Chổi than là gì? Phân loại và cấu tạo

Một trong những vật liệu dẫn điện quan trọng giúp kết nối, dẫn truyền trong các thiết bị điện cầm tay phải kể đến chổi than. 

Chổi than này là gì? Có mấy loại? Cách thực hoạt động ra sao? Hãy cùng tìm hiểu với CNSG trong bài viết này.

Chổi than là gì?

• Chổi than là vật liệu dẫn điện được dùng trong các động cơ điện cầm tay với tác dụng truyền điện và kết nối các bộ phận chính như stato và roto. 
• Vị trí lắp đặt bộ phận chổi than này thường được lắp trong động cơ điện 1 chiều và động cơ điện xoay chiều. Tùy vào dòng điện thế và tải trọng thực tế của máy mà chất liệu làm chổi than và phần cấu tạo có thể thay đổi phù hợp.
• Tên gọi chổi than xuất phát từ hình dạng sản phẩm giống như một chiếc bàn chải có hình chiếc chổi nhỏ làm từ than đá và được quấn xung quanh là các sợi dây đồng.
• Nhằm mục đích chính là cung cấp điện vào cuộn dây nên những loại động cơ có chổi than hoạt động dựa trên cơ chế tiếp xúc giữa cổ góp và chổi than. Phần chổi than được lò xo lá hay lò xo cuộn đẩy để tiếp xúc liên tục và trượt trên bề mặt cổ góp hoặc vành trượt tiếp điện, duy trì tiếp điện cho phần Roto.
• Động cơ chổi than có chi phí đầu tư ban đầu rẻ, cách thức hoạt động bật tắt đơn giản với một công tắc và không cần bộ điều khiển riêng cho động cơ cấu tạo khá đơn giản.
• Tuy nhiên, so với động cơ không chổi than thì động cơ có chổi than có độ bền động cơ thấp hơn, hiệu suất ổn định chỉ ở mức 75% – 80%. Ma sát giữa chổi than và Roto dễ làm năng lượng tiêu hao nhiều hơn vì sự mài mòn cuộn dây.

XEM THÊM >> Nguyên lý hoạt động của động Cơ DC Chổi Than

Phân loại chổi than

Chổi than được phân loại theo hình dáng cấu trúc:

• Chổi than đơn: là chổi than chỉ có cấu tạo một miếng.
• Chổi than kép: là cặp chổi than được ghép lại với nhau từ 2 chổi than đơn bởi dây cáp thông thường hoặc đầu nối.
• Chổi than kết cấu sandwich: bao gồm 2 hoặc nhiều miếng chổi than đơn được ghép cứng với nhau và sử dụng như 1 chổi than. Các miếng than có thể là cùng vật liệu hoặc khác vật liệu.
• Chổi than tách: bao gồm 2 hoặc nhiều miếng không gắn lại theo chiều dày. Các miếng than có thể di chuyển tương ứng với nhau hoặc được sử dụng như 1 chổi than. Các miếng than có thể là cùng vật liệu hoặc khác vật liệu và được liên kết vật lý hoặc không liên kết vật lý.

XEM THÊM >> Biến tần là gì? Nguyên lý hoạt động biến tần?

Công dụng của chổi than

Tác dụng chính của bộ phận chổi than này là vật kết nối giữa bộ phận tĩnh (Stato) và bộ phận quay (Rôto) trong động cơ điện. 

Với các dụng cụ điện cầm tay như máy mài cầm tay, máy khoan, máy cắt,… sử dụng cơ chế dẫn điện để tạo động lực xoay thì chổi than đóng vai trò vô cùng quan trọng.

Ngoài ra, 1 số vật dụng trong cuộc sống có cấu tạo chứa chổi than:

• Động cơ mô tơ của ô tô và xe máy.
• Đồ gia dụng như: máy sấy tóc, máy hút bụi, máy xay sinh tố.
• Ứng dụng trong nền công nghiệp sản xuất: động cơ máy phát điện, máy cắt, mô tơ công nghiệp, máy mài,…

Cấu tạo chổi than 

Thiết kế bên ngoài chổi than máy khoan có hình dạng giống chiếc bàn chải. Nó có cấu tạo từ than đá bao gồm thành phần chính là carbon và một số hợp chất đồng hoặc niken, với xung quanh được quấn nhiều lõi dây đồng.

Một đầu của chổi than được làm bằng tấm carbon gắn liền với dây dẫn đồng, đầu còn lại được nối với khung hoặc giá đỡ. 

Chổi than cung cấp điện tải cho cổ góp thông qua nhíp là một loại lò xo. Lò xo này sẽ có dạng lò xo mổ, lò xo cuộn hay lò xo lá.

Trong chổi than máy khoan chứa 1 dây dẫn điện với một đầu được đặt bên trong có chiều dài từ 3-5mm, phần này sẽ được gắn keo hoặc sử dụng chốt. Bên ngoài tấm than sẽ được đánh dấu để người dùng nhận biết độ mòn và khi nào cần thay mới.

Cách hoạt động của chổi than

Đầu carbon của chổi than máy khoan sẽ được đẩy ra, tiếp xúc và trượt trên cổ góp điện, dẫn truyền nguồn điện đến bộ phận quay của động cơ.

Khi lò xo đẩy tiếp xúc với cổ góp sẽ tạo ra khoảng cách giữa chổi than với bề mặt giá đỡ 1 khe hở khoảng chừng 0.8-1mm, lúc này chổi than sẽ dễ dàng di chuyển. Nếu khoảng cách này không đảm bảo (không nằm trong giới hạn từ 0.8-1mm), dễ dẫn tới việc hư hỏng hoặc hoạt động không ổn định.

• Khe hở có độ rộng lớn hơn 1mm: Lúc này, chổi than khi hoạt động sẽ bị rung lắc, trạng thái kéo dài sẽ dẫn tới mòn và gây ra hiện tượng tia lửa điện.
• Khe hở có độ rộng nhỏ hơn 0.8mm: Chổi than sẽ bị giãn nở do sức nóng tỏa ra trong quá trình sử dụng, làm cho chổi bị kẹt và dẫn đến hư hỏng cả giá đỡ lẫn chổi than.

Cách lựa chọn chổi than phù hợp

Trong thời gian dài sử dụng động cơ, sẽ đến lúc mòn chổi than, người dùng cần tiến hành thay mới ngay lập tức để đảm bảo tính liên tục cho thiết bị điện. Dưới đây là một số lưu ý cần nắm khi lựa chọn chổi than:

Thông tin sản phẩm

Thông tin về thông số kỹ thuật của chổi than về: kích thước chổi (dày, rộng, dài), mã sản phẩm, đầu nối, cấu tạo của dây dẫn điện bên trong (đường kính, chất liệu).

Thông tin về thông số động cơ: công suất điện áp, tốc độ quay, dòng điện sử dụng (AC/DC).

Một số sản phẩm nổi bật

• Chổi than CB-203A: cấu tạo trong máy xịt rửa (HW1200, HW1300), máy phay (RP1800, RP1801, RP2301FC) và máy cắt (LC1230)
• Chổi than D374N: Sử dụng trong các động cơ điện và được thiết kế theo kích thước mà khách hàng yêu cầu.
• Chổi than D172: Được dùng cho các máy phát điện với kích thước tùy theo khách hàng yêu cầu.