Nguồn gốc tên gọi

Tên gọi “chổi than” (carbon brush) thường bị nhầm với giấy than (carbon paper) hoặc sợi carbon (carbon fiber), nhưng thực chất nó được gọi là chổi than vì là một loại chổi được làm từ carbon, chứ không phải từ giấy hay sợi. Từ “chổi” khiến người ta liên tưởng đến bó lông như bàn chải đánh răng hay cọ sơn, nhưng lý do của tên gọi này nằm ở lịch sử của động cơ điện.

Những động cơ và máy phát điện đầu tiên được phát minh vào giữa thế kỷ 19 sử dụng chổi làm từ bó dây đồng (chổi đồng bện). Sau đó, người ta phát minh ra loại chổi thay thế bằng khối than carbon (graphite), tức là carbon. Do đó, từ “chổi” vẫn được giữ lại trong tên gọi, và cho đến ngày nay nó vẫn được gọi là “chổi than”.

Vai trò của chổi than

Chổi than tiếp xúc với các bộ phận quay của mô tơ hoặc máy phát điện và thực hiện chức năng dẫn điện trong khi trượt. Xét về mục đích sử dụng, chổi than có thể được phân loại sơ bộ thành hai loại:

  • Chổi than chỉnh lưu dùng cho mô tơ điện một chiều (DC motors)
  • Chổi than thu dòng dùng cho vòng trượt (slip rings)

Ngoài chức năng dẫn dòng điện, chổi than chỉnh lưu còn cần có khả năng chỉnh lưu tốt để hạn chế phát sinh tia lửa điện. Trong khi đó, chức năng của chổi than thu dòng là truyền dòng điện đến vòng trượt quay. Hai loại chổi than này đảm nhận vai trò khác nhau tùy vào cấu trúc và đặc điểm của thiết bị điện mà chúng được sử dụng.

Các loại vật liệu chổi than

LoạiPhương pháp chế tạoỨng dụng chínhGhi chú
Than điệnGraphit hóa bằng nhiệt độ cao (2.500°C hoặc cao hơn) sau khi nung nguyên liệu thôMotor công nghiệp cỡ vừa và lớnGiá thành cao
Than tự nhiênNung bằng cách sử dụng graphit tự nhiên làm nguyên liệu chínhVành trượt tốc độ caoĐộ ma sát thấp
Chổi than carbonNung bằng cách sử dụng graphit nhân tạo làm nguyên liệu chínhDụng cụ điện và máy sử dụng điện xoay chiều nhỏTải trọng lớn, rung động, phanh và chống ồn
Liên kết bằng nhựaXử lý nhiệt ở nhiệt độ đông cứng của nhựa sử dụng nhựa tổng hợp làm chất kết dínhMáy hút bụi và các máy DC cỡ nhỏTốc độ cao
Kim loại - graphitNung chảy hỗn hợp nguyên liệu kim loại và graphitĐiện tử ô tô và các máy DC cỡ nhỏĐộ điện trở thấp

Đặc tính của than carbon

Đặc tính Hóa học

Nhẹ, không gỉ, cháy chậm ở nhiệt độ cao mà không chảy

Đặc tính Cơ học

Ma sát thấp và trơn tru

Đặc tính Nhiệt và Điện

Dẫn nhiệt và dẫn điện tốt

Ứng dụng của chổi than

Xe 4 bánh

Cửa sổ điều khiển điện, bộ khởi động, gạt mưa, ghế chỉnh điện, cửa trượt, mui xe, v.v.

Dụng cụ cầm tay

Máy mài, tu vít điện, máy khoan, cưa xích, máy khoan búa, v.v.

Đồ gia dụng

Máy hút bụi, máy xay ép, máy sấy tóc, máy may, máy bơm, máy xịt rửa áp lực cao, v.v.

Trong công nghiệp

Bộ thu dòng điện cho dây điện trên cao, vành trượt, các máy DC thông dụng, động cơ công nghiệp, v.v

Chổi than siêu nhỏ

Thiết bị văn phòng tự động, đồ chơi, gương chiếu hậu cửa xe, khóa cửa, v.v.

Quy trình sản xuất