Động cơ điện là gì? Các loại động cơ điện bạn cần biết

Động cơ điện là thiết bị quen thuộc với chúng ta, chúng xuất hiện trong hầu hết các thiết bị vật dụng nào có chuyển động. Ví dụ như máy bơm nước, xe điện, máy khoan, hay thậm chí trong các bộ xe đồ chơi của trẻ con.

Động cơ điện

Động cơ điện biến đổi điện năng thành cơ năng. Là thiết bị có thể biến đổi điện một chiều, điện xoay chiều, điện 1 pha hay điện 3 pha thành cơ năng sử dụng trong nhiều quy trình, ứng dụng khác nhau!

Cấu tạo động cơ điện

Động cơ điện công nghiệp có một số thành phần quan trọng cho phép nó chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học một cách hiệu quả. Mỗi thành phần giúp thúc đẩy sự tương tác quan trọng giữa từ trường của động cơ và dòng điện trong cuộn dây, để tạo ra lực ở dạng quay trục.

Đó là năng lượng cơ học được tạo ra bởi sự quay của trục này, giúp duy trì hoạt động của nhà máy của bạn luôn hoạt động trơn tru.

Sáu thành phần cơ bản của motor điện bao gồm:

Rotor

Rôto là bộ phận chuyển động của động cơ điện. Nó làm quay trục truyền cơ năng nói trên. Trong một cấu tạo điển hình, rôto có các cuộn dây quấn trên nó để mang dòng điện sau đó tương tác với từ trường của stato để tạo ra lực làm quay trục. Cá biệt, có một số rôto mang nam châm vĩnh cửu và stato thì được quấn dây.

Stator

Stato là phần tĩnh của mạch điện từ của động cơ và thường bao gồm cuộn dây hoặc nam châm vĩnh cửu. Lõi stato được tạo thành từ nhiều tấm kim loại mỏng ghép lại với nhau.

Rôto trong động cơ điện được lắp vòng bi để quay trơn tru hơn. Các vòng bi này nằm trên vỏ động cơ. Trục động cơ kéo dài qua các ổ trục ra bên ngoài động cơ, phần trục này sẽ được nối với tải, có thể là bánh răng hay một thiết bị bơm.

Các cuộn dây

Dây quấn là dây được đặt thành cuộn, thường được quấn quanh lõi từ bằng sắt mềm nhiều lớp để tạo thành các cực từ khi có dòng điện chạy qua.

Động cơ điện có hai cấu hình cực nam châm cơ bản: cực thuận và cực ngược. Trong động cơ cực thuận, từ trường của cực được tạo ra bởi một cuộn dây quấn quanh cực bên dưới mặt cực. Trong động cơ cực ngược, cuộn dây được phân bố trong các rãnh mặt cực.

Khe hở không khí

Mặc dù không phải là một thành phần vật lý, khe hở không khí là khoảng cách giữa rôto và stato. Khe hở không khí của động cơ có ảnh hưởng quan trọng và nói chung là càng nhỏ càng tốt, vì khe hở lớn có ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất.

Nó là nguồn chính của hệ số công suất thấp mà tại đó động cơ hoạt động. Vì dòng điện từ hóa tăng theo khe hở không khí, nên khe hở không khí của bạn phải nhỏ nhất. Phải nói rằng, những khoảng trống rất nhỏ có thể gây ra các vấn đề cơ học ngoài tiếng ồn và tổn thất.

Cổ góp

Và cuối cùng, cổ góp là một cơ chế được sử dụng để chuyển đổi đầu vào của hầu hết các động cơ DC và một số động cơ AC nhất định. Nó được tạo thành từ các đoạn vòng trượt được cách nhiệt với nhau và với trục.

Dòng điện phần ứng của động cơ được cung cấp thông qua bàn chải tĩnh tiếp xúc với cổ góp quay. Điều này gây ra sự đảo chiều dòng điện cần thiết và cấp điện cho máy theo cách tối ưu khi rôto quay từ cực này sang cực khác. (Việc không có sự đảo chiều dòng điện như vậy sẽ khiến động cơ của bạn dừng phanh.)

