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 chuyển mạch. Nó bao gồm một xi lanh hoặc đĩa quay được chia thành nhiều đoạn tiếp xúc kim loại trên rôto. Các đoạn này được kết nối với các cuộn dây dẫn điện trên rôto. Hai hoặc nhiều tiếp điểm tĩnh gọi là chổi than, được làm bằng vật liệu dẫn điện mềm như than chì, ép vào bộ chuyển mạch, tạo ra tiếp xúc điện trượt với các đoạn tiếp theo khi rôto quay. Chổi than cung cấp dòng điện một cách chọn lọc cho các cuộn dây. Khi rôto quay, bộ chuyển mạch sẽ 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 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 cơ học của bộ chuyển mạch. Một cảm biến điện tử phát hiện góc của rotor và điều khiển các công tắc bán dẫn như transistor, đóng vai trò chuyển đổi dòng điện qua các cuộn dây, đảo ngược hướng dòng điện hoặc, trong một số động cơ, tắt dòng điện theo đúng góc 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 ít ma sát hơn và kéo dài tuổi thọ; tuổi thọ hoạt động 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; bao gồm hiệu suất cao hơn và ít bị mài mòn cơ học hơn. Những lợi ích này đi kèm với chi phí điện tử điều khiển có thể kém bền bỉ hơn, phức tạp hơn và đắt đỏ hơn.
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. Bộ điều khiển điện tử thay thế cụm 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 chuyển mạch.
Động cơ không chổi than có nhiều ưu điểm hơn 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 chuyển mạch và giảm nhiễu điện từ (EMI) tổng thể. Do không có cuộn dây trên rotor, chúng không chịu tác động của lực ly tâm, và vì các cuộn dây được đỡ bởi vỏ máy, chúng có thể được làm mát bằng dẫn nhiệt, không cần luồng khí bên trong động cơ để làm mát. Điều này có nghĩa là các bộ phận bên trong động cơ có thể được bao bọc hoàn toàn và được bảo vệ khỏi bụi bẩn hoặc các vật lạ khác.
Việc chuyển mạch động cơ không chổi than có thể được thực hiện bằng phần mềm sử dụng vi điều khiển, hoặc có thể được thực hiện bằng mạch analog hoặc kỹ thuật số. Việc chuyển mạch bằng mạch điện tử thay vì chổi than mang lại tính linh hoạt cao hơn và các khả năng mà động cơ DC chổi than không có, bao gồm giới hạn tốc độ, thao tác 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 suất 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 năng thành cơ năng, động cơ không chổi than hiệu quả hơn động cơ chổi than chủ yếu nhờ việc không có chổi than, giúp giảm tổn thất năng lượng cơ học do ma sát. Hiệu suất tăng cường cao nhất ở vùng không tải và tải thấp trên đường cong hiệu suất của 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 phát ra 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 tương tự như động cơ bước, nhưng chúng có những khác biệt quan trọng do sự khác biệt về cách triển khai và vận hành. Trong khi động cơ bước thường dừng lại khi rotor ở một vị trí góc xác định, động cơ không chổi than thường được thiết kế để tạo ra chuyển động quay liên tục. Cả hai loại động cơ đều có thể có cảm biến vị trí rotor để phản hồi bên trong. Cả động cơ bước và động cơ không chổi than được thiết kế tốt đều có thể duy trì mô-men xoắn hữu hạn ở tốc độ 0 vòng/phút.
Thời gian đăng: 08-03-2023
