Động cơ chổi than và không chổi than tưởng giống mà khác “một trời một vực”

Động cơ chổi than và không chổi than mặc dù cùng thực hiện chức năng tạo ra chuyển động quay, nhưng cơ chế hoạt động và ưu nhược điểm của chúng lại rất khác biệt. Việc hiểu rõ sự khác biệt này sẽ giúp bạn đưa ra quyết định đúng đắn khi mua sắm hoặc lựa chọn công nghệ cho các ứng dụng cụ thể.

1. Động cơ chổi than và không chổi than là gì?

Để hiểu rõ hơn về động cơ chổi than và không chổi than, chúng ta cần tìm hiểu cơ chế hoạt động cơ bản của từng loại:

Động cơ chổi than (Brushed Motor) là loại động cơ điện một chiều (DC) truyền thống, sử dụng chổi than (thường làm bằng carbon) để tiếp xúc trực tiếp với cổ góp (commutator) trên rô-to (phần quay của động cơ). Chổi than có nhiệm vụ dẫn điện từ nguồn điện bên ngoài vào các cuộn dây trên rô-to, tạo ra từ trường và làm rô-to quay. 

Khi rô-to quay, chổi than sẽ trượt trên cổ góp, tạo ra ma sát và tia lửa điện. Động cơ chổi than là gì? Đơn giản, nó là động cơ sử dụng sự tiếp xúc vật lý của chổi than để chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng.

Ngược lại, động cơ không chổi than (còn gọi là motor không chổi than hoặc BLDC - Brushless DC motor) không sử dụng chổi than hay cổ góp. Thay vào đó, nó hoạt động dựa trên nguyên lý từ trường vĩnh cửu và mạch điều khiển điện tử (Electronic Commutator Unit - ECU) để cấp dòng điện luân phiên vào các cuộn dây (stator) của động cơ. 

Từ trường tạo ra ở stator tương tác với nam châm vĩnh cửu trên rô-to, làm rô-to quay. Động cơ không chổi than là gì? Nó là động cơ hiện đại hơn, loại bỏ sự tiếp xúc vật lý của chổi than, dựa vào điều khiển điện tử để tạo ra chuyển động.

2. Những điểm giống nhau dễ khiến người dùng nhầm lẫn

Mặc dù có sự khác biệt lớn về công nghệ, nhưng động cơ chổi than và không chổi than vẫn có những điểm chung khiến người dùng dễ nhầm lẫn:

• Cùng mục đích: Cả hai loại động cơ đều được thiết kế để chuyển đổi năng lượng điện thành chuyển động quay (cơ năng), phục vụ cho việc vận hành các thiết bị.
• Kích thước, hình dáng: Ở một số thiết bị gia dụng hoặc dụng cụ cầm tay, kích thước và hình dáng bên ngoài của các sản phẩm dùng động cơ chổi than và không chổi than có thể tương đồng, khó phân biệt nếu không kiểm tra thông số kỹ thuật.
• Ứng dụng: Cả hai đều được sử dụng rộng rãi trong các máy móc dân dụng và công nghiệp, từ những thiết bị đơn giản đến phức tạp.
• Nguồn điện: Cả hai loại động cơ đều có thể chạy bằng dòng điện một chiều (DC), đặc biệt là trong các ứng dụng di động dùng pin (ví dụ: máy khoan pin, xe điện).

3. Khác biệt cốt lõi giữa chổi than và không chổi than

Sự khác biệt thực sự của động cơ chổi than và không chổi than nằm ở cấu tạo và hiệu suất:

