1. Động cơ DC chổi than
Trong động cơ chổi than, điều này được thực hiện bằng một công tắc xoay trên trục động cơ gọi là cổ góp. Nó bao gồm một hình trụ hoặc đĩa quay được chia thành nhiều đoạn tiếp xúc kim loại trên rôto. Các đoạn này được nối với các cuộn dây dẫn trên rôto. Hai hoặc nhiều điểm tiếp xúc cố định gọi là chổi than, được làm bằng chất dẫn điện mềm như than chì, ép vào cổ góp, tạo ra tiếp xúc điện trượt với các đoạn liên tiếp khi rôto quay. Chổi than cung cấp dòng điện một cách chọn lọc cho các cuộn dây. Khi rôto quay, cổ góp chọn các cuộn dây khác nhau và dòng điện định hướng được cấp cho một cuộn dây nhất định sao cho từ trường của rôto vẫn lệch hướng với stato và tạo ra mômen xoắn theo một hướng.
2. Động cơ DC không chổi than
Trong động cơ DC không chổi than, hệ thống servo điện tử thay thế các tiếp điểm cổ góp cơ khí. Một cảm biến điện tử phát hiện góc quay của rôto và điều khiển các công tắc bán dẫn như transistor, chuyển mạch dòng điện qua các cuộn dây, đảo chiều 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 ma sát thấp hơn và tuổi thọ cao hơn; tuổi thọ hoạt động của chúng chỉ bị giới hạn bởi tuổi thọ của ổ bi.
Động cơ DC chổi than tạo ra mô-men xoắn cực đại khi đứng yên, và 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 chống mài mòn cơ học thấp hơn. Những lợi ích này đi kèm với chi phí là hệ thống điện tử điều khiển có thể kém bền hơn, phức tạp hơn và đắt tiền hơn.
Động cơ không chổi than điển hình có nam châm vĩnh cửu quay quanh phần ứng cố định, loại bỏ các vấn đề liên quan đến việc cấp dòng điện cho phần ứng chuyển động. Bộ điều khiển điện tử thay thế cụm cổ góp của động cơ DC có chổi than, vốn liên tục chuyển pha cho các cuộn dây để giữ cho động cơ quay. Bộ điều khiển thực hiện việc phân phối công suất theo thời gian tương tự bằng cách sử dụng mạch bán dẫn thay vì hệ thống cổ góp.
Động cơ không chổi than mang lại nhiều ưu điểm so với động cơ DC có chổi than, bao gồm tỷ lệ mô-men xoắn trên trọng lượng cao, hiệu suất tăng tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn trên mỗi watt, độ tin cậy cao hơn, giảm tiếng ồn, tuổi thọ cao hơn do loại bỏ sự ăn mòn chổi than và cổ góp, loại bỏ tia lửa điện ion hóa.
thiết kế này giúp giảm thiểu đáng kể hiện tượng nhiễu điện từ (EMI) do không có cuộn dây trên rôto. Vì rôto không chịu tác động của lực ly tâm, và do 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 đồng nghĩa với việc các bộ phận bên trong động cơ có thể được bao kín hoàn toàn và bảo vệ khỏi bụi bẩn hoặc các vật lạ khác.
Việc điều khiển động cơ không chổi than có thể được thực hiện bằng phần mềm sử dụng vi điều khiển, hoặc cũng có thể được thực hiện bằng các mạch tương tự hoặc kỹ thuật số. Việc điều khiển bằng điện tử thay vì chổi than cho phép linh hoạt và có nhiều khả năng hơn so với động cơ DC có chổi than, bao gồm giới hạn tốc độ, hoạt động vi bước để điều khiển chuyển động chậm và chính xác, và mô-men giữ khi đứng yên. Phần mềm điều khiển có thể được tùy chỉnh cho từng loại động cơ cụ thể được sử dụng trong ứng dụng, dẫn đến hiệu quả điều khiển cao hơn.
Công suất tối đa có thể cấp cho động cơ không chổi than gần như chỉ bị giới hạn bởi nhiệt độ;[cần dẫn chứng] nhiệt độ quá cao sẽ làm suy yếu nam châm và làm hỏng lớp cách điện của cuộn dây.
Khi chuyển đổi điện năng 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 được nâng cao nhất ở vùng không tải và tải thấp trên đường cong hiệu suất của động cơ.
Môi trường và yêu cầu mà các nhà sản xuất sử dụng động cơ DC không chổi than bao gồm hoạt động không cần bảo trì, tốc độ cao và hoạt động trong môi trường nguy hiểm do tia lửa điện (ví dụ: môi trường dễ cháy 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 hai loại động cơ này có những điểm khác biệt quan trọng do sự khác biệt trong cách chế tạo và hoạt động. Trong khi động cơ bước thường dừng lại khi rôto 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 rôto để phản hồi nội bộ. 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 quay bằng không.
Thời gian đăng bài: 08/03/2023