Những điều cần biết về động cơ
1. Động cơ là gì?
2. Cấu tạo của mô tơ điện
3. Nguyên lý hoạt động của motor điện
4. Phân loại động cơ điện.
1. Động cơ là gì?
Motor điện là một thiết bị điện tạo ra được chuyển động, Mô tơ điện bản chất là một động cơ điện hoặc một động cơ đốt trong. Chúng có chức năng chuyển đổi từ năng lượng điện sang năng lượng cơ. Các mô tơ điện thường được dùng trong gia đình và có vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống như quạt điện, tủ lạnh, máy giặt, máy bơm nước, máy hút bụi…
2. Cấu tạo của mô tơ điện
3. Nguyên lý hoạt động của motor điện
4. Phân loại động cơ điện.
1. Động cơ là gì?
Motor điện là một thiết bị điện tạo ra được chuyển động, Mô tơ điện bản chất là một động cơ điện hoặc một động cơ đốt trong. Chúng có chức năng chuyển đổi từ năng lượng điện sang năng lượng cơ. Các mô tơ điện thường được dùng trong gia đình và có vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống như quạt điện, tủ lạnh, máy giặt, máy bơm nước, máy hút bụi…
2. Cấu tạo của mô tơ điện
Mô tơ điện thường được cấu tạo từ 2 phần chính là phần tĩnh và phần quay.
Phần tĩnh
Phần tĩnh hay còn gọi là stato gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn
- Lõi thép
Đây là bộ phận dẫn từ của mô tơ có dạng hình trụ rỗng. Lõi thép được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện có độ dày từ 0,35mm đến 0,5 mm. Chúng được làm theo khuôn hình vành khăn, phía trong có xẻ rãnh để đặt dây quấn. Để đảm bảo yêu cầu, lõi thép sẽ được sơn phủ cẩn thận trước khi ghép lại.
- Dây quấn
Dây quấn stato thường được làm bằng chất liệu đồng hoặc nhôm đặt trong các rãnh của lõi thép.
Ngoài ra, phần tĩnh của mô tơ điện còn được cấu thành từ một số bộ phận phụ. Bộ phận bao bọc lõi thép là vỏ máy, được làm bằng nhôm hoặc gang dùng để giữ chặt lõi thép. Tiếp theo là chân đế để bắt chặt vào bệ máy. Hai đầu có hai nắp làm bằng vật liệu cùng loại với vỏ máy, trong nắp có bạc dùng để đỡ trục quay của roto.
Mô tơ điện thường được cấu tạo từ 2 phần chính là phần tĩnh và phần quay.
Phần tĩnh
Phần tĩnh hay còn gọi là stato gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn
- Lõi thép
Đây là bộ phận dẫn từ của mô tơ có dạng hình trụ rỗng. Lõi thép được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện có độ dày từ 0,35mm đến 0,5 mm. Chúng được làm theo khuôn hình vành khăn, phía trong có xẻ rãnh để đặt dây quấn. Để đảm bảo yêu cầu, lõi thép sẽ được sơn phủ cẩn thận trước khi ghép lại.
- Dây quấn
Dây quấn stato thường được làm bằng chất liệu đồng hoặc nhôm đặt trong các rãnh của lõi thép.
Ngoài ra, phần tĩnh của mô tơ điện còn được cấu thành từ một số bộ phận phụ. Bộ phận bao bọc lõi thép là vỏ máy, được làm bằng nhôm hoặc gang dùng để giữ chặt lõi thép. Tiếp theo là chân đế để bắt chặt vào bệ máy. Hai đầu có hai nắp làm bằng vật liệu cùng loại với vỏ máy, trong nắp có bạc dùng để đỡ trục quay của roto.
Phần quay
Phần quay hay còn gọi là roto, được cấu tạo gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.
- Lõi thép
Lõi thép của roto có dạng hình trụ đặc, được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện. Chúng thường được dập thành hình dĩa và ép chặt lại, trên mặt có các đường rãnh để đặt dây quấn. Lõi thép được ghép chặt với trục quay của roto và được đặt trên hai ổ đỡ của stato.
- Dây quấn
Roto được chia làm hai loại là roto lồng sóc và roto dây quấn.
• Roto dây quấn: Dây quấn giống như stato, ưu điểm của loại này là mômen quay lớn nhưng kết cấu phức tạp. Hơn nữa giá thành lại tương đối cao.
