Động cơ DC thường được sử dụng trong các thiết bị quạt, với các ưu điểm nổi bật được nhiều người dùng yêu thích như tiết kiệm điện, máy chạy êm ái,… Cùng dinhnghia tìm hiểu động cơ DC là gì, cấu tạo cũng như phân loại của động cơ này ở bài viết dưới đây nhé!
Nội dung bài viết
Động cơ DC là gì? Ưu điểm của động cơ DC
Động cơ DC được viết tắt từ Direct Current Motors. Đây là động cơ điện một chiều, giúp chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Động cơ này lấy năng lượng thông qua dòng điện trực tiếp và chuyển đổi năng lượng này thành vòng quay cơ học.
Động cơ DC có các ưu điểm đặc biệt như sau:
- Sử dụng ít hơn 55% năng lượng so với động cơ AC
- Hoạt động yên tĩnh, êm ái và tăng tuổi thọ của máy
- Động cơ được phân cực nhỏ gọn và nhẹ hơn, tiết kiệm năng lượng điện hơn.
Động cơ DC được cấu tạo từ 2 phần là Stator và Rotor. Trong đó Roto được làm bằng nam châm vĩnh cữu, còn Stato là cuộn dây chỉ cần 1 nguồn cấp điện là có thể hoạt động được.
Khi được khởi động, DC sẽ tạo được một từ trường trong Stator. Lực từ này sẽ thu hút và đẩy lùi nam châm trên Rotor. Quá trình này làm cho Rotor quay và tạo ra năng lượng giúp cánh quạt quay đều, chính xác.
Phân loại động cơ DC
Động cơ DC có chổi than (Brushed DC Motor)
Động cơ DC có chổi than (Brushed DC Motor) được xem là phiên bản đời đầu của động cơ DC. Động cơ này có bộ chuyển đổi, để đảo ngược dòng điện mỗi nửa chu kỳ và tạo ra mô-men xoắn một hướng.
Brushed DC Motor sử dụng các tiếp điểm mềm được gọi là “bàn chải” để đảm bảo động cơ quay theo một hướng. Động cơ chải có thể thay đổi tốc độ theo điện áp hoạt động hoặc sức mạnh của từ trường.
Động cơ DC có chổi than được ứng dụng phổ biến trong động cơ đẩy điện, cần cẩu, máy giấy và nhà máy cán thép,… phục vụ cho nhu cầu hằng ngày.
Động cơ DC kích thích riêng biệt
Động cơ DC kích thích riêng biệt là động cơ điện một chiều. Đặc điểm nổi bật của động cơ này là có nguồn cung cấp điện riêng biệt cho cuộn dây và cuộn dây trường. Do đó, 2 bộ phận này sẽ hoạt động độc lập với nhau.
Động cơ DC nam châm vĩnh cửu
Khác với các động cơ DC khác, động cơ DC nam châm vĩnh cửu chỉ có một cuộn dây ứng dụng nhưng không có cuộn dây trường. Thường thì bộ phận nam châm vĩnh cửu sẽ được gắn trên mặt trong của lõi stator để tạo ra từ trường.
Họ sử dụng các loại đất hiếm như samarium cobalt hoặc neodymium sắt boron để làm nên loại nam châm này. Động cơ DC nam châm vĩnh cửu có kích thước nhỏ hơn và ít tốn kém hơn so với các loại động cơ DC khác.
Động cơ DC tự kích thích
Trong động cơ DC tự kích thích, các cuộn dây được kết nối và có một nguồn cung cấp duy nhất. Các kết nối song song được thực hiện như shunt vết thương trong khi phiên bản loạt là vết thương hàng loạt.
Ưu điểm của động cơ này là có tốc độ giới hạn đến 5000 vòng/phút. Có thể tránh được các vận hành động cơ nối tiếp ở chế độ không tải. Động cơ DC tự kích thích nối tiếp phù hợp với những ứng dụng cần mô men khởi động lớn như cần cẩu.
Động cơ DC không chổi than
Động cơ DC không chổi than là một động cơ đồng bộ, có tốc độ Roto bằng với tốc độ từ trường. Nhờ đó, động cơ này có tuổi thọ cao hơn và hiệu quả hơn so với các động cơ DC khác. Vậy nên, động cơ DC không chổi than này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp tự động, máy in, ô tô, y tế và thiết bị đo đạc.
