Động cơ điện | Motor điện | Cấu tạo | Nguyên lý | Ứng dụng

Động cơ điện là một bộ phận rất quan trọng đối với các thiết bị điện, thường được sử dụng nhằm mục đích chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ. Vậy, động cơ điện có cấu tạo, nguyên lý hoạt động như thế nào và thường được sử dụng cho các nhu cầu nào ? Hãy cùng mình tìm hiểu qua bài viết dưới này nhé !

Tìm hiểu động cơ điện là gì ?

Trước tiên chúng ta cùng tìm hiểu xem động cơ điện là gì ? Thì động cơ điện chính là một thiết bị có nhiệm vụ biến đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ và bất kỳ những thiết bị điện nào từ lớn đến nhỏ đều phải sử dụng thông qua năng lượng điện. Phần lớn các motor điện được sử dụng phổ biến trên thị trường hiện nay đều hoạt động theo cơ chế hiệu ứng điện từ.

Một số loại động cơ điện có kích thước nhỏ hoặc siêu nhỏ đều hoạt động bằng cách sử dụng hiệu ứng áp điện. Trong đời sống hiện nay chúng ta có thể dễ dàng thấy các thiết bị có sử dụng động cơ điện như: Tủ lạnh, máy giạt, lò nướng, hoặc lớn hơn có thể kể đến máy móc trong sản xuất công nghiệp.

Cấu tạo của động cơ điện

Trên thị trường hiên nay có rất nhiều động cơ điện khác nhau nhằm phục vụ công việc cho từng loại thiết bị. Chính vì thế, cấu tạo của động cơ điện cũng do đó mà có thể khác nhau về một số thành phần nhưng tất cả đều có một cấu tạo chung gồm 2 phần rõ rệt đó là: Phần tĩnh và phần quay.

Phần tĩnh

Về phần tĩnh hay còn được gọi là Stato, phần này gồm 2 bộ phận chính đó là lõi thép và dây quấn.

a) Lõi thép

Là bộ phận có dạng hình trụ rỗng, được dập thành hình vành khăn từ 1 tấm thép dẫn điện dày 0.35 – 0.5 mm. Bên trong được thết kế có thêm rãnh để đặt dây quấn trước khi lắp ráp vào thiết bị, bộ phận này chính là bộ phận từ của máy.

b) Dây quấn

Dây quấn thông thường sẽ được làm bằng dây đồng, tùy vào trường hợp có thể sử dụng dây nhôm. Bộ phận này được lắp đặt vào bên trong các rãnh của lõi thép, để cố định được 2 bộ phận này chúng ta còn có thêm 1 bộ phận phụ được làm bằng nhôm hoặc gang bọc bao phủ cố định 2 bộ phận này còn phía dưới được cố định bởi đế. Ở 2 đầu có 2 nắp được làm bằng vật liệu cùng loại với vỏ máy, bên trong vỏ có ổ đỡ trục quay của roto được gọi là bạc.

Xem thêm : Vận tốc ánh sáng là gì | Vai trò, ứng dụng đối với con người

Phần quay

Về phần quay của động cơ điện hay còn được gọi là roto, cũng bao gồm 2 bộ phận chính đó là lõi thép và dây quấn.

a) Lõi thép

Được thiết kế bởi một hình trụ đặc từ tấm thép kỹ thuật điện dập thành đĩa và ép chặt. Khi đó trên bền mặt sẽ có các rãnh để đặt các thanh dẫn hoặc dây quấn, tại đây lõi thép sẽ được liên kết chặt với trục quay và đặt vào 2 ổ trục đĩa của Stato.

b) Dây quấn

Có 2 loại dây quấn trên phần quay đó là: Roto dây quấn và Roto lồng sóc.

b1) Roto dây quấn

Roto dây quấn có cấu tạo cũng giống như dây quấn của Stato, có ưu điểm là momen xoắn lớn nhưng ngược lại cấu tạo lại phức tạp và giá thành khá là cao.

b2) Roto lồng sóc

Loại dây này có cấu tạo rất khác so với loại dây quấn của Stato. Cụ thể như nó được đúc nhôm trực tiếp vào các rãnh của Roto tạo thành các thanh nhôm được gắn với mạch ở cả 2 đầu, ngoài ra còn có bổ sung thêm cánh quạt để làm mát bên trong khi Roto quay.

Phần dây quấn này được làm bằng các dải nhôm và 2 vòng gắn mạch hình lồng nên mới được gọi là Roto lồng sóc. Các rãnh trên Roto thông thường sẽ được thiết kế theo kiểu dạng xiên với trục nhằm cải thiện đặc tính mở máy và giảm rung do tác động của lực điện từ lên Roto không ổn định.

Nguyên lý hoạt động của động cơ điện

Nguyên lý hoạt động của động cơ điện là tạo từ trường quay thông qua dòng điện xoay chiều nhiều pha. Chính vì thế, chúng ta cần phải cung cấp một nguồn điện xoay chiều cho Stato của động cơ để động cơ có thể hoạt động được.

