Động Cơ Chổi Than: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động, Bảng Giá 11/2024

Động cơ có chổi than là loại động cơ phổ biến trên các loại máy móc hiện nay. Đặc biệt, nó được ứng dụng rộng rãi trên các thiết bị điện gia dụng hay các dụng cụ cầm tay. Chi tiết thông tin về động cơ chổi than, mời tham khảo bài viết dưới đây.

1) Động cơ chổi than là gì ?

Động cơ có chổi than hay còn có tên gọi là động cơ DC motor. Đây là loại động cơ được thiết kế giống như bàn chải hay chiếc chổi nhỏ nhằm cung cấp dòng điện cho cuộn dây. Hơn nữa, những linh kiện ở đây thường được làm từ than đá và được quấn xung quanh những sợi dây đồng. 

Ngoài ra, tuỳ vào dòng điện và trọng tải của thiết bị, do đó mà cấu tạo và chất liệu chổi than có thể thay đổi sao cho phù hợp. Cụ thể như chổi than kép, chổi than tách, chổi than đơn…

Ý tưởng về động cơ có chổi than được bắt nguồn từ một người thợ rèn vào đầu thế kỷ XIX. Thomas Davenport đã nhìn thấy nam châm điện của Joseph Henry ở New York vào đầu những năm 1830. Sau đó, anh quyết định mua nam châm (vốn từ việc bán con ngựa của mình) và bóc tách nó ra để nghiên cứu. Davenport đã sử dụng bốn nam châm và phát hiện ra giá trị của một chiếc bàn chải, amp và chuyển mạch cổ góp. Bằng những công cụ đơn sơ này, anh đã làm cho thiết bị của mình quay và động cơ điện ra đời như vậy. 

Năm 1837, động cơ điện của Thomas Davenport chính thức được cấp bằng sáng chế. Tuy vậy, phải rất nhiều năm sau, ngành công nghiệp mới nhận ra tiềm năng và đưa “mô hình” này vào ứng dụng chính thức trong các thiết bị.

2) Ứng dụng của động cơ chổi than

• Sử dụng trong các hệ thống truyền động công nghiệp như máy công cụ, máy nén khí, máy gia công kim loại và các thiết bị sản xuất. 
• Sử dụng trong các ứng dụng bơm nước và bơm bùn, bao gồm bơm chìm, bơm ly tâm và bơm hút chân không. 
• Sử dụng trong các thiết bị gia dụng như máy giặt, máy làm sữa đậu nành, máy pha cà phê và máy hút bụi. 
• Sử dụng trong các hệ thống điều hòa không khí để cung cấp lực kéo và làm lạnh không khí.
• Trong đầu máy điện Diesel, quá trình đốt cháy từ động cơ diesel chuyển thành năng lượng quay kết hợp với máy phát điện để chuyển thành năng lượng điện. Năng lượng điện được chuyển đổi được cung cấp cho động cơ chổi than được ghép nối với các bánh xe trên động cơ.
• Động cơ DC chổi than được sử dụng trong xe điện để thu lại và định vị các cửa sổ chạy bằng điện.

3) Ưu và nhược điểm của động cơ chổi than

Máy động cơ có chổi than cũng giống như những loại máy khác, nó cũng sở hữu những ưu điểm và nhược điểm riêng. Dưới đây là một số ưu điểm và nhược điểm của máy có động cơ có chổi than.

Ưu điểm

• Động cơ chổi than có hiệu suất hoạt động ổn định khoảng từ 70 – 80%.
• Có cấu tạo khá đơn giản, không cần dùng đến bộ điều khiển riêng biệt cho động cơ.
• Phù hợp với các thiết bị cần tốc độ không đổi và ổn định với momen xoắn thay đổi (ví dụ như nhà máy giấy và cán ép,...).
• Quá trình khởi động hay tắt máy khá đơn giản với một công tắc.
• Không gây ra hiệu ứng sóng hài khi sử dụng động cơ DC (hiệu ứng sóng hài có thể làm các bộ phận kim loại nóng lên và gây nguy hiểm với mạng lưới điện).
• Độ bền cao.
• Chi phí thấp.
• Thiết kế của động cơ DC rất đơn giản nên dễ dàng sửa chữa hoặc thay thế. 
• Khi sửa chữa động cơ DC, không cần kích thích từ trường và chổi than, cài đặt tốc độ và các bộ phận khác có thể dễ dàng thay thế. Nếu có vấn đề với hệ thống điều khiển, điện áp đầu cuối có thể được điều chỉnh bằng chiết áp.

