Le moteur à courant continu sans balais n'est pas le produit le plus ancien, mais développé sur la base du moteur à balais, et sa structure est plus compliquée que celle du moteur à balais.
Le moteur à courant continu sans balais se compose d'un corps de moteur et d'un pilote. Il est différent d'un moteur à courant continu à balais. Le moteur à courant continu sans balais n'utilise pas de dispositif à balais mécanique, mais un moteur synchrone à aimant permanent auto-contrôlé à onde carrée, et des capteurs Hall sont utilisés à la place du carbone. Le collecteur à balais utilise NdFeB comme matériau d'aimant permanent du rotor.
Cependant, au siècle dernier, lorsque le moteur électrique est né, le moteur électrique pratique produit était sous une forme sans balais.
Années 1740 : L'invention du moteur électrique commence
Les premiers modèles de machines électriques sont apparus pour la première fois dans les années 1740 grâce au travail du moine et scientifique bénédictin écossais Andrew Gordon. D'autres scientifiques, tels que Michael Faraday et Joseph Henry, ont continué à développer des machines électriques antérieures, expérimentant des champs électromagnétiques et découvrant comment convertir l'énergie électrique en énergie mécanique.
1832 : Invention du premier moteur à courant continu commuté
En 1832, le physicien britannique William Sturgeon a inventé le premier moteur à courant continu capable de fournir suffisamment de puissance pour entraîner des machines, mais son application était très limitée en raison de sa faible puissance de sortie.
1834 : Fabrication du premier vrai moteur électrique
Suivant les traces de Sturgeon, Thomas Davenport du Vermont est entré dans l'histoire en inventant le premier moteur électrique officiel à piles en 1834. C'était le premier moteur électrique suffisamment puissant pour effectuer la tâche, et son invention a été utilisée pour alimenter une petite presse à imprimer. .
En 1837, Thomas Davenport et sa femme Emily Davenport ont reçu le premier brevet pour un moteur à courant continu.
Mais la conception de leur moteur souffre toujours des mêmes problèmes de puissance et d'efficacité que celui de William Sturgeon. Et malheureusement, en raison du coût élevé de l'alimentation par batterie, Thomas a fait faillite et la machine n'était pas disponible dans le commerce.
1886 : Invention du moteur à courant continu pratique
En 1886, le premier moteur à courant continu pratique pouvant fonctionner à vitesse constante avec un poids variable a été introduit. Frank Julian Sprague en était l'inventeur, et c'est ce moteur qui a servi de catalyseur à l'utilisation généralisée des moteurs dans les applications industrielles.
Il convient de mentionner que ce moteur pratique adopte une forme sans balais, à savoir un moteur asynchrone à cage d'écureuil à courant alternatif, qui non seulement élimine les étincelles et les pertes de tension dans les enroulements, mais peut également fournir de la puissance à une vitesse constante. Cependant, les moteurs asynchrones présentent de nombreux défauts insurmontables, de sorte que le développement de la technologie des moteurs est lent.
Peu de temps après la naissance du moteur sans balais, les gens ont inventé le moteur à balais à courant continu. En raison de sa structure simple, de sa production et de son traitement faciles, de sa maintenance pratique et de son contrôle facile, le moteur à balais à courant continu est devenu le courant dominant à l'époque une fois sorti.
1887 : Moteur à induction à courant alternatif breveté
En 1887, Nikola Tesla a inventé le moteur à induction AC et l'a breveté avec succès un an plus tard. Il n'était pas adapté aux véhicules routiers, mais a ensuite été modifié par les ingénieurs de Westinghouse. En 1892, le premier moteur à induction pratique a été conçu, suivi d'un rotor rotatif à enroulement de barre, rendant le moteur adapté aux applications automobiles.
1891 : Développement du moteur triphasé
En 1891, General Electric a commencé à développer des moteurs à induction triphasés. Pour tirer parti de la conception du rotor bobiné, GE et Westinghouse ont signé un accord de licence croisée en 1896.
1955 : L'ère des moteurs à courant continu sans balais commence
En 1955, les États-Unis d. Harrison et al. a déposé le premier brevet de remplacement des balais mécaniques des moteurs à courant continu à balais par des circuits de commutation à transistor, ce qui a officiellement marqué la naissance des moteurs à courant continu sans balais modernes. Cependant, il n'y avait pas de dispositif de détection de position du rotor du moteur à ce moment-là, et le moteur n'avait aucune capacité de démarrage.
1962 : Invention du premier moteur CC sans balais (BLDC)
Grâce aux progrès de la technologie à semi-conducteurs au début des années 1960, en 1962, TG Wilson et PH Trickey ont inventé le premier moteur à courant continu sans balais (BLDC), qu'ils ont appelé un "moteur à courant continu à commutation à semi-conducteurs". Un élément clé d'un moteur sans balais est qu'il ne nécessite pas de commutateur physique, ce qui en fait le choix le plus populaire pour les lecteurs de disque d'ordinateur, les robots et les avions.
Ils ont utilisé des éléments Hall pour détecter la position du rotor et contrôler la commutation du courant d'enroulement, ce qui a rendu le moteur à courant continu sans balais pratique, mais limité par la capacité du transistor, la puissance du moteur était relativement faible.
Des années 1970 à aujourd'hui : développement rapide des applications de moteurs à courant continu sans balais
Depuis les années 1970, avec l'émergence de nouveaux dispositifs à semi-conducteurs de puissance (tels que GTR, MOSFET, IGBT, IPM), le développement rapide de la technologie de contrôle par ordinateur (MCU, DSP, nouvelle théorie du contrôle) et le développement rapide de hautes performances rares matériaux à aimants permanents terrestres (tels que le samarium Avec l'avènement du cobalt, NdFeB), le moteur à courant continu sans balais s'est développé rapidement et la capacité n'a cessé d'augmenter.
Après cela, avec l'introduction du moteur à courant continu sans balais mac classic et de son pilote en 1978, et le développement du moteur sans balais à onde carrée et du moteur à courant continu sans balais à onde sinusoïdale dans les années 1980, le moteur sans balais a vraiment commencé à entrer dans la phase pratique et s'est développé rapidement .