ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU LÀ GÌ? NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG

     

Động cơ điện một chiều là gì? nội dung bài viết hôm nay chúng ta sẽ khám phá về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phương pháp mở máy, đặc tính làm cho việc của động cơ điện một chiều.

Bạn đang xem: động cơ 1 chiều là gì? nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Ngày nay, tuy nhiên dòng năng lượng điện xoay chiều được áp dụng rộng rãi, song máy năng lượng điện một chiều vẫn tồn tại, đặc biệt là động cơ một chiều. Trong công nghiệp, động cơ một chiều được thực hiện ở đầy đủ nơi yêu cầu moment mở máy béo hoặc yêu cầu kiểm soát và điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và phạm vi rộng.

*

Động cơ năng lượng điện một chiều


Mục lục

1 1. Kết cấu động cơ điện 1 chiều3 3. Tự trường cùng sức điện hễ của hộp động cơ điện một chiều5 5. Tia lửa điện trên cổ góp và giải pháp khắc phục6 6. Mở máy động cơ điện 1 chiều7 7. Điều chỉnh vận tốc động cơ điện 1 chiều8 8. Động cơ điện 1 chiều kích từ song song9 9. Động cơ điện 1 chiều kích trường đoản cú nối tiếp

1. Cấu tạo bộ động cơ điện 1 chiều

Những phần chính của dòng sản phẩm điên một chiều gồm stato với cực từ, roto cùng với dây quấn cùng cổ góp với chổi điện.

*

Cấu tạo động cơ điện một chiều

1.1 Stato

Stato là có cách gọi khác là phần cảm, bao gồm lõi thép bằng chất liệu thép đút, vừa là mạch trường đoản cú vừa là vỏ máy. Những cực từ chính có dây quấn kích từ. Stato hộp động cơ điện một chiều nhập vai trò đơn giản và dễ dàng là nam châm từ vĩnh cửu hay nam châm điện.

1.2 Roto

Roto của bộ động cơ điện 1 chiều được call là phần ứng vị cuộn dây phần ứng ném lên rãnh roto.

Roto tất cả lõi thép cùng dây quấn phần ứng. Lõi thép hình trụ làm bằng các lá thép kỹ thuật năng lượng điện dày 0,5 mm, đậy sơn phương pháp điện ghép lại. Những lá thép được dập bao gồm lỗ thông gió và rãnh để đặt dây quấn phần ứng.

*

Roto hộp động cơ điện một chiều

Ở động cơ điện một chiều có hai các loại dây quấn là dây quấn xếp với dây quấn sóng. Mỗi dây quấn được tạo thành thanh từ nhiều cuộn mắc nối tiếp, từng cuộn lại được khiến cho từ những vòng. Mỗi vòng gồm hai thanh dẫn nối cùng với nhau bởi phần đầu nối.

*

Dây quân xếp

+ Dây quấn xếp

Mỗi phần tự của dây quấn có nhiều vòng dây, hai đầu với nhị phiến góp, hai thanh dẫn tác dụng của thành phần dây quấn đặt trong rãnh dưới hai cực khác tên.

Hình dưới vẽ bốn thành phần dây quấn xếp nhì lớp. Mỗi thành phần chỉ có một vòng, các phần tử được nối thành một vòng khép kín.

*

Dây quấn xếp 4 phần tử, nhì lớp

Ở dây quấn xếp đối kháng số nhánh tuy vậy song ngay số cực trường đoản cú (hoặc thanh hao than). Dây quấn trên tất cả hai rất từ và gồm hai nhanh tuy vậy song, được minh họa như hình dưới.

*

Dây quấn xếp hai rất từ

+ Dây quấn sóng

Hình bên dưới vẽ hai thành phần dây quấn kiểu dáng sóng. Các phần tử được nối thành mạch vòng kín. Ở dây quấn sóng đối chọi chỉ gồm hai mạch nhánh tuy vậy song, thường xuyên ở đồ vật có công suất nhỏ.

