Động cơ chổi than được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện gia dụng và dụng cụ cầm tay.
Vậy động cơ chổi than là gì?
Có tính ứng dụng ra sao?
Xem nhanh
1. Chổi than là gì?
Chổi than là linh kiện có thiết kế giống như bàn chải hoặc chiếc chổi nhỏ, được làm từ than đá và quấn xung quanh là những sợi dây đồng.
Chổi than có nhiệm vụ truyền điện và kết nối các bộ phận stator và rotor, nó thường được lắp đặt trong các động cơ điện xoay chiều và động cơ điện 1 chiều.
Thực tế, tùy theo dòng điện và tải trọng của thiết bị mà chất liệu và cấu tạo của chổi than có thể thay đổi phù hợp như chổi than kép, chổi than đơn, chổi than tách và chổi than kết cấu sandwich.
Động cơ chổi than là động cơ có cuộn dây nằm trên rotor, hoạt động dựa trên cơ chế tiếp xúc giữa cổ góp và chổi than, nhờ đó cung cấp điện vào cuộn dây.
Trong đó, bộ phận chổi than được lò xo cuộn hoặc lò xo lá đẩy để diễn ra hiện tượng trượt và tiếp xúc liên tục trên bề mặt cổ góp (hoặc vành trượt tiếp điện), từ đó duy trì tiếp điện cho phần rotor.
Nhìn chung, động cơ chổi than có cấu tạo đơn giản, được điều khiển dễ dàng bởi một công tắc mà không cần sử dụng bộ điều khiển riêng, cho hiệu suất máy hoạt động ổn định ở mức 75 – 80%.
2. Cấu tạo của chổi than
Chổi than được thiết kế dạng hình bàn chải, được cấu tạo từ than đá gồm có thành phần chính là carbon và một số hợp chất khác (như đồng hoặc niken), cùng nhiều lõi dây đồng được quấn xung quanh.
Chổi than cung cấp điện tải cho cổ góp thông qua lò xo (có dạng lò xo lá, lò xo cuộn hoặc lò xo mổ). Bên trong chổi than chứa 1 dây dẫn điện kèm 1 đầu sẽ được gắn keo (hoặc sử dụng chốt) đặt bên trong có độ dài khoảng 3 – 5 mm.
Trong khi, bên ngoài chổi than là tấm than sẽ được đánh dấu để người dùng nhận biết được độ mòn cũng như thời điểm cần phải thay chổi than mới.
3. Nguyên lí hoạt động của chổi than
Phần đầu than đá (carbon) của chổi than sẽ được đẩy ra, để tiếp xúc và trượt trên cổ góp điện, dẫn truyền nguồn điện đến bộ phận quay của động cơ.
Khi lò xo đẩy tiếp xúc với cổ góp sẽ xuất hiện khe hở khoảng 0.8 – 1 mm giữa chổi than và bề mặt giá đỡ, điều này giúp cho chổi than dễ dàng di chuyển hơn và thực hiện nhiệm vụ của nó.
Trường hợp, he hở không đảm bảo độ rộng nằm từ 0.8 – 1 mm dễ khiến cho chổi than hoạt động không ổn định và có thể bị hỏng. Cụ thể như sau:
- Độ rộng khe hở nhỏ hơn 0.8 mm: Chổi than sẽ bị giãn nở do sức nóng tỏa ra từ quá trình thiết bị hoạt động, khiến cho chổi bị kẹt và gây hư hỏng cả giá đỡ lẫn chổi than.
- Độ rộng khe hở lớn hơn 1 mm: Chổi than sẽ bị rung lắc, nếu tình trạng này kéo dài thì dễ dẫn tới hiện tượng mòn, thậm chí xuất hiện tia lửa điện gây chạm mạch động cơ.
4. Chổi than được dùng để làm gì?
Chổi than là linh kiện dẫn điện, được ứng dụng trong rãi trong các dụng cụ điện, thiết bị gia dụng và các động cơ mô tơ như:
- Dụng cụ điện cầm tay: Máy khoan, máy cắt, máy mài, máy đánh bóng, máy cưa,…
- Thiết bị gia dụng: Máy xay sinh tố, máy sấy tóc, máy hút bụi,…
- Thiết bị công nghiệp: Máy phát điện, máy hút bụi công nghiệp, máy cắt công nghiệp,…
- Động cơ mô tơ đề và mô tơ cần gạt nước của xe hơi và xe máy.
5. So sánh động cơ có chổi than và không chổi than
| Động cơ chổi than | Động cơ không chổi than | |
| Ưu điểm | – Hiệu suất động cơ chổi than ổn định khoảng 75-80%.– Cấu tạo đơn giản, không cần bộ điều khiển riêng biệt cho động cơ.– Động cơ chổi than bật/tắt đơn giản.– Chi phí ban đầu tương đối thấp. | – Hiệu suất cao khoảng 85-90%, vận hành nhẹ nhàng, êm ái dù ở vận tốc thấp hay cao. – Do được kích từ nam châm vĩnh cửu nên có thể giảm tổn hao đồng và sắt, đồng thời giảm hao tốn nguồn năng lượng.– Có thể tăng tốc và giảm tốc trong khoảng thời gian ngắn.– Tiết kiệm chi phí bảo trì chổi than và vành trượt.– Độ bền của động cơ (motor) cao hơn. |
| Nhược điểm | – Động cơ chổi than có độ bền của động cơ thấp hơn.– Năng lượng bị thất thoát nhiều vì sự ma sát của chổi than và rotor làm mài mòn cuộn dây.– Phải thay thế bàn chải (chổi than) đã bị mài mòn sau một thời gian sử dụng. | – Giá thành cao hơn, khó áp dụng trên nhiều sản phẩm. |
Hy vọng với những thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu thêm về động cơ chổi than là gì cùng với những lợi ích của nó khi xuất hiện trong các động cơ, thiết bị điện rồi nhé!
Có thể bạn sẽ thích: