Động cơ DC không chổi than không phải là sản phẩm ra đời sớm nhất, nhưng được phát triển dựa trên nền tảng của động cơ có chổi than, và cấu tạo của nó phức tạp hơn so với động cơ có chổi than.
Động cơ DC không chổi than bao gồm một thân động cơ và một trình điều khiển. Nó khác với động cơ DC có chổi than. Động cơ DC không chổi than không sử dụng thiết bị chổi than cơ học mà sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu tự điều khiển sóng vuông, và các cảm biến Hall được sử dụng thay vì carbon. Cổ góp chổi than sử dụng NdFeB làm vật liệu nam châm vĩnh cửu của rôto.
Tuy nhiên, trở lại thế kỷ trước, khi động cơ điện ra đời, động cơ điện thực tế được sản xuất ở dạng không chổi than.
Những năm 1740: Sự phát minh ra động cơ điện bắt đầu
Các mô hình ban đầu của máy điện lần đầu tiên xuất hiện vào những năm 1740 thông qua công trình của nhà khoa học và tu sĩ người Scotland Benedictine Andrew Gordon. Các nhà khoa học khác, chẳng hạn như Michael Faraday và Joseph Henry, tiếp tục phát triển các máy điện trước đó, thử nghiệm với trường điện từ và khám phá cách chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học.
1832: Phát minh ra động cơ điện một chiều chuyển mạch đầu tiên
Năm 1832, nhà vật lý người Anh William Sturgeon đã phát minh ra động cơ điện một chiều đầu tiên có thể cung cấp đủ năng lượng để vận hành máy móc, nhưng ứng dụng của nó bị hạn chế nghiêm trọng do công suất đầu ra thấp.
1834: Sản xuất động cơ điện thực sự đầu tiên
Theo bước chân của Sturgeon, Thomas Davenport ở Vermont đã làm nên lịch sử khi ông phát minh ra động cơ điện chạy bằng pin chính thức đầu tiên vào năm 1834. Đây là động cơ điện đầu tiên có đủ năng lượng để thực hiện nhiệm vụ và phát minh của ông được sử dụng để cung cấp năng lượng cho một máy in nhỏ. .
Năm 1837, Thomas Davenport và vợ là Emily Davenport đã nhận được bằng sáng chế đầu tiên cho động cơ DC.
Nhưng thiết kế động cơ của họ vẫn gặp phải các vấn đề về công suất và hiệu suất giống như của William Sturgeon. Và thật không may, do chi phí pin quá cao, Thomas đã phá sản và chiếc máy không được bán trên thị trường.
1886: Phát minh ra động cơ DC thực tế
Năm 1886, động cơ điện một chiều thực tế đầu tiên có thể chạy ở tốc độ không đổi với trọng lượng thay đổi được giới thiệu. Frank Julian Sprague là người phát minh ra nó, và chính động cơ này đã cung cấp chất xúc tác cho việc sử dụng rộng rãi động cơ trong các ứng dụng công nghiệp.
Điều đáng nói là động cơ thực tế này sử dụng dạng không chổi than, cụ thể là động cơ không đồng bộ xoay chiều lồng sóc, không chỉ loại bỏ tia lửa và tổn thất điện áp trên các cuộn dây mà còn có thể cung cấp năng lượng ở tốc độ không đổi. Tuy nhiên, động cơ không đồng bộ có nhiều khuyết tật không thể khắc phục được, do đó sự phát triển của công nghệ động cơ còn chậm.
Ngay sau khi động cơ chổi than ra đời, người ta đã phát minh ra động cơ chổi than DC. Do cấu trúc đơn giản, dễ dàng sản xuất và chế biến, bảo trì thuận tiện và điều khiển dễ dàng, động cơ chổi than DC đã trở thành xu hướng chủ đạo vào thời điểm đó khi nó ra mắt.
1887: Động cơ cảm ứng AC được cấp bằng sáng chế
Năm 1887, Nikola Tesla đã phát minh ra động cơ cảm ứng AC và được cấp bằng sáng chế thành công một năm sau đó. Nó không phù hợp với các phương tiện giao thông đường bộ, nhưng sau đó đã được các kỹ sư của Westinghouse sửa đổi. Năm 1892, động cơ cảm ứng thực tế đầu tiên được thiết kế, tiếp theo là rôto dây quấn dạng thanh quay, làm cho động cơ này phù hợp với các ứng dụng ô tô.
1891: Phát triển động cơ ba pha
Năm 1891, General Electric bắt đầu phát triển động cơ cảm ứng ba pha. Để tận dụng lợi thế của thiết kế rôto dây quấn, GE và Westinghouse đã ký một thỏa thuận cấp phép chéo vào năm 1896.
Năm 1955: Kỷ nguyên của động cơ DC không chổi than bắt đầu
Năm 1955, Hoa Kỳ d. Harrison và cộng sự. xin cấp bằng sáng chế đầu tiên về việc thay thế chổi cơ của động cơ điện một chiều có chổi than bằng mạch chuyển mạch bán dẫn, chính thức đánh dấu sự ra đời của động cơ điện một chiều không chổi than hiện đại. Tuy nhiên, lúc đó không có thiết bị phát hiện vị trí rôto động cơ và động cơ không có khả năng khởi động.
Năm 1962: Phát minh ra động cơ DC (BLDC) không chổi than đầu tiên
Nhờ những tiến bộ trong công nghệ trạng thái rắn vào đầu những năm 1960, vào năm 1962, TG Wilson và PH Trickey đã phát minh ra động cơ DC (BLDC) không chổi than đầu tiên, họ gọi là "động cơ DC có giao hoán trạng thái rắn". Yếu tố quan trọng của động cơ không chổi than là nó không yêu cầu cổ góp vật lý, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến nhất cho ổ đĩa máy tính, rô bốt và máy bay.
Họ sử dụng các phần tử Hall để phát hiện vị trí rôto và điều khiển sự đổi chiều của dòng điện cuộn dây, điều này làm cho động cơ DC không chổi than trở nên thực tế, nhưng bị giới hạn bởi công suất bóng bán dẫn, công suất động cơ tương đối nhỏ.
Những năm 1970 đến nay: Sự phát triển nhanh chóng của các ứng dụng động cơ DC không chổi than
Từ những năm 1970, với sự xuất hiện của các thiết bị bán dẫn công suất mới (như GTR, MOSFET, IGBT, IPM), sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điều khiển máy tính (MCU, DSP, lý thuyết điều khiển mới), và sự phát triển nhanh chóng của hiệu suất cao hiếm có. vật liệu nam châm vĩnh cửu trái đất (chẳng hạn như samarium Với sự ra đời của coban, NdFeB), động cơ một chiều không chổi than đã phát triển nhanh chóng và công suất tiếp tục tăng lên.
Sau đó, với sự ra đời của động cơ DC không chổi than mac cổ điển và trình điều khiển của nó vào năm 1978, và sự phát triển của động cơ không chổi than sóng vuông và động cơ DC không chổi than sóng sin vào những năm 1980, động cơ không chổi than thực sự bắt đầu bước vào giai đoạn thực tiễn và phát triển nhanh chóng .