• Roto lồng sóc: Dây quấn được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh của roto. Chúng tạo thành các thanh nhôm và được nối ngắn mạch ở hai đầu.
Ngoài ta, chúng được đúc thêm các cánh quạt để làm mát bên trong khi roto quay. Dây quấn lồng sóc được tạo ra từ các thanh nhôm và hai vòng ngắn mạch có hình dạng lồng nên được gọi là roto lồng sóc.
3. Nguyên lý hoạt động của motor điện
Khi motor điện làm việc, bạn cần cấp cho chúng một dòng điện xoay chiều.
Dòng điện qua dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ n=60 f/p (vòng/phút)
Trong đó:
- f là tần số của nguồn điện
- p là số đôi cực của dây quấn stato
Trong quá trình quay từ trường sẽ quét qua các thanh dẫn roto là xuất hiện suất điện động cảm ứng. Các thanh dẫn có dòng điện chạy qua, nằm trong từ trường sẽ tương tác với nhau và tạo ra lực điện từ tác dụng vào chúng. Lúc này, lực điện từ sẽ gây ra các momen quay với các trục roto, làm roto quay cùng chiều với từ trường. Bên cạnh đó, roto có tốc độ làm việc nhỏ hơn so với từ trường nên chúng quay chận hơn. Hiện tượng đó được gọi là động cơ không đồng bộ.
4. Phân loại động cơ điện.
Động cơ không đồng bộ (Induction motor)
Phần quay hay còn gọi là roto, được cấu tạo gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.
- Lõi thép
Lõi thép của roto có dạng hình trụ đặc, được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện. Chúng thường được dập thành hình dĩa và ép chặt lại, trên mặt có các đường rãnh để đặt dây quấn. Lõi thép được ghép chặt với trục quay của roto và được đặt trên hai ổ đỡ của stato.
- Dây quấn
Roto được chia làm hai loại là roto lồng sóc và roto dây quấn.
• Roto dây quấn: Dây quấn giống như stato, ưu điểm của loại này là mômen quay lớn nhưng kết cấu phức tạp. Hơn nữa giá thành lại tương đối cao.
• Roto lồng sóc: Dây quấn được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh của roto. Chúng tạo thành các thanh nhôm và được nối ngắn mạch ở hai đầu.
Ngoài ta, chúng được đúc thêm các cánh quạt để làm mát bên trong khi roto quay. Dây quấn lồng sóc được tạo ra từ các thanh nhôm và hai vòng ngắn mạch có hình dạng lồng nên được gọi là roto lồng sóc.
3. Nguyên lý hoạt động của motor điện
Khi motor điện làm việc, bạn cần cấp cho chúng một dòng điện xoay chiều.
Dòng điện qua dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ n=60 f/p (vòng/phút)
Trong đó:
- f là tần số của nguồn điện
- p là số đôi cực của dây quấn stato
Trong quá trình quay từ trường sẽ quét qua các thanh dẫn roto là xuất hiện suất điện động cảm ứng. Các thanh dẫn có dòng điện chạy qua, nằm trong từ trường sẽ tương tác với nhau và tạo ra lực điện từ tác dụng vào chúng. Lúc này, lực điện từ sẽ gây ra các momen quay với các trục roto, làm roto quay cùng chiều với từ trường. Bên cạnh đó, roto có tốc độ làm việc nhỏ hơn so với từ trường nên chúng quay chận hơn. Hiện tượng đó được gọi là động cơ không đồng bộ.
4. Phân loại động cơ điện.
Động cơ không đồng bộ (Induction motor)
Loại motor này còn có một tên gọi khác là động cơ cảm ứng. Đây là một biến áp tổng quát phụ thuộc vào sự khác biệt nhỏ giữa tốc độ quay của từ trường và roto. Sự chênh lệch tốc độ quay giữa hai yếu tố trên sẽ tạo ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây roto.
