Động cơ chổi than và động cơ không chổi than là gì? Nguyên lý hoạt động của chúng?

I. Động cơ chổi than và động cơ không chổi than là gì? Nguyên lý hoạt động của chúng?

1. Motor chổi than

Động cơ chổi than là loại motor dùng cổ góp và chổi than để cung cấp dòng điện cho cuộn dây. Loại động cơ này có cuộn dây nằm trên rotor (nằm ngay trên phần quay của motor).

Cấu tạo động cơ chổi than (Nguồn sưu tầm).

Đây là loại động cơ rất phổ biến trên thị trường nhờ vào mức giá rẻ và dễ dàng điều khiển. Nó thường được ứng dụng trong các loại máy khoan cầm tay, đồ chơi, máy sấy tóc, thiết bị điện,...

Nguyên lý hoạt động của động cơ chổi than: dựa trên cơ chế tiếp xúc giữa cổ góp, chổi than để giúp cung cấp điện vào cuộn dây. Phần chổi than trên loại động cơ (motor) này được lò xo lá hay lò xo cuộn đẩy để tiếp xúc liên tục và trượt trên bề mặt cổ góp hoặc vành trượt tiếp điện, nhằm duy trì tiếp điện liên tục cho phần rotor.

Nguyên lý hoạt động của động cơ chổi than. (Nguồn sưu tầm)

 Mặc dù, động cơ chổi than rất phổ biến, có giá thành rẻ hơn và có hiệu suất ổn định (75-80%), dễ dàng vận hành và điều khiển. Tuy nhiên, nó lại có độ ồn lớn, độ bền động cơ thấp và cần phải thay thế chổi than sau một thời gian sử dụng.

Động cơ chổi than thường được sử dụng trong các ứng dụng đơn giản (các thiết bị công nghiệp đòi hỏi động lực vừa phải và giá thành thấp), ở mức độ công nghiệp hoặc gia dụng, chẳng hạn như máy khoan, máy mài, thiết bị điện gia dụng, đồ chơi điện tử, và các thiết bị điện cầm tay khác.

2. Motor không chổi than

Động cơ không chổi than - Brushless Direct Current (BLDC) là loại motor được hoạt động dựa vào từ trường vĩnh cửu và cảm biến xác định vị trí, không dùng chổi than (bàn chải) giúp triệt tiêu ma sát, giảm tiếng ồn cho động cơ , máy vận hành êm ái và tiết kiệm điện hơn.

Cấu tạo động cơ không chổi than (Nguồn sưu tầm).

Nguyên lý hoạt động của loại động cơ này là xác định vị trí của rotor (động cơ nam châm vĩnh cửu) để điều khiển dòng điện vào bên trong cuộn dây stator tương ứng, nếu không thì động cơ không thể nào thay đổi chiều quay và khởi động tự động được.

Chính vì nguyên tắc điều khiển dựa vào vị trí của rotor như vậy mà động cơ không chổi than luôn cần có một bộ điều khiển chuyên dụng phối hợp với cảm biến hall để điều khiển động cơ.

Động cơ không chổi tuy có giá thành nhỉnh hơn so với động cơ chổi than nhưng cộng dụng đem lại rất ấn tượng: hiệu suất cao (85-90%), vận hành êm ái, nhẹ nhàng dù ở vận tốc thấp hay cao, độ bền cao, tiết kiệm chi phí bảo trì động cơ, tiết kiệm điện và độ ồn thấp. 

II. Ưu điểm và nhược điểm của động cơ chổi than và động cơ không chổi than

2.1 Ưu điểm của động cơ chổi than

Dựa trên các yếu tố giá thành rẻ và dễ sửa chữa, thay thế linh kiện, động cơ chổi than có những ưu điểm sau:

Giá thành rẻ

So với động cơ không chổi than, động cơ chổi than có giá thành thấp hơn. Điều này giúp sản phẩm trang bị động cơ chổi than trở nên phổ biến và dễ tiếp cận hơn với người tiêu dùng.