*

Dây quấn sóng

1.3 Cổ góp và chổi điện

Cổ góp gồm những phiến góp bằng đồng ghép biện pháp điện, có dạng hình trụ, gắn chỗ nào roto. Những đầu dây của phần tử nối cùng với phiến góp khác nhau trên cổ góp.

*

Cổ góp

Chổi năng lượng điện (chổi than) làm bởi than graphit. Các chổi tì ngay cạnh chặt lên cổ góp dựa vào lò xo cùng giá thanh hao điện đính trên nắp máy.

*

Chổi than

2. Nguyên lý thao tác của động cơ điện 1 chiều

Khi mang đến điện áp một chiều U vào hai thanh hao điện A cùng B vào dây quấn phần ứng có dòng điện Iư. Những thanh dẫn ab, cd gồm dòng điện bên trong từ trường của stato, sẽ chịu lực Fdt công dụng làm mang đến roto quay.

Khi phần ứng con quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn ab, cd đổi địa điểm nhau, vì thế phiến góp thay đổi chiều chiếc điện, giữ đến chiều lực tính năng không đổi, đảm bảo an toàn động cơ tất cả chiều quay không đổi.

Hình bên dưới mô tả nguyên tắc của bộ động cơ điện một chiều.

*

Nguyên lý thao tác làm việc của động cơ điện một chiều

Khi động cơ quay, những thanh dẫn cắt từ trường, sẽ chạm màn hình sức điện hễ Eư. Chiều sức điện động khẳng định theo phép tắc bàn tay phải. Ở động cơ chiều sức điện hễ Eư trái chiều với loại điện Iư nên Eư nói một cách khác là sức làm phản điện.

Phương trình điện áp đã là:

*

3. Từ trường với sức điện đụng của động cơ điện một chiều

3.1 Từ trường

+ lúc máy điện một chiều không tải, sóng ngắn từ trường trong trang bị chỉ vày dòng điện kích từ tạo ra gọi là từ trường rất từ.

+ Khi lắp thêm điện gồm tải, dòng điện Iư vào dây quấn phần ứng sẽ hiện ra từ trường phần ứng. Sóng ngắn phần ứng vuông góc với trường đoản cú trường rất từ.

Tác dụng của từ trường sóng ngắn phần ứng lên từ bỏ trường cực từ gọi là làm phản ứng phần ứng. Từ ngôi trường trong sản phẩm là từ trường tổng hợp của tự trường cực từ cùng từ trường phần ứng.

+ Ở chỗ từ trường phần ứng cùng chiều với tự trường rất từ thì tự trường thứ được tăng cường.

+ Ở nơi từ trường phần ứng trái chiều với trường đoản cú trường cực từ thì từ trường máy bị yếu hèn đi.

Hậu trái của bội phản ứng phần ứng là:

+ từ trường trong sản phẩm bị đổi mới dạng. Làm chạm màn hình sức điện động, gây tác động xấu đến việc đổi chiều.

+ Khi tải lớn, mẫu điện phần ứng lớn, sóng ngắn từ trường phần ứng to làm bớt từ thông của máy. Từ bỏ thông giảm tạo cho moment quay sút và tốc độ động cơ nuốm đổi.

Để khắc chế hậu quả trên người ta cần sử dụng cực tự phụ với dây quấn bù. Từ trường sóng ngắn của cực từ phụ và dây quấn bù ngược với từ trường phần ứng.

Để kịp thời hạn chế từ trường phần ứng khi mua thay đổi, dây quấn rất từ phụ với dây quấn bù đấu thông suốt với mạch phần ứng (hình dưới).

*

Cực trường đoản cú phụ với dây quấn bù

3.2 Sức điện hễ phần ứng

a. Sức điện hễ thanh dẫn

Khi tảo roto, các thanh dẫn của dây quấn phần ứng giảm từ trường, trong mỗi thanh dẫn cảm ứng sức điện cồn là:

*

trong đó:

Btb – từ bỏ cảm trung bình dưới cực từ

v – tốc độ của thanh dẫn

l – chiều dài hiệu dụng của thanh dẫn

b. Sức điện hễ phần ứng Eư

Dây quấn phần ứng có nhiều bộ phận nối tiếp nhau thành mạch vòng kín. Những chổi điện phân tách dây quấn thành những nhánh song song. Mức độ điện cồn phần ứng bằng tổng những sức điện cồn thanh dẫn trong một nhánh.

