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1. ブラシ付き DC モーター

ブラシ付きモーターでは、これは整流子と呼ばれるモーターのシャフト上のロータリー スイッチで行われます。これは、ローター上の複数の金属接触セグメントに分割された回転シリンダーまたはディスクで構成されています。セグメントはローターの導体巻線に接続されます。グラファイトなどの柔らかい導体でできたブラシと呼ばれる 2 つ以上の固定接点が整流子を押し、ローターが回転するときに連続するセグメントと滑り電気接触を形成します。ブラシは選択的に巻線に電流を供給します。ロータが回転すると、整流子は異なる巻線を選択し、ロータの磁界がステータとずれた状態のままで一方向のトルクが発生するように、特定の巻線に方向電流が適用されます。

2. ブラシレスDCモーター

ブラシレス DC モーターでは、機械的な整流子の接点が電子サーボ システムに置き換えられます。電子センサーがローターの角度を検出し、巻線に流れる電流を切り替えるトランジスタなどの半導体スイッチを制御して、電流の方向を反転したり、一部のモーターでは電流をオフにしたりして、電磁石が同時にトルクを生み出すように正しい角度で制御します。方向。滑り接触がなくなることで、ブラシレスモーターの摩擦が減り、寿命が長くなります。耐用年数はベアリングの寿命によってのみ制限されます。

ブラシ付き DC モーターは静止時に最大トルクを発生し、速度が増加するにつれて直線的に減少します。ブラシ付きモーターのいくつかの制限は、ブラシレス モーターによって克服できます。効率が高く、機械的磨耗が起こりにくいことが挙げられます。これらの利点は、潜在的に堅牢性が低く、より複雑で、より高価な制御電子機器を犠牲にして得られます。

一般的なブラシレス モーターには、固定アーマチュアの周りを回転する永久磁石があり、可動アーマチュアへの電流の接続に関連する問題が解消されます。電子コントローラーはブラシ付き DC モーターの整流子アセンブリを置き換え、モーターの回転を維持するために巻線への位相を継続的に切り替えます。コントローラーは、整流子システムではなくソリッドステート回路を使用して、同様のタイミングでの電力分配を実行します。

ブラシレス モーターには、ブラシ付き DC モーターに比べて、高いトルク対重量比、ワットあたりのトルクを増加させる効率の向上、信頼性の向上、ノイズの低減、ブラシと整流子の腐食を排除することによる寿命の長さ、モーターからのイオン化スパークの排除など、いくつかの利点があります。
整流子、および電磁干渉 (EMI) の全体的な削減。ロータに巻線がないため遠心力を受けず、巻線はハウジングで支持されているため伝導で冷却できるため、冷却のためにモータ内部に空気流を必要としません。これは、モーターの内部を完全に密閉し、汚れやその他の異物から保護できることを意味します。

ブラシレス モーターの整流は、マイクロコントローラーを使用してソフトウェアで実装することも、アナログまたはデジタル回路を使用して実装することもできます。ブラシの代わりに電子機器を使用した整流により、速度制限、低速および微動制御のためのマイクロステッピング動作、静止時の保持トルクなど、ブラシ付き DC モーターでは利用できない柔軟性と機能が向上します。アプリケーションで使用される特定のモーターに合わせてコントローラー ソフトウェアをカスタマイズできるため、整流効率が向上します。

ブラシレス モーターに適用できる最大電力は、ほぼ熱によってのみ制限されます。[要出典] 熱が高すぎると磁石が弱くなり、巻線の絶縁が損傷します。

電気を機械動力に変換する場合、ブラシレス モーターはブラシ付きモーターより効率的です。これは主にブラシがないため、摩擦による機械エネルギーの損失が低減されるためです。効率の向上は、モーターの性能曲線の無負荷領域と低負荷領域で最大になります。

メーカーがブラシレスタイプの DC モーターを使用する環境と要件には、メンテナンスフリーの動作、高速、火花が危険な場所 (爆発性環境など) または電子的に敏感な機器に影響を与える可能性がある場所での動作が含まれます。

ブラシレス モーターの構造はステッピング モーターに似ていますが、実装と動作の違いにより、モーターには重要な違いがあります。ステッピング モーターはローターが規定の角度位置にある状態で頻繁に停止しますが、ブラシレス モーターは通常、連続回転を生成することを目的としています。どちらのタイプのモーターにも、内部フィードバック用のローター位置センサーが搭載されている場合があります。ステッピング モーターと適切に設計されたブラシレス モーターはどちらも、ゼロ RPM で有限のトルクを保持できます。