- Vai trò của động cơ không đồng bộ:
Đây là một trong các loại motor điện được dụng phổ biến nhất hiện nay. Nó có vai trò chuyển hóa điện năng thành cơ năng và cung cấp momen lực. Một số ưu điểm giúp chúng được ưa chuộng như vậy là: dễ lắp đặt, điều khiển, chi phí rẻ,…
Động cơ đồng bộ (Servo motor)
- Vai trò của động cơ không đồng bộ:
Đây là một trong các loại motor điện được dụng phổ biến nhất hiện nay. Nó có vai trò chuyển hóa điện năng thành cơ năng và cung cấp momen lực. Một số ưu điểm giúp chúng được ưa chuộng như vậy là: dễ lắp đặt, điều khiển, chi phí rẻ,…
Động cơ đồng bộ (Servo motor)
Động cơ đồng bộ được sử dụng để biến đổi các tín hiệu điều khiển ở dạng các xung điện rời rạc, kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay, có nhiệm vụ cung cấp lực chuyển động cần thiết để các thiết bị máy móc có thể vận hành. Một bộ phận quan trọng góp phần giúp động cơ servo hoạt động là driver servo.
- Vai trò của động cơ đồng bộ:
Servo motor có vai trò nhận tín hiệu điều khiển đầu ra của trục servo và cung cấp cho động cơ DC để trục servo quay đến vị trí đó.
- Ứng dụng của động cơ đồng bộ:
+ Trong các ngành như điện, điện tử: điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong quang học, điều chỉnh lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt,…
+ Trong ngành công nghệ máy tính: các lạo ổ cứng, ổ mềm, máy in,…
Động cơ một chiều (Brushless)
- Vai trò của động cơ đồng bộ:
Servo motor có vai trò nhận tín hiệu điều khiển đầu ra của trục servo và cung cấp cho động cơ DC để trục servo quay đến vị trí đó.
- Ứng dụng của động cơ đồng bộ:
+ Trong các ngành như điện, điện tử: điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong quang học, điều chỉnh lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt,…
+ Trong ngành công nghệ máy tính: các lạo ổ cứng, ổ mềm, máy in,…
Động cơ một chiều (Brushless)
Đây là động cơ chuyển mạch bằng điện tử, và có các nam châm di chuyển quanh roto và stato.
- Vai trò của Brushless: chuyển đổi dòng điện trong chuyển động quay của motor.
- Ứng dụng của Brushless:
Được sử dụng tong các thiết bị như: tivi, đài FM, ổ đĩa CD, máy in, máy công nghiệp. Đặc biệt trong ngành giao thông vận tải và thiết bị điều khiển tốc độ quay liên tục thì động cơ một chiều có vị trí không thể thiếu.
Động cơ bước (Step motor)
- Vai trò của Brushless: chuyển đổi dòng điện trong chuyển động quay của motor.
- Ứng dụng của Brushless:
Được sử dụng tong các thiết bị như: tivi, đài FM, ổ đĩa CD, máy in, máy công nghiệp. Đặc biệt trong ngành giao thông vận tải và thiết bị điều khiển tốc độ quay liên tục thì động cơ một chiều có vị trí không thể thiếu.
Động cơ bước (Step motor)
Loại động cơ này có khả năng biến đổi các tín hiệu điều khiển ở dạng các xung điện rời rạc, kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay. Step motor hoạt động dựa vào các bộ mạch chuyển mạch điện tử, nhờ đó các bộ mạch sẽ đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo trình tự và tần số nhất định.
- Vai trò của động cơ bước:
Các điểm tương tự như động cơ servo. Tuy nhiên do kết cấu đơn giản hơn nên độ kỹ thuật của động cơ bước không cao và thường được sử dụng trong các thiết bị máy móc nhẹ, yêu cầu độ chính xác tương đối.
- Ứng dụng của động cơ bước:
Tự động hóa với các thiết bị yêu cầu độ chính xác cao (điều khiển bắt, điều khiển robot…). Trong lĩnh vực công nghệ máy tính nó được ứng dụng vào máy in, các ổ cứng, ổ mềm.
- Vai trò của động cơ bước:
Các điểm tương tự như động cơ servo. Tuy nhiên do kết cấu đơn giản hơn nên độ kỹ thuật của động cơ bước không cao và thường được sử dụng trong các thiết bị máy móc nhẹ, yêu cầu độ chính xác tương đối.
- Ứng dụng của động cơ bước:
Tự động hóa với các thiết bị yêu cầu độ chính xác cao (điều khiển bắt, điều khiển robot…). Trong lĩnh vực công nghệ máy tính nó được ứng dụng vào máy in, các ổ cứng, ổ mềm.
