Khi cơ giới hóa đã được ứng dụng vào trong sản xuất, các loại motor điện (động cơ điện) được ưu tiên lựa chọn hàng đầu vì những lợi ích kinh tế mà chúng mang lại cho con người. Vậy, các loại động cơ điện có gì đặc biệt về cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động cũng như công dụng của động cơ điện? Hãy cùng tìm hiểu nhé!
Nội dung
1. Khái niệm motor điện (động cơ điện)
Các loại motor điện hay còn có tên gọi khác là động cơ điện (tiếng Pháp là Moteur, tiếng Anh gọi là Motor) là thiết bị cơ khí có công dụng chuyển hóa điện năng trở thành cơ năng, bằng cách thông qua các chuyển động xoay tròn và đồng tâm.
Các loại motor điện hay còn có tên gọi là động cơ điện
Các ứng dụng đơn giản dễ thấy của motor điện chính là: quạt gió mỗi khi trời nóng, bơm nước từ ao hồ lên ruộng lúa, làm máy xay thịt, máy đu quay cho trẻ em trong vườn trẻ, máy đánh sữa trứng, máy tuốt lúa, máy xay gạo, máy xay sinh tố, máy tạo gió giúp sấy tóc, máy trộn bê tông, vôi vữa để xây nhà, máy trộn bột mì để làm bánh, làm máy khoan tường để tạo ra các lỗ giúp đóng đinh để treo các vật trang trí, động cơ của máy mài để mài giũa các mắt kính,…
Hiện nay, các loại motor điện được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong sản xuất cũng như sinh hoạt hàng ngày, giúp cho cuộc sống của con người ngày càng thuận tiện và nhẹ nhàng hơn.
2. Công dụng của động cơ điện
Thông qua chuyển động xoay tròn đồng tâm giúp chuyển hóa điện năng thành cơ năng, công dụng của động cơ điện được áp dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực sau:
- Trong xây dựng: máy trộn bê tông để xây nhà, máy khoan tường để tạo ra các lỗ đóng đinh rồi treo các vật trang trí,...
- Trong nông nghiệp: bơm nước từ ao hồ vào ruộng lúa, máy tuốt lúa, máy xay gạo,...
- Trong công nghiệp: máy xay thịt để làm giò chả, máy trộn bột mì để làm bánh, máy mài để mài các mắt kính,...
- Trong đời sống hàng ngày: quạt gió khi trời nóng, máy đu quay trẻ em trong vườn trẻ, máy đánh sữa trứng, máy xay sinh tố, máy tạo gió để sấy tóc,...
Nhờ những ứng dụng đa dạng của động cơ điện mà việc sản xuất lương thực, thực phẩm,... cũng được thực hiện một cách thuận tiện, nhanh chóng, hiệu quả và đặc biệt là tiết kiệm chi phí hơn.
3. Phân loại động cơ điện
Phân loại động cơ điện dựa vào dòng điện:
Phân loại động cơ điện dựa vào khả năng làm việc - công suất gồm có:
Động cơ điện có nhiều loại, đa dạng về mẫu mã
Phân loại động cơ điện dựa theo kích thước kết cấu, bao gồm có:
- Động cơ điện cỡ lớn: Có chiều cao trung tâm lớn hơn 630mm và đường kính ngoài lõi thép stato của động cơ lớn hơn 99mm.
- Động cơ điện cỡ vừa: Có chiều cao trung tâm từ 355 630mm; đường kính ngoài lõi thép của stato từ 560 990mm.
- Động cơ điện cỡ nhỏ: Có chiều cao trung tâm khoảng từ 90 315mm; đường kính ngoài lõi thép là từ 25 560mm.
Phân loại động cơ điện dựa theo tốc độ quay, gồm có:
- Động cơ điện có tốc độ quay không đổi, ở đây chủ yếu là loại có rôto lồng sóc.
- Động cơ điện điều tốc, còn có tên gọi là động cơ điện có cổ góp.
- Động cơ điện thay đổi được tốc độ có thể đổi ngược được chiều quay.
Phân loại động cơ điện dựa theo đặc tính cơ khí:
- Động cơ điện KĐB có rôto lồng sóc kiểu thông dụng.
- Động cơ điện có roto lồng sóc kiểu có rãnh sâu.
- Động cơ điện KĐB kiểu 2 lồng sóc.
- Động cơ điện KĐB kiểu 2 lồng sóc đặc biệt.
