Tại sao Động cơ chổi than DC chưa được thay thế hoàn toàn?

Kể từ khi động cơ DC không chổi than ra đời, động cơ không chổi than “cổ xưa” đã bắt đầu suy giảm nhưng vẫn là sự lựa chọn đáng tin cậy cho những ứng dụng giá rẻ.

Cấu trúc chính của động cơ chổi than là stato cộng với rôto cộng với chổi than, thông qua từ trường quay để thu được mômen quay, từ đó tạo ra động năng. Bàn chải và cổ góp liên tục tiếp xúc với ma sát, đóng vai trò dẫn điện và truyền trong chuyển động quay. Việc nhảy theo hướng cực được thực hiện bằng cách di chuyển một tiếp điểm ở một vị trí cố định, sau đó được kết nối tương đối với tiếp điểm điện trên rôto động cơ. Tiếp điểm cố định này thường được làm bằng than chì. So với đồng hoặc các kim loại khác, than chì không hợp nhất hoặc hàn cùng với tiếp điểm quay trong thời gian ngắn mạch dòng điện lớn hoặc hở mạch / khởi động, và tiếp điểm thường là lò xo, do đó có thể đạt được áp suất tiếp xúc liên tục. Trong động cơ không chổi than, công việc thay thế được hoàn thành nhờ mạch điều khiển trong bộ điều khiển (nói chung là cảm biến Hall cộng với bộ điều khiển và công nghệ tiên tiến hơn là bộ mã hóa từ tính). Cấu trúc chính của động cơ không chổi than bao gồm rôto, stato, bộ điều khiển động cơ và cảm biến. Stator và cảm biến được cố định vào vỏ động cơ và rôto được kết nối với bên trong động cơ thông qua ổ trục hướng trục. Bên trong rôto có một nhóm nam châm vĩnh cửu và các lỗ tiếp cận hướng trục được lắp đặt để thoát nhiệt từ rôto qua không khí. Trong quá trình vận hành động cơ không chổi than, bộ điều khiển động cơ sẽ nhận tín hiệu tiềm năng được cảm biến đọc từ rôto và xác định vị trí cũng như tốc độ của rôto tương ứng. Sau đó, bộ điều khiển động cơ sẽ gửi một loạt tín hiệu dòng điện đến cuộn dây trên stato để tạo ra sự tương tác từ trường giữa nam châm vĩnh cửu trên rôto và cuộn dây trên stato. Thông qua sự tương tác này, động cơ không chổi than có thể chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học và tạo ra tốc độ và mô-men xoắn tương ứng.

Trên thực tế, việc điều khiển hai loại động cơ là điều chỉnh điện áp, nhưng do DC không chổi than sử dụng chuyển mạch điện tử nên phải có điều khiển kỹ thuật số mới có thể đạt được và DC chổi than thông qua chuyển mạch chổi than, sử dụng điều khiển silicon và các mạch tương tự truyền thống khác có thể được điều khiển, tương đối đơn giản.

Động cơ vi mô DC có chổi than là động cơ truyền thống có chổi quay, được kết nối với rôto bên trong động cơ, cho phép rôto quay và dẫn động máy. Động cơ không chổi than không có chổi than và một cực từ rời rạc bên trong rôto. Tốc độ chải và không chổi than cũng khác nhau. Chế độ điều chỉnh tốc độ của động cơ vi mô DC chổi than là thay đổi vị trí của chổi than bằng cách thay đổi kích thước bề mặt tiếp xúc giữa chổi than và rôto, sau đó thay đổi tốc độ của động cơ. Chế độ điều chỉnh tốc độ của nó không linh hoạt lắm và dễ khắc phục các vấn đề hao mòn lõi và mất hình dạng, ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ thống. Ngược lại, động cơ không chổi than có nhiều chế độ điều chỉnh tốc độ hơn. Trong hệ thống điều khiển của động cơ không chổi than, việc điều chỉnh tốc độ có thể được điều khiển tự động bằng cách điều khiển dòng điện và điện áp của động cơ. Bởi vì rôto bên trong động cơ không chổi than rất ổn định nên có thể đạt được khả năng điều khiển tốc độ và mô-men xoắn có độ chính xác cao. Ngoài ra, động cơ không chổi than không cần bảo dưỡng thay lõi chổi than, nhờ đó tiết kiệm chi phí sản xuất và chi phí bảo trì.

