Động cơ điện là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao? Ứng dụng của chúng là gì? Hãy cùng Vua Máy Bơm tìm hiểu những thông tin trên thông qua bài viết sau đây nhé!

Thực ra động cơ điện là một loại máy biến đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ. Ví dụ về động cơ điện có rất nhiều trong đời sống hang ngày như đồ dùng trong gia đình như quạt điện, tủ lạnh, máy giặt, máy hút bụi, máy bơm nước…. đến những loại máy móc đồ sộ, hiện đại trong các ngày công nghiệp sản xuất hoặc nhà máy như máy tiện, máy khoan, máy trộn….thậm chí kể cả ổ cứng, ổ quang trong công nghệ điều hành máy tính đều là sản phẩm động cơ điện.

Động cơ điện là gì?

Động cơ điện về cơ bản là máy chạy bằng điện có tác dụng chuyển đổi năng lượng điện sang năng lượng cơ. Còn máy điện dùng để chuyển đổi năng lượng cơ sang năng lượng điện được gọi là máy phát điện hay dynamo. Các động cơ điện thường gặp nhất là các dụng cụ dùng cho gia đinhg như quạt điện, tủ lạnh, máy giặt, máy hút bụi, máy bơm nước.

Cấu tạo của động cơ điện

Trên thị trường Việt Nam hiện tại có nhiều loại động cơ điện khác nhau để đáp ứng với từng dòng máy, từ loại thiết bị khác nhau phục vụ nhu cầu tiêu dùng. Do đó, cấu tạo của các động cơ điện cũng có sự khác nhau cơ bản. Dưới đây là cấu tạo chung nhất của các loại động cơ điện thông thường hiện nay.

1/ Phần tĩnh

Phần tĩnh hay còn được gọi là stato. Phần này nao gồm hai bộ phận chính là dây quấn và lõi thép.

• Lõi thép: là bộ phận có nhiệm vụ dẫn từ của máy, bộ phận này thường có dạng hình trụ rỗng, được dập thành hình vành khăn từ một tấm thép dẫn điện dày từ 0,35 đến 0,5 mm, bên trong lõi có cấu tạo rãnh để đặt dây quấn.
• Dây quấn: chủ yếu được làm bằng dây đồng hoặc dây nhôm, được đặt bên trong các rãnh của lõi thép.
• Ngoài hai bộ phận chính phía trên, còn có bộ phận phụ dùng để bao bọc lấy lõi thép được làm bằng vỏ bằng nhôm hoặc gang dùng để cố định lõi thép, phần bên dưới là bệ cấu tạo cố định với đế, ở hai đầu có trang bị thêm hai nắp làm bằng chất liệu cùng loại với chất liệu của vỏ máy, trong vỏ có ổ đỡ (hay còn gọi là bạc) có nhiệm vụ đỡ trục quay của roto.

  

   

2/ Phần quay

Phần quay hay còn gọi là roto, bao gồm ba bộ phận chính là lõi thép, dây quấn và trục máy.

• Lõi thép: có cấu tạo như một hình trụ đặc làm từ tấm thép kỹ thuật điện, được dập thành dĩa và ép chặt, các thanh dẫn hoặc dây quấn được đặt trên các rãnh của bề mặt. Phần lõi thép được liên kết chặt chẽ với trục quay và đặt vào hai ổ trục của stato.
• Dây quấn: phần dây quấn trên phần quay (roto) có 2 loại, bao gồm: roto lồng sóc và roto dây quấn.
• Roto dây quấn: Roto dây quấn cũng giống như dây quấn stato ở trên, chúng có ưu điểm là momen xoắn lớn nhưng cấu tạo lại khá phức tạp và giá thành khá cao.
• Roto lồng sóc: cấu tạo của loại này khác so với các loại dây quấn của stato nêu trên. Nó được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh trên roto, tạo thành vị trí thanh nhôm và nối ngắn mạch ở cả hai đầu, ngoài tra còn trang bị thêm các cánh quạt để có thể làm mát bên trong khi roto hoạt động. Được gọi là roto lồng sóc vì phần dây quấn được làm bằng các dải nhôm và hai vòng ngắn mạch hình lồng. Theo đó, các rãnh trên roto thường được thiết kế theo phương xiên với trục để cải thiện tính chất mở máy và giảm độ rung do tác động không liên tục của lực điện từ lên roto.

