O motor CC sem escovas não é o produto mais antigo, mas desenvolvido com base no motor escovado, e sua estrutura é mais complicada que a do motor escovado.
O motor CC sem escovas consiste em um corpo do motor e um driver. É diferente de um motor DC escovado. O motor CC sem escovas não usa um dispositivo de escova mecânica, mas um motor síncrono de ímã permanente autocontrolado de onda quadrada e sensores Hall são usados em vez de carbono. O comutador de escova usa NdFeB como material de ímã permanente do rotor.
No entanto, no século passado, quando o motor elétrico nasceu, o motor elétrico prático produzido era sem escovas.
Década de 1740: Começa a invenção do motor elétrico
Os primeiros modelos de máquinas elétricas apareceram pela primeira vez na década de 1740 através do trabalho do monge beneditino escocês e cientista Andrew Gordon. Outros cientistas, como Michael Faraday e Joseph Henry, continuaram a desenvolver máquinas elétricas anteriores, experimentando campos eletromagnéticos e descobrindo como converter energia elétrica em energia mecânica.
1832: Invenção do primeiro motor DC comutado
Em 1832, o físico britânico William Sturgeon inventou o primeiro motor DC que poderia fornecer energia suficiente para acionar máquinas, mas sua aplicação foi severamente limitada devido à sua baixa potência.
1834: Fabricação do primeiro motor elétrico real
Seguindo os passos de Sturgeon, Thomas Davenport de Vermont fez história quando inventou o primeiro motor elétrico a bateria oficial em 1834. Foi o primeiro motor elétrico com potência suficiente para realizar a tarefa, e sua invenção foi usada para alimentar uma pequena impressora .
Em 1837, Thomas Davenport e sua esposa Emily Davenport receberam a primeira patente de um motor DC.
Mas o design do motor ainda sofre dos mesmos problemas de potência e eficiência que o de William Sturgeon. E, infelizmente, devido ao alto custo de energia da bateria envolvido, Thomas faliu e a máquina não estava disponível comercialmente.
1886: Invenção do motor CC prático
Em 1886, foi introduzido o primeiro motor CC prático que podia funcionar em velocidade constante com peso variável. Frank Julian Sprague foi seu inventor, e foi esse motor que forneceu o catalisador para o uso generalizado de motores em aplicações industriais.
Vale a pena mencionar que este motor prático adota uma forma sem escovas, ou seja, um motor assíncrono de gaiola de esquilo CA, que não apenas elimina faíscas e perdas de tensão nos enrolamentos, mas também pode fornecer energia a uma velocidade constante. No entanto, os motores assíncronos têm muitos defeitos intransponíveis, de modo que o desenvolvimento da tecnologia do motor é lento.
Logo após o nascimento do motor sem escovas, as pessoas inventaram o motor de escova CC. Devido à sua estrutura simples, fácil produção e processamento, manutenção conveniente e fácil controle, o motor de escova CC tornou-se o mainstream na época quando foi lançado.
1887: Motor de indução CA patenteado
Em 1887, Nikola Tesla inventou o motor de indução AC e o patenteou com sucesso um ano depois. Não era adequado para veículos rodoviários, mas foi posteriormente modificado pelos engenheiros da Westinghouse. Em 1892, o primeiro motor de indução prático foi projetado, seguido por um rotor giratório de enrolamento de barra, tornando o motor adequado para aplicações automotivas.
1891: Desenvolvimento do motor trifásico
Em 1891, a General Electric começou a desenvolver motores de indução trifásicos. Para aproveitar o projeto do rotor bobinado, a GE e a Westinghouse assinaram um acordo de licenciamento cruzado em 1896.
1955: A era dos motores CC sem escovas começa
Em 1955, os Estados Unidos d. Harrison et ai. solicitou a primeira patente de substituição das escovas mecânicas de motores CC escovados por circuitos de comutação de transistores, que marcou oficialmente o nascimento dos modernos motores CC sem escovas. No entanto, não havia dispositivo de detecção de posição do rotor do motor naquela época e o motor não tinha capacidade de partida.
1962: Invenção do primeiro motor DC sem escovas (BLDC)
Graças aos avanços na tecnologia de estado sólido no início dos anos 1960, em 1962, TG Wilson e PH Trickey inventaram o primeiro motor DC sem escova (BLDC), que eles chamaram de "motor DC com comutação de estado sólido". Um elemento-chave de um motor sem escova é que ele não requer um comutador físico, tornando-o a escolha mais popular para unidades de disco de computador, robôs e aviões.
Eles usaram elementos Hall para detectar a posição do rotor e controlar a comutação da corrente do enrolamento, o que tornou o motor CC sem escova prático, mas limitado pela capacidade do transistor, a potência do motor era relativamente pequena.
Da década de 1970 até o presente: Desenvolvimento rápido de aplicações de motores CC sem escovas
Desde a década de 1970, com o surgimento de novos dispositivos semicondutores de potência (como GTR, MOSFET, IGBT, IPM), o rápido desenvolvimento da tecnologia de controle por computador (MCU, DSP, nova teoria de controle) e o rápido desenvolvimento de raros de alto desempenho materiais de ímã permanente de terra (como samário Com o advento do cobalto, NdFeB), o motor CC sem escovas desenvolveu-se rapidamente e a capacidade continuou a aumentar.
Depois disso, com a introdução do motor DC sem escovas clássico da mac e seu driver em 1978, e o desenvolvimento do motor sem escova de onda quadrada e motor DC sem escova de onda senoidal na década de 1980, o motor sem escova realmente começou a entrar no estágio prático e se desenvolveu rapidamente .