モーター制御 - ブラシレス DC（BLDC）モーター
ブラシレス DC（BLDC）モーターは、回転子には永久磁石が、固定子には巻線が付いているため、ブラシ付 DC モーターを裏返しにしたものと見なすことができます。そのため、このモーターにはブラシと整流子がないので、ブラシ付 DC モーターのスパークに伴う欠点がすべて解消されます。
このモーターは、コイルが DC 電源で駆動するため、「DC」モーターと呼ばれます。この DC 電源は、所定のシーケンス・パターンで、さまざまな固定子コイルに印加されます。このプロセスは整流と呼ばれます。ただし、このモーターは本質的には AC モーターであるため、「BLDC」という名称は正しくありません。各コイルの電流は、各電気サイクルの間、正から負に交互に変化します。通常、固定子の構造は突極型であり、印加される整流電圧の波形にできる限り一致するよう、台形波の逆起電力を生成するよう設計されています。ただし、これは実際には非常に困難で、結果として生成される逆起電力の波形は台形波ではなく、正弦波のように見えます。このため、PMSM モーターに使用される多くの制御技法（フィールド・オリエンテッド制御など）が、BLDC モーターにも同様に適用されます。
BLDC のもう 1 つの誤解は、その駆動方法に関連するものです。回転子の位置が駆動中の固定子コイルによって決定される閉ループのステッパー・アプリケーションとは異なり、BLDC モーターでは、駆動中の固定子コイルの位置が回転子の位置によって決定されます。モーターを円滑に動作させるには、固定子の磁束ベクトルの位置を回転子の磁束ベクトルの位置に同期させる必要があります（これを逆にしてはなりません）。これを実現するには、回転子の位置を確認してから、どのコイルを励磁させるか決定する必要があります。この処理を行うには、いくつかの方法が存在しますが、ホール効果センサを使用して回転子の位置を監視するのが最も一般的な方法です。しかし、これらのセンサおよび関連するコネクタとハーネスにより、システムのコストが増加し、信頼性が低下します。
この問題を緩和するにあたり、これらの各センサを排除する技法がいくつか開発されました。その結果、センサレス動作が実現しました。これらの技法のほとんどは、モーターの回転中、固定子巻線の逆起電力の波形から、位置に関する情報を抽出することを前提としています。ただし、モーターが低速で回転している場合、または静止状態にある場合、逆起電力の波形は明瞭に現れないか、全く存在しないので、起電力の検出をベースにした技法は使用できません。この結果、モーターが低速で回転している場合、または停止している場合、他の信号から回転子の位置に関する情報を取得する新しい技法が継続的に開発されてきました。
BLDC モーターは定格効率が非常に高く、通常 90% 範囲半ばの値が得られます。新しいアモルファスの鉄心素材に関する最新の研究によって、この値はさらに高くなり、 100W の範囲では 96% の効率が報告されています。これらのモーターは世界最速を目指して競合中で、一部のモーターは数 10 万 RPM（あるアプリケーションでは 40 万 RPM が報告されている）を達成しました。
最も一般的な BLDC モーターのトポロジでは、三相で構成される固定子構造が使用されます。この結果、図に示すように、標準的な 6 トランジスタ型インバータがパワー・ステージとして最も一般的に使用されます。動作要件（センサ付対 センサレス、整流波対 正弦波、PWM 対 SVM など）に応じて、トランジスタを駆動して目標を達成する方法が多数存在しますが、数が多いので、ここでは説明しません。この場合、PWM ジェネレータ（通常はマイコン内に搭載）の柔軟性に関する要件が非常に厳しくなります。TI のモーター制御プロセッサを使用することで、これらすべての要件を簡単に達成できます。
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