Máy khoan không chổi than là gì?

Động cơ không chổi than dùng nhiều ở những dòng máy khoan có công suất lớn

Để hiểu rõ máy khoan không chổi than là gì, trước hết chúng ta hãy cùng đi vào tìm hiểu động cơ không chổi than là gì. 

Động cơ không chổi than là loại động cơ không sử dụng chổi than (bàn chải) để hoạt động mà vận hành dựa vào từ trường vĩnh cửu của các nam châm điện. 

Chổi than ở đây là một loại vật liệu dẫn điện được làm từ cacbon có tác dụng tiếp điện, duy trì kết nối giữa các bộ phận đứng yên và bộ phận quay tạo ra lực xoay khi chuyển động. Nó thường được sử dụng là động cơ chính của máy khoan chổi khoan.

Chổi than chì có cấu tạo đơn giản, không cần bộ điều khiển riêng biệt cho động cơ nên chi phí đầu tư ban đầu rất rẻ. Tuy nhiên, các động cơ sử dụng chổi than thì về lâu về dài bộ phận này sẽ bị hao mòn sau thời gian sử dụng dẫn đến tiêu hao nhiều năng lượng, sinh ra nhiệt độ cao và làm suy giảm hiệu suất làm việc ban đầu của máy.

Từ đây có thể hiểu rằng máy khoan không chổi than là loại máy khoan hoạt động dựa vào động cơ không chổi than, thường được áp dụng đối với những dòng máy khoan thế hệ mới nhằm giảm tiếng ồn, tiết kiệm điện và giúp hệ thống vận hành êm ái hơn.

Cấu tạo motor brushless của động cơ không chổi than

Mô tơ không chổi than và có chổi than

Cấu tạo của motor chổi than bao gồm 4 chi tiết chính:

1. Trục roto

2. Nam châm vĩnh cửu

3. Cuộn dây

4. Vòng bi (bạc đạn)

Nguyên lý hoạt động của máy khoan không chổi than

Về mặt nguyên lý hoạt động, máy khoan không chổi than hoạt động dựa vào cơ chế xác định vị trí của rotor (động cơ nam châm vĩnh cửu) để điều khiển dòng điện vào cuộn dây stator tương ứng, nếu không động cơ không thể thay đổi chiều quay và khởi động tự động được.

Chính nhờ vào nguyên tắc điều khiển dựa vào vị trí rotor như vậy mà động cơ không chổi than luôn cần có một bộ điều khiển chuyên dụng phối hợp với cảm biến hall* để điều khiển động cơ.

* Cảm biến hall: do đặc thù sức phản điện động có dạng hình thang nên cấu tạo điều khiển thông thường của động cơ không chổi than cần có cảm biến xác định vị trí của từ trường rotor so với các pha của cuộn dây stator. Để làm được điều đó, người ta dùng cảm biến hiệu ứng Hall hay còn gọi tắt là Hall sensor.

Đặc tính nổi bật của máy khoan không chổi than khi hoạt động

• Tỷ lệ công suất và khối lượng máy điện cao.

• Tỷ lệ momen và quán tính lớn (có thể tăng tốc nhanh).

• Động cơ vận hành nhẹ nhàng (dao động của momen nhỏ) thậm chí ở tốc độ thấp (để đạt được điều khiển vị trí một cách chính xác).

• Momen điều khiển được ở vị trí bằng không.

• Vận hành ở tốc độ cao.

• Có thể tăng tốc và giảm tốc trong thời gian ngắn.

• Hiệu suất cao.

• Kết cấu gọn.

