Chổi than, còn được gọi là chổi than động cơ, là bộ phận nhỏ dẫn dòng điện giữa dây dẫn tĩnh (stato) và dây quay (rôto) của động cơ hoặc máy phát điện, giảm thiểu sự phát tia lửa điện giữa hai tiếp điểm.
Chổi than là gì
Chổi than là một bộ phận rất nhỏ của động cơ điện có chức năng dẫn dòng điện giữa các dây dẫn tĩnh và dây quay bên trong động cơ / máy phát điện.
Chổi than thường được làm từ một hoặc nhiều khối carbon, với một hoặc nhiều lớp. Carbon được sử dụng vì nó là một chất dẫn điện khá tốt, trong khi nó đủ mềm để tạo ra một điểm tiếp xúc nhất quán. Tuy nhiên, đặc tính mềm này có nghĩa là nó bị mài mòn theo thời gian và do đó cần phải thường xuyên thay chổi than.
Bạn thường sẽ tìm thấy nhiều hơn một chổi than trong mỗi động cơ và có nhiều loại khác nhau cho các loại động cơ / dụng cụ khác nhau.
Chổi than hoạt động bằng cách giảm thiệt hại cho động cơ, bằng cách truyền dòng điện qua lại giữa các bộ phận tĩnh và chuyển động của động cơ. Thay vì có một bộ phận tích hợp của máy bị mài mòn do quá trình này, đây là những bộ phận dễ thay thế được thiết kế để mài mòn.
Chổi than tiếng Anh là gì
Trong tiếng Anh chổi than được định nghĩa là “Carbon Brush” là từ kỹ thuật thường đi với các loại động cơ như Brushed DC Motors, Brushless DC Motors…
Chức năng của chổi than
Dòng điện xoay chiều đổi chiều dòng điện 50 lần trong một giây. Một phần ứng được kết nối trực tiếp với dòng điện này sẽ cố gắng làm điều tương tự.
Cổ góp là một vòng có các đoạn dẫn điện và cách điện xen kẽ nhau. Mỗi đoạn dẫn được nối với một cuộn dây của phần ứng. Chức năng của chổi than là dẫn điện đến các phân đoạn riêng lẻ khi chúng xoay từ chổi than này sang chổi than khác. Điều này cho phép động cơ quay theo một chiều với tốc độ được xác định bởi số lượng cuộn dây trong phần ứng.
Các loại chổi than
Mặc dù chổi than đầu tiên được làm bằng đồng, nhưng cuối cùng carbon đã trở thành vật liệu chổi than động cơ được ưa chuộng vì độ bền tiếp xúc cao, độ ma sát thấp và khả năng chống phóng điện.
Chổi than được chia thành bốn loại như sau:
- Than chì cacbon
- Chổi than chì điện tử
- Than chì
- Than chì kim loại
Chổi than chì carbon
Một trong những chổi than carbon đầu tiên, loại chổi than này phù hợp để sử dụng trên các máy cũ hơn, chậm hơn. Loại chổi than carbon này được sử dụng trong các tiếp điểm và đế bằng kim loại và hiếm khi được nhìn thấy trong các cổ góp vì độ ma sát cao mà nó tạo ra.
Chổi than chì điện tử
Chổi than chì điện tử được xử lý ở nhiệt độ cao, làm cho chúng bền lâu hơn và lý tưởng để sử dụng cho cổ góp. Những chổi than này có thể được xử lý bằng vật liệu hữu cơ hoặc vô cơ để làm cho chúng bền hơn.
Loại bàn chải này lý tưởng để sử dụng trong nhiều môi trường hoạt động khác nhau, bao gồm cả những môi trường có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp.
Chổi than chì
Được đặc trưng bởi các lớp vật liệu, chổi than chì được tạo ra bằng cách liên kết than chì tự nhiên hoặc nhân tạo với nhựa hoặc nhựa thông. Loại chổi này thường được sử dụng trong các cổ góp và vành trượt. Mật độ cao và chất lượng xốp thấp của chúng làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các môi trường bị ô nhiễm.
Chổi than kim loại
Chổi than chì kim loại được chế tạo bằng cách kết hợp than chì với bột kim loại mịn như đồng, bạc, thiếc và chì. Do điện trở suất thấp, những bàn chải này được sử dụng theo nhiều cách.
Chúng có thể được nhìn thấy trong động cơ xe nâng, bộ sạc ắc quy và máy phát điện hàn, vòng trượt có mật độ dòng điện chổi cao, máy phát điện mạ và máy điện một chiều, và thường được sử dụng làm chổi tiếp đất.
Cấu tạo chổi than
Chổi than được làm từ sự pha trộn giữa carbon và dạng than chì của carbon được gọi là carbon-graphite. Đối với các công cụ tốc độ cao, chổi than hoàn toàn bằng than chì vì độ ma sát của nó thấp hơn.
Động cơ lớn sử dụng chổi than là hỗn hợp than chì và đồng 50%. Thành phần của chổi than cụ thể cho động cơ trong một ứng dụng nhất định được xác định bởi các yếu tố như tần suất khởi động, xác suất quá tải, tuổi thọ dự kiến của động cơ và áp suất chống lại cổ góp.
