単方向の「パルス直流」でステータコイルを交互に励磁し、ステップ式の回転磁界を発生させてローターを継続的に回転させます。ブラシレスモーターの動作原理の視覚的な図解と制御。
すべての磁石には両端があり、それぞれN極（北極/赤）とS極（南極/青）と呼ばれます。
2つの磁極が近づくと：
• 同じ極は押し合う（同極反発）：N極とN極、またはS極とS極は、互いに嫌って押し合います。
• 異なる極はくっつく（異極吸着）：N極とS極が合わさると、親友のようにしっかりと吸着します。
通常の銅線コイルに通電すると、瞬時に電磁石に変わります。スイッチを制御することで、磁力をいつでも発生させ、いつでも消すことができます。モーターは、これらのスイッチ可能な電磁石を利用して、中心の磁石を継続的に引き寄せて回転させます。
このモデルでは、ステータの3つのコイル（A、B、C）にそれぞれスイッチ（MOSFET）が接続されています。外部入力は純直流電源（VCC）です。マイクロコントローラ（MCU）によって特定のタイミングシーケンスでスイッチを交互にオンにすることで、直流電流がパルス状に単一方向に各相コイルを流れます。各コイルに通電されると、N極固定の電磁石となり、ローターのS極を順次引き寄せて整列させ、連続回転を実現します。
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| ステップ | ローター角度 | MOS A (コイル A) | MOS B (コイル B) | MOS C (コイル C) | 磁界方向 | 電流タイプ |
|---|
従来のACブラシレスモーターは、コイルの電流方向を交互に切り替えることで、電極に「N極とS極の切り替え」を発生させます。一方、単極ブラシレスモーターでは、各コイルの極性は固定（N極のみ発生）されています。正負極を切り替える必要はなく、順に「A通電 -> A遮断/B通電 -> B遮断/C通電」とするだけで、異なる位置の磁界信号灯を順に点灯させるようなものです。ローターのS極は異極吸着により、順次点灯するステータ磁界に引き寄せられて特定の方向に回転します。
3ステップの整歩モードでは、コイルを切り替えるたびにローター磁界が120°跳び、ステップ角が大きすぎるため振動が激しくなります。半歩モードは「双相通電」状態を導入します。コイルAとBが同時に通電すると、磁界が重なり合い、両極の中間（60°）に合成磁界が発生します。これにより、ステップ角が120°から60°へと半分に短縮され、計6ステップとなります。回転は整歩モードよりも明らかに滑らかで微細になります。
単極パルス直流駆動回路は極めて単純ですが、どの瞬間においてもモーター巻線の2/3が完全にアイドル状態であり、銅線巻線が双方向に利用されないため、電力密度と材料利用率が極めて低くなります。現代の主流なブラシレスモーターでは、コイル内を真の双方向交流（三相正弦波交流）が流れ、ステータコイルが常に100%利用されるため、効率が非常に高く、トルクが極めて滑らかです。
ステータコイルは高インダクタンス負荷です。MOSFETが突然オフになると、コイルを流れていた電流は瞬時に消えることができず、極めて高い過渡逆起電力（数百ボルトに達することもある）が発生し、MOSFETチップを容易に破損させます。各コイルに並列接続された還流ダイオードは、これらの残留エネルギーの放電経路を提供し、電流をダイオードとコイル内で循環減衰させ、駆動回路の安全を確保します。
この実演ツールは、電気工学、自動化、メカトロニクスなどの関連専門分野の補助教材として最適です。教員はこのインタラクティブモデルを使用して、ステータコイルの励磁、MOSFETスイッチの切り替え、単極パルス直流のフロー、および永久磁石ローターがステップ磁界内でどのように回転するかを生き生きと実演でき、退屈な数式導出を省いて学生が素早く直感的な理解を確立するのを助けます。
ページにはわかりやすい「磁石の秘密」基礎知識カードが用意されています。生き生きとした極性比較を通じて、物理の基礎がない小中学生や科学愛好家でも、「異なる極は引き合い、同じ極は反発する」ことや「通電された電線が磁石になる」科学の神秘を素早く直感的に理解でき、電磁気学の優れたインタラクティブ実験ツールとなります。
リアルタイムに同期した「単極パルス直流駆動回路図」は、MOSFETへのMCU制御信号、還流ダイオードの電圧減衰経路、およびコイルインダクタ内の marching-ants 动态電流の動きを視覚的に示し、ハードウェアエンジニアがシンプルなパルス直流モーターの基本ロジックを素早く整理するのを助けます。
開発者は、3ステップ整歩モードと6ステップ半歩モードのタイミング切り替えを観察することで、ブラシレスモーターを駆動する際のマイクロコントローラのIOタイミングロジックを学習できます。真値表の高低レベルの変化を通じて、モーター制御アルゴリズムの基本的なワークフローを深く理解できます。
中国語、英語、日本語など30の主要言語をサポート。すべてのUIテキストは現在のページでシームレスに切り替えられ、グローバルな学習者にとって便利です。
「単相整歩モード（3ステップ）」と「単双相半歩モード（6ステップ）」の一クリック切り替えを提供し、ステップ角を120°から60°に細分化することがモーター回転の滑らかさにどのように貢献するかを視覚的に示します。
自動実行と手動シングルステップ（戻る/進む/リセット）をサポートし、再生速度を無段階（0.3秒〜2.5秒/ステップ）で調整可能で、各ステップの電極と磁界の状態を詳細に分析するのに便利です。
ローターの偏向、ステータコイルの磁気発光、回路図内の対応するMOSFETスイッチインジケータ、および三相コイル内の電流の流れる方向がリアルタイムで完全に連動し、見たままの動作を提供します。
真値表は現在のステップと連動してハイライトされます。タイムライン上の任意のノードを直接クリックして、静的分析のために対応する状態に瞬時にジャンプできます。
ダーク/ライトのミニマルなビジュアルテーマをワンクリックで切り替えられ、localStorageを利用してユーザーのテーマ設定を自動的に記憶し、繰り返し学習の際の視覚的な快適性を向上させます。