Sự ra đời của động cơ DC không chổi than (BLDC) về cơ bản là sự vượt trội toàn diện của chúng so với động cơ chổi than truyền thống về thiết kế cấu trúc, hiệu suất và chi phí vận hành. Động cơ chổi than truyền thống thực hiện chuyển mạch dòng điện thông qua tiếp xúc cơ học giữa chổi than và bộ chuyển mạch. Nhược điểm về cấu trúc này khiến chúng khó có thể tạo ra đột phá về các chỉ số cốt lõi như hiệu suất, tuổi thọ và độ tin cậy. Ngược lại, động cơ DC không chổi than áp dụng công nghệ chuyển mạch điện tử, loại bỏ hoàn toàn chổi than và bộ chuyển mạch, giải quyết cơ bản các vấn đề cố hữu của động cơ truyền thống và đáp ứng hoàn hảo các yêu cầu cốt lõi của ngành công nghiệp hiện đại đối với động cơ, cụ thể là "hiệu suất cao, tuổi thọ dài và mức tiêu thụ năng lượng thấp".
Trước hết, tuổi thọ cực cao và chi phí bảo trì thấp là “át chủ bài” của động cơ DC không chổi than. Chổi than và bộ chuyển mạch của động cơ chổi than truyền thống sẽ bị mài mòn liên tục trong quá trình ma sát tốc độ cao, với tuổi thọ chung chỉ từ 1.000 đến 3.000 giờ. Trong các môi trường công nghiệp hoạt động liên tục, có thể cần phải tắt máy để thay chổi than hàng tháng, điều này không chỉ làm tăng chi phí bảo trì mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả sản xuất. Tuy nhiên, động cơ DC không chổi than thực hiện chuyển mạch điện tử thông qua cảm biến Hall và bộ điều khiển, không có bất kỳ tiếp xúc cơ học và bộ phận hao mòn nào. Tuổi thọ của chúng có thể đạt từ 10.000 đến 30.000 giờ, gấp 5 đến 10 lần so với động cơ chổi than truyền thống. Lấy máy hút bụi gia đình làm ví dụ, các sản phẩm sử dụng động cơ chổi than thường bị suy giảm công suất sau 1 đến 2 năm sử dụng, trong khi các sản phẩm được trang bị động cơ không chổi than có thể có tuổi thọ kéo dài đến 5 đến 8 năm, hầu như không cần bảo trì trong thời gian này, giúp giảm đáng kể chi phí vận hành cho người dùng.
Thứ hai, đặc tính hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng giúp chúng có sức cạnh tranh hơn trong bối cảnh thiếu hụt năng lượng. Ma sát chổi than của động cơ chổi than truyền thống sẽ gây ra tổn thất năng lượng từ 10% đến 20% và tia lửa điện đóng cắt cũng sẽ gây ra nhiễu điện từ, làm giảm hiệu suất sử dụng năng lượng hơn nữa. Hiệu suất toàn diện của chúng thường nằm trong khoảng từ 60% đến 75%. Do loại bỏ được tổn thất ma sát cơ học, hiệu suất chuyển đổi năng lượng của động cơ DC không chổi than có thể tăng lên từ 85% đến 95%. Ở cùng mức công suất đầu ra, mức tiêu thụ điện của chúng thấp hơn 30% so với động cơ chổi than truyền thống. Lấy động cơ băng tải của dây chuyền lắp ráp công nghiệp làm ví dụ, động cơ DC không chổi than 5 kilowatt hoạt động trong 8.000 giờ một năm. Tính theo giá điện công nghiệp là 0,6 nhân dân tệ cho mỗi kWh, có thể tiết kiệm 7.200 nhân dân tệ chi phí điện mỗi năm so với động cơ chổi than có cùng công suất. Trong hệ thống động cơ phụ của xe năng lượng mới, tính năng hiệu suất cao của động cơ không chổi than giúp cải thiện trực tiếp phạm vi di chuyển của xe, khiến chúng trở thành sự lựa chọn cốt lõi của các nhà sản xuất ô tô.
