Trong máy phát tốc DC chổi than truyền thống, tiếp xúc cơ học giữa chổi than và cổ góp gây ra nhiều nhược điểm cố hữu.
Thứ nhất, ma sát và mài mòn giữa hai bộ phận này làm tăng tổn thất mô-men xoắn cơ học, dẫn đến mô-men xoắn khởi động cao hơn(ma sát tĩnh) khi khởi động hoặc ở tốc độ thấp. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng phản hồi và độ mượt của động cơ ở tốc độ thấp.
Thứ hai, sụt áp trên giao diện chổi than-cổ góp tạo ra một vùng chết ở tốc độ đầu ra thấp, nơi điện áp sinh ra không thể phản ánh chính xác các biến đổi nhỏ về tốc độ quay. Hơn nữa, trong quá trình chuyển mạch, tiếp xúc không liên tục hoặc kém giữa chổi than và các đoạn cổ góp có thể gây ra tia lửa điện, tia lửa điện và gián đoạn điện, tạo ra nhiễu tần số vô tuyến, nhiễu điện từ (EMI), gợn sóng tần số cao và điện áp đầu ra không ổn định.
 |
|
Như đã nêu trong tài liệu, “Hành động chuyển mạch của cổ góp thường gây ra một số tia lửa điện dẫn đến nhiễu điện.” (GD-OTS, Cẩm nang động cơ DC loại chổi than).
Bản chất cơ học của tiếp xúc chổi than-cổ góp cũng hạn chế độ tin cậy trong môi trường hoạt động khắc nghiệt. Trong các điều kiện có bụi, rung động, tốc độ quay cao hoặc độ ẩm thấp, các vấn đề như mài mòn quá mức, tích tụ cặn carbon và hỏng tiếp xúc thường xảy ra (Automate.org, Hướng dẫn động cơ DC chổi than).
Với những nhược điểm này, việc chuyển đổi từ thiết kế máy phát tốc DC chổi than sang không chổi than đã trở thành một hướng đi quan trọng để cải thiện hiệu suất và độ tin cậy. Máy phát tốc DC không chổi than loại bỏ tiếp xúc cơ học giữa chổi than và cổ góp, do đó loại bỏ tổn thất ma sát, sụt áp tiếp xúc và nguồn EMI. Sự thay đổi cấu trúc này giúp tăng đáng kể độ chính xác đo lường, độ ổn định và tuổi thọ hoạt động.
Với sự phát triển của công nghệ điều khiển điện tử hiện đại và cảm biến Hall, việc thiết kế máy phát tốc không chổi than có thể duy trì các đặc tính bên ngoài giống như các mẫu chổi than truyền thống—như tuyến tính điện áp-tốc độ, kích thước vỏ và giao diện lắp đặt—đã trở nên khả thi (Wikipedia, Động cơ điện DC không chổi than).
Do đó, đối với máy phát tốc DC hoạt động trong môi trường khắc nghiệt—như điều kiện tốc độ thấp, tốc độ cao, hoặc bụi và rung động—việc chuyển sang công nghệ không chổi than không chỉ là một nâng cấp kỹ thuật mà còn là một cải tiến đáng kể về độ tin cậy, giảm chi phí bảo trì và độ ổn định tín hiệu.