Nhược điểm

• Ma mát giữa chổi than và rotor làm cho cuộn dây bị mài mòn nhiều. Sau một thời gian sử dụng bạn cần phải thay thế chổi thay hay cổ bóp nhằm tăng hiệu quả hoạt động của thiết bị.
• Động cơ có chổi than yêu cầu bảo trì định kỳ để kiểm tra và thay thế chổi than khi cần thiết. Việc này đòi hỏi công sức và thời gian, làm tăng chi phí bảo trì và bảo dưỡng của hệ thống.
• Động cơ có chổi than có hạn chế về tốc độ vòng quay cao hơn so với các loại động cơ khác. Điều này có thể ảnh hưởng đến khả năng điều khiển và ứng dụng của động cơ trong những trường hợp yêu cầu tốc độ cao.

4) Cấu tạo của động cơ chổi than

Gồm có 4 bộ phận chính đó là:

• Stato: Dòng điện cung cấp từ trường quay dẫn động phần ứng hoặc roto. Đây là bộ phận tĩnh của động cơ chứa các cuộn dây kích từ và nhận nguồn điện thông qua các cực của nó. 
• Trục quay (shaft): Các cuộn dây và cổ góp quay quanh trục nằm ở trung tâm của động cơ. Trục thường làm bằng thép của để chịu được tải trọng của thiết bị. Các thanh cổ góp được gắn vào trục bằng khuôn nhựa. Momen xoắn do cuộn dây tạo ra truyền tới trục bởi stato.
• Hai cực động cơ: Cung cấp nguồn điện cho động cơ và kết nối với chổi và cánh tay chổi bên trong. Chúng gồm hai cực âm và dương.
• Nam châm vĩnh cửu: Tạo từ trường để roto quay.
• Roto: Phần động của motor tạo ra các vòng quay cơ học. Để động cơ có hiệu suất cao hơn, các roto cần được chế tạo càng nhỏ càng tốt.
• Cuộn dây quấn quanh roto: Càng nhiều vòng dây, từ trường tạo ra càng mạnh. Các động cơ có chổi than cần tối thiểu 3 cuộn dây để hoạt động ổn định (vì nếu chỉ dùng 2 cuộn thì motor dễ bị kẹt và dừng động cơ).
• Chổi than: Là các miếng kim loại hoạt động giống lò xo. Một mặt, chúng có vật liệu dẫn điện làm từ carbon. Mặt còn lại là nơi cung cấp nguồn cho động cơ. Chổi than được đẩy bằng tác động của lò xo lên cổ góp, kết nối trực tiếp với hai cực động cơ.
• Cổ góp: Được làm bằng tấm đồng nhỏ gắn trên trục quay. 

Ngoài ra, chổi than có thành phần chính đó là carbon cùng với một số hợp chất khác như niken hay đồng. Cùng với đó là nhiều lõi đồng được quấn xung quanh. Thiết bị này sẽ cấp điện tải cho cổ góp thông qua lò xo được thiết kế theo hình lá, hình cuộn hay hình mổ.

Bên trong chổi than còn chứa một dây dẫn điện với một đầu được gắn keo hay chốt với độ dài trong khoảng từ 4 – 6 mm. Còn bên ngoài chổi than sẽ là tấm than được đánh dấu nhằm giúp cho người dùng nhận biết được độ mòn để dễ dàng thay mới.

5) Nguyên lý hoạt động động cơ chổi than

Dựa vào cơ chế tiếp xúc giữa chổi than và cổ bóp nhờ đó sẽ cung cấp điện vào cuộn dây. Còn phần chổi than trên của động cơ sẽ được lò xo cuộn hoặc lò xo lá tiếp xúc trực tiếp, liên tục và trượt lên mặt cổ bóp hay vành trượt tiếp điện. Nhờ vào cơ chế này mà lượng điện năng sẽ duy trì lâu dài cho phần rotor.

