Tất tần tật về động cơ điện một chiều không chổi than (BLDC)

Động cơ điện một chiều không chổi than là loại động cơ đang được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống hiện đại ngày nay, đặc biệt là công nghệ xe điện và các loại công nghệ tương lai. Vây loai động cơ này là gì và tại sao nó lại được sử dụng nhiều như vậy, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết sau

Khái niệm

Động cơ điện một chiều không chổi than (Brushless DC motor) – BLDC, là động cơ điện được chuyển mạch bằng điện tử với những nam châm điện dòng DC di chuyển rotor xung quanh stator. Động cơ không chổi than sử dụng bộ điều khiển để tạo ra sự chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học.

BLDC motor là động cơ đồng bộ, nghĩa là tốc độ rotor bằng với tốc độ từ trường. BLDC motor được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp tự động, máy in, ô tô, tiêu dùng, y tế và thiết bị đo đạc.

Cấu tạo

Motor không chổi than bao gồm các bộ phận sau:

• Stator: Thường bao gồm các lõi sắt (các lá thép kỹ thuật điện được ghép cách điện với nhau) và dây quấn. Cách quấn dây của động cơ không chổi than cũng khác so với cách quấn dây của động cơ xoay chiều 3 pha thông thường.
• Rotor: Về cơ bản, bộ phận này cũng tương tự như các động cơ có nam châm vĩnh cửu khác.
• Hall sensor: Do đặc thù của sức phản điện động của động cơ BLDC có dạng hình thang nên cấu hình điều khiển thông thường của nó cũng cần có cảm biến xác định vị trí của từ trường rotor trong tương quan với các pha của cuộn dây stator. Để làm được điều đó, người ta thường sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall, có thể gọi tắt là Hall sensor.

Nguyên lý làm việc

Như tên gọi của nó, động cơ DC không chổi than có đặc điểm là không sử dụng chổi than. Với những động cơ có chổi than, chổi điện sẽ truyền dòng điện qua cổ góp để chạy vào các cuộn dây trên rotor.

Động cơ không chổi than không lan truyền dòng điện đến các cuộn dây rôto bởi vì các cuộn dây này không hề nằm trên rôto. Thay vào đó, roto chính là một nam châm vĩnh cửu, nó có các cuộn dây không quay mà được cố định vào vị trí ở trên stato. Vì các cuộn dây này không di chuyển nên người ta không cần chổi than cũng như cổ góp.

Trong động cơ không chổi than, người ta sẽ quay nam châm vĩnh cửu bằng cách thay đổi hướng của từ trường được tạo ra bởi các cuộn dây được sắp xếp đứng yên xung quanh nó. Để điều khiển chuyển động quay đó, bạn cần điều chỉnh độ lớn kết hợp hướng của dòng điện chạy vào các cuộn dây này.

Các ứng dụng của động cơ không chổi than

Động cơ không chổi than từ lâu đã được sử dụng nhiều trong việc chế tạo máy giặt, máy điều hòa không khí cũng như các thiết bị điện tử gia dụng khác. Và gần đây, động cơ này còn xuất hiện trong các loại quạt, chính vì hiệu suất cao của chúng đã góp phần giảm thiểu đáng kể lượng điện năng tiêu thụ cho quạt.

BLDC cũng đang được sử dụng để vận hành máy hút chân không. Trong một số trường hợp, sự thay đổi trong việc thiết lập chương trình điều khiển của chúng sẽ dẫn đến một bước đột phá lớn về tốc độ quay. Đây chính là một ví dụ về khả năng điều khiển bậc nhất của các động cơ này.

Động cơ không chổi than cũng đang được sử dụng để tiến hành quay ổ đĩa cứng. Vì độ bền của chúng sẽ giúp cho ổ đĩa hoạt động bền bỉ hơn trong suốt một thời gian dài. Đồng thời, hiệu suất năng lượng của động cơ còn góp phần giảm thiểu năng lượng tiêu thụ.

Động cơ BLDC cũng là ứng dụng lý tưởng cho các loại máy bay không người lái. Khả năng điều khiển vị trí chính xác khiến cho chúng đặc biệt phù hợp với những chiếc máy bay không người lái đa hành trình, chúng được kiểm soát bằng cách điều khiển chính xác vị trí, tốc độ quay của mỗi cánh quạt.