Dễ sửa chữa và thay thế linh kiện trong trường hợp cần thiết

Động cơ chổi than có cấu tạo đơn giản hơn so với động cơ không chổi than. Chổi than là một tiếp điểm chuyển dòng điện sang cuộn dây thích hợp của phần ứng khi nó quay, giúp tạo ra các trường nam châm chính xác để làm cho động cơ chạy. Do đó, việc sửa chữa và thay thế linh kiện động cơ chổi than trở nên dễ dàng hơn, giảm chi phí bảo trì và tiết kiệm thời gian cho người sử dụng.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng động cơ không chổi than cũng có nhiều ưu điểm vượt trội như tuổi thọ dài, độ ồn thấp, hiệu suất cao và ít bảo dưỡng hơn so với động cơ chổi than thông thường. Việc lựa chọn giữa động cơ chổi than và động cơ không chổi than phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể và ngân sách của người sử dụng.

2.2 Nhược điểm của động cơ chổi than

Dựa trên các yếu tố tuổi thọ ngắn hơn do mài mòn chổi than và hiệu suất thấp hơn do sự mất mát nhiệt và điện từ, động cơ chổi than có những nhược điểm sau:

Tuổi thọ ngắn hơn do mài mòn chổi than

Động cơ chổi than sử dụng các chổi than để chuyển dòng điện sang cuộn dây thích hợp của phần ứng khi nó quay. Sự ma sát giữa chổi than và roto khiến chổi than bị mài mòn dần theo thời gian sử dụng. Điều này dẫn đến việc phải thay thế chổi than đã mòn sau một thời gian sử dụng và khiến độ bền của động cơ thấp hơn so với động cơ không chổi than.

Hiệu suất thấp hơn do sự mất mát nhiệt và điện từ

Động cơ chổi than có một nhược điểm cố hữu chính là lượng năng lượng thất thoát nhiều. Do sự ma sát giữ chổi than và roto, khiến cuộn dây bị mài mòn và sinh nhiệt. Sự mất mát nhiệt và điện từ trong quá trình vận hành động cơ chổi than làm giảm hiệu suất của động cơ. Trong khi đó, động cơ không chổi than sử dụng công nghệ cải thiện sức mạnh và kéo dài tuổi thọ làm việc của các công cụ điện không dây.

Tóm lại, động cơ chổi than có tuổi thọ ngắn hơn và hiệu suất thấp hơn do mài mòn chổi than và sự mất mát nhiệt, điện từ so với động cơ không chổi than. Tuy nhiên, lựa chọn giữa hai loại động cơ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể và ngân sách của người sử dụng.

Đông cơ chổi than sau một thời gian sử dụng bị mài mòn và sinh nhiệt nhiều dẫn tới giảm hiệu suất đáng kể

2.3 Ưu điểm của động cơ không chổi than

Tuổi thọ và độ bền cao, ít tiếng ồn và hiệu năng cao là những ưu điểm khiến động cơ không chổi than được sử dụng trong nhiều thiết bị, điển hình là máy sấy tóc đứng Vietnamrobovac A4D

Tuổi thọ cao hơn

Động cơ không chổi than không sử dụng chổi than để chuyển dòng điện, giảm sự mài mòn và nâng cao độ bền của động cơ . Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của động cơ so với động cơ chổi than.

Hiệu suất cao hơn và tiết kiệm điện năng

Hiệu quả của động cơ không chổi than thường cao hơn động cơ chổi than, với hiệu suất có thể lên đến 90% so với chỉ 70~75% của động cơ thông thường. Điều này giúp tiết kiệm điện năng và tối ưu hóa hiệu suất của các thiết bị sử dụng động cơ không chổi than.

Ít tiếng ồn hơn

Động cơ không chổi than hoạt động êm ái hơn do không có sự ma sát giữa chổi than và roto như trong động cơ chổi than. Điều này giúp giảm tiếng ồn trong quá trình vận hành và tạo ra môi trường làm việc thoải mái hơn cho người sử dụng.

Như vậy, động cơ không chổi than mang lại nhiều ưu điểm như tuổi thọ cao hơn, hiệu suất cao hơn, tiết kiệm điện năng và ít tiếng ồn hơn so với động cơ chổi than. Tuy nhiên, lựa chọn giữa hai loại động cơ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể và ngân sách của người sử dụng.

