El motor de CC sin escobillas no es el producto más antiguo, pero se desarrolló sobre la base del motor con escobillas, y su estructura es más complicada que la del motor con escobillas.
El motor de CC sin escobillas consta de un cuerpo de motor y un controlador. Es diferente de un motor DC con escobillas. El motor de CC sin escobillas no utiliza un dispositivo de cepillo mecánico, sino un motor síncrono de imán permanente autocontrolado de onda cuadrada y sensores Hall en lugar de carbono. El conmutador de escobillas utiliza NdFeB como material de imán permanente del rotor.
Sin embargo, en el siglo pasado, cuando nació el motor eléctrico, el motor eléctrico práctico que se producía era una forma sin escobillas.
Década de 1740: comienza la invención del motor eléctrico
Los primeros modelos de máquinas eléctricas aparecieron por primera vez en la década de 1740 a través del trabajo del monje benedictino escocés y científico Andrew Gordon. Otros científicos, como Michael Faraday y Joseph Henry, continuaron desarrollando máquinas eléctricas anteriores, experimentando con campos electromagnéticos y descubriendo cómo convertir energía eléctrica en energía mecánica.
1832: Invención del primer motor CC conmutado
En 1832, el físico británico William Sturgeon inventó el primer motor de corriente continua que podía proporcionar suficiente potencia para accionar maquinaria, pero su aplicación estaba severamente limitada debido a su baja potencia de salida.
1834: Fabricación del primer motor eléctrico real
Siguiendo los pasos de Sturgeon, Thomas Davenport de Vermont hizo historia cuando inventó el primer motor eléctrico oficial que funciona con baterías en 1834. Fue el primer motor eléctrico con suficiente potencia para realizar la tarea, y su invento se usó para impulsar una pequeña imprenta. .
En 1837, Thomas Davenport y su esposa Emily Davenport recibieron la primera patente de un motor de CC.
Pero el diseño de su motor aún sufre los mismos problemas de potencia y eficiencia que el de William Sturgeon. Y desafortunadamente, debido al alto costo de la energía de la batería involucrada, Thomas quebró y la máquina no estaba disponible comercialmente.
1886: invención del práctico motor de corriente continua
En 1886, se introdujo el primer motor de CC práctico que podía funcionar a velocidad constante con peso variable. Frank Julian Sprague fue su inventor, y fue este motor el que proporcionó el catalizador para el uso generalizado de motores en aplicaciones industriales.
Vale la pena mencionar que este práctico motor adopta una forma sin escobillas, es decir, un motor asíncrono de jaula de ardilla de CA, que no solo elimina las chispas y las pérdidas de voltaje en los devanados, sino que también puede entregar energía a una velocidad constante. Sin embargo, los motores asíncronos tienen muchos defectos insuperables, por lo que el desarrollo de la tecnología de motores es lento.
Poco después de que naciera el motor sin escobillas, la gente inventó el motor de escobillas de CC. Debido a su estructura simple, fácil producción y procesamiento, mantenimiento conveniente y fácil control, el motor de escobillas de CC se convirtió en la corriente principal en ese momento una vez que salió.
1887: motor de inducción de CA patentado
En 1887, Nikola Tesla inventó el motor de inducción de CA y lo patentó con éxito un año después. No era adecuado para vehículos de carretera, pero los ingenieros de Westinghouse lo modificaron más tarde. En 1892, se diseñó el primer motor de inducción práctico, seguido de un rotor de bobinado de barra giratoria, lo que hizo que el motor fuera adecuado para aplicaciones automotrices.
1891: Desarrollo del motor trifásico
En 1891, General Electric comenzó a desarrollar motores de inducción trifásicos. Para aprovechar el diseño del rotor bobinado, GE y Westinghouse firmaron un acuerdo de licencia cruzada en 1896.
1955: comienza la era de los motores de CC sin escobillas
En 1955, los Estados Unidos d. Harrison et al. solicitó la primera patente de sustitución de las escobillas mecánicas de los motores de CC con escobillas por circuitos de conmutación de transistores, lo que marcó oficialmente el nacimiento de los modernos motores de CC sin escobillas. Sin embargo, no había un dispositivo de detección de la posición del rotor del motor en ese momento y el motor no tenía capacidad de arranque.
1962: Invención del primer motor CC sin escobillas (BLDC)
Gracias a los avances en la tecnología de estado sólido a principios de la década de 1960, en 1962, TG Wilson y PH Trickey inventaron el primer motor de CC sin escobillas (BLDC), al que llamaron "motor de CC con conmutación de estado sólido". Un elemento clave de un motor sin escobillas es que no requiere un conmutador físico, lo que lo convierte en la opción más popular para unidades de disco de computadora, robots y aviones.
Usaron elementos Hall para detectar la posición del rotor y controlar la conmutación de la corriente del devanado, lo que hizo que el motor de CC sin escobillas fuera práctico, pero limitado por la capacidad del transistor, la potencia del motor era relativamente pequeña.
Década de 1970 a la actualidad: desarrollo rápido de aplicaciones de motores de CC sin escobillas
Desde la década de 1970, con la aparición de nuevos dispositivos semiconductores de potencia (como GTR, MOSFET, IGBT, IPM), el rápido desarrollo de la tecnología de control por computadora (MCU, DSP, nueva teoría de control) y el rápido desarrollo de raros de alto rendimiento materiales de imanes permanentes de tierra (como el samario) Con la llegada del cobalto, NdFeB, el motor de CC sin escobillas se ha desarrollado rápidamente y la capacidad ha seguido aumentando.
Después de eso, con la introducción del motor CC sin escobillas mac clásico y su controlador en 1978, y el desarrollo del motor sin escobillas de onda cuadrada y el motor de CC sin escobillas de onda sinusoidal en la década de 1980, el motor sin escobillas realmente comenzó a entrar en la etapa práctica y se desarrolló rápidamente. .