6) So sánh động cơ chổi than và không chổi than

Động cơ chổi than và không chổi than là hai motor sử dụng trong nhiều thiết bị. Hiểu rõ điểm giống và khác giữa hai loại động cơ này giúp bạn chọn được motor phù hợp với thiết bị.

• Điểm giống: Cả hai loại động cơ đều được cấu tạo từ roto và stato
• Điểm khác nhau:

7) Phân loại động cơ chổi than

Động cơ có chổi than được sử dụng trong nhiều thiết bị và có tính ứng dụng cao trong các lĩnh vực. Dựa vào cấu tạo và cách quấn dây, người ta phân loại động cơ có chổi than thành các loại khác nhau:

• Động cơ có chổi than nam châm vĩnh cửu: Sử dụng nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường ổn định. Từ trường này là cần thiết để vận hành động cơ. Khả năng đáp ứng với sự thay đổi điện áp đầu vào của động cơ này khá tốt. Tốc độ của động cơ có thể được kiểm soát dễ dàng
• Động cơ có chổi than với cuộn dây nối tiếp:  Chế tạo với kết nối nối tiếp giữa cuộn dây kích từ và rôto. Dòng điện trong stato và rôto được tăng lên trong điều kiện tải, khiến chúng trở nên hoàn hảo cho các mục đích sử dụng mô-men xoắn cao như cần cẩu và tời.
• Động cơ có chổi than với cuộn dây song song: chế tạo với kết nối song song giữa cuộn dây kích từ và rôto. Do đó, mô-men xoắn ổn định ở tốc độ thấp hơn có thể dễ dàng được tạo ra bằng cách sử dụng động cơ này. Loại động cơ này hoàn hảo trong sử dụng công nghiệp và ô tô với điều kiện kiểm soát tốc độ cứng nhắc.

8) Cách sử dụng và bảo trì động cơ chổi than

Để sử dụng động cơ có chổi than hiệu quả, bạn nên sử dụng theo hướng dẫn dưới đây: 

• Trước khi đưa vào sử dụng bạn cần phải kiểm tra động cơ chổi than đã lắp đúng cách hay chưa.
• Nên khởi động động cơ cần chạy ở tốc độ thấp sau đó tăng dần dần lên tốc độ cao hơn.
• Nên tắt nguồn điện trước khi cho động cho dừng hoạt động.

Để kéo dài tuổi thọ và thời gian sử dụng của máy động cơ có chổi than vì cách bảo trì là điều vô cùng quan trọng. Dưới đây là một số lưu ý dành cho bạn:

• Cần phải kiểm tra chổi than định kỳ nếu thấy chổi than mòn quá mức cho phép nên thay ngay lập tức.
• Cần vệ sinh động cơ thường xuyên như lau chùi, bôi trơn… nhằm làm tăng hiệu suất hoạt động.

Để lựa chọn động cơ chổi than phù hợp với thiết bị mình đang sử dụng bạn cần phải lưu ý sau:

• Biết về thông tin về động cơ chổi than như mã sản phẩm, kích thước gồm độ dài, rộng, dày, cấu tạo của dây…
• Các thông số của động cơ như điện áp, công suất, tốc độ quay…

9) Bảng giá động cơ chổi than 

Dưới đây là bảng giá động cơ có chổi than trung bình trên toàn thị trường Việt Nam, có thay đổi hàng tháng theo tỷ giá USD, và sự biến động của giá đồng, thép. Quý vị nào cần giá chính xác của công ty Minhmotor xin liên hệ số 0901460163 để được tư vấn thông tin cập nhật:

• Giá động cơ chổi than CB – 203A giá từ 2.000.000 đồng - 6.000.000 đồng
• Giá động cơ chổi than D172 giá từ 2.000.000 đồng - 6.000.000 đồng
• Giá động cơ chổi than D374N giá từ 2.000.000 đồng - 6.000.000 đồng
• Giá động cơ chổi than Maikita CB giá từ 4.000.000 đồng - 10.000.000 đồng
• Giá động cơ chổi than Maktec MT606 giá từ 5.000.000 đồng - 10.000.000 đồng
• Giá động cơ chổi than Bosch GWS 900-100 giá từ 6.000.000 đồng - 10.000.000 đồng
• Giá động cơ chổi than Makita CB-411A giá từ 5.000.000 đồng - 10.000.000 đồng

