Ngày nay, mô tơ điện là phần quan trọng tạo nên nguồn năng lượng cho các thiết bị vận hành và có nhiều loại động cơ khác nhau với chế vận hành khác nhau. Trong đó, động cơ 1 chiều được ứng dụng nhiều trong công nghiệp cũng như trong dân dụng. Vậy động cơ điện 1 chiều là gì? Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều gồm những bộ phận nào? Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 1 chiều là gì? Và chúng có những ứng dụng gì trong cuộc sống? Hãy cùng Bảo An tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
Động cơ điện 1 chiều là gì? Động cơ điện 1 chiều hay động cơ điện DC (tên tiếng Anh là Direct current electric motor), hay motor điện 1 chiều, là một loại động cơ điều khiển bằng dòng điện có hướng được xác định. Hay nói cách khác, đây là loại động cơ hoạt động bằng nguồn điện áp DC hay điện áp 1 chiều.
Cấu tạo động cơ điện 1 chiều thường gồm các bộ phận chính như: rotor, stator, chổi than, cổ góp. Cụ thể như sau:
- Rotor là bộ phận đứng yên của động cơ, bao gồm nhiều cặp nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện.
- Stator là phần lõi được quấn các vòng dây để tạo thành nam châm điện
- Cổ góp (Commutator): bộ phận này là nơi tiếp xúc và có khả năng chia nhỏ nguồn điện lên các cuộn dây rotor. Số lượng điểm tiếp xúc sẽ tương ứng với số cuộn dây trên rotor.
- Chổi than (Brushes): là bộ phận giữ nhiệm vụ tiếp xúc và có thể tiếp điện được cho bộ phận cổ góp.
Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 1 chiều khá đơn giản như sau:
- Stator của động cơ điện 1 chiều được cấu tạo từ 1 hoặc nhiều cặp nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện, rotor gồm có các cuộn dây quấn và được kết nối với nguồn điện một chiều. Một phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều chính là bộ phận chỉnh lưu, bộ phận này làm nhiệm vụ đổi chiều dòng điện trong chuyển động quay của rotor là liên tục. Thông thường, bộ phận này sẽ có 2 thành phần: một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.
- Nếu trục của động cơ điện một chiều được kéo bằng một lực ngoài thì động cơ này sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một xuất điện động cảm ứng. Khi vận hành ở chế độ bình thường, rotor khi quay sẽ phát ra một điện áp được gọi là sức phản điện động (counter-EMF) hoặc sức điện động đối kháng, vì nó đối kháng lại với điện áp bên ngoài đặt vào động cơ. Sức điện động này sẽ tương tự như sức điện động được phát ra khi động cơ sử dụng như một máy phát điện.
Động cơ điện 1 chiều được chia thành nhiều loại khác nhau dựa trên nhiều tiêu chí. Trong bài viết này, Bảo An sẽ giới thiệu về các loại động cơ điện 1 chiều được phân loại dựa trên phương pháp kích từ. Dựa vào phương pháp kích từ, động cơ điện 1 chiều có những loại như sau:
- Động cơ điện 1 chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu.
- Motor điện 1 chiều kích từ độc lập.
- Động cơ 1 chiều kích từ song song.
- Động cơ điện 1 chiều kích từ hỗn hợp bao gồm 2 cuộn dây kích từ, 1 cuộn được mắc nối tiếp với phần ứng, 1 cuộn được mắc song song với phần ứng.
- Động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp.
Qua các phần trên, Bảo An đã giúp bạn hiểu được về động cơ điện 1 chiều là gì? Cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của động cơ điện 1 chiều và một số loại động cơ điện phổ biến. Vậy động cơ điện 1 chiều có những ứng dụng gì trong thực tế, hãy cùng tìm hiểu trong phần dưới đây.
Động cơ điện 1 chiều có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, một số ứng dụng động cơ điện 1 chiều có thể kể đến như sau:
- Động cơ điện 1 chiều có moment mở máy lớn, do đó sẽ kéo được tải nặng khi khởi động (vì thế cho nên chúng thường được sử dụng trong các đầu máy kéo).
- Động cơ điện 1 chiều có khả năng điều chỉnh tốc độ và quá tải tốt hơn so với những thiết bị khác.
- Motor điện 1 chiều có độ bền cao, tuổi thọ lớn, tiết kiệm điện năng.
- Động cơ điện một chiều có chổi than có hiệu suất tốt.
- Động cơ một chiều chạy êm và có phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng.
- Mô tơ điện 1 chiều có khả năng quá tải tốt và nhiễu điện từ nhỏ.
- Nhược điểm của động cơ điện một chiều là cấu tạo. Bộ phận cổ góp có cấu tạo phức tạp, giá thành cao nhưng hay hư hỏng trong quá trình vận hành nên cần bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên.
- Động cơ điện 1 chiều có tiếp điểm trượt giữa cổ góp và chổi than có thể gây ra tia lửa điện, nó có thể sẽ gây nguy hiểm, nhất là khi ở trong điều kiện môi trường dễ cháy nổ và mài mòn cơ học.
- Động cơ điện 1 chiều có giá thành đắt nhưng công suất lại không cao.