2.4 Nhược điểm của động cơ không chổi than

Dựa trên các tiêu chí được đề ra, nhược điểm của động cơ không chổi than có thể phân tích như sau:

Giá thành cao hơn (trong ngắn hạn)

Động cơ không chổi than có giá thành cao hơn so với động cơ chổi than do cấu tạo phức tạp hơn và công nghệ tiên tiến hơn. Điều này có thể khiến nhiều người dùng cân nhắc trước khi lựa chọn các sản phẩm sử dụng động cơ không chổi than, đặc biệt với những ai đang tìm kiếm giải pháp tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, đây cũng có thể là một suy luận sai lầm vì nếu tính theo tuổi thọ và thời gian sử dụng thì động cơ không chổi than chưa chắc đã đắt hơn động cơ chổi than. Trong khi động cơ chổi than có tuổi thọ ngắn sẽ đòi hỏi người dùng phải bảo dưỡng và thay thế liên tục.

Khó sửa chữa và thay thế linh kiện sau một thời gian vận hành

Động cơ không chổi than thường sử dụng các linh kiện điện tử như bộ điều khiển chuyên dụng và cảm biến hall để điều khiển động cơ. Do đó, việc sửa chữa và thay thế linh kiện khi có hư hỏng có thể trở nên khó khăn hơn so với động cơ chổi than, đòi hỏi kỹ thuật viên có kiến thức và kỹ năng chuyên môn cao hơn. Đồng thời, các linh kiện thay thế cũng có thể có giá thành cao hơn so với linh kiện của động cơ chổi than.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng động cơ không chổi than có tuổi thọ cao hơn và hiệu suất tốt hơn so với động cơ chổi than, điều này có thể giúp giảm bớt các chi phí bảo trì và sửa chữa trong dài hạn.

III. Điểm khác biệt giữa động cơ chổi than và động cơ không chổi than

Động cơ chổi than sử dụng chổi than để dẫn điện, trong khi động cơ không chổi than không sử dụng chổi than.

Động cơ không chổi than có tuổi thọ dài hơn và hiệu suất cao hơn so với động cơ chổi than.

Các điểm khác biệt chính giữa động cơ chổi than và động cơ không chổi than bao gồm:

1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Động cơ không chổi than (Brushless Direct Current – BLDC) hoạt động dựa vào nguồn năng lượng tạo ra từ từ trường vĩnh cửu và cảm biến xác định vị trí. Không sử dụng chổi than (chổi có phần lông làm bằng than). Động cơ chổi than sử dụng chổi than và cổ góp để chuyển dòng điện sang cuộn dây thích hợp của phần tương ứng khi nó quay.
2. Kích thước và trọng lượng: Động cơ không chổi than nhỏ gọn hơn và nhẹ hơn hai đến ba lần so với động cơ chổi than.
3. Hiệu suất: Động cơ chổi than có mức hiệu suất trung bình từ 75 – 80%, trong khi hiệu suất của động cơ không chổi than cao hơn, từ 85-90%.
4. Điều khiển: Động cơ chổi than có cấu tạo đơn giản và không cần điều khiển riêng biệt, điều khiển dễ dàng chỉ với một công tắc. Trong khi đó, động cơ không chổi than có cấu tạo phức tạp hơn chút, cần có một bộ điều khiển chuyên dụng và cảm biến hall để điều khiển động cơ.
5. Tiếng ồn và độ rung: Động cơ không chổi than giúp triệt tiêu ma sát, giảm tiếng ồn và độ rung khi máy vận hành. Động cơ chổi than thường có độ rung và tiếng ồn cao hơn.
6. Chi phí lắp đặt: Động cơ chổi than có chi phí lắp đặt rẻ hơn so với động cơ không chổi than.

IV. Kết luận

Động cơ chổi than và động cơ không chổi than đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, cũng như ứng dụng khác nhau trong các lĩnh vực công nghiệp và đời sống. Động cơ chổi than thường có chi phí thấp hơn, dễ sửa chữa và thay thế, tuy nhiên có hiệu suất và độ bền thấp hơn so với động cơ không chổi than.

Động cơ không chổi than có hiệu suất cao hơn, độ bền và tuổi thọ dài hơn, ít yêu cầu bảo trì hơn so với động cơ chổi than. Tuy nhiên, chi phí sản xuất và thay thế có thể cao hơn.

Việc lựa chọn loại động cơ phù hợp sẽ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng, như hiệu suất, chi phí, độ bền và bảo trì. Hãy xem xét kỹ các yếu tố này khi chọn mua các sản phẩm có động cơ này để đảm bảo hiệu quả và độ bền lâu dài.