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ブラシレスモーターについての概要、用途、原理などをご説明します。また、ブラシレスモーターのメーカー77社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。ブラシレスモーター関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:株式会社明和製作所、2位:ソフトロニクス株式会社、3位:コアレスモータ株式会社となっています。
ブラシレスモーターの関連キーワード
ブラシレスモーターは、整流子やブラシなどの機械的な接触部を取り除いたモーターです。整流子の代わりを電子回路が行うことで、整流子とブラシを無くしています。直流モーターは、ステータの巻き線回路の磁力によって、永久磁石のロータを駆動します。電流の切り替えを、センサと半導体スイッチによって行い、回転させます。
電流とトルク、及び電圧と回転速度が比例するという点でDCモーターの性格を持ち、構造はACモーターという双方の優れた点を取り入れています。小型で高出力・高効率・長寿命の特性を持ち、火花やノイズの発生もなく、コンピュータから家電まで幅広い用途で活用されています。
ブラシレスモーターはDCモーターの特性を持ち、高効率で長寿命・低騒音の特徴があります。家電製品・電子機器・自動車等、幅広く使われています。家電製品では、エアコン・食洗器・洗濯機・冷蔵庫・扇風機・掃除機などのファンモーターや駆動モーターに使われます。インバーター制御のエアコンや冷蔵庫のコンプレッサには最適です。
業務用電子機器では、レーザープリンターの紙送り・ドローンのプロペラ駆動やジンバル制御・ハードディスクや光ディスクの、および工具のドリル・ドライバー・のこぎりの駆動など広範囲に使用されます。また、自動販売機・金融端末・券売機、および複写機・給湯器・冷凍冷蔵ショーケースなどにも使われます。
また、自動車分野での採用が急速に増えています。電動パワーステアリング・ドアロック・ヘッドライト光軸調整・ドア開閉などの駆動モーター・電気自動車のエアコンコンプレッサー・電気自動車用トラクションモーターなどへ用途が拡大しています。
ブラシレスモーターは、ローターとステータ、ローターの回転位置を検出するセンサー、および駆動用ドライバー回路などで構成されます。
ローターは永久磁石により磁界を作り、ステータには巻線が巻かれ、磁束を発生させます。ローターの回転角に応じて、ステーターコイルに流れる電流の向きを変えて、磁束の方向を変えます。ブラシレスモーターは、磁束の方向を変化させる手段として、整流子とブラシを使用せずにセンサーと半導体スイッチを使います。
ローターの回転位置を検出するセンサーは、ホールICや光学式のエンコーダが使われます。逆起電力を検出する方法もあります。ローターの位置を検出して、ステータの磁束方向が順次進むように電流を切り替えることで、回転させます。モーターの巻き線が3相の場合、センサーはステーターの内側に3個配置され、ローターの回転に応じてデジタル信号が出力されます。
ブラシレスモーターは、電源としてモーターを制御するインバーター回路のドライバーが必要です。モーター巻線にはスイッチング用のトランジスターが接続され、トランジスタ6個でインバーターを構成します。商用電源はダイオードブリッジで整流して直流電圧に変換し、インバータ回路に供給されます。
ローターの位置検出センサーからのデジタル信号が、インバーター回路のトランジスターに入力され、インバーターの電源がON・OFFされます。この電源がモーターの巻線に供給され、モーターが駆動されます。センサーからの信号の組み合わせからローターの磁極角を検出し、トルクが必要な巻線のトランジスタを制御して、回転磁界ができるようにします。
モーターの回転速度は、センサー信号を制御回路にフィードバックして、所定の速度を維持できるようにします。
1. 長寿命
ブラシレスモーターは整流子とブラシが無く、摺動部がないため、寿命が長い特性があります。ブラシモーターに比べ10倍以上の寿命があり、メンテナンスも容易になります。
2. モーター特性
DCモーターの特性を有し、電流とトルク、及び電圧と回転速度が比例し、低速でも高いトルクが得られます。効率が他のモーターに比べ最も優れており、小型で低騒音もあって用途が広くなっています。また、高速回転も容易で、発生ノイズも少ないと言えます。
3. 制御性
小型軽量の特性があり、慣性モーメントが比較的小さいので、変化に対して追随性に優れています。負荷が変化しても、低速から高速まで安定した速度で運転が可能です。
4. 短所
モーターの電源として、モーターの回転を制御するインバータ回路を必要とします。制御装置や回転位置センサーを含め、装置全体のコストが不利になります。
参考文献
https://www.nidec.com/jp/technology/capability/brushless/
https://www.renesas.com/jp/ja/support/technical-resources/engineer-school/brushless-dc-motor-01-overview.html#motors-turn
https://www.mouser.jp/new/toshiba-semiconductors/toshiba-brushless-motor-driver-ics/
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社明和製作所 |
6.3%
|
| 2 | ソフトロニクス株式会社 |
6.3%
|
| 3 | コアレスモータ株式会社 |
5.8%
|
| 4 | スリーピース株式会社 |
5.4%
|
| 5 | 株式会社椿本チエイン |
4.9%
|
| 6 | ミネベアミツミ株式会社 |
4.9%
|
| 7 | マブチモーター株式会社 |
4.9%
|
| 8 | 草津電機株式会社 |
4.5%
|
| 9 | 特殊電装株式会社 |
2.7%
|
| 10 | 株式会社一宮電機 |
2.7%
|
項目別
定格トルク N・m
0 - 1 1 - 2 2 - 8定格回転数 r/min
1,000 - 2,000 2,000 - 3,000 3,000 - 4,000 4,000 - 5,000 5,000 - 6,000 6,000 - 11,000定格電圧 V
10 - 12 12 - 14 14 - 18 18 - 24 24 - 26 26 - 48定格出力 W
10 - 100 100 - 500 500 - 1,000 1,000 - 2,000 2,000 - 3,000 3,000 - 5,000最大トルク Nm
0 - 1 1 - 10 10 - 100電源電圧 V
6 - 15 15 - 36 36 - 96 96 - 144減速比
0 - 10 10 - 20モーター種類
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