Nếu số thanh dẫn của dây quấn là N, số nhánh song song là 2a (a là số đôi nhánh), số thanh dẫn một nhánh là N/2a, sức điện động phần ứng là:

*

Tốc độ dài v khẳng định theo tốc độ quay n (vòng/phút) bởi công thức:

*

Ta gồm từ thông dưới mỗi rất từ là:

*

Từ kia ta có được công thức contact của suất điện cồn phần ứng:

*

trong đó hệ số

*
 phụ nằm trong vào cấu tạo dây quấn phần ứng.

Sức điện rượu cồn phần ứng tỉ lệ với tốc độ qua phần ứng với từ thông bên dưới mỗi cực từ. Muốn biến hóa trị số sức điện rượu cồn ta hoàn toàn có thể điều chỉnh vận tốc quay hoặc điều chỉnh từ thông bằng cách điều chỉnh cái điện kích từ. ý muốn đổi chiều sức điện rượu cồn thì đổi chiều cù hoặc thay đổi chiều dòng điện kích từ.

4. Công suất năng lượng điện từ, moment điện từ của máy điện một chiều

Công suất điện từ của sản phẩm điện một chiều là:

Pđt=Eư.Iư

Gọi ωr là tốc độ góc của roto, ωr được tính theo tốc độ quay n (vòng/phút) bằng biểu thức:

*

Ta có, Moment điện từ

*

*

*

Trong đó thông số

*
 phụ trực thuộc vào cấu trúc dây quấn

Moment điện từ tỉ lệ thành phần với dòng điện phần ứng I ư với từ thông. Muốn chuyển đổi moment năng lượng điện từ, ta phải biến hóa dòng điện phản ứng Iư hoặc đổi khác dòng điện kích tự Ikt. Mong muốn đổi chiều moment điện từ bắt buộc đổi chiều mẫu điện phần ứng hoặc chiếc điện kích từ.

5. Tia lửa năng lượng điện trên cổ góp và phương án khắc phục

Khi sản phẩm điện có tác dụng việc, quá trình đổi chiều thường gây nên tia lửa giữa thanh hao điện và cổ góp. Tia lửa lớn rất có thể gây buộc phải vành lửa bao quanh cổ góp, phá hỏng chổi điện cùng cổ góp, gây tổn hao năng lượng, ảnh hưởng xấu đến môi trường thiên nhiên và gây nhiễu đến sự thao tác của những thiết bị điện tử. Sự phát sinh tia lửa bên trên cổ góp bởi vì các vì sao cơ khí với điện từ.

5.1 Nguyên nhân cơ khí

Sự tiếp xúc giữa cổ góp và chổi điện không tốt, vày cổ góp ko tròn, không nhẵn, thanh hao than sai quy cách, rung động của thanh hao than do cố định không xuất sắc hoặc lực lò xo không đủ để tì sát chổi năng lượng điện vào cổ góp.

5.2 Nguyên nhân năng lượng điện từ

Khi roto quay thường xuyên có thành phần chuyển mạch nhánh này thanh lịch mạch nhánh khác. Ta điện thoại tư vấn các thành phần ấy là thành phần đổi chiều. Trong thành phần đổi chiều xuất hiện các mức độ điện cồn sau:

+ sức điện rượu cồn tự cảm eL bởi vì sự trở thành thiên chiếc điện trong bộ phận đổi chiều.

+ mức độ điện đụng hỗ cảm eM bởi sự đổi thay thiên loại điện của các thành phần đổi chiều không giống lân cận.

+ sức điện đụng eq bởi vì từ ngôi trường của phần ứng tạo ra.

Ở thời điểm chổi điện ngắn mạch bộ phận đổi chiều, các sức điện hễ trên sinh ra cái điện i chạy quẩn quanh trong phần tử ấy, tích lũy năng lượng và phóng ra bên dưới dạng tia lửa khi vành góp chuyển động.

