すべてのモーターはステータとローターで構成されており、DCモーターではローターを回転させるために電流の方向を絶えず変える必要があります。さもなければ、ローターは半回転しかできません。これは自転車のペダルのようなものです。したがって、DCモーターには整流子が必要です。広義のDCモーターにはブラシモーターとブラシレスモーターが含まれます。ブラシモーターはDCモーターまたはカーボンブラシモーターとも呼ばれ、一般にDCモーターと言われるとブラシDCモーターを指し、機械的整流を使用し、外部の磁極は動かず内部のコイル(電機子)が動き、整流子とローターコイルが一緒に回転し、ブラシと磁石は動かず、整流子とブラシの摩擦によって電流方向の切り替えを完了します。
ブラシモーターの欠点
1. 機械的整流によって発生する火花が整流子とブラシの摩擦、電磁干渉、大きな騒音、短寿命を引き起こします。
2. 信頼性が低く、故障しやすく、頻繁なメンテナンスが必要です。
3. 整流子の存在により、ローターの慣性が制限され、最大速度が制限され、動的性能に影響を与えます。それに多くの欠点があるにもかかわらず、なぜ広く使用されているのかというと、高トルク、シンプルな構造、簡単なメンテナンス(つまりカーボンブラシの交換)、安価だからです。
DCモーター — ブラシレスモーター
ブラシレスモーターは一部の分野ではDC可変周波数モーター(BLDC)とも呼ばれ、電子整流器(ホールセンサー)を使用し、コイル(電機子)は磁極を動かさず、この時、永久磁石はコイルの外側にも内側にも配置できるため、外部ローターブラシレスモーターと内部ローターブラシレスモーターがあります。
ブラシレスモーターの構造は永久磁石同期モーターと同じです。しかし、単一のブラシレスモーターは完全な電力システムではなく、ブラシレスは基本的にブラシレスコントローラー、つまり電気調整によって制御されなければならず、連続運転を実現するためです。その性能を本当に決定するのは、ブラシレス電子ガバナー(つまり、電気調整)です。
一般に、ブラシレスモーターの駆動電流には2種類あり、一つは方形波、もう一つは正弦波です。前者は時々DCブラシレスモーターと呼ばれ、後者はACサーボモーターと呼ばれ、実際にはACサーボモーターの一種です。(ビデオポータル)ブラシレスモーターの動作モードは異なり、内部ローターブラシレスモーターと外部ローターブラシレスモーターに分けられます。内側のローターは三相で、価格は高価です。外側のローターは通常単相で、手頃な価格で、大量生産がカーボンブラシモーターに近づいているため、近年広く使用されています。外部ローターの三相の価格は内部ローターの価格に近づいています。
さて、ブラシモーターの欠点はブラシレスモーターの利点であることがわかります。それは高効率、低エネルギー消費、低騒音、長寿命、高信頼性、サーボ制御、無段階周波数変換速度調整(非常に高い速度まで)、ブラシDCモーターよりも比較的小さく、非同期ACモーターよりも制御が簡単で、始動トルクが大きく過負荷能力があるという利点があります。欠点としては、ブラシよりも高価で、メンテナンスが難しいことです。
DCモーター – 速度調整原理
DCモーター速度調整:いわゆる速度調整とは、モーターの速度を調整して必要なトルクを得ることです。DC(ブラシ)モーターは電圧を調整し、直列抵抗を使用し、励磁を変更することで調整できますが、実際には電圧調整が最も便利で一般的に使用されており、現在は主にPWM速度調整が使用されています。PWMは実際には高速スイッチを通じてDC電圧調整を実現するもので、サイクル中、開時間が長いと平均電圧が高く、閉時間が長いと平均電圧が低くなります。調整が非常に便利で、スイッチング速度が十分に速ければ、グリッドの高調波が少なく、電流がより連続的です。
しかし、ブラシと整流子は長時間使用すると摩耗し、逆転時に大きな電流変化が生じるため、火花が発生しやすく、整流子とブラシがDCモーターの容量と速度を制限し、DCモーターの速度調整にボトルネックをもたらします。ブラシレスDCモーターの場合、表面上は入力電圧のみが制御されますが、モーターの自動周波数変換速度調整システム(ブラシレスDCモーター自体がロータ位置検出器や他のロータ位置信号取得装置を備えており、この装置のロータ位置信号を使用して可変電圧可変周波数速度調整装置の整流時間を制御します)が電圧変動に応じて周波数を自動的に制御します。
それはほぼDC(ブラシ付き)モーターと同じで非常に便利です。ローターが永久磁石を採用しているため、特別な励磁巻線が不要で、同じ容量の場合、モーターは小型で軽量、効率的でコンパクト、信頼性の高い運転が可能で、動的性能が優れているため、電気自動車の駆動に広く使用されています。