- Động cơ điện KĐB kiểu rôto quấn dây.
Phân loại động cơ điện dựa theo chế độ vận hành:
- Chế độ làm việc liên tục (S1)
- Chế độ làm việc ngắn hạn (S2): 10min, 30min, 60min, 90min.
- Chế độ làm việc theo chu kỳ.
Phân loại động cơ điện dựa theo hình thức phòng hộ:
- Kiểu động cơ điện Phòng Nổ
- Kiểu động cơ điện mở
- Kiểu động cơ điện phòng hộ
- Kiểu động cơ điện kín
- Kiểu động cơ điện chống nước
- Kiểu động cơ điện kín nước
- Kiểu động cơ điện ngâm nước
Phân loại dựa theo ứng dụng thực tế của động cơ điện:
- Động cơ điện phổ thông
- Động cơ điện ẩm nhiệt
- Động cơ điện khô nhiệt
- Động cơ điện dùng trên tàu biển
- Động cơ điện dùng trong công nghiệp hóa học
- Động cơ điện dùng trên cao
- Động cơ điện dùng ngoài trời
4. Cấu tạo motor điện có gì đặc biệt?
Cơ cấu của motor điện không đồng bộ còn phụ thuộc vào kiểu loại của vỏ bọc kín hoặc hở, là do hệ thống làm mát chạy bằng cánh quạt thông gió được đặt ở bên trong hay bên ngoài của động cơ điện.
Nhìn chung động cơ điện – motor điện có 2 phần chính, bao gồm phần tĩnh và phần quay.
a) Phần tĩnh của các loại motor điện
Phần tĩnh hay còn gọi là stato gồm có 2 bộ phận chính, đó là lõi thép và dây quấn, trong đó:
Lõi thép: Chính là bộ phận dẫn từ của động cơ, nó có dạng hình trụ rỗng, có lõi thép được làm bằng nhiều lá thép kỹ thuật điện dày khoảng 0,35 0,5 mm, được dập vào nhau theo hình vành khăn. Phía trong có xẻ rãnh để có thể đặt dây quấn và sơn phủ bề mặt trước khi ghép lại.
Dây quấn: Dây quấn stato được làm bằng sợi dây đồng hoặc sợi dây nhôm đặt trong các rãnh nhỏ của lõi thép. Hai bộ phận chính ở trên còn có thêm các bộ phận phụ bao bọc quanh lõi thép, chính là vỏ máy được làm bằng chất liệu nhôm hoặc gang nhằm mục đích giữ chặt lõi thép phía dưới làm bằng chân đế để bắt chặt vào bên trong bệ máy. Hai đầu của nó có 2 nắp làm bằng vật liệu tương tự như vỏ máy, trong nắp còn có ổ đỡ (hay còn gọi là bạc) dùng để đỡ phần trục quay của roto.
b) Phần quay của các loại motor điện
Hay còn gọi là rôto, bao gồm có phần lõi thép, dây quấn cùng với trục máy.
Lõi thép: Có dạng hình trụ với kết cấu đặc, làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, được dập thành hình dĩa và được ép chặt lại. Trên mặt của chúng có các đường rãnh để đặt các thanh dẫn hoặc các dây quấn. Lõi thép sẽ được ghép chặt với trục quay và đặt lên trên 2 ổ đỡ của stato.
Động cơ điện gồm có 2 phần chính, bao gồm phần tĩnh và phần quay
Dây quấn: Trên rôto bao gồm có 2 loại, bao gồm có roto lồng sóc và rôto dây quấn.
- Loại rôto dây quấn gồm có các dây quấn tương tự như stato, loại này có ưu điểm là mô men quay của chúng lớn nhưng kết cấu lại rất phức tạp, mặt khác, giá thành lại tương đối cao.
- Loại rôto lồng sóc có kết cấu rất khác biệt với dây quấn của phần stato. Nó được chế tạo bằng phương pháp đúc nhôm cho chảy vào các rãnh của roto, từ đó tạo thành các thanh nhôm, đồng thời được nối ngắn mạch ở 2 đầu và có đúc thêm các cánh quạt để có thể làm mát bên trong động cơ khi roto quay.
- Phần dây quấn của động cơ được tạo từ các thanh nhôm cùng với 2 vòng ngắn mạch có hình dạng trông giống như một cái lồng nên người ta mới gọi là rôto lồng sóc. Các đường rãnh trên roto của động cơ thông thường được dập theo hướng xiên với trục, nhằm mục đích cải thiện đặc tính mở máy, đồng thời giảm bớt hiện tượng rung rần do lực điện từ tác dụng lên phần rôto không liên tục.