Xem thêm: Iq Trung Bình Là Bao Nhiêu Là Cao? Chỉ 5 Phút Khám Phá Bí Mật Iq

5.3 Biện pháp khắc chế tia lửa điện

Ngoài việc vứt bỏ nguyên nhân cơ khí ta yêu cầu tìm giải pháp giảm trị số các sức điện hễ trên và cần sử dụng cực tự phụ với dây quấn bù để khiến cho trong phần tử đổi chiều các sức năng lượng điện động nhằm mục tiêu bù (triệt tiêu) tổng 3 mức độ điện rượu cồn eL, eM, eq.

Từ ngôi trường của dây quấn bù và cực từ phụ cần ngược chiều với từ trường phần ứng. Đối với máy hiệu suất nhỏ, tín đồ ta không sử dụng cực tự phụ mà nhiều khi chuyển thanh hao than mang đến trung tính vật lý.

Để xung khắc phục hiện tượng kỳ lạ tia lửa điện bạn ta chế tạo động cơ một chiều không chổi than (BLDC) chúng ta sẽ tò mò ở chương sau, tuy nhiên việc điều khiển động cơ BLDC tinh vi hơn.

6. Mở máy động cơ điện 1 chiều

Ta có dòng năng lượng điện phần ứng là:

*

Khi mở máy, tốc độ n = 0, sức điện rượu cồn Eư = kE.n.Φ = 0, dòng điện phần ứng thời gian mở thiết bị là:

*

Vì năng lượng điện trở Rư khôn cùng nhỏ, vì vậy dòng năng lượng điện phần ứng thời điểm mở máy rất lớn khoảng (20 ÷ 30)Iđm, làm cho hỏng cổ góp và chổi than. Cái điện phần ứng to kéo theo chiếc điện mở vật dụng I mở lớn, làm tác động đến lưới điện. Do đó cần sút dòng năng lượng điện mở máy nhằm Imở = (1,5 ÷ 2)Iđm.

6.1 Dùng đổi thay trở mở máy

Mắc thay đổi trở mở thứ (Rmở) vào mạch phần ứng như hình bên dưới.

*

Mở máy bộ động cơ dùng trở nên trở

Dòng năng lượng điện mở máy phần ứng bây giờ là:

*

Lúc đầu để biến trở R mở phệ nhất, trong quy trình mở máy, vận tốc tăng lên, mức độ điện động Eư tăng và điện trở mở máy giảm dần mang lại không, máy làm việc đúng năng lượng điện áp định mức.

6.2 Giảm năng lượng điện áp để vào phần ứng

Phương pháp này được sữ dụng khi tất cả nguồn điện một chiều rất có thể điều chỉnh năng lượng điện áp lấy ví dụ nguồn một chiều chỉnh lưu.

Cần chăm chú rằng để moment mở vật dụng lớn, lúc mở thứ phải gồm từ thông mập nhất, bởi các thông số mạch kích từ đề xuất điều chỉnh sao để cho dòng năng lượng điện kích từ thời điểm mở máy khủng nhất.

7. Điều chỉnh vận tốc động cơ năng lượng điện 1 chiều

Ta có phương trình tốc độ của động cơ là:

*

Dựa vào phương trình, một cách tổng quát ta gồm các phương thức điều chỉnh tốc độ như sau:

7.1 Mắc năng lượng điện trở điều chỉnh vào mạch phần ứng

Khi thêm điện trở vào mạch phần ứng, vận tốc giảm. Bởi vì dòng năng lượng điện phần ứng lớn, yêu cầu tổn hao năng suất trên năng lượng điện trở điều chỉnh lớn. Cách thức này chỉ áp dụng ở hễ cơ công suất nhỏ.

*

Điều chỉnh vận tốc động cơ dùng điện đổi mới trở

7.2 Thay đổi năng lượng điện áp U

Dùng nguồn tích điện một chiều điều chỉnh được điện áp cung ấp cho động cơ. Ngày nay với sự cải tiến và phát triển của điện tử thì phương pháp điều chỉnh năng lượng điện áp bằng các mạch điều xung (PWM – Pulse Width Modulation) ngày càng đa dạng mẫu mã khoảng điều chỉnh tốc độ rộng, với ngân sách chi tiêu rẻ.