Từ trường quay được tạo ra khi có nguồn điện đi qua các cuộn dây của Stato, trong quá trình quay từ trường sẽ quét các thanh của Roto tạo ra suất điện động cảm ứng khi đó sẽ tạo ra dòng điện trong thanh. Các vật dẫn trong từ trường dẽ tương tác với nhau tạo ra lực điện từ, các lực này sẽ tạo ra một momen quay với trục Roto làm cho Roto quay theo chiều của từ trường.

Đa phần động cơ điện đều hoạt động dựa trên hiệu ứng điện từ, tuy nhiên vẫn còn một số thiết bị vẫn sử dụng cơ để hoạt động theo nhiều nguyên lý khác nhau như tác dụng lực tĩnh điện và hiệu điệu thế.

Xem thêm : Động cơ khí nén là gì , cấu tạo , nguyên lí làm việc !

Phân loại động cơ điện

Để phân loại được động cơ điện chúng ta dựa trên 2 yếu tố đó là: Động cơ điện một pha và động cơ điện ba pha.

Động cơ điện một pha

Đối với động cơ điện một pha thì đây là dạng động cơ được điều khiển bằng dòng điện có hướng nhất định, cụ thể hơn thì đây là loại động cơ được sử dụng nguồn điện áp DC – Điên áp 1 chiều đẻ hoạt động. Động cơ điện một chiều hiện nay không chỉ được sử dụng trong dân dụng mà còn đang được sử dụng ngày càng nhiều trong các hệ thống công nghiệp. Chẳng hạn như: Dùng trong cần cẩu, trong các dây truyền, băng tải, Công cụ máy móc cầm tay,…

Động cơ với dây quấn Stato chỉ có dây quấn một pha, nguồn cấp dây 1 pha, dây cấp cũng là một pha, thông thường sẽ có thêm một tụ điện lệch pha. Hiện nay có 2  loại động cơ điện một chiều đó là động cơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu và động cơ điện một chiều kích từ.

Động cơ điện ba pha

Là động cơ được sử dụng dòng điện xoay chiều ba pha đẻ thực hiện quá trình hoạt động của động cơ và là loại động cơ được sử dụng phổ biến nhất hiện nay cũng bởi vì độ bền bỉ cao, dễ dàng bảo dưỡng và giá thành rẻ. Tuy nhiên, tùy thuộc vào kích thước của động cơ mà người ta chia làm 3 loại động cơ ba pha nổi bật nhất, đó là:

• Động cơ lớn: Là động cơ có chiều cao trung tâm ~630mm và đường kính ngoài của lõi Stato ~900mm.
• Động cơ trung bình: Là loại động cơ có chiều cao trung tâm khoảng 355-600mm và đường kính ngoài của lõi stato khoảng 560-900mm.
• Động cơ nhỏ: Là loại động cơ có chiều cao trục khoảng 90-315mm và đường kính ngoài lõi thép khoảng 25-560mm.

Ứng dụng của động cơ điện

Trong lĩnh vực công nghiệp, đời sống sinh hoạt hàng ngày

Động cơ điện được sử dụng rất nhiều trong đời sống sinh hoạt cũng như sản xuất của con người. Các động cơ điện với nhiều kích thước lớn nhỏ khác nhau, mỗi loại phù hợp với từng công việc từng nhiệm vụ khác nhau. Chẳng hạnh như các động cơ có kích thước nhỏ thường được sử dụng tỏng đĩa quay của lò vi sóng, đĩa quay trong máy CD,DVD, quay lồn máy giạt, mũi khoan,…

Ngoài ra các động cơ điện còn được sử dụng trong các lĩnh vực giao thông vận tải, như các đầu kéo xe lửa được sử dụng động cơ điện giúp vận hành hiệu quả và tiết kiệm lớn lượng chi phí.

Trong lĩnh vực van công nghiệp

Đối với lính vực van công nghiệp thì động cơ điện ở đây được sử dụng theo một nhiệm vụ khác đó là được sử dụng để điều khiển quá trình đóng mở van. Động cơ điện ở đây được lắp trực tiếp vào bộ phận van cơ và được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp tự động hóa. Bộ điều khiển điện trong lĩnh vực này có cấu tạo hoàn toàn khác so với các bộ điều khiển điện thông thường ( các bạn có thể tham khảo thêm tại đây! )

Kết luận

Qua bài viết này chúng tôi hy vọng sẽ giúp được phần nào những thắc mắc của các bạn về động cơ điện cũng như giúp các bạn hiểu được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện nó như thế nào. Ngoài ra, chúng tôi còn có thể giúp các bạn biết được động cơ điện không chỉ được sử dụng trong các lĩnh vực thông thường mà trong lĩnh vực van công nghiệp cũng đang được mọi người quan tâm đến.