Nguyên lý hoạt động của động cơ điện

Hoạt động của động cơ điện dựa trên thực tế là một vật dẫn mang dòng điện tạo ra một từ trường xung quanh nó. Để hiểu rõ hơn, hãy hình dung tình huống sau:

Lấy hai thanh nam châm và giữ cho các cực đối diện nhau với một khoảng trống nhỏ ở giữa. Bây giờ, lấy một đoạn dây dẫn có chiều dài nhỏ và tạo thành một vòng. Giữ cho vòng lặp này ở giữa không gian giữa các nam châm sao cho nó vẫn nằm trong phạm vi ảnh hưởng của nam châm. Bây giờ kết nối các đầu của vòng dây với các cực pin.

Một khi dòng điện chạy qua vòng dây, bạn sẽ nhận thấy rằng vòng dây của bạn “di chuyển”. Vậy tại sao điều này xảy ra? Từ trường của nam châm cản trở từ trường sinh ra do dòng điện chạy trong vật dẫn. Vì vòng dây đã trở thành một nam châm nên một mặt của nó sẽ bị hút về cực bắc của nam châm và mặt kia về cực nam. Điều này làm cho vòng lặp liên tục quay. Đây là nguyên lý làm việc của động cơ điện.

Các loại động cơ điện

Để mà phân loại động cơ điện một cách đầy đủ và chính xác nhất thì rất là khó. Vì đơn giản, có những loại động cơ điện mà chúng ta không biết đến sự tồn tại của chúng trên thị trường luôn. Cho nên, để đơn giản hoá trong việc liệt kê các loại động cơ điện, chúng ta chỉ xét đến những loại phổ biến mà chúng ta đã gặp thôi nhé!

Các động cơ điện có thể là:

Ngày nay, động cơ điện được sử dụng phổ biến nhất chủ yếu bao gồm động cơ xoay chiều và động cơ điện một chiều

Động cơ AC

• Động cơ xoay chiều được phân thành ba loại là động cơ cảm ứng, đồng bộ và tuyến tính
• Động cơ cảm ứng được phân thành hai loại là động cơ một pha và ba pha
• Động cơ đồng bộ được phân thành hai loại là động cơ từ trễ và động cơ từ trở

Ví dụ như: Induction Motor, Universal Motor, Synchronous Motors, Shaded-Pole Motors

Động cơ DC

• Động cơ điện một chiều được phân thành hai loại là động cơ tự kích thích và động cơ được kích thích riêng biệt
• Động cơ tự kích thích được phân thành ba loại cụ thể là động cơ nối tiếp, hỗn hợp và động cơ shunt
• Động cơ hỗn hợp được phân thành hai loại cụ thể là động cơ shunt ngắn và động cơ shunt dài

Ví dụ như: Brushed DC Motors, DC Shunt-wound Motor, DC Series-wound Motor, Pancake Motors, Permanent Magnet DC Motor, Separately Excited (Sepex), Brushless DC Motors, Stepper Motor, Coreless / Ironless DC Motors

Động cơ điện 1 chiều

Động cơ điện một chiều là thiết bị biến đổi dòng điện một chiều thành cơ năng. Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc của Định luật Lorentz, trong đó nói rằng “vật dẫn mang dòng điện được đặt trong từ trường và điện trường đều chịu một lực”. Lực kinh nghiệm được gọi là lực Lorentz. Quy tắc bàn tay trái của Flemming cho biết hướng của lực.

Động cơ điện xoay chiều

Động cơ biến đổi dòng điện xoay chiều thành cơ năng bằng hiện tượng cảm ứng điện từ được gọi là động cơ điện xoay chiều. Động cơ này được điều khiển bởi dòng điện xoay chiều.

Stato và rôto là hai bộ phận quan trọng nhất của động cơ điện xoay chiều. Stato là phần đứng yên của động cơ và rôto là phần quay của động cơ. Động cơ AC có thể là một pha hoặc ba pha.

Động cơ điện 1 pha

Động cơ một pha chạy bằng điện, có thể biến năng lượng điện thành cơ năng.

Nó hoạt động bằng cách sử dụng nguồn điện một pha. Chúng gồm hai dây: nóng và trung tính. Công suất của chúng có thể đạt 3Kw và điện áp cung cấp thay đổi đồng thời.

Chúng chỉ có một hiệu điện thế xoay chiều duy nhất. Đoạn mạch hoạt động với hai dây dẫn và cường độ dòng điện chạy qua chúng luôn bằng nhau.

