1. Động cơ DC chổi than
Trong động cơ chổi than, điều này được thực hiện bằng một công tắc quay trên trục động cơ được gọi là bộ góp điện. Nó bao gồm một xi lanh quay hoặc đĩa được chia thành nhiều đoạn tiếp xúc kim loại trên rôto. Các đoạn được kết nối với các cuộn dây dẫn điện trên rôto. Hai hoặc nhiều tiếp điểm cố định được gọi là chổi than, được làm bằng vật dẫn điện mềm như than chì, ép vào bộ góp điện, tạo ra tiếp xúc điện trượt với các đoạn liên tiếp khi rôto quay. Các chổi than cung cấp dòng điện một cách có chọn lọc cho các cuộn dây. Khi rôto quay, bộ góp điện chọn các cuộn dây khác nhau và dòng điện định hướng được áp dụng cho một cuộn dây nhất định sao cho từ trường của rôto vẫn không thẳng hàng với stato và tạo ra mô-men xoắn theo một hướng.
2. Động cơ DC không chổi than
Trong động cơ DC không chổi than, một hệ thống servo điện tử thay thế các tiếp điểm bộ chuyển mạch cơ học. Một cảm biến điện tử phát hiện góc của rôto và điều khiển các công tắc bán dẫn như bóng bán dẫn chuyển đổi dòng điện qua các cuộn dây, đảo ngược hướng dòng điện hoặc, trong một số động cơ, tắt dòng điện, ở góc chính xác để nam châm điện tạo ra mô-men xoắn theo một hướng. Việc loại bỏ tiếp điểm trượt cho phép động cơ không chổi than có ít ma sát hơn và tuổi thọ dài hơn; tuổi thọ làm việc của chúng chỉ bị giới hạn bởi tuổi thọ của ổ trục.
Động cơ DC chổi than tạo ra mô-men xoắn cực đại khi đứng yên, giảm tuyến tính khi vận tốc tăng. Một số hạn chế của động cơ chổi than có thể được khắc phục bằng động cơ không chổi than; chúng bao gồm hiệu suất cao hơn và khả năng bị mài mòn cơ học thấp hơn. Những lợi ích này phải trả giá bằng thiết bị điện tử điều khiển có khả năng kém chắc chắn hơn, phức tạp hơn và đắt tiền hơn.
Một động cơ không chổi than thông thường có nam châm vĩnh cửu quay quanh một phần ứng cố định, loại bỏ các vấn đề liên quan đến việc kết nối dòng điện với phần ứng chuyển động. Một bộ điều khiển điện tử thay thế cụm bộ phận chuyển mạch của động cơ DC chổi than, liên tục chuyển pha sang các cuộn dây để giữ cho động cơ quay. Bộ điều khiển thực hiện phân phối điện theo thời gian tương tự bằng cách sử dụng mạch bán dẫn thay vì hệ thống bộ phận chuyển mạch.
Động cơ không chổi than có một số ưu điểm so với động cơ DC có chổi than, bao gồm tỷ lệ mô-men xoắn trên trọng lượng cao, hiệu suất tăng lên tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn trên mỗi watt, độ tin cậy tăng lên, tiếng ồn giảm, tuổi thọ dài hơn bằng cách loại bỏ sự ăn mòn chổi than và bộ góp điện, loại bỏ tia lửa ion hóa từ
bộ góp điện, và giảm nhiễu điện từ (EMI) nói chung. Không có cuộn dây trên rotor, chúng không phải chịu lực ly tâm, và vì các cuộn dây được vỏ đỡ nên chúng có thể được làm mát bằng dẫn điện, không cần luồng khí bên trong động cơ để làm mát. Điều này có nghĩa là các bộ phận bên trong của động cơ có thể được bao bọc hoàn toàn và được bảo vệ khỏi bụi bẩn hoặc các vật lạ khác.
Chuyển mạch động cơ không chổi than có thể được thực hiện trong phần mềm bằng cách sử dụng vi điều khiển hoặc có thể được thực hiện bằng cách sử dụng mạch tương tự hoặc kỹ thuật số. Chuyển mạch bằng thiết bị điện tử thay vì chổi than cho phép linh hoạt hơn và có nhiều khả năng hơn mà động cơ DC có chổi than không có, bao gồm giới hạn tốc độ, hoạt động vi bước để điều khiển chuyển động chậm và chính xác, và mô-men xoắn giữ khi đứng yên. Phần mềm điều khiển có thể được tùy chỉnh cho động cơ cụ thể đang được sử dụng trong ứng dụng, mang lại hiệu quả chuyển mạch cao hơn.
Công suất tối đa có thể áp dụng cho động cơ không chổi than hầu như chỉ bị giới hạn bởi nhiệt;[cần dẫn nguồn] nhiệt độ quá cao sẽ làm yếu nam châm và làm hỏng lớp cách điện của cuộn dây.
Khi chuyển đổi điện thành năng lượng cơ học, động cơ không chổi than hiệu quả hơn động cơ có chổi than chủ yếu là do không có chổi than, giúp giảm tổn thất năng lượng cơ học do ma sát. Hiệu suất tăng cường lớn nhất ở vùng không tải và tải thấp của đường cong hiệu suất động cơ.
Môi trường và yêu cầu mà nhà sản xuất sử dụng động cơ DC không chổi than bao gồm hoạt động không cần bảo dưỡng, tốc độ cao và hoạt động ở nơi có tia lửa điện nguy hiểm (tức là môi trường dễ nổ) hoặc có thể ảnh hưởng đến thiết bị điện tử nhạy cảm.
Cấu tạo của động cơ không chổi than giống với động cơ bước, nhưng các động cơ này có những điểm khác biệt quan trọng do sự khác biệt trong cách triển khai và vận hành. Trong khi động cơ bước thường dừng lại khi rô-to ở vị trí góc xác định, động cơ không chổi than thường được thiết kế để tạo ra vòng quay liên tục. Cả hai loại động cơ đều có thể có cảm biến vị trí rô-to để phản hồi bên trong. Cả động cơ bước và động cơ không chổi than được thiết kế tốt đều có thể giữ mô-men xoắn hữu hạn ở tốc độ vòng quay bằng 0.
Thời gian đăng: 08-03-2023
