Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của motor ( Động cơ điện)

Cấu tạo của Motor là một bước quan trọng để hiểu rõ hơn về cách thiết kế và hoạt động của motor. Tại đây, bạn sẽ được tìm hiểu về các thành phần chính của motor, các loại motor khác nhau, cách thiết kế và cách hoạt động của chúng. Bạn cũng sẽ được biết cách sử dụng motor để đạt được hiệu suất cao nhất. Hãy cùng tìm hiểu về Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Motor để có thêm kiến thức về công nghệ hiện đại này!

Cấu tạo của motor

Cấu trúc của động cơ điện phụ thuộc vào loại vỏ bọc, có thể là vỏ đóng kín hoặc mở, và hệ thống làm mát, có thể là quạt nội hoặc ngoại, được đặt trên hoặc bên trong động cơ.

Nhìn chung, một động cơ điện có hai phần chính: stator và rotor.

1.1. Stator

Stator, còn được gọi là phần tĩnh, bao gồm hai thành phần chính: lõi thép và cuộn dây.

a. Lõi thép: Lõi thép là lõi từ tính của máy, có hình trụ trống được làm bằng các tấm thép điện mỏng, có độ dày từ 0,35 đến 0,5 mm. Nó được đóng dấu để tạo thành một cấu trúc có răng cưa và có khe để đưa dây cuộn vào. Lõi được phủ một lớp vật liệu cách điện trước khi lắp ráp.

b. Cuộn dây: Cuộn dây stator được làm bằng dây đồng hoặc nhôm đặt trong các khe của lõi thép. Stator cũng bao gồm các thành phần bổ sung, chẳng hạn như vỏ máy, được làm bằng nhôm hoặc gang đúc và được sử dụng để giữ chặt lõi thép. Cơ sở được sử dụng để gắn động cơ vào giường máy và hai nắp đầu, được làm bằng cùng vật liệu với vỏ, chứa các bạc đạn hoặc ống đỡ được sử dụng để hỗ trợ trục rotor.

1.2. Rotor

Rotor, còn được gọi là phần quay, bao gồm lõi thép, cuộn dây và trục.

a. Lõi thép: Hình trụ đơn của rotor được làm bằng các tấm thép điện mỏng, được xếp chồng lên nhau để tạo thành một cấu trúc giống đĩa với các khe cho dây dẫn hoặc dây cuộn. Rotor được nối chặt với trục và được lắp đặt trên hai bạc đạn của stator.

b. Cuộn dây: Có hai loại rotor: rotor lồng sóc và rotor cuộn dây.

Rotor cuộn dây tương tự như cuộn dây stator, với mô-men xoắn lớn, nhưng có cấu trúc phức tạp và chi phí tương đối cao.

Rotor lồng sóc khác với cuộn dây stator. Nó được làm bằng cách đúc nhôm vào các khe của rotor để tạo thành thanh nhôm, sau đó được ngắn mạch ở cả hai đầu và được lắp đặt với các lá làm mát để làm mát rotor trong quá trình hoạt động. Phần cuộn dây được tạo thành bởi các thanh nhôm hình lồng, do đó nó được gọi là rotor lồng sóc. Các rãnh trên rotor thường bị lệch với trục để cải thiện đặc tính khởi động và giảm rung do các lực điện từ gián đoạn tác động lên rotor.

Nguyên lý hoạt động của motor điện hay còn gọi động cơ điện

Nguyên tắc hoạt động của motor điện, hay còn gọi là động cơ điện, là cấp dòng điện xoay chiều cho stator của động cơ. Dòng điện này chạy qua dây quấn stator, tạo ra một trường quay với tốc độ tính theo công thức n = 60.f/p (vòng/phút), trong đó:

• f là tần số của nguồn điện
•  p là số đôi cực của dây quấn stator.

Trong quá trình quay, trường từ này sẽ đi qua các thanh dẫn của rotor, gây ra sức điện động cảm ứng. Do dây quấn của rotor là mạch kín, nên sức điện động này tạo ra dòng điện trong các thanh dẫn của rotor. Các thanh dẫn với dòng điện này lại nằm trong trường từ, tương tác với nhau và tạo ra lực điện từ đặc vào các thanh dẫn.

Trong khi motor điện hoạt động, tốc độ quay của rotor (n) luôn thấp hơn tốc độ từ trường (n1), do đó motor điện được gọi là động cơ không đồng bộ. Sự khác biệt giữa tốc độ rotor và tốc độ từ trường được gọi là hệ số trượt, ký hiệu là S và được tính bằng công thức S = (n1 – n)/n1. Thông thường, hệ số trượt nằm trong khoảng từ 2% đến 10%.

Ứng dụng motor trong đời sống

Động cơ có rất nhiều ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực công nghiệp, từ công nghiệp nặng đến công nghệ máy tính và sử dụng trong gia đình. Cụ thể, động cơ được ứng dụng trong từng lĩnh vực như thế nào?

Trong công nghiệp nặng, động cơ được sử dụng trong thiết bị cơ khí để di chuyển hoặc kiểm soát hệ thống. Động cơ được áp dụng trong dây chuyền sản xuất máy nghiền đá.

Ứng dụng lớn nhất của động cơ là trong ngành sản xuất, chẳng hạn như sản xuất robot.

Ở nhiều quốc gia, động cơ được sử dụng trong các phương tiện vận chuyển, động cơ máy kéo và rotor của động cơ điện ba pha.

Trong công nghệ máy tính, động cơ được áp dụng trong các lĩnh vực công nghệ máy tính điển hình, chẳng hạn như ổ cứng, ổ quang, vv.

Trong sử dụng gia đình, mỗi gia đình đều cần động cơ cho các thiết bị như máy điều hòa không khí, quạt, máy hút bụi, bơm nước, máy xay sinh tố và các thiết bị kích thước nhỏ như đèn pin, máy sấy tóc mini, vv.