Nguyên tắc hoạt động của động cơ điện là gì?

Tất cả chúng ta đều đã nghe nói về động cơ điện, nhưng một câu hỏi sẽ luôn xuất hiện trong tâm trí: "Nguyên tắc động cơ điện là gì"? Động cơ điện là một thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Chủ yếu có ba loại động cơ điện.

• Động cơ DC
• Động cơ cảm ứng
• Động cơ đồng bộ.

Tất cả các động cơ này hoạt động với ít nhiều cùng một nguyên tắc. Làm việc của động cơ điện chủ yếu phụ thuộc vào sự tương tác của từ trường với dòng điện.

Nguyên tắc động cơ điện là gì: Di chuyển động cơ bằng điện từ

Ý tưởng cơ bản của một động cơ điện thực sự đơn giản: bạn đặt điện vào nó ở một đầu và trục (thanh kim loại) quay ở đầu kia cho bạn sức mạnh để lái một loại máy nào đó. Điều này hoạt động như thế nào trong thực tế? Chính xác làm thế nào để bạn chuyển đổi điện để di chuyển? Để tìm ra câu trả lời cho điều đó, chúng ta phải quay ngược thời gian gần 200 năm.

Giả sử bạn lấy một chiều dài của dây thông thường, biến nó thành một vòng lặp lớn và đặt nó giữa các cực của nam châm móng ngựa mạnh mẽ, vĩnh cửu. Bây giờ nếu bạn kết nối hai đầu của dây với pin, dây sẽ nhảy lên trong một thời gian ngắn. Thật tuyệt vời khi bạn nhìn thấy điều này lần đầu tiên. Nó giống như phép thuật! Nhưng có một lời giải thích hoàn toàn khoa học.

Khi một dòng điện bắt đầu leo dọc theo một sợi dây, nó tạo ra một từ trường xung quanh nó. Nếu bạn đặt dây gần nam châm vĩnh cửu, từ trường tạm thời này tương tác với trường nam châm vĩnh cửu. Bạn sẽ biết rằng hai nam châm được đặt gần nhau hoặc thu hút hoặc đẩy lùi. Theo cách tương tự, từ tính tạm thời xung quanh dây thu hút hoặc đẩy lùi từ tính vĩnh cửu từ nam châm, và đó là nguyên nhân khiến dây nhảy.

Tham khảo thêm: Ứng dụng của motor hạ thế cho ngành quạt

Nguyên tắc động cơ điện là gì: Quy tắc bên trái của Fleming

Bạn có thể tìm ra hướng mà dây sẽ nhảy bằng cách sử dụng một mnemonic tiện dụng (hỗ trợ bộ nhớ) được gọi là Quy tắc tay trái của Fleming (đôi khi được gọi là Quy tắc động cơ).

Giữ ngón cái, ngón tay đầu tiên và ngón thứ hai của bàn tay trái để cả ba đều ở góc phải. Nếu bạn chỉ ngón tay seCtheo hướng của urrent C(chảy từ đầu cuối dương đến âm của pin) và ngón First theo hướng Field (chảy từ Bắc vào cực Nam của nam châm), thuMb của bạn sẽ hiển thị hướng mà dây Moves.

Nguyên tắc động cơ điện là gì: Động cơ điện hoạt động như thế nào?

Về lý thuyết, giả sử chúng ta uốn cong dây của mình thành một vòng tròn hình chữ U, để có hiệu quả hai dây song song chạy qua từ trường. Một trong số họ lấy dòng điện ra khỏi chúng ta thông qua dây và dòng còn lại mang dòng điện trở lại. Bởi vì dòng điện chảy theo hướng ngược lại trong các dây, Quy tắc bên trái của Fleming cho chúng ta biết hai dây sẽ di chuyển theo hướng ngược lại. Nói cách khác, khi chúng ta bật điện, một trong các dây sẽ di chuyển lên trên và dây kia sẽ di chuyển xuống dưới.

Nếu cuộn dây có thể tiếp tục di chuyển như thế này, nó sẽ quay liên tục và chúng tôi sẽ trên đường tạo ra một động cơ điện. Nhưng điều đó không thể xảy ra với thiết lập hiện tại của chúng tôi: các dây sẽ nhanh chóng rối tung lên. Không chỉ vậy, nếu cuộn dây có thể xoay đủ xa, một cái gì đó khác sẽ xảy ra.

Một khi cuộn dây đạt đến vị trí thẳng đứng, nó lật qua, do đó dòng điện chảy qua nó theo cách ngược lại. Bây giờ các lực ở mỗi bên của cuộn dây đảo ngược. Thay vì quay liên tục theo cùng một hướng, nó di chuyển trở lại theo hướng nó chỉ đến từ! Hãy tưởng tượng một chuyến tàu điện với một động cơ như thế này: nó tiếp tục xáo trộn qua lại tại chỗ mà không bao giờ thực sự đi bất cứ đâu.

Trong thực tế, có hai cách để khắc phục vấn đề này. Một là sử dụng một loại dòng điện định kỳ đảo ngược hướng, được gọi là dòng điện xen kẽ (AC). Trong loại động cơ nhỏ, chạy bằng pin mà chúng ta sử dụng xung quanh nhà, một giải pháp tốt hơn là thêm một thành phần được gọi là bộ chuyển mạch vào đầu cuộn dây.

