Harjaton DC-moottori ei ole varhaisin tuote, vaan kehitetty harjatun moottorin pohjalta ja sen rakenne on monimutkaisempi kuin harjatun moottorin.
Harjaton DC-moottori koostuu moottorin rungosta ja ohjaimesta. Se eroaa harjatusta tasavirtamoottorista. Hiiliharjattomassa DC-moottorissa ei käytetä mekaanista harjalaitetta, vaan suorakulmaista itseohjautuvaa kestomagneettitahtimoottoria, ja hiilen sijaan käytetään Hall-antureita. Harjakommutaattori käyttää NdFeB:tä roottorin kestomagneettimateriaalina.
Kuitenkin viime vuosisadalla, kun sähkömoottori syntyi, käytännöllinen sähkömoottori valmistettiin harjattomassa muodossa.
1740-luku: Sähkömoottorin keksintö alkaa
Varhaiset sähkökoneiden mallit ilmestyivät ensimmäisen kerran 1740-luvulla skotlantilaisen benediktiiniläismunkin ja tiedemiehen Andrew Gordonin työn kautta. Muut tutkijat, kuten Michael Faraday ja Joseph Henry, jatkoivat aikaisempien sähkökoneiden kehittämistä, kokeilemalla sähkömagneettisia kenttiä ja keksimällä, kuinka sähköenergiaa muutetaan mekaaniseksi energiaksi.
1832: Ensimmäinen kommutoidun tasavirtamoottorin keksintö
Vuonna 1832 brittiläinen fyysikko William Sturgeon keksi ensimmäisen tasavirtamoottorin, joka pystyi tarjoamaan riittävästi tehoa koneiden käyttämiseen, mutta sen käyttö oli erittäin rajoitettua sen alhaisen tehon vuoksi.
1834: Ensimmäisen oikean sähkömoottorin valmistus
Sturgeonin jalanjäljissä Thomas Davenport Vermontista teki historiaa keksiessään ensimmäisen virallisen akkukäyttöisen sähkömoottorin vuonna 1834. Se oli ensimmäinen sähkömoottori, jolla oli tarpeeksi tehoa tehtävän suorittamiseen, ja hänen keksintöään käytettiin pienen painokoneen voimanlähteenä. .
Vuonna 1837 Thomas Davenport ja hänen vaimonsa Emily Davenport saivat ensimmäisen patentin tasavirtamoottorille.
Mutta niiden moottorisuunnittelu kärsii edelleen samoista teho- ja tehokkuusongelmista kuin William Sturgeon. Valitettavasti Thomas meni konkurssiin akkuvirran korkeiden kustannusten vuoksi, eikä kone ollut kaupallisesti saatavilla.
1886: Käytännön tasavirtamoottorin keksintö
Vuonna 1886 esiteltiin ensimmäinen käytännöllinen tasavirtamoottori, joka pystyi pyörimään vakionopeudella vaihtelevalla painolla. Frank Julian Sprague oli sen keksijä, ja juuri tämä moottori toimi katalysaattorina moottoreiden laajalle käytölle teollisissa sovelluksissa.
On syytä mainita, että tämä käytännöllinen moottori käyttää harjatonta muotoa, nimittäin AC-oravahäkki-asynkronista moottoria, joka ei vain eliminoi kipinöitä ja jännitehäviöitä käämien yli, vaan voi myös tuottaa tehoa tasaisella nopeudella. Asynkronisissa moottoreissa on kuitenkin monia ylitsepääsemättömiä vikoja, joten moottoritekniikan kehitys on hidasta.
Pian harjattoman moottorin syntymän jälkeen ihmiset keksivät DC-harjamoottorin. Yksinkertaisen rakenteensa, helpon valmistuksensa ja käsittelynsä, kätevän huollon ja helpon hallinnan ansiosta DC-harjamoottorista tuli tuolloin valtavirta, kun se ilmestyi.
1887: AC-oikosulkumoottori patentoitu
Vuonna 1887 Nikola Tesla keksi AC-oikosulkumoottorin ja patentoi sen menestyksekkäästi vuotta myöhemmin. Se ei sovellu maantieajoneuvoihin, mutta Westinghousen insinöörit muuttivat sitä myöhemmin. Vuonna 1892 suunniteltiin ensimmäinen käytännöllinen oikosulkumoottori, jota seurasi pyörivä tankokäämitysroottori, mikä teki moottorista sopivan autokäyttöön.
1891: Kolmivaihemoottorin kehittäminen
Vuonna 1891 General Electric alkoi kehittää kolmivaiheisia induktiomoottoreita. Hyödyntämään kierretyn roottorin suunnittelua GE ja Westinghouse allekirjoittivat ristiinlisensointisopimuksen vuonna 1896.
1955: Harjattomien tasavirtamoottoreiden aikakausi alkaa
Vuonna 1955 Yhdysvallat d. Harrison et ai. haki ensimmäistä patenttia harjattujen tasavirtamoottoreiden mekaanisten harjojen korvaamisesta transistorikommutointipiireillä, mikä merkitsi virallisesti nykyaikaisten harjattomien DC-moottorien syntyä. Tuolloin ei kuitenkaan ollut moottorin roottorin asennon tunnistuslaitetta, eikä moottorilla ollut käynnistyskykyä.
1962: Ensimmäinen harjaton DC (BLDC) -moottori keksittiin
1960-luvun alussa tapahtuneen puolijohdetekniikan edistyksen ansiosta TG Wilson ja PH Trickey keksivät vuonna 1962 ensimmäisen harjattoman tasavirtamoottorin (BLDC), jota he kutsuivat "tasavirtamoottoriksi solid-state kommutaatiolla". Harjattoman moottorin avaintekijä on, että se ei vaadi fyysistä kommutaattoria, joten se on suosituin valinta tietokoneiden levyasemiin, robotteihin ja lentokoneisiin.
He käyttivät Hall-elementtejä havaitsemaan roottorin asentoa ja ohjaamaan käämivirran kommutaatiota, mikä teki harjattomasta tasavirtamoottorista käytännöllisen, mutta transistorin kapasiteetin rajoittamana moottorin teho oli suhteellisen pieni.
1970-luvulta tähän hetkeen: Harjattomien tasavirtamoottorisovellusten nopea kehitys
1970-luvulta lähtien uusien tehopuolijohdelaitteiden (kuten GTR, MOSFET, IGBT, IPM), tietokoneohjaustekniikan (MCU, DSP, uusi ohjausteoria) nopea kehitys ja korkean suorituskyvyn harvinaisten laitteiden nopea kehitys. maaperäiset kestomagneettimateriaalit (kuten samarium) Koboltin, NdFeB:n, myötä harjaton tasavirtamoottori on kehittynyt nopeasti ja kapasiteetti on jatkanut kasvuaan.
Sen jälkeen, kun mac-klassikko harjaton tasavirtamoottori ja sen ajuri esiteltiin vuonna 1978, ja neliaaltoharjaton moottori ja siniaaltoharjaton tasavirtamoottori kehitettiin 1980-luvulla, harjaton moottori alkoi todella siirtyä käytännön vaiheeseen ja kehittyi nopeasti. .