Hiệu suất điều khiển tuyệt vời và độ ổn định vận hành cho phép chúng thích ứng với các tình huống phức tạp hơn. Việc điều chỉnh tốc độ của động cơ chổi than truyền thống phụ thuộc vào việc thay đổi điện áp phần ứng, có độ chính xác điều chỉnh tốc độ thấp và tốc độ phản hồi chậm, gây khó khăn cho việc đáp ứng nhu cầu điều khiển chính xác. Động cơ DC không chổi than có thể thực hiện điều khiển chính xác tốc độ và mô-men xoắn thông qua công nghệ điều khiển vector, với phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng lên đến 1:1000, và thời gian phản hồi từ hoạt động tốc độ thấp ổn định đến khởi động tốc độ cao tức thời chỉ vài mili giây. Trong lĩnh vực UAV, khả năng điều khiển chính xác của động cơ không chổi than đảm bảo UAV lơ lửng ổn định và điều khiển linh hoạt; trong thiết bị y tế, đặc tính rung động và tiếng ồn thấp của chúng đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ ổn định vận hành của dụng cụ phẫu thuật. Ngoài ra, tia lửa điện chuyển mạch do động cơ chổi than truyền thống tạo ra sẽ gây nhiễu cho các thiết bị điện tử xung quanh, trong khi động cơ không chổi than có khả năng tương thích điện từ tốt hơn trong quá trình vận hành và có thể được ứng dụng trong các lĩnh vực như truyền thông, hàng không vũ trụ, những lĩnh vực có yêu cầu cực kỳ cao về môi trường điện từ.
Việc loại bỏ dần những bất lợi về chi phí đã đẩy nhanh sự phổ biến của chúng. Trong những ngày đầu, do chi phí bộ điều khiển và cảm biến Hall cao, giá của động cơ DC không chổi than cao gấp 2 đến 3 lần so với động cơ chổi than truyền thống, điều này hạn chế việc ứng dụng chúng trong thị trường trung cấp đến thấp cấp. Với sự phát triển của công nghệ bán dẫn, chi phí chip điều khiển động cơ đã giảm đáng kể. Đồng thời, sản xuất quy mô lớn đã làm giảm giá chung của động cơ không chổi than hơn 50% so với mười năm trước. Trong nhiều trường hợp ứng dụng, mặc dù chi phí mua ban đầu của động cơ không chổi than cao hơn một chút, kết hợp với tuổi thọ cực dài và lợi thế tiết kiệm năng lượng, chi phí vòng đời đầy đủ đã thấp hơn so với động cơ chổi than truyền thống. Ví dụ, sau khi sử dụng động cơ không chổi than trong quạt hút của nhà bếp thương mại, chi phí điện và bảo trì tiết kiệm được mỗi năm có thể bù đắp được chênh lệch chi phí ban đầu, cho thấy lợi ích kinh tế đáng kể trong dài hạn.
Tất nhiên, trong một số trường hợp đơn giản, nhạy cảm về chi phí và yêu cầu điều khiển thấp (như đồ chơi và quạt nhỏ), động cơ chổi than truyền thống vẫn có một không gian hoạt động nhất định. Tuy nhiên, xét theo xu hướng phát triển công nghệ, với sự nâng cấp liên tục của công nghệ điều khiển động cơ, phạm vi ứng dụng của động cơ DC không chổi than đang không ngừng mở rộng. Từ dụng cụ điện hàng ngày đến thiết bị công nghiệp lớn, từ thiết bị điện tử tiêu dùng đến ngành công nghiệp năng lượng mới, động cơ DC không chổi than đang thúc đẩy sự đổi mới công nghệ của toàn bộ ngành công nghiệp động cơ với những ưu điểm không thể thay thế, và đã trở thành một thành phần năng lượng cốt lõi không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp hiện đại và cuộc sống hàng ngày.




