Бесщеточный двигатель постоянного тока не является самым ранним продуктом, он разработан на основе щеточного двигателя, и его конструкция сложнее, чем у щеточного двигателя.
Бесщеточный двигатель постоянного тока состоит из корпуса двигателя и привода. Он отличается от коллекторного двигателя постоянного тока. В бесщеточном двигателе постоянного тока не используется механическое щеточное устройство, а используется самоуправляемый синхронный двигатель с постоянными магнитами прямоугольной формы, а вместо углерода используются датчики Холла. Щеточный коллектор использует NdFeB в качестве материала постоянного магнита ротора.
Однако еще в прошлом веке, когда родился электродвигатель, практический электродвигатель производился в бесщеточной форме.
1740-е годы: начало изобретения электродвигателя.
Ранние модели электрических машин впервые появились в 1740-х годах благодаря работе шотландского монаха-бенедиктинца и ученого Эндрю Гордона. Другие ученые, такие как Майкл Фарадей и Джозеф Генри, продолжали разрабатывать более ранние электрические машины, экспериментируя с электромагнитными полями и открывая способы преобразования электрической энергии в механическую.
1832: Изобретение первого коммутируемого двигателя постоянного тока.
В 1832 году британский физик Уильям Стерджен изобрел первый двигатель постоянного тока, который мог обеспечить достаточную мощность для привода машин, но его применение было сильно ограничено из-за его низкой выходной мощности.
1834: Производство первого настоящего электродвигателя.
Следуя по стопам Стерджена, Томас Дэвенпорт из Вермонта вошел в историю, когда в 1834 году изобрел первый официальный электродвигатель с батарейным питанием. Это был первый электродвигатель с достаточной мощностью для выполнения этой задачи, и его изобретение использовалось для питания небольшого печатного станка. .
В 1837 году Томас Дэвенпорт и его жена Эмили Дэвенпорт получили первый патент на двигатель постоянного тока.
Но их конструкция двигателя по-прежнему страдает от тех же проблем с мощностью и эффективностью, что и у Уильяма Стерджена. И, к сожалению, из-за высокой стоимости задействованной аккумуляторной батареи Томас обанкротился, и машина не поступила в продажу.
1886: Изобретение практичного двигателя постоянного тока.
В 1886 году был представлен первый практичный двигатель постоянного тока, который мог работать с постоянной скоростью с переменным весом. Фрэнк Джулиан Спраг был его изобретателем, и именно этот двигатель послужил катализатором для широкого использования двигателей в промышленности.
Стоит отметить, что этот практичный двигатель имеет бесщеточную форму, а именно асинхронный двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором, который не только устраняет искры и потери напряжения на обмотках, но и может обеспечивать мощность с постоянной скоростью. Однако асинхронные двигатели имеют много непреодолимых недостатков, поэтому развитие моторной техники идет медленно.
Вскоре после рождения бесщеточного двигателя люди изобрели щеточный двигатель постоянного тока. Из-за своей простой конструкции, простоты производства и обработки, удобного обслуживания и легкого управления щеточный двигатель постоянного тока стал основным в то время, как только он появился.
1887: запатентован асинхронный двигатель переменного тока.
В 1887 году Никола Тесла изобрел асинхронный двигатель переменного тока и через год успешно запатентовал его. Он не подходил для дорожных транспортных средств, но позже был модифицирован инженерами Westinghouse. В 1892 году был разработан первый практический асинхронный двигатель, за которым последовал вращающийся ротор с стержневой обмоткой, что сделало двигатель пригодным для использования в автомобилях.
1891: Разработка трехфазного двигателя
В 1891 году General Electric начала разработку трехфазных асинхронных двигателей. Чтобы воспользоваться преимуществами конструкции фазного ротора, GE и Westinghouse подписали соглашение о перекрестном лицензировании в 1896 году.
1955: Начинается эра бесколлекторных двигателей постоянного тока.
В 1955 году Соединенные Штаты d. Харрисон и др. подал заявку на первый патент на замену механических щеток коллекторных двигателей постоянного тока транзисторными схемами коммутации, что официально ознаменовало рождение современных бесщеточных двигателей постоянного тока. Однако в то время не было устройства определения положения ротора двигателя, и двигатель не имел возможности запуска.
1962: Изобретение первого бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC).
Благодаря достижениям в области твердотельных технологий в начале 1960-х годов, в 1962 году Т. Г. Уилсон и П. Х. Трики изобрели первый бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC), который они назвали «двигателем постоянного тока с твердотельной коммутацией». Ключевым элементом бесщеточного двигателя является то, что он не требует физического коммутатора, что делает его наиболее популярным выбором для компьютерных дисководов, роботов и самолетов.
Они использовали элементы Холла для определения положения ротора и управления коммутацией тока обмотки, что сделало бесщеточный двигатель постоянного тока практичным, но ограниченным емкостью транзистора, мощность двигателя была относительно небольшой.
1970-е годы по настоящее время: быстрое развитие бесщеточных двигателей постоянного тока.
С 1970-х годов, с появлением новых силовых полупроводниковых устройств (таких как GTR, MOSFET, IGBT, IPM), быстрым развитием технологий компьютерного управления (MCU, DSP, новая теория управления) и быстрым развитием высокопроизводительных редких земляные материалы с постоянными магнитами (такие как самарий) С появлением кобальта, NdFeB, бесщеточный двигатель постоянного тока быстро развивался, и его мощность продолжала увеличиваться.
После этого, с введением классического бесщеточного двигателя постоянного тока Mac и его драйвера в 1978 году, а также с разработкой бесщеточного двигателя постоянного тока прямоугольной формы и бесщеточного двигателя постоянного тока с синусоидальной волной в 1980-х годах, бесщеточный двигатель действительно начал выходить на практическую стадию и быстро развивался. .