10) Các bước sửa chữa đơn giản tại nhà

Động cơ chổi than là một trong những loại động cơ điện phổ biến nhất được sử dụng trong nhiều thiết bị gia đình và công nghiệp. Mặc dù được biết đến với độ bền cao, nhưng việc bảo trì và sửa chữa định kỳ vẫn là điều cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu và kéo dài tuổi thọ của động cơ. Trong phần này, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn một số bước sửa chữa đơn giản mà bạn có thể tự thực hiện tại nhà.

Kiểm tra chổi than

Kiểm tra chổi than là công đoạn quan trọng nhất trong quá trình bảo trì động cơ chổi than. Chổi than là bộ phận tiếp xúc với trục quay của động cơ và chịu trách nhiệm truyền dòng điện để tạo ra lực quay. Theo thời gian, chổi than sẽ bị mòn dần và cần được thay thế khi đạt đến vạch báo mòn.

Để kiểm tra chổi than, bạn cần tháo rời vỏ máy và tìm kiếm vị trí của chổi than. Thông thường, chổi than sẽ được đặt trong các giá đỡ riêng biệt và có thể dễ dàng tháo rời. Kiểm tra chiều dài của chổi than và so sánh với vạch báo mòn. Nếu chổi than đã mòn đến vạch báo mòn, hãy thay thế ngay lập tức bằng chổi than mới để đảm bảo hiệu suất hoạt động của động cơ.

Việc thay thế chổi than kịp thời không chỉ giúp duy trì hiệu suất của động cơ mà còn ngăn ngừa hư hỏng nghiêm trọng do chổi than quá mòn. Chổi than mòn có thể gây ra tình trạng đánh lửa và hỏng hóc cho các bộ phận khác của động cơ.

Vệ sinh động cơ

Bụi bẩn tích tụ bên trong động cơ là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự giảm hiệu suất hoạt động và hỏng hóc. Bụi bẩn có thể bám vào các bộ phận quay, làm tăng ma sát và gây ra nhiệt độ cao bất thường. Ngoài ra, bụi bẩn cũng có thể làm tắc nghẽn các lỗ thông gió, gây ra sự quá nhiệt và hỏng hóc cho động cơ.

Để vệ sinh động cơ, bạn có thể sử dụng máy hút bụi mini hoặc bàn chải mềm để loại bỏ bụi bẩn bám trên các bộ phận. Hãy chú ý không làm hỏng các bộ phận nhạy cảm và tránh để bụi bẩn rơi vào các khe hở của động cơ.

Ngoài ra, bạn cũng có thể sử dụng khí nén để thổi bụi bẩn ra khỏi động cơ. Tuy nhiên, hãy cẩn thận khi sử dụng khí nén vì áp lực cao có thể làm hỏng các bộ phận nhỏ và nhạy cảm.

Việc vệ sinh động cơ thường xuyên không chỉ giúp duy trì hiệu suất hoạt động mà còn kéo dài tuổi thọ của động cơ bằng cách ngăn ngừa sự mòn và hỏng hóc do bụi bẩn gây ra.

Kiểm tra dây kết nối

Dây kết nối là một bộ phận quan trọng trong hệ thống điện của động cơ. Chúng đảm nhận vai trò truyền dòng điện từ nguồn điện đến động cơ và các bộ phận điều khiển. Nếu dây kết nối bị lỏng hoặc kết nối kém, có thể dẫn đến sự mất điện năng, hiệu suất giảm và thậm chí là hỏng hóc nghiêm trọng.

Để kiểm tra dây kết nối, bạn cần tháo rời vỏ máy và kiểm tra tất cả các đầu nối dây. Đảm bảo rằng tất cả các đầu nối đều được siết chặt và không có dấu hiệu bị lỏng hoặc hỏng hóc. Nếu phát hiện có dây bị đứt hoặc hỏng, hãy thay thế ngay lập tức bằng dây mới.

