ブラシレス DC モーター (BLDC) の利点

ブラシレス DC モーター (BLDC) 従来の AC モーターや DC モーターに比べて、整流子、ブラシ、スリップ リングがないため、構造がシンプルで、操作が信頼でき、メンテナンスも簡単です。かご型誘導モーターと比較すると、BLDC は構造が同等で信頼性も高いことが分かります。300W 未満の出力では、BLDC は整流子レギュレータを備えた同様の仕様のモーターよりも約 10% ～ 20% 高い効率を示します。さらに、BLDC は効率の面でも誘導モーターを上回っています。

矩形波駆動の限界

しかし、BLDC では通常、ホール センサーを使用してローターの位置を検出し、整流を強制する矩形波駆動を採用しています。このアプローチはシンプルでコスト効率に優れ、電気自動車のアプリケーションで広く使用されていますが、矩形波駆動では整流中に電流スパイクが発生し、トルクリップルが大きく、ノイズ性能が低下するため、家庭用電化製品への適用が困難です。対照的に、正弦波駆動では、最大トルクは低下しますが、整流中の電流スパイクを防ぐことができ、ノイズ性能に大きな利点があります。

正弦波駆動の可能性

通常、永久磁石同期モーター (PMSM) は DSP を使用して制御され、正確なローター位置検出のために光学エンコーダーが必要であり、サーボ システムでも高精度の制御が可能になります。ただし、このようなソリューションはコストが高くなります。一方、家電製品は価格に非常に敏感であり、一部のアプリケーションではパフォーマンス要件が低くなっています。したがって、正弦波駆動に 8 ビット マイクロコントローラー統合 PWM ジェネレーターを使用するという提案されたソリューションは、大きな市場の可能性を秘めています。

正弦波駆動の動作原理

一般に、正弦波形で駆動されるブラシレス DC モーターの空隙磁場は、正弦波形または高調波成分が導入された電磁場波形を示します。モーターのステーターは一般に分布巻を採用しており、その結果、正弦波の逆起電力が生じます。モーターのステーターには 3 つのホール センサーが固定されており、それぞれが電気角 60° ごとに遷移信号を出力します。これは正弦波形の同期データ信号として機能し、偏差が蓄積されないようにします。