Động cơ chổi than luôn duy trì được những ưu điểm tuyệt đối sau trong hàng ngũ nhiều loại động cơ cao cấp

1. Cấu trúc của nó chỉ có một rôto, một stato và một nhóm chổi than, không cần cấu trúc cơ khí và mạch điều khiển phức tạp, chi phí sản xuất tương đối thấp. Đồng thời, lấy xu hướng chủ đạo hiện nay làm ví dụ, sự phát triển công nghệ của nó đã có lịch sử hàng thập kỷ, công nghệ đã trưởng thành và chu kỳ nghiên cứu và phát triển cũng ngắn. Công nghệ hoàn thiện này mang lại sự đảm bảo kỹ thuật an toàn cho các doanh nghiệp sản xuất, dễ bảo trì, giảm chi phí bảo trì và nguy cơ hỏng hóc. Hiệu suất của các sản phẩm được sản xuất cũng ngày càng ổn định và phổ biến hơn trên thị trường. Cuối cùng, sau nhiều năm tích lũy kỹ thuật và kinh nghiệm thực tế, hiệu suất đã đạt đến mức tương đối ổn định và xuất sắc. Việc giới thiệu và đổi mới các công nghệ mới không ngừng thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp động cơ chổi than và nâng cao chất lượng cũng như hiệu quả của sản phẩm.

2. Tốc độ phản hồi nhanh, mô-men xoắn khởi động cao, trước hết là phần rôto bao gồm chổi than và cuộn dây nguồn. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ xuất hiện một từ trường hút chổi than làm rôto quay. Do ma sát giữa chổi than và cuộn dây nhỏ nên rôto có quán tính nhỏ hơn và phản ứng nhanh hơn. Thứ hai, dòng điện có thể được kiểm soát khi khởi động. Khi bật nguồn điện, mômen khởi động của động cơ có thể được điều khiển bằng cách thay đổi hướng và kích thước của dòng điện. Tính năng và chế độ điều khiển này cho phép nó đạt được khởi động mô-men xoắn cao trong thời gian rất ngắn để đáp ứng nhu cầu của một số ứng dụng đặc biệt.

3. Vận hành êm ái, hiệu quả khởi động và phanh tốt. Tốc độ của nó có thể được điều chỉnh bằng điện áp cung cấp, cho phép nó kiểm soát chính xác tốc độ chạy để đạt được hoạt động trơn tru. Ngoài ra, quán tính tương đối nhỏ nên hiệu suất phản hồi tốc độ của nó rất tuyệt vời, bạn có thể nhanh chóng điều chỉnh tốc độ. Thứ hai, chế độ kích thích điện từ có thể khiến nó tạo ra mômen khởi động lớn nên có thể tăng tốc nhanh trong thời gian rất ngắn, đây cũng là một trong những nguyên nhân mang lại hiệu quả khởi động tốt. Đồng thời, có thể đạt được phanh nhanh nhờ lực điện động ngược và không có vấn đề động cơ phổ biến nào khác trong quá trình phanh, chẳng hạn như đảo chiều hoặc nhấp nháy. Cuối cùng, khe hở nhỏ giữa chổi than trên rôto động cơ và bộ điều khiển động cơ đảm bảo rằng động cơ luôn duy trì các kết nối điện hiệu quả. Điều này có nghĩa là nó có thể tạo ra những khoảnh khắc ngay lập tức khi cần phản hồi, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu khởi động và dừng thường xuyên, chẳng hạn như một số thiết bị tự động hóa.

4. Độ chính xác điều khiển cao. Nó thường được sử dụng cùng với bộ giảm tốc, bộ giải mã, giúp công suất đầu ra của động cơ lớn hơn, độ chính xác điều khiển cao hơn, độ chính xác điều khiển có thể đạt tới 0.01 mm, gần như có thể cho phép các bộ phận chuyển động dừng lại ở bất cứ nơi nào bạn muốn. Cảm biến vị trí, chẳng hạn như cảm biến Hall hoặc bộ mã hóa, được lắp đặt trên trục động cơ để theo dõi tốc độ và vị trí của động cơ. Những cảm biến này có thể đo rất chính xác trạng thái hoạt động thực tế của động cơ và cung cấp tín hiệu phản hồi cho bộ điều khiển. Bộ điều khiển có thể được hiệu chỉnh kịp thời dựa trên các tín hiệu này để cải thiện độ chính xác và độ ổn định của bộ điều khiển.