Ngoài ra, bạn cũng nên kiểm tra các đầu nối dây với các bộ phận điều khiển như công tắc, bảng điều khiển hoặc bộ điều khiển từ xa (nếu có). Đảm bảo rằng tất cả các đầu nối đều được kết nối chặt chẽ và không bị lỏng lẻo.

Việc kiểm tra dây kết nối thường xuyên giúp phát hiện và ngăn ngừa các sự cố liên quan đến hệ thống điện, đồng thời đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành động cơ.

Lưu ý quan trọng

Mặc dù các bước sửa chữa đơn giản trên có thể giúp bạn duy trì hiệu suất hoạt động của động cơ chổi than, nhưng nếu bạn không cảm thấy thoải mái hoặc thiếu kiến thức chuyên môn, hãy tham khảo ý kiến của thợ sửa chữa chuyên nghiệp. Việc tự sửa chữa không đúng cách có thể dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng và gây nguy hiểm cho bạn cũng như những người xung quanh.

Ngoài ra, luôn tuân thủ các hướng dẫn sử dụng và bảo trì của nhà sản xuất để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành động cơ.

11) Tương lai của động cơ chổi than

Trong thế giới công nghệ ngày càng phát triển, sự ra đời của các loại động cơ không chổi than như động cơ vẫn cảm, động cơ servo và động cơ bước đã tạo ra nhiều đột phá mới. Tuy nhiên, động cơ chổi than vẫn giữ một vị trí quan trọng trong nhiều lĩnh vực và có tiềm năng phát triển trong tương lai.

Chi phí hiệu quả

Một trong những lợi thế lớn nhất của động cơ chổi than là chi phí sản xuất thấp. So với các loại động cơ không chổi than, động cơ chổi than có cấu tạo đơn giản hơn và ít bộ phận phức tạp, giúp giảm chi phí sản xuất đáng kể. Điều này làm cho động cơ chổi than trở thành lựa chọn hấp dẫn cho các ứng dụng không yêu cầu hiệu suất quá cao hoặc trong các dự án có ngân sách hạn chế.

Ngoài ra, động cơ chổi than cũng tiêu thụ ít năng lượng hơn so với một số loại động cơ khác, giúp tiết kiệm chi phí vận hành trong dài hạn. Đây là một lợi thế quan trọng trong bối cảnh hiện nay, khi vấn đề tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường ngày càng được quan tâm.

Với chi phí thấp và hiệu quả về mặt năng lượng, động cơ chổi than sẽ tiếp tục là lựa chọn phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp, gia dụng và thương mại, đặc biệt là trong các thị trường đang phát triển nơi chi phí là yếu tố quan trọng.

Sửa chữa dễ dàng

Một trong những ưu điểm nổi bật của động cơ chổi than là cấu tạo đơn giản, giúp việc sửa chữa và thay thế các bộ phận trở nên dễ dàng hơn. Không giống như các loại động cơ không chổi than có cấu trúc phức tạp, động cơ chổi than chỉ bao gồm một số bộ phận chính như trục quay, chổi than, cuộn dây và vỏ ngoài.

Việc thay thế chổi than, một trong những bộ phận hay bị mòn nhất trong động cơ, có thể được thực hiện một cách nhanh chóng và dễ dàng. Người sử dụng chỉ cần tháo rời vỏ máy, tìm vị trí của chổi than và thay thế chúng bằng chổi than mới. Quá trình này không đòi hỏi nhiều kỹ năng chuyên môn và có thể được thực hiện ngay tại nhà hoặc nơi làm việc.

Ngoài ra, các bộ phận khác của động cơ chổi than cũng có thể được sửa chữa hoặc thay thế một cách dễ dàng hơn so với các loại động cơ phức tạp hơn. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của động cơ và giảm chi phí bảo trì trong dài hạn.

Với khả năng sửa chữa dễ dàng, động cơ chổi than sẽ tiếp tục được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và gia dụng, đặc biệt là trong các khu vực nơi nguồn nhân lực kỹ thuật có hạn.

