Động Cơ Điện 1 Chiều Là Gì? Nguyên Lý, Ứng Dụng Và Các Phương Pháp Khởi Động

Động cơ điện 1 chiều từ lâu đã được điều tra và nghiên cứu và đưa vào vận dụng trong việc sản xuất máy móc cung ứng nhu yếu trong nhiều nghành nghề dịch vụ, giúp tiết kiệm chi phí sức lực lao động lao động và chi phí sản xuất đáng kể, thôi thúc sự tăng trưởng của nền kinh tế tài chính. Vậy, đơn cử động cơ điện 1 là gì ? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động giải trí và ứng dụng ra làm sao trong đời sống lúc bấy giờ ? Bài viết dưới đây sẽ là câu vấn đáp đích đáng về yếu tố này .

1. Động cơ điện 1 chiều là gì?

Động cơ điện 1 chiều DC ( DC là chữ viết tắt của cụm từ “ Direct Current Motors ” trong tiếng Anh ) là một loại động cơ điều khiển và tinh chỉnh bằng dòng điện có hướng được xác lập. Hay theo cách nói về thực chất thì đây chính là loại động cơ hoạt động giải trí bằng nguồn điện áp DC điện áp 1 chiều .

Động cơ điện 1 chiều DC hoạt động sử dụng dòng điện 1 chiều

Động cơ điện 1 chiều là chính loại động cơ đồng nhất, hoạt động giải trí bằng cách sử dụng dòng điện 1 chiều. Ở loại động cơ 1 chiều, vận tốc quay của động cơ điện 1 chiều tỷ suất thuận với nguồn điện áp đặt vào nó, và ngẫu lực quay cũng luôn tỷ suất thuận so với dòng điện. Dựa vào những đặc tính trên mà động cơ DC được xem như thể thành phần không hề thiếu trong sản xuất máy móc kỹ thuật yên cầu mô men khởi động lớn .

2. Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều

Động cơ điện 1 chiều được cấu trúc bởi Stator, Rotor, chổi than và cổ góp .

• – Stator của motor DC: Là phần đứng yên, được chế tạo sử dụng từ 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, có thể là nam châm điện.
• – Rotor: Là phần quay được, nó chính là lõi được quấn các cuộn dây nhằm mục đích tạo thành nam châm điện.
• – Chổi than (còn được gọi là brushes): Làm nhiệm vụ tiếp xúc và tiếp điện cho bộ phận cổ góp.
• – Cổ góp (còn được gọi là commutator): Thực hiện nhiệm vụ tiếp xúc và chia điện đều cho các cuộn dây ở trên phần rotor (phần quay). 

Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều DC

3. Nguyên lý hoạt động của động cơ 1 chiều

Stato của motor điện 1 chiều thường là 1 hoặc gồm nhiều cặp nam châm từ vĩnh cửu, ( hoàn toàn có thể dùng bằng nam châm hút điện ), còn rotor có những cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện 1 chiều. Đồng thời, bộ phận chỉnh lưu có trách nhiệm là làm đổi chiều dòng điện trong khi hoạt động quay của rotor là hoạt động liên tục. Bộ phận này sẽ gồm có 1 bộ cổ góp và 1 bộ chổi than được mắc tiếp xúc với cổ góp của động cơ .Khi trục quay của một động cơ điện 1 chiều được kéo bằng 1 lực ảnh hưởng tác động từ bên ngoài, động cơ sẽ hoạt động giải trí tương tự như như 1 chiếc máy phát điện 1 chiều để nhằm mục đích tạo ra một sức điện động cảm ứng có tên là Electromotive force ( EMF ). Trong hoạt động giải trí, phần rotor quay sẽ phát ra 1 điện áp ( hay còn gọi là sức phản điện động ) có tên là counter EMF ( CEMF ) hoặc còn được gọi là sức điện động đối kháng .Sức điện động này hoạt động giải trí tương tự như như sức điện động được phát ra khi động cơ được sử dụng với công dụng giống như 1 chiếc máy phát điện. Lúc này, điện áp đặt trên động cơ sẽ gồm 2 thành phần chính là : sức phản điện động cùng với điện áp giáng tạo ra do điện trở ở bên trong của những cuộn dây phần ứng .Dòng điện chạy qua motor DC lúc này sẽ được tính bằng công thức sau :

• I = (Vnguon Vphandiendong)/ Rphanung

Và hiệu suất cơ sẽ được tính bằng công thức :

• P = I * Vphandiendong

4. Phân loại các dạng động cơ điện 1 chiều

Căn cứ vào chiêu thức kích từ, hoàn toàn có thể thực thi chia động cơ điện 1 chiều thành những loại nhỏ hơn dưới đây :

• Loại động cơ điện 1 chiều có kích từ độc lập.
• Loại động cơ điện 1 chiều với kích từ nối tiếp.
• Loại động cơ điện 1 chiều với kích từ song song.
• Loại động cơ điện 1 chiều với kích từ hỗn hợp, gồm có 2 cuộn dây kích từ, trong đó 1 cuộn mắc nối tiếp vào phần ứng, còn 1 cuộn mắc song song vào phần ứng của động cơ.
• Loại động cơ điện 1 chiều được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu.

a) Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập

Khi nguồn 1 chiều chạy với hiệu suất không đủ lớn thì mạch điện của phần ứng và mạch điện kích từ mắc vào trong 2 nguồn sẽ độc lập với nhau là một đặc tính cơ dễ nhận thấy của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập. Và khi đó, động cơ điện còn được gọi là động cơ điện 1 chiều có kích từ độc lập .Sử dụng phương trình cân đối điện áp của mạch điện trong phần ứng sau đây : Uư = Eư + ( Rư + Rf ) Iư. Trong đó : Uư là ký hiệu của điện áp phần ứng, còn V Eư là ký hiệu của sức điện động trong phần ứng, V Rư chính là điện trở mạch phần ứng, Iư là dòng điện của mạch điện phần ứng .Sử dụng công thức : Rư = rư + rcf + rb + rct rư, có nghĩa là : Mđt = Mcơ = M u f 2 U R R. K. ( K. ) u M Ф Ф. Đây chính là phương trình đặc tính cơ của loại động cơ điện một chiều hoạt động giải trí bằng kích từ độc lập. Giả thiết phần ứng đã được bù đủ thì khi đó từ thông không đổi ( = const ) thì những phương trình đặc tính cơ điện cùng với phương trình đặc tính cơ được xem là tuyến tính .

b) Động cơ điện 1 chiều kích từ song song

Quy ước chiều dòng điện vào động cơ là I, dòng điện phần ứng là Iư, dòng điện kích từ là Ikt thì sẽ được tính theo công thức : I = Iư + Ikt. Để mở máy, người ta sẽ thường dùng biến trở để mở máy ( gọi là Rmở ) .Nhằm để kiểm soát và điều chỉnh vận tốc của động cơ, người ta thường kiểm soát và điều chỉnh Rđc để đổi khác dòng điện kích từ Ikt, đồng thời biến hóa cả từ thông Φ. Phương pháp này hiện đang sử dụng rất thoáng rộng, tuy nhiên cần quan tâm rằng khi giảm từ thông Φ, hoàn toàn có thể dòng điện trong phần ứng Iư sẽ tăng lên quá trị số được cho phép .

5. Ứng dụng của động cơ điện 1 chiều 

Ngày nay, ứng dụng của động cơ điện 1 chiều rất phong phú và đôi khi không hề sửa chữa thay thế bởi nguyên lý đặc biệt quan trọng chỉ có ở động cơ điện 1 chiều. Nó được xuất hiện trong mọi nghành sản xuất công nghiệp và đời sống : dùng trong đài FM, ổ đĩa DC, trong tivi, máy công nghiệp, những loại máy in, máy photo, …Ngoài ra, động cơ điện 1 chiều được sử dụng thông dụng trong ngành công nghiệp giao thông vận tải vận tải đường bộ, trong những thiết bị cần tinh chỉnh và điều khiển vận tốc quay tiếp tục, liên tục trong một khoanh vùng phạm vi lớn .

Ứng dụng của động cơ điện 1 chiều lúc bấy giờ cũng rất phong phú

6. Các phương pháp khởi động động cơ 1 chiều

a) Phương pháp mở máy động cơ điện 1 chiều bằng khởi động mềm

Điều khiển điện áp 1 chiều cấp cho động cơ thường sử dụng thiết bị khởi động mềm thyristors. Do vậy, cần giảm dòng khởi động và làm cho tần suất của động cơ không bị tăng lên một cách bất ngờ đột ngột, hạn chế được sự sụt áp của biến áp trong khi động cơ đang khởi động .Hầu hết những khởi động mềm của động cơ 1 chiều lúc bấy giờ đều đã có được phong cách thiết kế tích hợp sẵn những tính năng để bảo vệ động cơ để người dùng yên tâm sử dụng .

b) Phương pháp sử dụng biến tần để khởi động

Phương pháp sử dụng biến tần được giới trình độ nhìn nhận là tổng lực nhất. Bởi nó hạn chế được dòng khởi động và tích hợp nhiều tính năng bảo đảm an toàn, đơn cử như chính sách bảo vệ động cơ, tránh thực trạng, quá nhiệt, quá tải, quá áp, thấp áp, mất pha, lệch sóng, …

Sử dụng biến tần để khởi động động cơ 1 chiều DC

Chế độ khởi động sử dụng biến tần êm ái, giúp bảo vệ cho các chi tiết máy quan trọng như hộp số, ổ bi, tang trống,… được tích hợp cùng rất nhiều công nghệ hiện đại khác như bộ điều khiển PID, chế độ làm sạch đường ống, giám sát mô men tải, khởi động bám, và từ đó, giúp bảo vệ toàn diện cho động cơ điện.

c) Phương pháp mở máy trực tiếp cho động cơ điện

Phương pháp này được nhìn nhận là chiêu thức đơn thuần nhất, khi mở máy trực tiếp thì dòng điện mở máy rất lớn và kéo theo momen mở máy cũng rất lớn .Đây là giải pháp khá đơn thuần, dễ thực thi và ngân sách thấp. Tuy nhiên, so với động cơ trung bình và động cơ lớn thì quán tính của tải cũng lớn theo. Nhược điểm này gây lê dài thời hạn mở máy, gây cho động cơ điện phát quá nóng và gây tác động ảnh hưởng lớn đến điện áp lưới điện bởi thời hạn cần để giảm áp quá lâu .

7. Cách đảo chiều động cơ DC

Thực hiện hòn đảo 2 dây kích từ, đây chính là động cơ hòn đảo chiều rồi để tinh chỉnh và điều khiển mạch hòn đảo chiều motor DC. Hoặc cũng hoàn toàn có thể hòn đảo chiều phần ứng ( roto ) nhằm mục đích kích từ để tạo ra từ trường. Vấn đề dòng điện tiếp nối đuôi nhau hay song song đều không làm ảnh hưởng tác động tới motor .Đối với motor DC, kích từ sẽ được chia ra làm 2 cuộn dây với 4 đầu dây đó là F1, F2, F3, F4. Nếu mắc tiếp nối đuôi nhau thì nối F2 với F3, còn F1, F4 sẽ nối tới bộ điều khiển và tinh chỉnh. Trường hợp nối song song thì nối F1 với F2, F3 sẽ nối với F4 và những đầu nối F1F2 cùng với F3F4 để đưa về bộ tinh chỉnh và điều khiển .Chổi than của motor 1 chiều thường bị mòn và sinh ra tia lửa điện gây hư hỏng phần cổ góp. Do vậy, phải định kỳ kiểm tra phần chổi than và cổ góp của motor, tiếp tục tra mỡ vừa đủ vào 2 ổ bi 2 ở đầu trục cho motor .

Sơ đồ hòn đảo chiều động cơ 1 chiều DC tiếp nối đuôi nhau có chổi thanMột ví dụ đơn cử về cách hòn đảo chiều đông cơ DC : 1 động cơ điện 1 chiều có vận tốc 10.000 rpm thì dòng điện là 1A mpe, hồ quang khi chạy với vận tốc tối đa vừa phải. Nếu kiểm soát và điều chỉnh được vị trí chổi than của động cơ thì : động cơ chạy với vận tốc thuận chiều kim đồng hồ đeo tay là 11.000 rpm, dòng điện 0,8 ampe. Lúc này, động cơ có vận tốc chạy ngược chiều kim đồng hồ đeo tay với 9.000 rpm, dòng điện đạt 1,2 Ampe .Sau đây là những loại động cơ 1 chiều thông dụng nhất :

a) Động cơ 1 chiều DC trục thẳng

• Công suất từ 15w đến 450w
• Đường kính trục ra: 12mm, 15mm, 22mm
• Tốc độ quay: 1100 vòng khi đấu điện 12V hoặc 2350 vòng khi đấu điện 24V

Sau đây là ảnh minh họa motor 1 chiều DC trục thẳng hiệu suất 450 w

• Đường kính trục motor: 11 mm
• Kích thước mặt vuông motor: 90x90mm

b) Động cơ 1 chiều DC trục vuông góc

• Công suất từ 60w đến 370w
• Đường kính trục ra: 15mm
• Tốc độ quay: từ 470 vòng – 30 vòng/phút
• Tỷ số truyền thường dùng: 10, 20, 30, 40, 50, 60
• Trục ra vuông góc cốt dương, hoặc âm

Sau đây là ảnh minh họa động cơ 1 chiều trục vuông góc loại ra dương công suất 450w

• Đường kính cốt trục: 15mm
• Rãnh cavet: 5m

Sau đây là ảnh minh họa Động cơ 1 chiều DC trục vuông loại ra âm công suất 450w

• Đường kính trục âm: 17mm
• Rãnh cavet: 5 mm
• Mã hàng hộp giảm tốc: 5GN

c) Motor 1 chiều DC trục vuông góc RV

• Công suất từ 60w đến 370w
• Đường kính trục ra: 14mm, 18mm
• Tốc độ quay: từ 470 vòng – 6 vòng/phút
• Tỷ số truyền thường dùng: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100
• Trục ra vuông góc cốt dương

Dưới đây là ảnh minh họa motor 1 chiều DC công suất 450w lắp hộp số RV

• Đường kính trục ra: 14mm
• Lắp với hộp số chịu tải NMRV size 30

d) Motor 1 chiều DC trục vuông góc, NMRV

• Đường kính trục ra: 18mm
• Gắn với hộp số NMRV size 40

e ) Động cơ 1 chiều DC mặt bích

• Đường kính cốt trục ra 18mm
• Kích thước mặt bích: 60x130mm

Kết luận

Việc sử dụng động cơ điện 1 chiều đã mang lại nhiều thành quả trong những nghành của đời sống xã hội văn minh và chưa dừng lại ở đó. Do vậy, việc góp vốn đầu tư khám phá kỹ lưỡng về nó để tăng trưởng nhiều ứng dụng tiên tiến và phát triển Giao hàng nhu yếu của con người thời công nghệ cao thời nay là vô cùng sáng suốt .

Nội Dung Có Thể Bạn Quan Tâm:

Source: https://thomaygiat.com
Category : Điện Tử