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ DC
Động cơ DC hoạt động dựa trên nguyên lý, khi một dây dẫn mang dòng điện được đặt trong từ trường, nó tạo ra lực cơ học. Hướng của lực được xác định bởi quy tắc bàn tay trái. Một động cơ DC hiện nay được cầu tạo từ 8 bộ phận chính sau đây:
Stator
Stator được xem là cơ thể chính bất động của động cơ DC. Nhiệm vụ của nó là cung cấp hỗ trợ và bảo vệ động cơ. Stator là phần tĩnh của động cơ, bên trong bộ phận này chứa cuộn dây trường và nhận được nguồn cung cấp điện thông qua các thiết bị đầu cuối.
Trục
Trục là bộ phận nhô ra qua stator và kết nối động cơ với ứng dụng. Trục thường được làm bằng kim loại cứng cụ thể là thép, để chịu được tải trọng của ứng dụng. Mô-men xoắn của trục được tạo ra bởi cuộn dây được chuyển đến trục được hỗ trợ bởi stator.
Thiết bị đầu cuối
Một động cơ DC sẽ có hai thiết bị đầu và cuối. Khi dây dương được kết nối với thiết bị đầu cuối hoặc dương và âm. Kết nối này giúp động cơ quay theo chiều kim đồng hồ. Khi chúng được đảo ngược, động cơ sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ.
Nam châm
Các nam châm được sử dụng trong động cơ DC được gọi là nam châm vĩnh cửu. Điều này có nghĩa là từ trường của chúng luôn hoạt động. Các đầu đối diện của nam châm sẽ hút nhau trong khi các đầu tương tự thì đẩy lùi.
Từ trường của nam châm chạy từ cực nam đến cực bắc. Phần mạnh nhất của từ trường nam châm là ở cuối của nó. Hai nam châm tạo ra một trường rất mạnh.
Rotor
Rotor là bộ phận năng động được làm bằng nhiều đĩa, cách nhiệt với nhau bằng các tấm thẻ có nhiều lớp. Những chiếc đĩa này giúp ngăn chặn việc tạo ra một dòng điện xoay chiều lớn.
Dòng điện này có tên gọi là dòng Eddy là một phần cần thiết trong hoạt động của động cơ. Để có hiệu quả động cơ cao hơn, các đĩa của rotor được làm càng nhỏ càng tốt.
Cuộn dây
Các cuộn dây là bộ phận được quấn quanh rotor. Cuộn dây này khi dòng điện chạy qua sẽ tạo ra một từ trường mạnh mẽ khiến các vòng quay của cuộn dây trở nên mượt mà hơn.
Bàn chải
Bàn chải của động cơ DC cung cấp cho các cuộn dây sức mạnh có thể hoạt động như lò xo. Một mặt, chúng có một vật liệu dẫn điện làm bằng carbon. Mặt còn lại, có một pin nối nguồn điện được áp dụng cho động cơ.
Các bàn chải được đẩy bởi hành động lò xo, chống lại bộ chuyển đổi và được giữ tại chỗ bởi các cánh tay bàn chải. Các cánh tay này được kết nối trực tiếp với các thiết bị đầu cuối hoặc nguồn cung cấp điện của động cơ.
Bộ chuyển đổi
Bộ chuyển đổi được làm bằng các tấm đồng nhỏ được gắn trên trục và xoay khi trục quay. Sự quay của rotor làm cho các cực của nguồn điện cung cấp cho các cuộn dây thay đổi.
Mỗi cuộn dây được kết nối với hai tấm chuyển đổi, được kết nối bởi các cuộn dây và cách ly điện với nhau. Với các thiết bị đầu cuối dương và âm được kết nối với hai tấm chuyển đổi thì dòng điện dễ dàng chạy qua và một trường điện từ sẽ được tạo ra.
Xem thêm:
- D.C là gì? Cấu trúc nguyên tử và Bản chất của D.C
- Động cơ không chổi than là gì? Đặc điểm, cấu tạo, nguyên lý
- Động cơ AC là gì? Phân loại, cấu tạo, ứng dụng phổ biến
Vậy là bạn đã hiểu được động cơ DC là gì, cấu tạo và phân loại động cơ DC rồi. Dừng quên thường xuyên truy cập vào trang dinhnghia.com.vn để biết được những thông tin hữu ích về mọi lĩnh vực trong đời sống nhé!