Ứng dụng của động cơ điện

Động cơ điện có ứng dụng rất đa dạng cả trong đời sống và sản xuất, chúng được dùng trong hầu hết mọi lĩnh vực, từ các động cơ nhỏ dùng trong lò vi sóng để chuyển động đĩa quay, hay trong các máy đọc đĩa, máy chơi game đến các đồ nghề dạng lớn như máy khoan, hay các máy phục vụ đời sống gia đình như máy giặt, phục vụ hoạt động của thang máy hay các hệ thống thông gió cũng nhờ vào năng lượng của động cơ điện.

Ở nhiều nước trên thế giới, động cơ điện được sử dụng nhiều trong các phương tiện vận chuyển hay phương tiện giao thông công cộng, nhất là trong các đầu máy xe lửa. Ngoài ra, trong công nghệ máy tính: động cơ điện được sử dụng trong các bộ phận ổ cứng, ổ quang, chúng là các động cơ bước rất nhỏ.

Nguyên lý hoạt động của động cơ điện

Động cơ điện có hai bộ phận chính bao gồm phần đứng yên - stato và phần chuyển động - roto - được quấn nhiều vòng dây dẫn hay có thêm nam châm vĩnh cửu. khi cuộn dây trên roto và stato được kết nối trực tiếp với nguồn điện, xung quanh chúng tồn tại các từ trường, từ trường của roto và stato tương tác với nhau tạo ra chuyển động quay của roto quanh trục hay 1 momen. Hầu hết các động cơ điện hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, nhưng loại động cơ trên nguyên lý khác như lực tĩnh điện hay hiệu ứng điện từ, nhưng loại động cơ dựa trên nguyên lý khác như lực tĩnh điện và hiệu ứng áp được sử dụng.

Nguyên lý hoạt động cơ bản mà các động cơ điện từ dựa vào là nhờ vào lực cơ học trên 1 cuộn dây có dòng điện chạy qua nằm trong một từ trường. Lực này được dựa trên mô tả của định luật lực Lorentz và vuông góc với từ trường và cả cuộn dây.

Đa số động cơ từ đều có chuyển động xoay nhưng cũng có động cơ tuyến tính. Trong chuyển động của động cơ xoay, phần đứng yên gọi là stator và phần chuyển động được gọi là rotor.

Thông số kỹ thuật để lựa chọn loại động cơ điện phù hợp

1/ Cực motor (pole) thể hiện tốc độ quay – vòng/phút

• P2: 2800 có thể áp dụng cho các máy cần 2800 – 3000 vòng/ phút
• P4: 1400 có thể áp dụng cho các máy cần 1400 -1500 vòng/ phút
• P6: 960 có thể áp dụng cho các máy cần 900 – 1000 vòng/ phút
• P8: 700 có thể áp dụng cho các máy cần 700-720 vòng/ phút
• Cực motor: 2,4,6…16: nếu cực càng cao thì tốc độ quay của máy càng thấp hơn, khi chế tạo máy phải dùng nhiều tôn hơn các loại máy khác.

2/ Các ký hiệu thông dụng nhất trên tem động cơ điện – motor điện CG

• RPM – Round Per Minute: Vòng/ phút, Vg/ ph: chỉ số về tốc độ quay của trục động cơ vòng/ phút
• kW/ HP: thông số công suất trên của động cơ (kW) hay còn gọi là mã lực HP (viết tắt cho từ Horse Power – sức ngựa). Trong lĩnh vực công nghiệp hàng ngày chúng ta tạm quy ước: 1HP tương đương 0.75 kW
• VOLS: chỉ số điện áp định mức (V) cấp cho động cơ thường là 220 hoặc 380 V
• One Phase/ Three Phase: có nghĩa là động cơ sử dụng lưới điện xoay chiều 1 pha hoặc 3 pha tùy vào nhu cầu sử dụng
• IP – Ingress of protection: cấp bảo vệ động cơ với môi trường bên ngoài

Theo đó, cấp bảo vệ IP 55 là mức cao nhất cho các motor thông dụng trên thị trường: do đó các hạt nước hoặc bụi có đường kính nhỏ khoảng 1 mm cũng không vào được trong motor vì có các doăng cao su trong các bộ phận bảo vệ.

