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動力変革の光:ブラシレスモータの発展の伝奇を探る

リリース時間: 2025-01-03

科学技術の広大な星空の中で、ブラシレスモーターは輝くスターのように、その発展過程は人類の知恵の光とたゆまぬ探索の足跡に満ちている。
1740年代にさかのぼると、電機の初期モデルはスコットランドのベネディクト会修士や科学者アンドリュー・ゴードンらの研究のもとでデビューした。彼らは暗闇の中で微光のランプを点灯させたように、後続のモーター技術のために最初の礎石を敷き詰め、人類の電気エネルギーの機械エネルギーへの転換に対する奇妙な探索を開始した。
時の流れは1832年になり、英国の物理学者ウィリアム・スターキンは非凡な創造力によって、駆動機械の動力を提供できる最初の直流モーターを発明した。当時は出力が低く、応用シーンが制限されていたが、この画期的な発明は電機の発展史上の重要な一歩であり、電気エネルギーが世界を駆動する曙光を見せたに違いない。続いて、1834年、米バーモント州のトーマス・ダベンポートは、タスクを実行するのに十分な電力を持つ最初の本格的なバッテリーから電力を供給するモーターを発明し、モーターの実用的な境界をさらに広げ、後続の技術革新に動力を注入した。
1886年になると、フランク・ジュリアン・スプラガーは新たな驚きをもたらし、可変重量で定速運転できる初の実用的な直流モータを発明し、ブラシレス形式の交流式ネズミケージ式非同期モータを採用した。しかし、非同期モータ自体の欠陥は前進途上のイバラのようなものであり、モータ技術の発展ペースはしばらくの間遅れていた。
1955年まで、ブラシレスモータの発展は重大な転機を迎えた。米国のD.Harrisonらが特許を出願し、ブラシ直流モータを有する機械ブラシの代わりにトランジスタの方向転換回路を用いることを革新的に提案し、現代のブラシレス直流モータが誕生した。しかし、新しいものの成長には陣痛が伴い、当時はモータロータ位置検出装置が不足していたため、このモータはまだ起動能力を備えていなかった。その後、科学研究者は堅塁を攻略し続け、1961年、米国特許第3149861 AはブラシレスDCモータの基本構造を記述し、ホール効果センサと電子変換回路の応用構想に言及した、翌年、T.G.WilsonとP.H.Trickeyは第1台の実用化されたブラシレス直流モータを発明することに成功し、ホール素子を用いてロータ位置を正確に検出し、巻線電流の転相を制御した。トランジスタ容量によって拘束され、モータ電力はやや小さいが、ブラシレス直流モータはようやく理論から実用への堅実な一歩を踏み出した。
1970年代に入ると、科学技術の波が沸き起こり、ブラシレスモータの発展に肥沃な土地を提供した。新型パワー半導体装置GTR、MOSFET、IGBT、IPMなどが雨後のタケノコのように相次いで出現し、コンピュータ制御技術は日進月歩で、高性能希土類永久磁石材料のサマリウムコバルト、ネオジム鉄ホウ素も登場した。これらの先進技術と材料の加持の下で、ブラシレス直流モータは高速発展モードを開き、容量は上昇し続けている。1970年、日本の東芝はビジネスチャンスを鋭敏に捉え、率先してブラシレスモータを商業化生産し、「ブラシレス直流モータ」の新製品を発売し、ホール効果センサと電子変換回路を融合させ、ブラシレスモータをより広い市場に進出させた。1978年、MACの古典的なブラシレス直流モータとそのドライバが登場し、80年代の方波ブラシレスモータと正弦波ブラシレス直流モータの研究開発ブームに加え、ブラシレスモータはついに多くの束縛から抜け出し、実用段階に入り、各分野に広く応用されるビジョンが間近に迫ってきた。
1990年以降、マイクロエレクトロニクス技術はブラシレスモータ普及の東風に盛んに発展した。家電製品の分野では、エアコン、洗濯機、掃除機の中のブラシレスモーターが家庭生活をより静かで効率的にする、工業設備では、ベルトコンベア、アームを駆動して高速で運転し、生産ラインの生産能力を飛躍的に上昇させる。自動車業界はさらにブラシレスモータを革新的な突破口とし、車両性能を向上させている。21世紀初頭に入り、電池技術の飛躍と環境保護の理念が深く浸透するにつれて、電気自動車産業が盛んに興り、ブラシレスモータは高効率、長寿命、低メンテナンスの卓越した特性によって、恥じることなく電気自動車駆動の第一選択となり、グリーン外出の新しいページを開いた。
将来を展望すると、ブラシレスモータの発展の見通しは明るい。科学研究者はより高効率、より高出力密度、よりインテリジェント化の目標に向かって奮闘し、新エネルギー自動車の航続向上、航空宇宙の軽量化駆動、ロボットの柔軟な操作などの最前線分野で大いに異彩を放つことが期待されている。さらに、技術の反復的なアップグレードに伴い、コスト削減の傾向が明らかになり、これはブラシレスモータがタンポポの種のように、より多くの未知の領域に播種され、人類社会の進歩のために持続的にエネルギーを供給することを促進するだろう。

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