより洗練された電子機器が必要なため、ブラシレス ドライブの全体的なコストはブラシ モーターのコストよりも高くなります。ブラシレス モーターはブラシと整流子がないため、ブラシ付きモーターよりも製造が簡単ですが、ブラシ付きモーター技術は非常に成熟しており、製造コストは低くなります。ブラシレス モーター、特に自動車モーターなどの大量生産用途での普及が進むにつれて、この状況は変わりつつあります。また、マイクロコントローラーなどの電子機器のコストは低下し続けており、ブラシレスモーターの魅力が高まっています。

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まとめ

コストと性能を考慮すると、誰もがブラシレス モーターを選択するため、多くの分野でブラシレス モーターが応用されるようになりました。もちろんブラシ付きモーターも一部で使用されています。

自動車へのブラシレスモーターの採用を観察することで、多くのことを学ぶことができます。2020年現在、ポンプやファンなど、自動車の走行中に動作するモーターのほとんどは、信頼性を向上させるためにブラシ付きモーターからブラシレスモーターに移行しています。モーターと電子機器の追加コストは、現場での故障率の低下とメンテナンス要件の軽減を十分に補ってくれます。

一方、パワーシートやパワーウィンドウを動かすモーターなど、稼働頻度が低いモーターは依然としてブラシ付きモーターがほとんどです。その理由は、自動車の寿命全体における総走行時間は非常に短く、自動車の寿命全体にわたってモーターが故障する可能性は非常に低いためです。

ブラシレス モーターとそれに関連する電子機器のコストが下がり続けるにつれて、ブラシレス モーターは、従来はブラシ付きモーターが占めていた用途に活路を見出しています。再び自動車の例に戻ると、ハイエンド カードのシート調整モーターには、ノイズが少ないブラシレス モーターが使用されています。