Nguyên lý chổi than
Khi nói đến nguyên lý hoạt động của chổi than carbon, có ba thông số hoạt động cần quan tâm là: cơ học, điện và vật lý / hóa học. Chi tiết hơn, chúng ta xét từng thông số.
Cơ khí
Một vòng trượt hoặc cổ góp được gắn vào trục quay. Một lò xo được sử dụng để đẩy chổi than vào vòng trượt hoặc cổ góp để duy trì tiếp xúc. Bề mặt của vòng trượt hoặc cổ góp không được quá nhẵn / bóng hoặc quá thô để đảm bảo chổi than tiếp xúc và hoạt động tốt.
Điện
Dòng điện được truyền từ trục quay thông qua tiếp xúc với chổi than. Các khu vực rất nhỏ của chổi than, được gọi là các điểm tiếp xúc, tiếp xúc với bề mặt của vòng trượt hoặc cổ góp. Các điểm tiếp xúc phải được phân bố đều trên bề mặt chổi than để duy trì sự cân bằng của chổi than và tránh làm hỏng bề mặt cổ góp / vòng trượt.
Chổi than có điện trở suất cao hoạt động hiệu quả nhất, vì điều này giúp ngăn ngừa hiện tượng phóng điện hồ quang ở mặt phân cách giữa chổi than và cổ góp / vòng trượt. Điều quan trọng nữa là duy trì mật độ công suất thích hợp để động cơ DC hoạt động ở hiệu suất cao nhất, điều này thường yêu cầu loại bỏ chổi than. Các tính toán cho mật độ năng lượng nên được thực hiện và tối ưu hóa mật độ chổi than nếu ứng dụng của bạn thay đổi.
Vật lý / Hóa học
Thông số vận hành này đề cập đến môi trường hoạt động của chổi than chứ không phải bản thân chổi than, có thể ảnh hưởng mạnh đến hiệu suất của chổi than. Ví dụ dầu, hydrocacbon và bụi có thể làm hỏng chổi than và nên tránh.
Nhược điểm của động cơ dùng chổi than
Mặc dù động cơ có chổi than không đắt, đáng tin cậy và có tỷ lệ mô-men xoắn hoặc quán tính cao, nhưng chúng cũng đi kèm với một số nhược điểm.
Các thành phần này bị hao mòn theo thời gian sinh ra bụi. Loại mô tơ này cần được bảo dưỡng thường xuyên để vệ sinh hoặc thay chổi than. Chúng cũng có khả năng tản nhiệt thấp do hạn chế của rôto, quán tính của rôto cao, tốc độ tối đa thấp và nhiễu điện từ (EMI) do phóng hồ quang trên chổi.
Nguyên tắc hoạt động của động cơ không chổi than cũng giống như động cơ có chổi than (điều khiển chuyển mạch sử dụng phản hồi vị trí trục bên trong) nhưng thiết kế tổng thể của chúng khác nhau. Thiết kế của các khối không chổi than làm giảm điện trở bên trong và giúp tản nhiệt tạo ra trong các cuộn dây stato. Do đó, hiệu quả tốt hơn vì nhiệt của các cuộn dây có thể tản nhiệt hiệu quả hơn nhờ vào vỏ động cơ tĩnh lớn hơn nhiều.
Không giống như động cơ có chổi than, nam châm vĩnh cửu trên bộ không chổi than được gắn trên rôto. Stato là thép cuộn có rãnh và chứa các cuộn dây của cuộn dây. Mặt khác, các thiết bị chổi kỹ thuật số yêu cầu ít hoặc không có các thành phần bên ngoài và do đó hoạt động tốt trong các điều kiện hạn chế.
Chổi than được bảo dưỡng như thế nào?
Có một số cách để kiểm tra các vấn đề và đảm bảo rằng chổi than – và động cơ của bạn – đang hoạt động bình thường.
Một trong những điều đầu tiên cần xem xét là độ ổn định của chổi than. Kiểm tra khe hở giữa giá đỡ chổi than và chổi than để đảm bảo chổi than ổn định và trượt đúng cách. Điều quan trọng nữa là phải kiểm tra khoảng cách giữa giá đỡ chổi than và vòng trượt cổ góp để đảm bảo giá đỡ chổi than được điều chỉnh chính xác và ở góc thích hợp.
Điều quan trọng là cũng phải kiểm tra các dấu hiệu mòn cổ góp và sự hiện diện của bụi đồng. Bụi dẫn đến mài mòn chổi than cao, ô nhiễm máy móc, tạo rãnh của cổ góp / vành trượt và rãnh bên chổi than. Cách tốt nhất để ngăn chặn điều này là vệ sinh động cơ thường xuyên để đảm bảo bộ lọc khí cung cấp không khí sạch cho động cơ.
Các bạn có đóng góp gì thêm cho bài viết, hãy liên hệ ngay với TKS nhé! Cần bảo trì, bảo dưỡng hay sửa chữa máy bơm? Thái Khương luôn sẵn sàng phục vụ bạn!
