Động cơ DC là gì?

Động cơ DC là loại động cơ điện quay nào chuyển đổi năng lượng điện trực tiếp thành năng lượng cơ học. Các loại phổ biến nhất dựa vào các lực được tạo ra bởi từ trường. Gần như tất cả các loại động cơ DC có một số cơ chế bên trong, hoặc cơ điện hoặc điện tử, để định kỳ thay đổi hướng của dòng điện trong một phần của động cơ.

Hình ảnh động cơ DC

Động cơ DC là hình thức đầu tiên của động cơ được sử dụng rộng rãi, vì chúng có thể được cung cấp năng lượng từ các hệ thống phân phối điện chiếu sáng trực tiếp hiện có. Tốc độ của động cơ DC có thể được kiểm soát trên một phạm vi rộng, sử dụng điện áp cung cấp thay đổi hoặc bằng cách thay đổi cường độ dòng điện trong cuộn dây trường của nó. Động cơ DC nhỏ được sử dụng trong các công cụ, đồ chơi và thiết bị. Động cơ DC lớn hơn hiện đang được sử dụng trong động cơ đẩy của xe điện, thang máy và vận thăng, và trong các ổ đĩa cho các nhà máy cán thép. Sự ra đời của điện tử công suất đã giúp thay thế động cơ DC bằng động cơ AC trong nhiều ứng dụng.

Động cơ DC gồm những loại nào?

Động cơ DC gồm có động cơ DC có chổi than và động cơ DC không chổi than. Động cơ DC chổi than dựa vào phương pháp cơ học, với chổi và cổ góp, trong khi động cơ DC không chổi than sử dụng phương pháp điện tử để đạt được giao hoán. Động cơ DC có chổi than có một số lợi thế so với các phiên bản không chổi than.

Tìm hiểu động cơ DC có chổi than là gì?

Động cơ điện DC có chổi than tạo ra mô-men xoắn trực tiếp từ nguồn DC cung cấp cho động cơ bằng cách sử dụng chuyển mạch bên trong, nam châm đứng yên (nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện) và nam châm điện quay.

Chổi thường được làm bằng than chì hoặc carbon, đôi khi có thêm đồng phân tán để cải thiện độ dẫn điện. Trong sử dụng, vật liệu chổi mềm mòn để phù hợp với đường kính của cổ góp, và khớp gắn. Một giá đỡ chổi có một lò xo để duy trì áp lực lên chổi khi nó rút ngắn. Đối với các chổi dự định mang nhiều hơn một hoặc hai ampe, một dây dẫn bay sẽ được đúc vào chổi và kết nối với các đầu nối động cơ. Chổi rất nhỏ có thể dựa vào tiếp xúc trượt với giá đỡ chổi kim loại để mang dòng điện vào chổi hoặc có thể dựa vào lò xo tiếp xúc ấn vào đầu chổi. Chổi trong các động cơ rất nhỏ, có thời gian sử dụng ngắn, như được sử dụng trong đồ chơi, có thể được làm bằng một dải kim loại gấp tiếp xúc với đường cổ góp.

Ưu nhược điểm của động cơ DC có chổi than

Ưu điểm

• Chi phí ban đầu thấp, độ tin cậy cao và kiểm soát tốc độ động cơ đơn giản.
• Dễ điều khiển: mô-men xoắn tỷ lệ với dòng điện - tốc độ tỷ lệ thuận với điện áp
• Hiệu quả vừa phải
• Tốc độ thay đổi: yêu cầu ít thành phần bên ngoài hơn động cơ DC cảm ứng hoặc không chổi than
• Bảo trì cần thiết khi chổi bị mòn
• To hơn động cơ cảm ứng (EMI và âm thanh)

Nhược điểm

• Bảo trì cao và tuổi thọ thấp khi sử dụng cường độ cao.
• Thường xuyên thay thế các chổi than và lò xo mang dòng điện.
• Các bộ phận này là cần thiết để chuyển năng lượng điện từ bên ngoài động cơ đến cuộn dây của rôto bên trong động cơ.
• Trong sử dụng, vật liệu chổi mềm. mau mòn.

Mục đích của chổi than trong động cơ DC.

Chổi than trong động cơ DC

Chổi trong động cơ DC có mục đích sau:

• Chúng mang dòng điện đến phần ứng (phần quay).
• Các chổi làm việc với cổ góp để chuyển dòng điện sang cuộn dây thích hợp của phần ứng khi nó quay. Điều này tạo ra các trường nam châm chính xác để làm cho động cơ chạy. Về cơ bản, chổi than là một tiếp điểm của một công tắc; cổ góp là khác.
• Chổi của động cơ DC thường được làm bằng carbon (than), cả hai để bôi trơn tiếp xúc trượt được thực hiện với cổ góp và để chịu được các động cơ xảy ra khi chuyển đổi xảy ra ở tốc độ hàng trăm lần mỗi giây trở lên trong các động cơ nhỏ. Bởi vì điện trở suất của chổi than cao hơn đáng kể so với cổ góp bằng đồng, hầu hết các hao mòn gây ra bởi hồ quang xảy ra với chổi, không phải là cổ góp. Điều này là may mắn vì nó dễ dàng thiết kế động cơ để chổi có thể thay thế.

• Nguyên lý và cấu tạo động cơ DC có chổi than

Cấu tạo:

Tất cả các động cơ DC chổi than được xây dựng gồm 3 cụm phụ chính; stato (nam châm và cuộn dây), rôto và hệ thống chổi than.

Cấu tạo động cơ DC chổi than

Nguyên lý

Stator của động cơ DC chổi có thể có nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây điện từ. Loại phổ biến hơn cho các ứng dụng servo (và, do đó, đối với hầu hết các ứng dụng điều khiển chuyển động công nghiệp) là loại nam châm vĩnh cửu - thường được gọi là động cơ DC nam châm vĩnh cửu (PMDC). Rôto bao gồm các cuộn dây quấn quanh lõi sắt có rãnh và được gắn vào cổ góp. Khi rôto quay, chổi  tiếp xúc với cổ góp và cung cấp dòng điện cho cuộn dây.

Có một khoảng cách không khí giữa nam châm vĩnh cửu và vỏ. Điều này tạo ra một từ trường mạnh để đảm bảo cuộn dây tạo ra càng nhiều lực càng tốt. Quá nhiều khe hở không khí làm suy yếu từ thông vì không khí là chất dẫn từ xấu. Tìm khoảng cách không khí tối ưu luôn luôn khó khăn vì nó phụ thuộc mạnh mẽ vào các tính chất của nam châm vĩnh cửu. Giữ khe hở không khí quá hẹp chỉ cho phép một cuộn dây mỏng, hạn chế mật độ dòng điện thấp hơn và tạo ra mật độ năng lượng giảm.

Rôto được làm từ cuộn dây và cổ góp và điều này cho phép trục quay. Ở trung tâm của động cơ là trục, được làm bằng thép cứng, để chịu được tải cho ứng dụng, với điều kiện là động cơ chính xác đã được chọn. Tấm cổ góp giữ các thanh góp và tấm được cố định vào trục bằng khuôn nhựa. Trên đường kính ngoài của tấm giao hoán là cuộn dây không vành tự hỗ trợ, được cố định thông qua việc hàn các tiếp điểm với các thanh góp. Keo bao phủ các tiếp xúc và hàn, cho nó độ bền cơ học. Thông thường, có thể có 7 thanh góp và các đoạn quanh co. Càng nhiều thanh và phân đoạn, lượng năng lượng phải được chuyển đổi càng nhỏ trong quá trình chuyển đổi, làm tăng tuổi thọ phục vụ do giảm các vụ cháy chổi. Mô-men xoắn được tạo ra trong cuộn dây sẽ được chuyển qua tấm chuyển đổi sang trục và điều này được hỗ trợ trong stato ống nối hoặc vòng bi.

Cuối cùng là hệ thống chổi. Chúng có thể là than chì hoặc chổi kim loại quý có kết nối động cơ điện. Để cung cấp năng lượng cho rôto, chúng tôi đặt một hệ thống chổi và mỗi chổi có ký hiệu điện áp trực tiếp (+/-). Các chổi được kết nối với các thanh góp cho phép dòng điện chạy vào cuộn dây. Sau đó, hai dòng điện hình thoi xuất hiện gần trung tâm của các cực đối diện và ở giữa các đoạn quanh co trong từ trường. Các hình thoi liên tục bị thu hút bởi từ thông mạnh nhất làm cho rôto quay, nhưng do số lượng thanh chuyển đổi lẻ, cả hai không bao giờ có thể gặp nhau ở hai cực đối diện trực tiếp. Do đó, các hình thoi tiếp tục chuyển vào không gian trong phân đoạn tiếp cận. Điều này liên tục xảy ra, tạo ra mô-men xoắn của động cơ.

Ứng dụng của động cơ DC chổi than

Động cơ DC chổi than, thiết bị nhỏ và các ứng dụng trong phụ kiện ngành ô tô như ghế điện và cần gạt nước. Trong các ứng dụng công nghiệp, động cơ DC chổi than có ý nghĩa khi mô-men xoắn cao được yêu cầu chủ yếu trong quá trình tăng tốc và giảm tốc. Một ví dụ phổ biến là thiết bị phân phối được sử dụng trong lĩnh vực y tế và đóng gói. Thiết kế không lõi cũng lý tưởng cho các thiết bị chạy bằng pin, vì chúng rút ra rất ít dòng điện trong điều kiện không tải. Và khả năng tạo ra các bước di chuyển nhanh, năng động khiến chúng rất phù hợp cho các ứng dụng robot.

Động cơ DC cũng được Uniduc ứng dụng vào chế tạo sản xuất robot phun thuốc khử trùng.

Các hãng sản xuất động cơ DC có chổi than trên thị trường hiện nay

Hiện nay trên thị trường Việt Nam động cơ DC chổi than được cung ứng chủ yếu từ Trung Quốc. Đối với dòng DC chổi than cao cấp, chất lượng hơn có nguồn gốc từ Mỹ. Dưới đây là danh sách một vài hãng sản xuất động cơ DC chổi than có nguồn gốc từ Mỹ.

Bạn có thể tham gia cộng đồng robotic để đặt câu hỏi cũng như tìm hiểu về robot tại : https://www.facebook.com/groups/875744406322109

Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !

Hotline / Zalo: 0903 666 014

Website: https://uniduc.com/vi

-------------////--------------------------------------------////------------

HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.