Ưu - nhược điểm của máy khoan không chổi than

Ưu điểm của máy khoan không chổi than

Máy khoan không chổi than có tốc độ khoan cao, vận hành ổn định

Động cơ không chổi than thường được sử dụng chủ yếu trong những dòng máy khoan có công suất vận hành lớn để tăng độ bền cho động cơ cũng như giúp mang lại khả năng vận hành bền bỉ, ổn định hơn. Máy khoan không chổi than sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội nên thường được các người thợ chuyên nghiệp ưu ái sử dụng hơn

• Máy vận hành ổn định với hiệu suất cao (lên đến 85 - 90%) nhưng vẫn mang lại sự êm ái khi sử dụng dù ở đang vận hành ở vận tốc thấp hay cao

• Máy khoan không chổi than có khả năng kiểm soát tốc độ tốt, thích hợp cho các máy khoan yêu cầu tốc độ cao

• Tốc độ khoan cao hơn, có thể điều chỉnh tốc độ khoan dễ dàng và hạn chế trục trặc khi tăng, giảm tốc độ trong thời gian ngắn.

• Sử dụng lâu bền, giảm tổn hao tổn đồng và sắt, giảm hao tốn năng lượng do được kích từ nam châm vĩnh cửu

• Thiết kế thường nhỏ gọn

• Tiết kiệm được chi phí bảo trì và thay thế chổi than, vành trượt định kỳ

• Độ bền động cơ (motor) cao hơn so với máy khoan sử dụng động cơ có chổi than

Nhược điểm

Động cơ bên trong máy khoan không chổi than được làm từ nam châm vĩnh cửu và cảm biến Hall (Hall sensor) để điều chỉnh tốc độ và momen động cơ dễ dàng, chính xác hơn nên có giá thành cao, không được phổ biến trên nhiều dòng sản phẩm.

Tuy nhiên, những năm gần đây, nhu cầu sử dụng máy khoan không chổi than ngày càng tăng mạnh nên giá thành của các sản phẩm máy khoan không chổi than cũng có xu hướng giảm hơn so với trước đây.

Một số sản phẩm máy khoan sử dụng động cơ không chổi than tại Máy đo chuyên dụng

1. Máy khoan bắt vít dùng pin Bosch GSR 12V-EC

Máy khoan bắt vít dùng pin Bosch GSR 12V-EC

• Mô-men xoắn, tối đa (cứng/mềm) 20 / 18 Nm

• Tốc độ không tải (số thứ 1 / số thứ 2) 0 – 400 / 0 – 1300 vòng/phút

• Kiểu pin Lion lithium

• Khả năng của đầu cặp, tối đa/tối thiểu 10 mm

• Điện áp pin 12 V

• Làm việc bằng dung lượng pin 1.5 Ah

• Thời gian nạp, xấp xỉ 45 phút

• Các thiết lập mô-men xoắn 20+1

• Chiều dài 163 mm x Chiều rộng 53 mm

• Đường kính khoan tối đa trên gỗ 25 mm

• Đường kính khoan tối đa trên thép 10 mm

• Đường kính vít tối đa 7 mm

• Thương hiệu: Đức

• Xuất xứ: Maylaysia

2. Máy khoan pin không chổi than 21V XGN6013 - giá bán chính hãng: 2.160.000đ

Máy khoan pin không chổi than 21V XGN6013

• Lực siết/mở vít: 60Nm - 80Nm

• Dung lượng pin: 4Ah

• Chất liệu vỏ máy:Nhựa cao cấp

• Loại Pin: Li-ion

• Điện thế pin: 21V

• Kích thước đầu kẹp: 13mm

• Mô tơ: Không chổi than

• Tốc độ không tải: Mức I (0 - 600 vòng/phút), Mức II (0 - 2.300 vòng/phút)

• Đường kính khoan gỗ: 38mm

• Đường kính khoan thép: 13mm

3. Máy khoan động lực Milwaukee M12 FPD-0C (Bare) - giá bán chính hãng: 3.500.000đ

Máy khoan động lực Milwaukee M12 FPD-0C (Bare)

• Điện thế pin: 12V   

• Thời gian sạc: 1 tiếng 20 phút

• Chỉnh lực siết: 16 cấp

• Tốc độ không tải: 0-450; 0-1,700 vòng/phút

• Đầu kẹp (mm): 13   

• Khả năng khoan bê tông(mm): 13   

• Khả năng khoan sắt(mm) : 13   

• Khả năng khoan gỗ(mm) : 35   

• Đường kính vít(mm): 8

• Tốc độ đập (lần/phút): 6700 - 25,500   

• Lực xoắn tối đa (Nm): 37 - 44  

• Trọng lượng: 1,4kg

• Sản phẩm chưa đi kèm pin sạc

4. Máy khoan bê tông Milwaukee M12 CH-0C (Bare) - giá bán chính hãng: 4.800.000đ

Máy khoan bê tông Milwaukee M12 CH-0C (Bare)

