Contents
Động cơ điện là gì?
Động điện là một loại máy sử dụng điện năng và chuyển đổi năng lượng này thành cơ năng. Phần lớn các động cơ điện phổ biến hiện nay đều hoạt động theo cơ chế hiệu ứng điện từ. Các loại động cơ điện có kích cỡ nhỏ hoặc siêu nhỏ thường hoạt động sử dụng hiệu ứng áp điện. Bạn có thể bắt gặp động cơ điện trong các thiết bị gia dụng như quạt điện, máy hút bụi, máy giặt, …
Cấu tạo động cơ điện
Cấu tạo động cơ điện được cấu tạo gồm hai phần là phần đứng yên gọi là stato và phần chuyển động được gọi là roto. Roto bao gồm nhiều vòng dây dẫn được quấn quanh lõi hoặc là một nam châm vĩnh cửu. Khi được nối với nguồn điện, các từ trường sẽ xuất hiện ở cả roto và stato. Các từ trường ở hai phần sẽ có sự tương tác với nhau tạo thành chuyển động khiến cho roto quay.
Stato bao gồm:
- Vỏ lõi được làm bằng vật liệu thép đúc. Phần này có nhiệm vụ bảo vệ mạch từ cùng với tấm chắn để đảm bảo stato được cố định trong cấu trúc động cơ.
- Lõi stato được làm bằng sắt non có cấu tạo tương tự với lõi stato của máy điện dị bộ dây quấn phần ứng như dây quấn 3 pha của máy điện dị bộ.
Roto bao gồm:
- Lõi thép được ghép bằng các lá thép được xử lý bằng kỹ thuật điện
- Thanh dẫn được làm bằng vật liệu đồng hoặc nhôm
- Vòng đoản mạch bao gồm 2 vòng được đặt ở 2 đầu của roto
Nguyên lý hoạt động của động cơ điện
Phần lớn các động cơ điện có nguyên lý hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Một số loại động cơ khác hoạt động dựa trên các nguyên lý khác như lực tĩnh điện hay hiệu ứng áp điện.
Khi một dòng điện chạy qua cuộn dây quấn xung quanh lõi được làm bằng sắt non (stato), roto sẽ chịu tác động của lực từ. Cạnh bên cực dương sẽ bị tác động của một lực có chiều hướng lên trên và cạnh bên cực âm sẽ bị tác động của một lực có chiều hướng xuống dưới. Cơ chế này được hình thành theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming.
Khi bị tác dụng bởi lực từ, roto sẽ bắt đầu quay. Tuy nhiên để có thể duy trì được chuyển động này, động cơ điện phải được trang bị thêm một bộ cổ góp điện. Thiết bị này sẽ có chức năng chuyển mạch dòng điện sau một thời gian ứng với ½ chu kỳ. Khi mặt của cuộn dây nằm song song với các đường sức từ của từ trường, roto sẽ không chịu tác dụng của lực từ nữa mà quay theo quán tính.
Phân loại các động cơ điện
Hiện nay trên thị trường chúng ta có hai loại động cơ điện chính là: Động cơ điện xoay chiều 3 pha và Động cơ điện xoay chiều 1 pha.
Động cơ điện xoay chiều 3 pha
Động cơ điện xoay chiều 3 pha được hoạt động dựa trên nguyên lý sau:
Một dòng điện ba pha được dẫn qua ba nam châm điện đặt cách đều nhau trên một vòng tròn. Cách bố trí này giúp tạo ra một từ trường quay liên tục tác dụng lên roto. Cách bố trí các cuộn dây trong động cơ điện xoay chiều 3 pha tương tự với cách bố trí trong máy phát điện ba pha. Khi mắc động cơ vào nguồn điện ba pha, từ trường xuất hiện tại stato sẽ tạo ra lực cơ học khiến cho roto quay quanh trục. Lực cơ học này sẽ được truyền từ roto của động cơ điện ra ngoài và được sử dụng để vận hành thiết bị điện.
Động cơ điện xoay chiều 1 pha
Động cơ điện xoay chiều 1 pha có nguyên lý hoạt động tương tự với động cư điện xoay chiều ba pha. Điều khác biệt nằm ở chỗ, stato của động cơ điện xoay chiều 1 pha sẽ bao gồm hai cuộn dây đặt ở hai vị trí khác nhau. Hai dây nối, một dây nối với nguồn điện và dây kia nối với nguồn điện thông qua 1 tụ điện. Điều này sẽ tạo ra tạo ra hai nguồn điện với điện áp khác nhau. Sự chênh lệch về điện áp này sẽ khiến tạo ra một từ trường quay.
Động cơ điện xoay chiều 1 pha có công suất khá nhỏ nên thường được ứng dụng trong việc sản xuất các thiết bị gia dụng như máy hút bụi, quạt điện, máy bơm gia đình, …
Ứng dụng của động cơ điện trong đời sống
Động cơ điện được ứng dụng tại nhiều lĩnh vực trong đời sống con người. Các động cơ điện với kích thước nhỏ thường được sử dụng để tạo chuyển động cho đĩa quay trong lò vi sóng, quay đĩa trong máy CD hay DVD, quay lồng máy giặt, quay mũi khoan, quay cánh quạt điện, …
Ở một số nước, động cơ điện còn được ứng dụng trong lĩnh vực giao thông vận tải. Các đầu xe lửa sử dụng động cơ điện để vận hành hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn.
Công nghệ máy tính cũng là một trong những lĩnh vực mà động cơ điện được ứng dụng rộng rãi, chủ yếu là trong các ổ cứng và ổ quang.
Hy vọng bài viết này của chúng tôi đã giải đáp được những thắc mắc của bạn liên quan tới động cơ điện, nguyên lý hoạt động và các ứng dụng của loại động cơ này trong đời sống hàng ngày.
Xem thêm:
- Cảm biến tiệm cận: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại, ứng dụng
- Khởi động từ là gì? Cấu tạo và nguyên lý làm việc
- Cuộn cảm là gì? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong đời sống
- Nguồn xung là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và một số loại thông dụng
- Cảm biến quang: Khái niệm, cấu tạo, phân loại và ứng dụng
