Động cơ không chổi than: Công nghệ tiên tiến cho tương lai

Bạn đã nghe qua động cơ không chổi than chưa? Đây là một công nghệ động cơ tiên tiến được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống. Thế nhưng, ít người hiểu rõ về nó. Bài viết này sẽ giúp bạn khám phá tất cả những điều cần biết về động cơ brushless.

Bạn đang xem: Động cơ không chổi than: Công nghệ tiên tiến cho tương lai

Động cơ không chổi than là gì?

Động cơ không chổi than, hay còn gọi là động cơ DC (Brushless DC motor), là một loại động cơ điện hoạt động bằng cách chuyển mạch điện tử, khiến nam châm điện dòng điện xoay quanh stator. Động cơ này sử dụng bộ điều khiển để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học.

Động cơ không chổi than là loại động cơ đồng bộ, tức là tốc độ của rotor bằng với tốc độ từ trường. Được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp tự động, máy in, ô tô, y tế, và thiết bị đo đạc.

Cấu tạo của động cơ không chổi than

Động cơ không chổi than có cấu tạo tương tự như các loại động cơ đồng bộ thông thường. Cuộn dây BLDC được đặt ở vị trí lệch nhau 120 độ trong không gian của stator. Nam châm được gắn chắc chắn vào rotor và tạo ra từ trường cho động cơ. Sự khác biệt của động cơ này so với các loại động cơ đồng bộ nam châm khác là cần phải có cảm biến để xác định vị trí rotor để động cơ hoạt động.

Xem thêm : Tìm hiểu về LED 7 đoạn | Bảng mã LED 7 đoạn anode chung

Cấu tạo của động cơ không chổi than bao gồm:

• Stator: Bao gồm lõi sắt và dây quấn. Cách quấn dây của BLDC khác với cách quấn dây của động cơ xoay chiều 3 pha thông thường, tạo ra sức phản điện dạng hình thang.
• Rotor: Rotor không khác với các loại động cơ nam châm vĩnh cửu khác.
• Hall sensor: Cảm biến Hall được gắn trên stator của BLDC, không phải trên rotor.

Nguyên lý hoạt động của động cơ không chổi than

Động cơ không chổi than hoạt động dựa trên lực tương tác giữa từ trường do stator tạo ra và nam châm vĩnh cửu trên rotor. Khi dòng điện chạy qua một trong ba cuộn dây, sẽ tạo ra cực từ hút nam châm gần nhất với cực từ trái dấu. Rotor tiếp tục di chuyển khi dòng điện chuyển sang cuộn dây kế tiếp. Quá trình cấp điện theo thứ tự cho mỗi cuộn dây sẽ làm rotor quay theo từ trường quay.

Thực tế, để tăng hiệu suất tương tác, cả hai cuộn dây thường được cấp điện cùng lúc. Việc chuyển đổi giữa các cuộn dây được điều khiển bởi mạch điều khiển động cơ không chổi than.

Ưu và nhược điểm của động cơ không chổi than

Động cơ không chổi than có những ưu và nhược điểm đáng chú ý:

Ưu điểm

• Mật độ từ thông khe hở không khí lớn.
• Tỷ lệ công suất/khối lượng máy điện tương đối cao.
• Tỷ lệ momen quán tính lớn, cho khả năng tăng gia tốc nhanh chóng.
• Vận hành nhẹ nhàng, êm ái ở mọi vận tốc.
• Có khả năng tăng tốc và giảm tốc trong thời gian ngắn.
• Hiệu suất cao và kết cấu gọn.
• Hiệu quả của động cơ không chổi than có thể lên tới 90%, cao hơn nhiều so với động cơ thông thường.
• Động cơ không chổi than có khả năng kiểm soát tốc độ tốt hơn, phù hợp cho các ứng dụng tốc độ cao.
• Giúp tiết kiệm chi phí bảo trì, không cần thay thế bàn chải và vành trượt.

Nhược điểm

• Giá thành tương đối cao do sử dụng nam châm vĩnh cửu và cảm biến Hall để điều khiển tốc độ và momen chính xác. Tuy nhiên, với sự gia tăng sử dụng động cơ không chổi than, giá thành cũng có xu hướng giảm.

Đặc tính cơ và đặc tính làm việc

Đặc tính cơ của động cơ không chổi than

Khi giảm điện áp, tốc độ động cơ cũng giảm. Điều này cho thấy đặc tính cơ của động cơ không chổi than tương tự với động cơ điện một chiều.

Đặc tính làm việc

Xem thêm : Cách hướng dẫn cơ bản về các linh kiện điện tử

Động cơ không chổi than có hai vùng làm việc: ở tốc độ thấp, momen không đổi và công suất thay đổi. Khi đạt được vận tốc cơ sở, công suất của động cơ không đổi và momen giảm. Vượt quá tốc độ giới hạn, cả momen và công suất của động cơ giảm.

Điều khiển tốc độ động cơ không chổi than

Động cơ không chổi than có cấu tạo giống động cơ một chiều. Nguyên lý điều khiển tốc độ động cơ không chổi than dựa trên phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Bộ điều khiển xác định vị trí trục rotor và cung cấp điện áp điều khiển cho các khóa bán dẫn (mosfet) để cấp điện áp cho động cơ.

Điều khiển tốc độ có thể sử dụng cảm biến vị trí hoặc không sử dụng cảm biến:

• Điều khiển tốc độ sử dụng cảm biến vị trí: Động cơ không chổi than sử dụng 3 cảm biến Hall để xác định vị trí rotor.
• Điều khiển tốc độ không sử dụng cảm biến: Sử dụng tín hiệu từ rotor để điều khiển các khóa bán dẫn thay cho cảm biến Hall. Phương pháp này dựa vào sức điện động cảm ứng trên các pha trong động cơ.

Ứng dụng của động cơ không chổi than

Động cơ không chổi than có nhiều ứng dụng chính như:

• Ứng dụng tải trọng trong biến đổi: Được sử dụng trong các thiết bị gia dụng, máy nén khí.
• Ứng dụng trong công nghiệp và tự động hóa.

Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ về động cơ không chổi than. Đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và báo giá chi tiết ngay hôm nay!

Nguồn: https://cite.edu.vn
Danh mục: Học tập