BLDCモーターの構造、電子整流、内転子と外転子の違いを紹介します。寿命や位置決め性能は方式名だけでは決まらず、負荷と制御条件で検証する必要があります。
モーターは、日常生活を支える無数の機器やシステムの基盤です。冷蔵庫、洗濯機、電動歯ブラシ、ドライヤー、天井扇、電気自動車、精密医療機器まで、至る所に存在します。本記事では、その一種であるBLDCモーターを紹介します。
そもそもBLDCモーターとは何か、そしてどのように動くのでしょうか。見ていきましょう。
ブラシレスDC（BLDC）モーターは、従来のDCモーターに一般的なブラシを使わずに動作します。ブラシは摩擦と摩耗が生じやすい部分であり、なくすことで長期的な効率と耐久性が高まります。
動作原理を理解する前に、構造を確認します。BLDCモーターの主要部品はローターとステーターです。ローターには永久磁石を備え、内側に置く内転子型と、外側に置く外転子型があります。ステーターは固定され、電磁石で構成されます。
ステーター巻線の磁界とローターの永久磁石が相互作用してトルクを生じます。ブラシ接触はなくなりますが、軸受などの機械的接触と摩擦は残り、寿命は温度、負荷、環境と構成部品にも左右されます。
構造上、BLDCモーターは外転子型と内転子型に分かれます。外転子型ではローターがステーターを囲み、内転子型ではローターがステーターの内側に収まります。前者は高トルクを重視する低速用途に、後者は高回転性能が必要な用途に適しています。
BLDCモーターの利点
BLDCモーターとは何かを含む基本的な疑問を確認したところで、利点を見てみましょう。
・耐久性：ブラシの摩耗を除けますが、軸受、巻線絶縁、磁石と駆動回路の寿命を確認する必要があります。運転条件をそろえた耐久試験で比較します。
・安定した速度制御：ブラシ制御のモーターとは異なり、センサーのフィードバックに応じて入力電力を調整する電子コントローラーによって、一定した速度制御ができます。
・動作制御：要求する速度や位置の精度に合わせ、検出器、制御方式と機械構造を選定します。モーター方式だけで位置決め精度は決まりません。
・音響性能：ブラシ接触音はなくなりますが、電磁力、軸受、機械振動やファンなどの音は残ります。必要な音響条件を定めて機器全体で測定します。
BLDCモーターの用途
汎用性と効率に優れ、次のような各種産業の重要部品となっています。
1. 自動車：エネルギー効率、耐久性、滑らかな動作により、電気自動車（EV）で採用が増えています。
2. 航空宇宙：小型航空機の部品やUAV（ドローン）にも用いられています。
3. 家電：扇風機、エアコン、洗濯機で一般的で、従来方式に比べて低騒音と高効率が大きな利点となります。
4. ロボット：精密な動作と正確な速度調整ができるため、ロボット産業でも普及しています。
5. 医療機器：駆動方式の候補として検討されますが、人工呼吸器や手術器具などへの適合は、用途別のリスク評価、検証と規制要件に基づいて判断します。一般的なモーター説明は医療用途の承認ではありません。
6. 園芸機器：芝刈り機から落ち葉用ブロワーまで、効率と低騒音性によって採用が進んでいます。
Power Motorは、家電、自動化など各種用途向けのBLDCモーターを幅広く製造しています。当社のモーターは、高精度、耐久性、低騒音動作で知られています。代表的な製品は次のとおりです。
・電気バス冷却システム水ポンプ用ブラシレスDCモーター
・超低騒音ファン用モーター
・草吹き飛ばし用ブロワーのブラシレスDCモーター
Power Motorは、異なる電圧、軸寸法の変更、高速・高負荷への対応など、カスタムモーターソリューションも提供しています。
まとめ
本記事では、BLDCモーターとは何か、どのように動くかという二つの基本的な問いを解説しました。独自の利点によって各分野で広く使われ、滑らかな動作の確保に重要な役割を果たしています。
Power Motorは、幅広いモーターソリューションを必要とする企業に専門的なOEM・ODMサービスを提供します。20年以上の経験を基に、産業固有の要求に応える先進的で信頼性の高いソリューションを提供しています。優れた技術力により、多くの産業に高性能モーターを製造する信頼できるパートナーであり続けています。