Chổi than là gì? Công dụng và nguyên lý hoạt động chổi than

Chổi than đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống động cơ điện và là thiết bị không thể thiếu. Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa nắm rõ về nguyên lý hoạt động và công dụng thực tế của chúng, điều này giới hạn khả năng ứng dụng của thiết bị. Vì vậy, hãy cùng cập nhật thông tin chi tiết về chổi than cùng Động cơ Thành Thái ngay hôm nay để nâng cao hiểu biết.

Chổi than là gì?

Chổi than là một thành phần quan trọng trong các hệ thống động cơ điện, có thiết kế giống như một chiếc bàn chải hoặc chổi nhỏ. Chúng thường được sản xuất từ than đá và được bọc bên ngoài bằng các sợi dây đồng.

Nhiệm vụ chính của chổi than là truyền điện và kết nối giữa các bộ phận stator và rotor trong các động cơ xoay chiều và động cơ 1 chiều. Cấu tạo và chất liệu của chổi than có thể thay đổi tùy thuộc vào dòng điện và tải trọng của thiết bị. Các loại chổi than như chổi than kép, chổi than đơn, chổi than tách và chổi than kết cấu sandwich có thể được sử dụng để đáp ứng yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng.

Trong động cơ chổi than, cuộn dây thường nằm trên rotor và hoạt động dựa trên cơ chế tiếp xúc giữa cổ góp và chổi than. Bộ phận chổi than được đẩy bởi lò xo cuộn hoặc lò xo lá, tạo ra hiện tượng trượt và tiếp xúc liên tục trên bề mặt cổ góp hoặc vành trượt tiếp điện, duy trì tiếp điện cho rotor.

Tổng thể, động cơ chổi than có cấu trúc đơn giản và dễ điều khiển thông qua một công tắc, không cần sử dụng bộ điều khiển riêng, mang lại hiệu suất ổn định ở mức 75-80%.

Chổi than có cấu tạo như thế nào?

Chổi than, một linh kiện quan trọng trong hệ thống động cơ điện, có một cấu trúc đặc biệt được thiết kế để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau trong quá trình hoạt động của động cơ. Dưới đây là mô tả về cấu tạo cơ bản của chổi than:

Hình Dạng và Vật Liệu

Chổi than thường có hình dạng giống như chiếc bàn chải hoặc chổi nhỏ.

Vật liệu chủ yếu sử dụng là than đá, có thành phần chính là carbon. Ngoài ra, có thể chứa các hợp chất khác như đồng hoặc niken để cải thiện tính chất dẫn điện.

Lõi Dây Đồng

Cấu trúc nền của chổi than thường bao gồm một lõi dây đồng. Dây đồng này có nhiệm vụ truyền điện từ nguồn đến bộ phận quay (rotor) của động cơ.

Lò Xo

Chổi than thường được kết nối với cổ góp bằng cách sử dụng lò xo. Có thể có các loại lò xo khác nhau như lò xo lá, lò xo cuộn, hoặc lò xo mổ để tạo ra áp lực cần thiết giữa chổi than và cổ góp.

Dây Dẫn Điện và Đầu Kết Nối

Bên trong chổi than, có một dây dẫn điện nối với một đầu, thường được gắn kết bằng keo hoặc sử dụng chốt. Đầu này thường được đặt bên trong cổ góp và giữ khoảng cách khoảng 3 – 5 mm với tấm than.

Tấm Than

Bề mặt bên ngoài của chổi than thường là tấm than, có thể được đánh dấu để người sử dụng có thể theo dõi mức độ mòn và xác định thời điểm thay thế chổi than.

Cấu trúc chi tiết của chổi than có thể thay đổi tùy thuộc vào loại động cơ và ứng dụng cụ thể trong hệ thống điện. Tuy nhiên, những yếu tố cơ bản trên giúp chổi than thực hiện chức năng truyền điện và kết nối cần thiết trong các động cơ điện.

Nguyên lý hoạt động của động cơ chổi than

Nguyên lý hoạt động của chổi than bắt nguồn từ việc phần đầu than đá (carbon) của chúng được đẩy ra, tạo tiếp xúc và trượt trên cổ góp điện. Qua quá trình này, chổi than truyền nguồn điện đến bộ phận quay của động cơ.

Khi lò xo đẩy chổi than tiếp xúc với cổ góp, một khe hở xuất hiện với khoảng 0.8 – 1 mm giữa chổi than và bề mặt giá đỡ. Điều này giúp chổi than di chuyển một cách dễ dàng hơn và thực hiện chức năng của nó.

Trong trường hợp khe hở không đảm bảo độ rộng nằm trong khoảng 0.8 – 1mm, có thể dẫn đến hoạt động không ổn định của chổi than và có thể gây hỏng. Cụ thể như sau:

• Khe hở nhỏ hơn 0.8 mm: Chổi than sẽ bị giãn nở do sức nóng từ quá trình hoạt động, làm chổi bị kẹt và gây hư hỏng cả giá đỡ lẫn chổi than.
• Khe hở lớn hơn 1 mm: Chổi than sẽ bắt đầu rung lắc, và nếu tình trạng này kéo dài, có thể dẫn đến hiện tượng mòn, thậm chí xuất hiện tia lửa điện gây chạm mạch động cơ

Một số công dụng nổi bật của động cơ chổi than

Động cơ chổi than được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau nhờ vào những đặc tính và công dụng của nó. Dưới đây là một số công dụng chính của động cơ chổi than:

Máy Công Nghiệp và Công Cụ Điện Cầm Tay

Động cơ chổi than thường được tích hợp trong máy móc công nghiệp như máy mài, máy khoan, máy cắt, và các công cụ điện cầm tay khác. Chúng cung cấp nguồn điện để tạo lực xoay mạnh mẽ và linh hoạt trong quá trình làm việc.

Hệ Thống Máy Phát Điện

Trong các máy phát điện, động cơ chổi than thường được sử dụng để tạo ra nguồn điện xoay chiều. Chúng giúp chuyển động quay của rotor thành nguồn điện có thể sử dụng được.

Động Cơ Xe Ô Tô và Xe Máy

Trong hệ thống điện của xe ô tô, xe máy và các phương tiện cơ giới khác, động cơ chổi than thường được tích hợp để cung cấp điện cho các thiết bị như đèn, máy radio, và hệ thống điện tử khác.

Máy Móc Dân Dụng và Thiết Bị Gia Đình

Các động cơ chổi than cũng thường xuất hiện trong các thiết bị gia dụng như máy hút bụi, máy sấy, máy là, và máy xay sinh tố, nơi chúng chịu trách nhiệm cung cấp năng lượng điện để hoạt động.

Kết luận

Trong bối cảnh ngày càng phát triển của công nghiệp và công nghệ, động cơ chổi than trở thành một phần quan trọng và không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực ứng dụng. Sự đa dạng và linh hoạt của chúng làm cho chúng trở thành một phần quan trọng của cuộc sống hiện đại, chứng minh sức mạnh và ổn định của công nghệ động cơ truyền thống trong một thế giới ngày nay đang ngày càng chuyển đến công nghệ mới.