Trong hầu hết các trường hợp, đây là những động cơ nhỏ với mô-men xoắn hạn chế. Tuy nhiên, có những động cơ một pha có công suất lên đến 10 mã lực có thể hoạt động với kết nối lên đến 440V.

Chúng không tạo ra từ trường quay; chúng chỉ có thể tạo ra một trường thay thế, có nghĩa là chúng cần một tụ điện để khởi động.

Chúng rất dễ sửa chữa và bảo trì, cũng như giá cả phải chăng.

Loại động cơ này được sử dụng chủ yếu trong gia đình, văn phòng, cửa hàng và các công ty phi công nghiệp nhỏ. Các ứng dụng phổ biến nhất của chúng bao gồm thiết bị gia dụng, hệ thống HVAC gia đình và doanh nghiệp và các thiết bị khác như máy khoan, máy bơm nước, máy điều hòa không khí và hệ thống đóng mở cửa nhà để xe.

Động cơ điện 2 pha

Động cơ hai pha là gì?

Động cơ hai pha là một hệ thống có hai điện áp cách nhau 90 độ, ngày nay không còn được sử dụng nữa. Máy phát điện xoay chiều gồm hai cuộn dây đặt lệch nhau 90°.

Chúng yêu cầu 2 dây nóng và một dây nối đất hoạt động trong hai pha. Một cái tăng dòng điện lên đến 240v cho chuyển động, và cái kia duy trì tính lưu động của dòng điện để sử dụng động cơ.

Động cơ điện 3 pha

Động cơ ba pha là gì?

Động cơ ba pha là máy điện biến điện năng thành cơ năng bằng tương tác điện từ. Một số động cơ điện có thể đảo ngược – chúng có thể biến đổi cơ năng thành năng lượng điện hoạt động như máy phát điện.

Chúng hoạt động bằng cách sử dụng nguồn điện ba pha. Chúng được điều khiển bởi ba dòng điện xoay chiều có cùng tần số, dòng điện này đạt cực đại tại các thời điểm xen kẽ. Chúng có thể có công suất lên đến 300KW và tốc độ nằm trong khoảng từ 900 đến 3600 vòng / phút.

Ba đường dây dẫn được sử dụng để truyền tải, tương ứng với 3 pha cộng với trung tính.

Điện ba pha là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng trong lưới điện trên thế giới vì nó truyền được nhiều năng lượng hơn và được sử dụng nhiều trong lĩnh vực công nghiệp.

Sự khác nhau giữa động cơ một pha và động cơ ba pha

Đầu tiên, chúng ta cần phân biệt kiểu lắp đặt và dòng điện chạy qua nó. Về vấn đề này, sự khác biệt giữa dòng điện một pha và dòng điện ba pha nằm ở chỗ dòng điện một pha được chuyển qua một đường dây duy nhất. Ngoài ra, do chỉ có một pha hoặc dòng điện xoay chiều nên hiệu điện thế không thay đổi.

Động cơ một pha được sử dụng khi không có sẵn hệ thống ba pha và / hoặc công suất hạn chế – chúng thường được sử dụng cho công suất dưới 2 Kw hoặc 3 Kw.

Động cơ ba pha thường được sử dụng nhiều hơn trong công nghiệp, vì công suất của chúng lớn hơn 150% so với động cơ một pha và từ trường quay ba pha được tạo ra.

Trong khi động cơ một pha chạy có thể ồn và tạo ra rung động, động cơ ba pha đắt hơn, nhưng chúng không tạo ra những rung động này và ít ồn hơn.

So sánh động cơ điện và máy phát điện

Sự khác biệt giữa động cơ và máy phát điện có lẽ là câu hỏi phổ biến nhất từ chủ đề điện của vật lý. Trong bài viết này, những điểm khác biệt chính giữa động cơ điện và máy phát điện được đưa ra ở đây. Sự khác biệt giữa động cơ và máy phát điện được đưa ra ở đây ở dạng bảng để bạn hiểu rõ hơn và rõ ràng hơn.

Trước khi chuyển sang sự khác biệt giữa động cơ và máy phát điện, điều quan trọng là phải biết chúng là gì. Chức năng, cấu trúc của chúng và các chi tiết liên quan khác. Để tìm hiểu thêm về động cơ điện và máy phát điện, hãy truy cập các liên kết dưới đây.

