ブラシ付きモーター方式とブラシレスモーター方式の長所と短所の比較

ブラシ付き DC モーターは静止時に最大トルクを生成しますが、速度が増加すると直線的に減少します。 ブラシレス モーターは、ブラシ付きモーターの制限の一部を克服できます。 これらには、効率の向上と機械的摩耗に対する感度の低下が含まれます。 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、可動アーマチュアに電流を接続するという問題がありません。 電子コントローラーは、ブラシレス DC モーターのブラシ/整流子コンポーネントを置き換え、モーターの動作を維持するために巻線の位相を常に切り替えます。 コントローラーは、ブラシ/整流子システムの代わりにソリッドステート回路を使用して、同様のタイミング電力分配を実行します。
ブラシレス DC モーターには、高いトルク重量比、ワットあたりのトルクの増大 (効率の向上)、より高い信頼性、より低いノイズ、より長い耐用年数 (ブラシレスおよび整流子の腐食)、ブラシレス DC モーターからのイオン化スパークの排除など、ブラシレス DC モーターに比べていくつかの利点があります。整流子を減らし、電磁干渉 (EMI) を全体的に削減します。 ロータには巻線がないため遠心力の影響を受けず、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、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またはマイクロプロセッサ コンピューターを使用するソフトウェア、アナログ ハードウェア、またはフィールド プログラマブル ゲート アレイ (FPGA) を使用するデジタル ファームウェアで実装できます。 ブラシの代わりに電子機器を使用して反転することで、速度制限、低速および/または微細なモーター制御のための「マイクロステップ」操作、静止時のトルク保持など、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。 コントローラー ソフトウェアは、アプリケーションで使用する特定のモーターに合わせて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 モーターに適用される最大電力は熱によって主に制限され、熱が高すぎると磁石が弱くなり、巻線の絶縁特性が損傷します。
電気を機械動力に変換する点では、ブラシレス モーターはブラシレス モーターよりも効率的です。 この改善は主に、位置センサーのフィードバックによって決定されるスイッチング電流の周波数によるものです。 さらなる利点は、ブラシがないことによるもので、摩擦による機械的エネルギーの損失が軽減されます。 効率の向上は、モーター性能曲線の無負荷領域と低負荷領域で最大になります。 高い機械的負荷の下では、ブラシレス モーターと高品質のブラシ付きモーターの効率は同等です。
メーカーがブラシレス DC モーターを使用するための環境と要件には、メンテナンス不要の動作、高速性、火花の危険性、または電子的に敏感な機器の動作に潜在的に影響を与える可能性が含まれます。
ブラシレスモーターの構造はステッピングモーターの構造に似ています。 ステッピング モーターとは異なり、ブラシレス モーターは通常、連続回転を生成するために使用されます。 通常、ステッピング モーターには、ローター位置に関する内部フィードバック用のシャフト位置センサーが含まれていません。 代わりに、ステッパー コントローラーはセンサーを利用して、駆動されているデバイスの位置を検出します。 多くの場合、ローターが規定の角度位置にあるときに停止し、同時にトルクが発生します。 適切に設計されたブラシレス モーター システムは、ゼロ RPM と制限されたトルクを維持することもできます。