5. Nguyên lý làm việc của động cơ điện
Động cơ điện thông thường bao gồm 2 bộ phận chính: bộ phận đứng yên và bộ phận chuyển động, chúng được quấn nhiều vòng dây dẫn hoặc được sắp xếp thêm 1 nam châm vĩnh cửu. Khi cuộn dây trên bộ phận roto và stator được nối vào nguồn điện, xung quanh nó sẽ tồn tại các từ trường. Lúc này, sự tương tác từ trường của rotor và stator trong động cơ sẽ tạo ra chuyển động quay của rotor xung quanh trục hoặc 1 mômen.
Đa phần, các động cơ điện thường hoạt động theo nguyên lý điện từ. Tùy theo cấu tạo của động cơ mà nguyên lý có sự khác nhau: có lực tĩnh điện kết hợp với hiệu ứng điện áp. Các động cơ điện từ thường dựa vào nguyên lý là có 1 lực cơ học trên 1 cuộn dây có dòng điện chạy qua được nằm trong 1 từ trường. Các động cơ từ đều chuyển động xoay nhưng cũng có một số động cơ chuyển động tuyến tính.
Nguyên lý hoạt động của động cơ điện
Muốn cho động cơ hoạt động tốt, stato của động cơ cần được cấp thêm 1 dòng điện xoay chiều. Dòng điện chạy qua dây quấn stato sẽ tạo ra một từ trường quay với tốc độ: n = 60. f/ p (vòng/ phút). Trong đó: f chính là tần số của nguồn điện, còn p chính là số đối cực của phần dây quấn stato.
Trong quá trình quay động cơ, từ trường này sẽ quét qua hầu hết các thanh dẫn của rôto, do đó làm xuất hiện trong nó 1 sức điện động cảm ứng. Vì dây quấn rôto được kín mạch nên sức điện động này sẽ tạo ra dòng điện ở trong các thanh dẫn của rôto. Các thanh dẫn này lại có dòng điện nằm trong từ trường, cho nên chúng sẽ tương tác với nhau nhằm tạo ra lực điện từ đặt vào trong các thanh dẫn.
Tổng hợp các lực này sẽ tạo ra 1 mô men quay đối với trục roto, đồng thời làm cho rôto quay theo chiều quay của từ trường. Khi động cơ làm việc, tốc độ của rôto (ký hiệu là n) luôn nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường (ký hiệu là n1).
Kết quả là rôto sẽ quay chậm lại, cho nên nó luôn nhỏ hơn n1, cũng chính vì thế động cơ còn được gọi tên là động cơ không đồng bộ. Độ sai lệch giữa tốc độ của rôto và tốc độ của từ trường được gọi tên là hệ số trượt, ký hiệu là S và được tính vào khoảng 2% 10%.
Kết luận
Trên đây là những vấn đề cơ bản về các loại motor điện như khái niệm, cấu tạo, phân loại cũng như nguyên lý hoạt động của chúng. Hy vọng bài viết đã đem đến cho các bạn cái nhìn đầy đủ về các loại motor điện cũng như công dụng trong sản xuất để biết cách tận dụng những công dụng đó một cách hiệu quả nhất.
Nội Dung Có Thể Bạn Quan Tâm:
- Động Cơ Điện 3 Pha: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng
- Động Cơ Điện 1 Pha: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng
- Động Cơ Điện Không Đồng Bộ Khái Niệm, Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động, Ứng Dụng
- So Sánh Động Cơ Điện 1 Chiều Và Xoay Chiều Về Ứng Dụng, Số Pha, Cấu Trúc
- Động Cơ Điện: Những Loại Mô Tơ Quan Trọng Nhất Trong Đời Sống, Tính Năng Và Ý Nghĩa Kỹ Thuật.
- Giá Động Cơ Điện 3 Pha Đức Nhật Đài Loan, Các Hãng, Các Công Suất
- Thông Số Kỹ Thuật Motor Điện, Cách Đọc Tem, Kiểm Tra Hiệu Suất Motor, Tiêu Chuẩn Tiết Kiệm Điện
- Khái Niệm Motor Điện. Các Phương Pháp Đấu Điện Khởi Động Motor 3 Pha
