Tiếng Việt
Lượt xem: 0 Tác giả: Site Editor Thời gian xuất bản: 28-05-2025 Nguồn gốc: Địa điểm
Động cơ DC có chổi than là một trong những loại động cơ điện cơ bản và được sử dụng rộng rãi nhất. Được biết đến với thiết kế đơn giản , , dễ vận hành và tiết kiệm chi phí , động cơ DC chổi than được sử dụng trong vô số ứng dụng, từ thiết bị gia dụng đến máy công nghiệp. Hiểu cách một Động cơ DC có chổi than hoạt động rất cần thiết cho bất kỳ ai tham gia vào lĩnh vực kỹ thuật, tự động hóa, robot hoặc điện tử nói chung.
Động cơ DC có chổi than hoạt động dựa trên nguyên lý lực điện từ (lực Lorentz) . Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn đặt trong từ trường thì có một lực tác dụng lên dây dẫn đó. Trong động cơ, lực này được dùng để tạo ra chuyển động quay hay mô men xoắn.
Động cơ được kết nối với nguồn điện một chiều (DC) . Khi đặt điện áp vào, dòng điện chạy qua mạch ngoài, vào chổi than của động cơ.
Các chổi than , thường được làm bằng carbon hoặc than chì, tiếp xúc thường xuyên với cổ góp quay . Chúng truyền dòng điện từ phần đứng yên của động cơ (stato) sang phần quay (phần ứng/rôto).
Cổ góp là một cấu trúc hình trụ được phân đoạn gắn vào rôto. Nó được kết nối với các cuộn dây phần ứng , là những cuộn dây quấn quanh lõi sắt của rôto.
Khi cổ góp quay cùng với rôto, nó sẽ thay đổi hướng dòng điện qua các cuộn dây khác nhau của phần ứng vào đúng thời điểm. Việc chuyển đổi này rất quan trọng để duy trì chuyển động quay liên tục theo một hướng.
Các cuộn dây mang dòng điện trên phần ứng được đặt trong từ trường được tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây điện từ gắn trên stato.
Sự tương tác giữa từ trường và dòng điện trong cuộn dây tạo ra một lực (lực Lorentz) . Theo quy tắc bàn tay phải , lực này tác dụng vuông góc với cả từ trường và chiều dòng điện làm cho rôto quay.
Khi rôto quay, các bộ phận cổ góp liên tục thay đổi tiếp xúc với chổi than. Điều này chuyển hướng dòng điện trong mỗi cuộn dây khi nó đi qua vùng trung tính, duy trì chuyển động quay liên tục và trơn tru..
| của thành phần | trong chuyển động |
|---|---|
| Bàn chải | Cung cấp dòng điện cho cổ góp từ nguồn điện bên ngoài. |
| cổ góp | Chuyển đổi hướng dòng điện trong cuộn dây rôto để duy trì hướng mô-men xoắn. |
| phần ứng | Nhà cuộn dây; tạo ra mô-men xoắn khi được cấp điện và đặt trong từ trường. |
| Từ trường | Tương tác với dòng điện trong phần ứng để tạo ra lực quay. |
| Trục | Truyền mô-men xoắn sang tải bên ngoài (ví dụ: bánh răng, bánh xe). |
Hướng quay trong một Động cơ DC có chổi than có thể dễ dàng thay đổi bằng cách đảo ngược cực tính của điện áp DC được áp dụng. Điều này đảo ngược dòng điện trong cuộn dây phần ứng, do đó đảo ngược hướng của mô-men xoắn..
Tốc độ trong động cơ DC có chổi than tỷ lệ thuận với điện áp đặt vào . Tăng điện áp làm tăng dòng điện, dẫn đến:
Cường độ từ trường cao hơn
Mô-men xoắn tăng
Xoay nhanh hơn
Tốc độ cũng có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng điều chế độ rộng xung (PWM) hoặc nguồn điện áp thay đổi.
Chi phí thấp: Không tốn kém so với động cơ không chổi than hoặc động cơ AC.
Kiểm soát tốc độ dễ dàng: Tỷ lệ thuận với điện áp đầu vào.
Phản ứng mô-men xoắn nhanh: Lý tưởng cho các hoạt động khởi động-dừng.
Độ mòn của chổi : Chổi là điểm tiếp xúc dựa trên ma sát và bị mòn theo thời gian.
Đánh lửa : Sự tiếp xúc giữa chổi than và cổ góp có thể tạo ra nhiễu điện và nhiệt.
Cần bảo trì : Chổi than và cổ góp cần được kiểm tra và thay thế thường xuyên.
Do tính linh hoạt và chi phí thấp, Động cơ DC có chổi than được sử dụng trong nhiều ứng dụng:
Thiết bị gia dụng - Máy xay sinh tố, máy sấy tóc, máy hút bụi.
Dự án Đồ chơi và Sở thích - Ô tô, robot, máy bay không người lái điều khiển từ xa.
Hệ thống ô tô - Động cơ cửa sổ, cần gạt nước kính chắn gió, bộ điều chỉnh ghế.
Thiết bị công nghiệp – Băng tải, máy móc nhỏ, hệ thống tự động hóa.
Dụng cụ điện - Máy khoan, tua vít, cưa.
Phần quan trọng nhất của một Động cơ DC có chổi than là hệ thống chổi than chuyển mạch , giúp duy trì dòng điện chuyển mạch không đổi . Không có nó, động cơ sẽ dừng khi lực từ trở nên trung tính khi rôto quay. Việc đảo chiều dòng điện tự động đảm bảo:
Tương tác từ không bị gián đoạn
Mô-men xoắn một chiều nhất quán
Xoay liền mạch
Sự vận hành của một Động cơ DC có chổi than là một minh chứng tuyệt vời về chuyển đổi năng lượng cơ điện . Bằng cách khai thác sự tương tác giữa điện và từ, đồng thời sử dụng cổ góp để chuyển đổi dòng điện liên tục, những động cơ này có thể tạo ra lực quay một cách đáng tin cậy và hiệu quả . Tính đơn giản, tính linh hoạt trong điều khiển và giá cả phải chăng của chúng đảm bảo tầm quan trọng liên tục của chúng trong cả thiết bị hàng ngày và ứng dụng công nghiệp.