• INS.CL (insulating class): cấp chịu nhiệt của động cơ
• Hệ số Cos (phi) của động cơ: Hệ số này càng tiến gần đến 1 (hay 100%) thì khả năng motor tiết kiệm lượng điện năng càng cao và hiệu suất hoạt động của động cơ cao hơn.
• Hz: là tần số lưới điện xoay chiều 50Hz thông dụng tại Việt Nam
• AMP: chỉ số ampe dòng điện dây định mức của động cơ
• Chế độ làm mát IEC: nên chọn loại động cơ làm mát toàn phần

Cách lựa chọn động cơ điện tốt nhất

Hiện nay trên thị trường Việt Nam, có nhiều loại động cơ điện sử dụng mạng lưới điện khác nhau, để chọn lựa được động cơ điện thích hợp với nhu cầu sử dung, bạn bắt buộc phải thấu hiểu kĩ về những loại động cơ điện phổ biến trên thị trường và khuôn khổ ứng dụng cũng như các thông số kỹ thuật cơ bản của từng dòng.

1/ Động cơ điện 1 chiều

Đây là một loại động cơ chạy bằng điện cho phép đổi thay trị số của momen và véc tơ vận tốc tức thời gốc trong khoảng cách rộng rộng. Ưu điểm của mẫu động cơ điện này là khả năng khởi động máy êm ái, hãm và khả năng đảo chiều dễ dàng. Do đó chúng được sử dụng đa dạng trong nhiều thiết bị di chuyển bằng điện hay phương tiện giao thông chạy bằng điện, động cơ di chuyển thang máy, máy trục, các vật dụng thể nghiệm,…

2/ Động cơ điện xoay chiều ba pha

Động cơ điện xoay chiều ba pha đồng bộ: là loại động cơ ba pha đồng bộ với vận tốc quay gốc không đổi, chỉ số này không phụ thuộc vào trị số của vận chuyển trọng và trên thực tế ko điều chỉnh được nó. Động cơ này có ưu điểm nổi bật là hiệu suất và cos<p hệ số vận tải quá lớn, chúng cần được ứng dụng trong những tình huống có hiệu suất động cơ và trị số cos<p sở hữu vai trò quyết định tương tự như lúc yêu cầu công suất động cơ lớn – trên 100kw lại ít nên mở máy và dừng máy cũng như người sử dụng cần bảo đảm chặt chẽ trị số không đổi của vận tốc gốc.

3/ Động cơ ba pha không đồng bộ

Động cơ ba pha không đồng bộ bao gồm hai dòng riêng biệt như sau:

• Động cơ ba pha không đồng bộ có roto dây quấn được phép điều chỉnh véc tơ vận tốc tức thời trong một khuôn khổ nhỏ chỉ khoảng 5%. Chỉ với chiếc động cơ điện mở máy nhỏ nhưng hệ số công suất hoạt động vừa phải, đáp ứng được nhu cầu sử dụng lúc cần điều chỉnh trong khuôn khổ hẹp để đáp ứng vận tốc phù hợp của dây truyền kỹ thuật đã được lắp đặt sẵn.
• Động cơ ba pha không đồng bộ có roto lồng sóc có kết cấu đơn giản, người sử dụng dễ dàng bảo quản, khi sử dụng có thể mắc dây động cơ trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện.

Trên đây là những thông tin cơ bản liên quan đến các loại động cơ điện trên thị trường hiện nay và ứng dụng thực tế của chúng. Hy vọng những điều trên đã giúp bạn phần nào giải đáp được những thắc mắc đã được nêu ra trước đó.