ブラシレスモーターの中身 — 磁界はどうやってローターを回し続けるのか
This is a cross-section of a brushless DC motor (BLDC). The three coils around the outside are the stator. The bar magnet in the middle is the rotor. When a coil pair is switched on, one stator tooth becomes N and another becomes S. Their combined field pushes and pulls the rotor until it lines up. Then the torque drops to zero.
To keep turning, the circuit must switch the current to the next phase pair at the right moment, so the magnetic field always stays ahead of the rotor. This switching is called commutation.
これはブラシレスDCモーター(BLDC)の断面です。外側の3つのコイルが ステータ(固定子)、中央の棒磁石がローター(回転子)です。コイルのペアを ONにすると、一方の歯がN極、もう一方がS極になり、その合成磁界がローターを押し引きします。 向きが揃うとトルクはゼロになります。回り続けるには、 ちょうど良いタイミングで電流を次の相ペアへ切り替え、磁界をローターより常に 少し前に保つ必要があります。この切り替えを転流(commutation)と呼びます。
■ aligned · stalled
The energized stator N/S pair creates a resultant field. The rotor feels torque only while its magnet is not aligned with that field. Turning means the field must jump to the next field position just before the rotor catches up. In this 3-phase motor, each switch moves the field 60°, so six switches make one full turn.
通電したステータのN/Sペアが合成磁界を作ります。ローターはその磁界と まだ揃っていない間だけトルクを受けます。回し続けるには、ローターが 追いつく直前に磁界を次の位置へ60°ずつ進めます。6回の切り替えで1回転です。
A brushed motor switches the current by mechanical contact — the brush and commutator. A brushless motor has no brushes. Instead, small magnetic Hall sensors report the rotor angle, and a simple circuit decides which phase pair to energise next. No part rubs, so nothing wears out.
ブラシ付きは機械接点(ブラシと整流子)で電流を切り替えます。ブラシレスは ホールセンサで角度を読み、回路が次に通電する相ペアを決めます。擦れる部品が無く摩耗しません。
Turning force is strongest when the field points about 90° ahead of the rotor — that is where sin(lead) is largest. Watch the Torque readout: in Run mode the sensor keeps the lead near 90°, so the torque never drops to zero.
回す力は磁界がローターの約90°前を向くとき最大になります(sin が最大)。Runモードでは センサがリード角を約90°に保つので、トルクがゼロになりません。