Ứng dụng của động cơ điện

Khi nói đến động cơ, rõ ràng, dân kỹ thuật chúng ta ai ai cũng biết chúng là thiế bị gì, dùng cho mục đích gì. Vậy nên, để không phải dài dòng, mình cũng xin nêu ra một vài ứng dụng mà động cơ là một thành phần quan trọng không thể thiếu, như là:

Các ứng dụng của động cơ điện chủ yếu bao gồm máy thổi, quạt, máy công cụ, là bộ phận truyền động của máy bơm trục đứng, bơm bánh răng, bơm cánh khế, tuabin, dụng cụ điện, máy phát điện, máy nén, máy cán, tàu thủy, máy động lực, nhà máy giấy.

Động cơ điện là một thiết bị cần thiết trong các ứng dụng khác nhau như HVAC- thiết bị làm mát và thông gió sưởi ấm, thiết bị gia dụng và xe có động cơ.

Lưu ý khi chọn mua động cơ điện

Có một số đặc điểm mà bạn cần chú ý khi chọn động cơ, nhưng điện áp, dòng điện, mô-men xoắn và vận tốc (RPM) là quan trọng nhất.

Dòng điện

Dòng điện cung cấp năng lượng cho động cơ và dòng điện quá cao sẽ làm hỏng động cơ. Đối với động cơ điện một chiều, dòng điện hoạt động và ngừng hoạt động rất quan trọng. Dòng hoạt động là dòng trung bình mà động cơ ​​sẽ tạo ra dưới mô-men xoắn. Dòng điện dừng là dòng có đủ mô-men xoắn để dừng động cơ.

Điện áp

Điện áp được sử dụng để giữ cho dòng điện thuần chạy theo một hướng và để khắc phục dòng điện ngược. Điện áp càng cao thì mômen càng cao. Điện áp định mức của động cơ DC cho biết điện áp hiệu quả nhất khi đang chạy. Nếu thấp áp, động cơ sẽ không hoạt động, trong khi áp cao có thể làm ngắn cuộn dây dẫn đến mất điện hoặc phá hủy hoàn toàn.

Mô-men xoắn

Giá trị vận hành và dừng cũng cần được xem xét với mô-men xoắn. Mô-men xoắn vận hành là lượng mô-men xoắn mà động cơ được thiết kế để cung cấp, và mô-men xoắn dừng là lượng mô-men xoắn được tạo ra khi công suất được đặt từ tốc độ dừng.

Ví dụ, với rô bốt có bánh, mô-men xoắn tốt tương đương với khả năng tăng tốc tốt nhưng bạn phải đảm bảo mô-men xoắn đủ mạnh để nâng trọng lượng của rô-bốt. Trong trường hợp này, mô-men xoắn quan trọng hơn tốc độ.

Vận tốc

Vận tốc, hoặc tốc độ (RPM), có thể phức tạp liên quan đến động cơ. Nguyên tắc chung là động cơ chạy hiệu quả nhất ở tốc độ cao nhất nhưng không phải lúc nào cũng có thể thực hiện được nếu cần chuyển số. Việc lắp thêm bánh răng sẽ làm giảm hiệu suất của động cơ, vì vậy cũng cần tính đến việc giảm tốc độ và mô-men xoắn.

Đây là những điều cơ bản cần xem xét khi lựa chọn động cơ. Xem xét mục đích của ứng dụng và dòng điện mà ứng dụng sử dụng để chọn loại động cơ thích hợp. Các thông số kỹ thuật của ứng dụng như điện áp, dòng điện, mô-men xoắn và vận tốc sẽ xác định động cơ nào phù hợp nhất, vì vậy hãy nhớ chú ý đến các yêu cầu của nó.

Bài viết khá dài, với rất nhiều kiến thức được chọn lọc. Hy vọng rằng, khi bạn đã đọc đến những dòng chữ này, thì kiến thức của bạn đã có thêm những thông tin mới, thông tin về động cơ điện, mô tơ điện. Cảm ơn bạn đã đọc bài viết của Hsaco!

Hsaco chuyên cung cấp giải pháp bơm, van, cảm biến xử lý lưu chất trong công nghiệp.

• Address: 275/19 Bạch Đằng, P.15, Bình Thạnh, Tp. Hồ Chí Minh
• Mail: info@hsaco.vn
• Zalo: 0933745216
• Website: https://hsaco.vn