Động cơ điện 1 chiều DC (DC là từ viết tắt của Direct Current Motors) là động cơ được điều khiển bằng dòng có hướng xác định hay nói cách khác thì đây là loại động cơ chạy bằng nguồn điện áp DC – điện áp 1 chiều.
Cấu tạo và phân loại động cơ điện 1 chiều
Cấu tạo của động cơ 1 chiều thường gồm những bộ phận chính như sau:
- Stator: là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện
- Rotor: phần lõi được quấn các cuộn dây để tạo thành nam châm điện
- Chổi than (brushes): giữ nhiệm vụ tiếp xúc và tiếp điện cho cổ góp
- Cổ góp (commutator): làm nhiệm vụ tiếp xúc và chia nhỏ nguồn điện cho các cuộn dây trên rotor. Số lượng các điểm tiếp xúc sẽ tương ứng với số cuộn dây trên rotor.
Cấu tạo của động cơ một chiều
Căn cứ vào phương pháp kích từ, có thể chia động cơ 1 chiều thành những dòng chính như sau:
- Động cơ 1 chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu
- Động cơ 1 chiều kích từ độc lập
- Động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp
- Động cơ 1 chiều kích từ song song
- Động cơ 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
Nguyên tắc hoạt động của động cơ điện một chiều
Stato của động cơ điện 1 chiều thường là 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.
Nguyên tắc hoạt động động cơ 1 chiều
Nếu trục của động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài thì động cơ này sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều. Tạo ra một xuất điện động cảm ứng Electromotive force.
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.
Như vậy điện áp đặt trên động cơ sẽ bao gồm 2 thành phần: sức phản điện động và điện áp giáng tạo ra do điện trở nội của các cuộn dây phản ứng.
Dòng điện chạy qua động cơ sẽ được tính theo công thức sau:
- I=(Vnguon-Vphandiendong)/Rphanung
- Công suất cơ mà động cơ đưa ra được sẽ tính bằng:
- P=I*Vphandiendong
Ưu điểm của động cơ điện 1 chiều
- Ưu điểm nổi bật của động cơ 1 chiều là có moment mở máy lớn, do đó sẽ kéo được tải nặng khi khởi động.
- Khả năng điều chỉnh tốc độ và quá tải tốt.
- Tiết kiệm điện năng
- Bền bỉ, tuổi thọ lớn
Nhược điểm của động cơ điện 1 chiều
- Bộ phận cổ góp có cấu tạo phức tạp, đắt tiền nhưng hay hư hỏng trong quá trình vận hành nên cần bảo dưỡng, sửa chữa cẩn thận, thường xuyên.
- Tia lửa điện phát sinh trên cổ góp và chổi than có thể sẽ gây nguy hiểm, nhất là trong điều kiện môi trường dễ cháy nổ.
- Giá thành đắt mà công suất không cao.
Ứng dụng của động cơ điện 1 chiều cũng rất đa dạng trong mọi lĩnh vực của đời sống: trong tivi, máy công nghiệp, trong đài FM, ổ đĩa DC, máy in- photo, đặc biệt trong công nghiệp giao thông vận tải, và các thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục trong phạm vi lớn…….