Độ bền vững chắc

Mặc dù có cấu tạo đơn giản, nhưng động cơ chổi than được biết đến với độ bền vững chắc và khả năng hoạt động ổn định trong thời gian dài. Với việc bảo trì thích hợp, động cơ chổi than có thể hoạt động liên tục trong nhiều năm mà không gặp phải sự cố nghiêm trọng.

Một trong những lý do chính khiến động cơ chổi than có độ bền cao là cấu trúc đơn giản và ít bộ phận di động. Điều này giúp giảm thiểu ma sát và hao mòn, đồng thời tăng khả năng chịu lực của động cơ. Ngoài ra, chổi than cũng được thiết kế để chịu được nhiệt độ cao và điều kiện làm việc khắc nghiệt.

Với việc bảo trì định kỳ như thay thế chổi than, vệ sinh bụi bẩn và kiểm tra dây kết nối, động cơ chổi than có thể duy trì hiệu suất hoạt động ổn định trong thời gian dài. Điều này làm giảm chi phí thay thế và sửa chữa lớn, đồng thời tăng độ tin cậy của các thiết bị sử dụng động cơ chổi than.

Nhờ độ bền vững chắc, động cơ chổi than sẽ tiếp tục được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao, như trong lĩnh vực công nghiệp nặng, xây dựng và khai thác mỏ. Ngoài ra, động cơ chổi than cũng là lựa chọn phù hợp cho các thiết bị gia dụng và thương mại cần hoạt động liên tục trong thời gian dài.

Mặc dù sự phát triển của động cơ không chổi than là không thể phủ nhận, nhưng động cơ chổi than vẫn giữ một vị trí quan trọng trong nhiều lĩnh vực nhờ các ưu điểm về chi phí hiệu quả, khả năng sửa chữa dễ dàng và độ bền vững chắc. Với sự cải tiến liên tục về công nghệ và vật liệu, động cơ chổi than sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong tương lai, đáp ứng nhu cầu của nhiều ứng dụng khác nhau.

12) Các câu hỏi thường gặp

a. Có dấu hiệu nào cảnh báo cần thay thế chổi than không?

Có ba dấu hiệu chính cảnh báo bạn cần thay thế chổi than: tia lửa điện xuất hiện khi động cơ hoạt động, giảm hiệu suất (động cơ yếu đi), mùi khét do chổi than bị mòn tiếp xúc với cổ góp.

b. Tôi có thể thay thế chổi than cho động cơ khoan cầm tay tại nhà không?

Tùy thuộc vào từng loại máy khoan. Một số máy khoan thiết kế đơn giản cho phép bạn tự thay thế chổi than. Tuy nhiên, với các máy khoan phức tạp hơn, tốt nhất bạn nên nhờ đến thợ sửa chữa chuyên nghiệp để đảm bảo an toàn và tránh làm hỏng động cơ.

c. Làm thế nào để chọn động cơ chổi than phù hợp cho thiết bị của tôi?

Để chọn động cơ chổi than phù hợp, bạn cần lưu ý đến các thông số kỹ thuật của thiết bị như điện áp, công suất, tốc độ vòng quay và mô-men xoắn. Bạn cũng có thể tham khảo hướng dẫn sử dụng của thiết bị hoặc nhờ nhân viên kỹ thuật tư vấn.

d. Sử dụng động cơ chổi than có an toàn không?

Thông thường, sử dụng động cơ chổi than an toàn nếu bạn tuân thủ các hướng dẫn vận hành và bảo trì. Tuy nhiên, cần lưu ý ngắt nguồn điện trước khi tiến hành bất kỳ thao tác bảo trì nào để tránh bị điện giật.

e. Động cơ chổi than có gây ra tiếng ồn không?

Động cơ chổi than có thể gây ra tiếng ồn do ma sát giữa chổi than và cổ góp. Mức độ tiếng ồn phụ thuộc vào chất lượng của động cơ, điều kiện hoạt động và tải trọng.

Kết luận

Động cơ có chổi than là loại máy được ứng dụng phổ biến hiện nay bởi những ưu điểm mà nó đem lại. Với những thông tin trên bạn sẽ lựa chọn cho mình những sản phẩm phù hợp với nhu cầu của mình.