7.3 Thay đổi từ thông

Thay thay đổi từ thông bằng cách thay đổi loại điện kích từ.

Khi kiểm soát và điều chỉnh tốc độ, ta kết hợp các phương pháp trên. Lấy một ví dụ phương pháp đổi khác từ thông, kết hợp với phương pháp thay đổi điện áp thì phạm vi kiểm soát và điều chỉnh rất rộng, đấy là ưu điểm khủng của động cơ điện một chiều.

8. Động cơ điện một chiều kích từ tuy nhiên song

Sơ đồ gia dụng kích từ song song được vẽ như hình dưới. Để mở đồ vật ta dùng biến hóa trở R mở.

*

Sơ đồ động cơ kích từ tuy nhiên song

Để điều chỉnh tốc độ, thường kiểm soát và điều chỉnh Rđc để biến đổi Ikt do đó thay đổi từ thông Φ, cách thức này sử dụng rất lớn rãi.

Song theo biểu thức moment năng lượng điện từ M = kM.Iư.Φ, đề xuất chú ý khi sút từ thông Φ có thể chiếc điện phần ứng Iư tăng vượt trị số mang đến phép. Vị thể yêu cầu có phần tử bảo vệ, cắt điện không cho động cơ có tác dụng việc, khi từ thông sút quá nhiều.

8.1 Đặc tính cơ n = f(M)

Đường đặc tính cơ là đường quan hệ giữa vận tốc n cùng moment xoay M khi điện áp U cùng điện trở mạch phần ứng với mạch kích từ không đổi.

*

Đặc tính cơ của bộ động cơ kích từ tuy vậy song

· Đường số 1 vẽ con đường đặc tính cơ trường đoản cú nhiên.

· Đường số 2 vẽ con đường đặc tính cơ lúc thêm điện trở Rp vào mạch phần ứng.

8.2 Đặc tính làm cho việc

Đường quánh tính làm việc được khẳng định khi năng lượng điện áp và chiếc điện kích từ ko đổi. Đó là những đường quan hệ giữa tốc độ n, moment M chiếc điện phần ứng Iư và năng suất N theo hiệu suất cơ bên trên trục P2.

*

Đặc tính thao tác làm việc của động cơ kích từ tuy nhiên song

Nhận xét: hộp động cơ điện kích từ tuy nhiên song có đặc tính cơ cứng và tốc độ hầu như không đổi khi công suất trên trục P2 thế đổi, chúng được dùng nhiều trong những máy cắt kim loại, những máy lý lẽ … Khi tất cả yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ ta dùng bộ động cơ kích tự độc lập.

9. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

Sơ trang bị kích từ tiếp nối được vẽ như hình dưới.

*

Sơ đồ động cơ kích trường đoản cú nối tiếp

Để mở máy người ta dùng biến trở mở máy Rmở. Để điều chỉnh tốc độ ta rất có thể dùng phương thức điều chỉnh điện áp hay biến hóa từ thông. Khi điều chỉnh từ thông, ta mắc trở thành trở điều chỉnh tuy nhiên song cùng với dây quấn kích tự nối tiếp.

9.1 Đặc tính cơ n = f(M)

Phương trình đặc tính cơ của hộp động cơ kích từ nối tiếp có dạng hypebol.

*

Đặc tính cơ của bộ động cơ kích từ bỏ nối tiếp

Đường tính năng cơ mềm, moment tăng thì vận tốc cơ giảm. Khi không tải hoặc sở hữu nhỏ, cái điện cùng từ thông nhỏ, tốc độ động cơ tăng có thể gây hỏng động cơ về mặt cơ khí. Chính vì như thế không cho phép động cơ kích từ thông liền mở trang bị không download hoặc nhỏ tuổi tải.

9.2 Đặc tính làm việc

Động cơ được phép làm việc với vận tốc n bé dại hơn vận tốc giới hạn ngh. Đường công dụng trong vùng thao tác vẽ bằng đường nét liền.

*

Đặc tính làm việc của bộ động cơ kích tự nối tiếp

Khi chưa bão hòa, moment quay bộ động cơ tỉ lệ cùng với bình phương mẫu điện, và vận tốc giảm theo tải. Động cơ kích từ thông suốt thích phù hợp trong chính sách tải nặng trĩu nề, được sử dụng nhiều vào giao thông vận tải đường bộ hay những thiết bị cẩu trục.

10. Động cơ điện 1 chiều kích từ láo hợp

Sơ đồ vật kích từ hỗn hợp được vẽ như hình bên dưới.

*

Sơ đồ hộp động cơ kích từ hỗn hợp

Các dây quấn kích từ hoàn toàn có thể nối thuận (từ trường nhị dây quấn cùng chiều) tăng từ thông hoặc nối ngược (từ trường hai dây quấn ngược nhau) làm giảm từ thông.

*

Đặc tính hộp động cơ kích từ hỗn hợp

+ Đường 1 mặt đường đặc tính cơ bộ động cơ kích từ tất cả hổn hợp khi nối thuận. Cùng sẽ là vừa đủ giữa công dụng cơ của động cơ kích từ song song và nối tiếp.

+ Đường 2 đặc tính cơ của hộp động cơ kích từ song song.

+ Đường 3 công dụng cơ của động cơ kích từ nối tiếp.

Các đụng cơ làm việc nặng nề, dây quấn kích từ thông liền là dây quấn kích từ chính, còn dây quấn kích từ tuy vậy song là phụ cùng được nối thuận. Dây quấn kích từ tuy nhiên song bảo đảm tốc độ hộp động cơ không tăng quá lớn khi moment nhỏ.

+ Đường 4 công dụng của bộ động cơ kích từ hỗn hợp tất cả dây quấn kích từ tiếp liền là kích từ bỏ phụ, cùng nối ngược.Đặc tính cơ rất cứng, nghĩa là tốc độ phần nhiều không đổi khi moment gắng đổi. Vì chưng khi moment xoay tăng, cái điện phần ứng tăng, dây quấn kích từ tuy vậy song làm vận tốc giảm nhẹ. Tuy thế vì có dây quấn kích từ nối tiếp được nối ngược, làm sút từ thông vào máy, đã tăng tốc độ động cơ lên như cũ. Ngược lại khi nối thuận , sẽ khiến cho đặc tính bộ động cơ mềm hơn, moment mở máy phệ hơn, thích hợp với máy ép, đồ vật bơm, lắp thêm nghiền, đồ vật cán, …

11. Sở hữu mạch điều khiển vận tốc DC giá bán cạnh tranh, unique cao

Với giá bán đối đầu trên những sàn dịch vụ thương mại điện tử được không ít người sử dụng review cao. Ship hàng tận nơi, với chính sách hoàn trả tiền nếu sản phẩm bị lỗi bắt buộc khách hàng có thể yên chổ chính giữa đặt sử dụng các sản phẩm của Shop.

– Động cơ DC được quý khách hàng yêu thích với khá nhiều loại kích thước, kiểu dáng khác nhau.

Xem thêm: Xem Phim Bánh Đúc Có Xương Vtv1, Bánh Đúc Có Xương Vtv1

*

Xem ngay giá cả các loại động cơ DC

+ Điện áp vận động từ 3 -36VDC, năng suất 20.000 VNĐ

Xem ngay giá cả các mạch điều khiển vận tốc

+ dấu hiệu PWM từ bỏ 0-100%.

+ Tần số xung lên tới 20 kHz

+ Kích thước nhỏ tuổi gọn

+ chỉ cần cấp nguồn với điều chỉnh vận tốc bằng đổi thay trở

Mạch mong H thực hiện mosfet Điều khiển vận tốc động cơ dc bằng arduino Điều khiển vận tốc động cơ dc bằng mạch ước H L298 Điều khiển vận tốc động cơ bằng pwm

Video về hộp động cơ điện 1 chiều

Tài Liệu tìm hiểu thêm ” Động cơ điện 1 chiều”