5. Không có chổi than, động cơ không chổi than có độ nhiễu thấp để tháo chổi, thay đổi trực tiếp nhất là không có tia lửa điện tạo ra khi hoạt động, giúp giảm đáng kể nhiễu của tia lửa đến thiết bị vô tuyến điều khiển từ xa.

6. Độ ồn thấp, động cơ không chổi than hoạt động êm ái, ma sát khi chạy giảm đáng kể, vận hành êm ái, tiếng ồn sẽ thấp hơn rất nhiều, ưu điểm này là hỗ trợ rất lớn cho sự ổn định của mô hình.

7. Tuổi thọ cao, chi phí bảo trì thấp, ít chổi than, độ mòn của động cơ không chổi than chủ yếu ở ổ trục, theo quan điểm cơ học, động cơ không chổi than gần như là động cơ không cần bảo trì, khi cần thiết chỉ cần thực hiện một số công việc bảo dưỡng loại bỏ bụi.

Ở dạng cơ bản, động cơ BLDC là mẫu mã sang trọng và đơn giản. Thật vậy, nhiều công cụ khoa học cơ bản dành cho giới trẻ sử dụng động cơ kéo dây đơn giản để thể hiện các nguyên lý cơ bản của điện và từ cũng như cách tương tác giữa chúng tạo ra chuyển động hiệu quả. Trong thực tế, hầu hết các động cơ DC không chỉ là sự kết hợp của hai phiên bản đơn giản của các cực phần ứng. Trong số các lợi ích khác, nhiều cực hơn cho phép động cơ khởi động đáng tin cậy hơn từ mọi góc quay (phiên bản đơn giản có hai vùng chết nhỏ). Hơn nữa, động cơ như vậy không cho phép dòng điện ngắn mạch nhất thời đi qua, một số hệ thống cho phép hai dòng điện ngắn mạch đi qua mỗi lượt, nhưng nhiều hệ thống không thể làm được điều này. Cuộn dây kích thích của stato có nhiều cấu hình. Cấu hình phổ biến nhất là cuộn dây nối tiếp, cuộn dây song song và cuộn dây hỗn hợp (sự kết hợp giữa nối tiếp và song song). Trong động cơ quấn nối tiếp, cuộn dây kích thích được nối với cuộn dây phần ứng (bằng chổi than); trong động cơ cuộn dây song song, cuộn dây kích thích được nối song song với cuộn dây phần ứng ("shunt" là một cách diễn đạt khác của "song song").

Mặc dù động cơ BLDC có nhiều ưu điểm nhưng động cơ chổi than vẫn có sẵn và hiệu suất của chúng đang dần được cải thiện. Mặc dù cách thiết kế động cơ vẫn không thay đổi về nhiều mặt nhưng có hai bước phát triển quan trọng: việc sử dụng rộng rãi nam châm vĩnh cửu và việc sử dụng IC và các công tắc điện tử để truyền động cuộn dây và phản hồi chức năng. Mặc dù động cơ không chổi than có thể hoạt động trực tiếp thông qua nguồn điện DC, việc sử dụng thiết bị truyền động "phù hợp" không chỉ cung cấp dòng điện cần thiết mà còn cung cấp nhiều chức năng bảo vệ cần thiết cho hầu hết mọi hệ thống con động cơ. Không còn nghi ngờ gì nữa, động cơ chổi than chạy bằng nguồn DC phần lớn đã được thay thế bằng động cơ không chổi than điều khiển điện tử vì nhiều lý do kỹ thuật đáng tin cậy. Tuy nhiên, trang bị động cơ chổi than vẫn là giải pháp hiệu quả trong trường hợp ứng dụng có chi phí thấp, nhạy cảm hoặc yêu cầu hạn chế.

Trên đây là một số kiến ​​thức chuyên môn về động cơ chổi than khó có thể thay thế hoàn toàn bởi VSD Motors. Để biết thêm thông tin liên quan, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi.