Tất cả các động cơ đều bao gồm stator và rotor, trong động cơ DC, để làm cho rotor quay lên, bạn cần liên tục thay đổi hướng của dòng điện, nếu không rotor chỉ có thể quay nửa vòng, điều này giống như bàn đạp xe đạp. Vì vậy, động cơ DC cần bộ chuyển đổi. Động cơ DC tổng quát bao gồm động cơ chổi than và động cơ không chổi than. Động cơ chổi than còn được gọi là động cơ DC hoặc động cơ chổi than carbon, thường nói động cơ DC đề cập đến động cơ DC chổi than, nó sử dụng chuyển đổi cơ học, cực từ bên ngoài không di chuyển cuộn dây bên trong (phần ứng) di chuyển, bộ chuyển đổi và cuộn dây rotor quay cùng nhau, chổi than và nam châm không di chuyển, vì vậy bộ chuyển đổi và chổi than ma sát, hoàn thành việc chuyển đổi hướng dòng điện.
Nhược điểm của động cơ chổi than
1. Tia lửa sinh ra do chuyển đổi cơ học gây ra ma sát giữa bộ chuyển đổi và chổi than, nhiễu điện từ, tiếng ồn lớn, tuổi thọ ngắn.
2. Độ tin cậy kém, dễ hỏng hóc, cần bảo trì thường xuyên.
3. Do sự tồn tại của bộ chuyển đổi, quán tính của rotor bị giới hạn, tốc độ tối đa bị giới hạn và hiệu suất động bị ảnh hưởng. Mặc dù có nhiều nhược điểm như vậy, tại sao nó vẫn được sử dụng rộng rãi, vì nó có mô-men xoắn cao, cấu trúc đơn giản và dễ bảo trì (tức là thay đổi chổi than) và rẻ.
Động cơ DC — động cơ không chổi than
Động cơ không chổi than cũng được gọi là động cơ biến tần DC (BLDC) trong một số lĩnh vực, nó sử dụng bộ chuyển đổi điện tử (cảm biến Hall), cuộn dây (phần ứng) không di chuyển cực từ, lúc này nam châm vĩnh cửu có thể ở bên ngoài cuộn dây cũng có thể ở bên trong cuộn dây, vì vậy có động cơ không chổi than rotor ngoài và động cơ không chổi than rotor trong.
Cấu trúc của động cơ không chổi than giống như động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Tuy nhiên, một động cơ không chổi than đơn lẻ không phải là một hệ thống năng lượng hoàn chỉnh, động cơ không chổi than cơ bản phải được điều khiển bởi một bộ điều khiển không chổi than, tức là điều chỉnh điện, để đạt được hoạt động liên tục. Điều thực sự quyết định hiệu suất của nó là bộ điều chỉnh điện tử không chổi than (tức là điều chỉnh điện).
Nói chung, dòng điện điều khiển động cơ không chổi than có hai loại, một là sóng vuông, loại kia là sóng sin. Đôi khi loại trước được gọi là động cơ DC không chổi than, và loại sau được gọi là động cơ servo AC, thực chất là một loại động cơ servo AC. (cổng video) Chế độ hoạt động của động cơ không chổi than khác nhau, và có thể được chia thành động cơ không chổi than rotor trong và động cơ không chổi than rotor ngoài. Rotor trong là ba pha, giá đắt hơn. Rotor ngoài thường được sử dụng trong một pha, giá cả phải chăng, sản xuất hàng loạt đã gần với động cơ chổi than, vì vậy trong những năm gần đây đã được sử dụng rộng rãi. Giá của ba pha của rotor ngoài đã tiếp cận giá của rotor trong.
Vâng, bạn có thể đoán rằng nhược điểm của động cơ chổi than là ưu điểm của động cơ không chổi than. Nó có những ưu điểm như hiệu suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp, tiếng ồn thấp, tuổi thọ dài, độ tin cậy cao, điều khiển servo, điều chỉnh tốc độ biến tần không bước (đến tốc độ rất cao), nó tương đối nhỏ hơn so với động cơ DC chổi than, điều khiển đơn giản hơn so với động cơ AC không đồng bộ, mô-men xoắn khởi động lớn, khả năng quá tải, còn về nhược điểm… Là đắt hơn chổi than, khó bảo trì.
Động cơ DC – nguyên lý điều chỉnh tốc độ
Điều chỉnh tốc độ động cơ DC: cái gọi là điều chỉnh tốc độ, tức là, bằng cách điều chỉnh tốc độ động cơ để có được mô-men xoắn cần thiết. Động cơ DC (chổi than) bằng cách điều chỉnh điện áp, điện trở nối tiếp, thay đổi kích từ có thể được điều chỉnh, nhưng thực tế điều chỉnh điện áp là thuận tiện nhất và được sử dụng phổ biến nhất, hiện nay chủ yếu sử dụng điều chỉnh tốc độ PWM, PWM thực sự là thông qua công tắc tốc độ cao để đạt được điều chỉnh điện áp DC, một chu kỳ, thời gian mở dài, điện áp trung bình cao, thời gian đóng dài, điện áp trung bình thấp, rất thuận tiện để điều chỉnh, miễn là tốc độ chuyển đổi đủ nhanh, hài của lưới điện ít hơn, và dòng điện liên tục hơn.
Tuy nhiên, chổi than và bộ chuyển đổi mòn theo thời gian, trong khi có sự thay đổi dòng điện lớn khi đảo chiều, rất dễ tạo ra tia lửa, bộ chuyển đổi và chổi than giới hạn khả năng và tốc độ của động cơ DC, làm cho việc điều chỉnh tốc độ của động cơ DC gặp phải nút thắt. Đối với động cơ DC không chổi than, chỉ cần điều khiển điện áp đầu vào trên bề mặt của việc điều chỉnh tốc độ, nhưng hệ thống điều chỉnh tốc độ tự động biến tần của động cơ (động cơ DC không chổi than tự nó đi kèm với một thiết bị phát hiện vị trí rotor và các thiết bị thu thập tín hiệu vị trí rotor khác, và sử dụng tín hiệu vị trí rotor của thiết bị này để điều khiển thời gian chuyển đổi của thiết bị điều chỉnh tốc độ biến tần biến áp) tự động điều khiển tần số theo điện áp biến đổi.
Nó gần như giống như một động cơ DC (có chổi than) và rất tiện lợi. Vì rotor sử dụng nam châm vĩnh cửu, không cần cuộn dây kích từ đặc biệt, trong trường hợp cùng công suất, động cơ nhỏ hơn, nhẹ hơn, hiệu quả hơn, gọn gàng hơn, hoạt động đáng tin cậy hơn và hiệu suất động tốt hơn, đã được sử dụng rộng rãi trong việc điều khiển xe điện.