• Công nghệ FUEL: Có

• Điện thế pin: 12V

• Lực đập (J): 1.1

• Tốc độ không tải (vòng/phút): 0-900

• Khả năng khoan bê tông (mm): 13

• Khả năng khoan sắt (mm): 10

• Khả năng khoan gỗ (mm): 13

• Tốc độ đập (lần/phút): 0-6,575

5. Máy khoan búa Milwaukee M18 CHM-902C SET (2pin x 9.0Ah, 1 sạc) - giá bán chính hãng: 21.000.000đ

Máy khoan búa Milwaukee M18 CHM-902C SET (2pin x 9.0Ah, 1 sạc)

• Điện thế pin: 18V

• Tốc độ đập: 0 - 3.000 lần/phút

• Lực đập: 6,1J

• Tốc độ không tải: 0 - 450 vòng/phút

• Động cơ: Không chổi than

• Khả năng khoan: Khoan bê tông 40 mm

• Khả năng khoan xuyên: 65mm

• Loại Pin: Li-ion

• Dung lượng: Pin9Ah

• Trọng lượng ( bao gồm pin): 6.6 kg

• Sản phẩm bảo gồm: 2 pin x 9Ah, sạc. 

• Thương hiệu: Milwaukee - Mỹ

• Sản xuất tại: Trung Quốc

So sánh máy khoan có chổi than và không có chổi than

Cấu tạo motor có chổi than

Khác với máy khoan không chổi than, máy khoan có chổi than là dòng máy khoan sử dụng động cơ chổi than (loại động cơ sử dụng cổ góp và chổi than để cung cấp dòng điện cho cuộn dây). Động cơ chổi than khá được ứng dụng khá phổ biến trên thị thường do giá thành rẻ và thường được sử dụng trong các loại máy khoan cầm tay.

Cấu tạo motor brush của động cơ chổi than bao gồm

1. Trục roto

2. Chổi than chì

3. Nam châm

4. Cuộn dây

So với máy khoan không chổi than, máy khoan sử dụng chổi than có những ưu nhược điểm như sau:

Ưu điểm

• Máy hoạt động với hiệu suất ổn định (khoảng 70 - 80%)

• Máy có thể bật - tắt đơn giản chỉ với một công tắc

• Cấu tạo máy đơn giản, không cần bộ điều khiển riêng biệt cho động cơ như dòng máy khoan không chổi than

• Động cơ có chổi than được sử dụng phổ biến ở nhiều dòng máy khoan, chi phí đầu tư ban đầu rẻ, có thể thay thế phụ tùng dễ dàng sau một thời gian bị ăn mòn

Nhược điểm

• Phải thay thế chổi than sau một thời gian sử dụng

• Máy khoan sử dụng động cơ chổi than có độ bền thấp hơn

• Năng lượng bị thất thoát nhiều trong quá trình chổi thanh ma sát với cổ góp

• Sử dụng lâu có thể sinh nhiệt

Sau khi đưa ra so sánh, có thể thấy rằng máy khoan không chổi than có những ưu điểm và lợi thế nổi bật hơn hẳn so với dòng máy khoan có chổi than. Tuy nhiên nếu nhu cầu, tần suất sử dụng máy khoan của bạn không cao, thường chỉ sử dụng trong gia đình thì cũng có thể lựa chọn những chiếc máy khoan có chổi than để tiết kiệm hơn.

Hy vọng rằng với những chia sẻ trên đây, bạn đã bổ sung thêm được những kiến thức mới về máy khoan không chổi than và lựa chọn được chiếc máy khoan ưng ý hỗ trợ cho công việc của mình.