Khám phá
Động cơ không chổi than là gì? Ưu nhược điểm của loại động cơ này
Động cơ không chổi than là một trong những loại động cơ phổ biến trên thiết bị máy móc hiện nay. Vậy loại động cơ không chổi than là gì? Vì sao chúng lại được ưa chuộng đến vậy? Hãy cùng HTeBike tìm hiểu lý do nhé!
Động cơ không chổi than là gì?
Động cơ không chổi than là một loại động cơ điện, thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử và ứng dụng công nghiệp. Khác với động cơ có chổi than thông thường, động cơ không chổi than thường sử dụng các hệ thống điều khiển điện tử để điều khiển dòng điện và tạo ra từ trường từ nam châm để tạo lực đẩy và xoay rotor. Điều này giúp giảm ma sát, nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của động cơ.
Các loại động cơ không chổi than phổ biến bao gồm động cơ DC không chổi than (brushless DC motor hoặc BLDC motor) và động cơ xoay AC không chổi than (synchronous motor). Cả hai loại đều có ưu điểm về độ bền, hiệu suất cao và ít bảo trì hơn so với động cơ có chổi than truyền thống.
Cấu tạo của động cơ
Những bộ phận cơ bản cấu tạo nên động cơ không chổi than bao gồm:
- Stator (Bộ tĩnh): Chứa các cực từ và được cố định trong vòng quay. Các cuộn dây quấn trên stator tạo ra một trường từ khi dòng điện chạy qua chúng.
- Rotor (Bộ quay): Có cấu tạo và công dụng tương tự với những động cơ nam châm vĩnh cửu khác.
- Cảm biến vị trí (Hall sensors): Nhằm theo dõi vị trí của rotor trong quá trình quay. Thông tin từ cảm biến này được sử dụng để đồng bộ hóa dòng điện đưa vào các cuộn dây trên stator và giữ cho rotor quay theo hướng mong muốn.
- Đối tác (Controller): Một bộ điều khiển điện tử hoặc vi xử lý được sử dụng để đọc thông tin từ cảm biến vị trí và điều khiển dòng điện vào các cuộn dây trên stator để duy trì quay động cơ.
- Vòng bi: Có tác dụng giảm ma sát và giữ chuyển động quay mượt mà của rotor.
- Trục quay: Là trục nối với rotor và chịu trách nhiệm truyền động chuyển động từ động cơ đến thiết bị hoặc máy móc khác.
Nguyên lý hoạt động
Tên gọi của động cơ này cũng nói lên một phần nguyên lý hoạt động của nó. Động cơ không chổi than khi hoạt động sẽ không sử dụng chổi than để truyền dòng điện qua cổ góp và chạy vào các cuộn dây trên rotor như động cơ chổi than thông thường.
Thay vào đó, rotor chính là một nam châm vĩnh cửu, nó có những cuộn dây không quay và được cố định vào vị trí ở trên stator; do những cuộn dây này không chuyển động nên người ta không cần đến chổi than cũng như cổ góp.
Khi điều chỉnh độ lớn kết hợp hướng dòng điện chạy vào những cuộn dây này, người ta sẽ điều khiển được chuyển động quay của nam châm vĩnh cửu.
Ưu điểm và nhược điểm của động cơ không chổi than
Những ưu điểm nổi trội của động cơ không chổi than khiến loại động cơ này được ứng dụng nhiều trong cuộc sống có thể kể đến như:
- Hiệu suất cao 85-90%, vận hành nhẹ nhàng, êm ái dù ở vận tốc thấp hay cao.
- Có khả năng kiểm soát tốt hoạt động của mình, sử dụng cơ chế phản hồi nhằm phân phối được chính xác mô men xoắn và tốc độ quay mà người dùng mong muốn, thích hợp cho những ứng dụng tốc độ cao (trên 10.000r/min).
- Có thể tăng tốc độ và giảm tốc độ trong một khoảng thời gian ngắn.
- Mức tiêu thụ năng lượng thấp và ít sinh nhiệt, giúp kéo dài tuổi thọ, sức bền của động cơ.
- Có độ bền cao và ít tạo ra tiếng ồn điện (là kết quả của các tia lửa điện mạnh, thường xuyên xuất hiện tại các khu vực mà chiếc chổi than đi qua các khe hở bên trong cổ góp). Vì vậy động cơ không chổi than thường được coi là phù hợp hơn đối với các ứng dụng cần tránh tình trạng nhiễu điện.
- Kết cấu gọn.
- Tiết kiệm chi phí bảo trì, thay thế chổi than và vành trượt.
Nhược điểm của động cơ không chổi than đó là cấu tạo chính của động cơ gồm nam châm vĩnh cửu và cảm biến vị trí (Hall sensors) có giá thành tương đối cao, nên loại động cơ này cũng khó phổ biến trên nhiều sản phẩm. Đồng thời xu hướng sử dụng động cơ không chổi than ở thời điểm hiện nay đang ngày một gia tăng nên giá thành cũng có xu hướng tăng theo.
Ứng dụng của động cơ không chổi than trong đời sống
Với những ưu điểm nổi trội kể trên, động cơ không chổi than được ứng dụng khá nhiều trong cuộc sống hàng ngày, đặc biệt là ở những thiết bị đòi hỏi độ bền cũng như độ tin cậy cao. Một vài lĩnh vực ứng dụng động cơ không chổi than có thể kể đến như:
Công nghiệp
Động cơ không chổi than được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị công nghiệp như máy nén khí, máy bơm, cổng tự động, máy kéo, máy gia công CNC và các thiết bị tự động hóa công nghiệp khác.
Điều khiển tự động
Được sử dụng rộng rãi trong các loại robot lắp ráp công nghiệp, robot gia dụng,…để cung cấp sức mạnh và kiểm soát độ chính xác.
Giao thông vận tải
Trong lĩnh vực giao thông vận tải, động cơ không chổi than được sử dụng trong hệ thống động cơ xe điện, tàu điện, và các hệ thống động cơ điện khác trong ngành hàng hải.
Thiết bị gia dụng
Động cơ không chổi than được sử dụng trong các máy nén điều hòa không khí để tạo ra luồng khí lạnh. Ngoài ra chúng còn được sử dụng trong những thiết bị gia dụng khác như máy giặt, tủ lạnh, máy sưởi,…
Dụng cụ điện cầm tay
Những dụng cụ điện cầm tay như máy khoan, máy cắt,…là cũng đều ứng dụng loại động cơ này vì khả năng kiểm soát tốc độ tốt và hiệu suất cao.
Năng lượng tái tạo
Động cơ AC không chổi than cũng được sử dụng trong các ứng dụng năng lượng tái tạo như hệ thống điện mặt trời và hệ thống điện gió.
Hệ thống cơ điện tự động
Ngoài ra, chúng còn được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống cơ điện tự động như cổng tự động, van tự động, và các ứng dụng tự động khác.
Hy vọng những chia sẻ trên đây của HTeBike về động cơ không chổi than đã giúp bạn đã hiểu thêm về loại động cơ này. Việc kiểm soát cẩn thận, kỹ lưỡng là điều cần thiết để bạn có thể tận dụng hết được tiềm năng của chúng.
EN
FR