• Về cấu tạo: Đây là điểm khác biệt rõ ràng nhất. Động cơ chổi than có chổi than và cổ góp, tạo ra ma sát và mài mòn. Ngược lại, động cơ không chổi than không có bộ phận tiếp xúc vật lý nào, thay vào đó là nam châm vĩnh cửu và hệ thống điều khiển điện tử phức tạp hơn.
• Hiệu suất vận hành: Động cơ không chổi than thường mạnh hơn, hiệu quả hơn từ 10-30% so với động cơ chổi than. Điều này là do không có ma sát giữa chổi than và cổ góp, giúp giảm thất thoát năng lượng dưới dạng nhiệt và tiếng ồn.
• Độ ồn và độ rung: Do không có bộ phận tiếp xúc vật lý, motor không chổi than vận hành êm ái hơn đáng kể và ít rung động hơn so với động cơ chổi than, vốn có tiếng ồn và rung lắc do ma sát.
• Tuổi thọ và bảo trì: Chổi than trong động cơ chổi than sẽ bị mòn dần theo thời gian và cần được thay thế định kỳ (thường sau vài trăm giờ sử dụng). Đây là một chi phí bảo trì phát sinh và cũng là điểm yếu của loại động cơ này. Động cơ không chổi than gần như không cần bảo trì bộ phận tiếp xúc vì không có chổi than. Tuổi thọ của chúng thường cao hơn rất nhiều.
• Chi phí: Ban đầu, động cơ chổi than có chi phí sản xuất và giá thành rẻ hơn. Tuy nhiên, về lâu dài, chi phí bảo trì và thay thế linh kiện của động cơ chổi than có thể khiến tổng chi phí sở hữu cao hơn. Động cơ không chổi than có giá thành ban đầu cao hơn do sử dụng công nghệ và mạch điều khiển phức tạp, nhưng lại tiết kiệm chi phí bảo trì và điện năng trong quá trình sử dụng.

4. Nên chọn loại nào cho từng nhu cầu sử dụng?

Việc lựa chọn động cơ chổi than và không chổi than phụ thuộc vào mục đích sử dụng và ngân sách của bạn:

• Máy khoan, máy cắt, máy hút bụi: Nếu bạn là người dùng gia đình, ít sử dụng, hoặc ngân sách hạn hẹp, động cơ chổi than vẫn là lựa chọn kinh tế. Nếu bạn là thợ chuyên nghiệp, sử dụng liên tục, cần hiệu suất cao, độ bền và ít bảo trì, hãy ưu tiên các thiết bị dùng động cơ không chổi than.
• Quạt mini, đồ chơi, máy đơn giản: Đối với các thiết bị công suất nhỏ, không yêu cầu độ bền hay hiệu suất quá cao, động cơ chổi than vẫn hoàn toàn đủ dùng và giúp giảm giá thành sản phẩm.
• Xe điện, drone, thiết bị chuyên dụng: Trong các lĩnh vực này, hiệu suất, độ tin cậy và khả năng kiểm soát chính xác là yếu tố tiên quyết. Do đó, motor không chổi than là lựa chọn duy nhất và tối ưu.

5. Xu hướng công nghệ: Vì sao các hãng đang dần chuyển sang brushless?

Với những ưu điểm vượt trội, không khó hiểu khi các hãng sản xuất đang dần chuyển dịch sang sử dụng động cơ không chổi than cho các sản phẩm của mình, đặc biệt là ở phân khúc tầm trung và cao cấp:

• Hiệu suất và độ bền vượt trội: Đây là hai yếu tố cốt lõi. Người dùng ngày càng yêu cầu các thiết bị mạnh mẽ hơn, bền bỉ hơn để làm việc hiệu quả và tiết kiệm chi phí sửa chữa, thay thế.
• Hỗ trợ công nghệ điều khiển thông minh: Mạch điều khiển điện tử (ECU) của động cơ không chổi than cho phép tích hợp các công nghệ thông minh như điều khiển tốc độ chính xác, cảm biến tải trọng, bảo vệ quá nhiệt, giúp tối ưu hóa hiệu suất và an toàn khi sử dụng.
• Giảm chi phí bảo trì – tăng trải nghiệm người dùng: Mặc dù chi phí ban đầu cao hơn, nhưng việc không cần bảo trì chổi than và tuổi thọ cao giúp người dùng tiết kiệm được chi phí sửa chữa, đồng thời mang lại trải nghiệm sử dụng êm ái, bền bỉ và đáng tin cậy hơn. Điều này chính là lý do các nhà sản xuất đang tập trung phát triển động cơ chổi than và không chổi than theo hướng brushless.

Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về động cơ chổi than và không chổi than cũng như những khác biệt quan trọng giữa chúng. Việc lựa chọn đúng loại động cơ không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc mà còn tác động đến tuổi thọ và chi phí sử dụng thiết bị của bạn.