Đừng lo lắng về cái tên kỹ thuật vô nghĩa: từ "đi lại" hơi lỗi thời này hơi giống với từ "đi làm". Nó chỉ đơn giản có nghĩa là thay đổi qua lại giống như cách đi làm có nghĩa là đi lại qua lại. Ở dạng đơn giản nhất, bộ chuyển mạch là một vòng kim loại được chia thành hai nửa riêng biệt và công việc của nó là đảo ngược dòng điện trong cuộn dây mỗi khi cuộn dây quay qua nửa lượt. Một đầu của cuộn dây được gắn vào mỗi nửa của bộ giao hoán.

Dòng điện từ pin kết nối với các thiết bị đầu cuối điện của động cơ. Những thứ này cung cấp năng lượng điện vào bộ chuyển mạch thông qua một cặp đầu nối lỏng lẻo được gọi là bàn chải, được làm từ các mảnh than chì (carbon mềm tương tự như bút chì "chì") hoặc chiều dài mỏng của kim loại lò xo, (như tên cho thấy) "bàn chải" chống lại bộ giao hoán. Với bộ chuyển mạch tại chỗ, khi điện chảy qua mạch, cuộn dây sẽ quay liên tục theo cùng một hướng.

Nguyên tắc động cơ điện là gì: Làm việc của động cơ DC

Nguyên tắc làm việc của DC Motor chủ yếu phụ thuộc vào quy tắc Fleming Left Hand. Trong một động cơ DC cơ bản, một phần ứng được đặt ở giữa các cực từ tính. Nếu cuộn dây phần ứng được cung cấp bởi một nguồn DC bên ngoài, dòng điện bắt đầu chảy qua dây dẫn phần ứng. Khi các dây dẫn đang mang dòng điện bên trong từ trường, chúng sẽ trải qua một lực có xu hướng xoay phần ứng.

Giả sử dây dẫn phần ứng dưới các cực N của nam châm trường, đang mang dòng điện xuống dưới (chữ thập) và những người dưới cực S đang mang dòng điện lên trên (dấu chấm). Bằng cách áp dụng Quy tắc bên trái của Fleming, hướng của lực F, được trải nghiệm bởi dây dẫn dưới các cực N và lực mà dây dẫn trải qua dưới S-poles có thể được xác định. Người ta thấy rằng bất cứ lúc nào các lực lượng mà dây dẫn trải qua đều theo hướng mà chúng có xu hướng xoay phần ứng.

Một lần nữa, do vòng quay này, các dây dẫn dưới N-cực nằm dưới cột S và dây dẫn dưới S-poles nằm dưới N-pole. Trong khi các dây dẫn đi tạo thành các cực N đến S-cực và S-cực đến N-cực, hướng dòng điện qua chúng, được đảo ngược bằng phương tiện giao hoán.

Do sự đảo ngược dòng điện này, tất cả các dây dẫn đi dưới các cực N mang dòng điện theo hướng đi xuống và tất cả các dây dẫn đi dưới các cực S mang dòng điện theo hướng lên trên như trong hình. Do đó, mỗi dây dẫn đi dưới N-cực trải nghiệm lực theo cùng một hướng và điều tương tự là đúng đối với các dây dẫn đến dưới S-cực. Hiện tượng này giúp phát triển mô-men xoắn liên tục và một chiều.

Nguyên tắc động cơ điện là gì: Làm việc của động cơ cảm ứng

Làm việc của động cơ điện trong trường hợp động cơ cảm ứng hơi khác một chút so với động cơ DC. Trong động cơ cảm ứng một pha, khi cung cấp một pha cho cuộn dây stato, từ trường xung được sản xuất và trong động cơ cảm ứng ba pha, khi cung cấp ba pha cho cuộn dây stato ba pha, từ trường quay được tạo ra.

Rôto của động cơ cảm ứng là loại vết thương hoặc loại cadge sóc. Bất cứ điều gì có thể là loại rôto, các dây dẫn trên đó được thiếu ở cuối để tạo thành vòng khép kín. Do từ trường quay, thông lượng đi qua khoảng cách không khí giữa rôto và stator, quét qua bề mặt rôto và do đó cắt dây dẫn rôto.

Do đó theo định luật cảm ứng điện từ của Faraday, sẽ có một dòng điện gây ra lưu thông trong dây dẫn rôto kín. Lượng dòng điện gây ra tỷ lệ thuận với tốc độ thay đổi liên kết thông lượng liên quan đến thời gian. Một lần nữa, tốc độ thay đổi liên kết thông lượng này tỷ lệ thuận với tốc độ tương đối giữa rôto và từ trường quay. Theo luật Lenz, rôto sẽ cố gắng giảm mọi nguyên nhân tạo ra dòng điện trong đó. Do đó rôto quay và cố gắng đạt được tốc độ quay từ trường để giảm tốc độ tương đối giữa rôto và từ trường quay.

Nguyên tắc động cơ điện là gì: Làm việc của động cơ đồng bộ

Trong động cơ đồng bộ, khi cung cấp ba pha cân bằng được cung cấp cho cuộn dây stato ba pha cố định, một từ trường quay được tạo ra quay ở tốc độ đồng bộ. Bây giờ nếu một nam châm từ được đặt bên trong từ trường quay này, nó sẽ bị khóa từ tính với từ trường quay và trước đây quay với từ trường quay với cùng tốc độ ở tốc độ đồng bộ.

Thông tin chi tiết xin liên hệ:

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI & DỊCH VỤ KỸ THUẬT NAM PHÁT

Hà Nội : Trụ Sở

• [A] Tầng 15 , Tòa nhà Nam Cường , Km4, Lê Văn Lương, P. La khê, Q.Hà Đông, Tp.Hà Nội
• [P] 1900068648 - Zalo: 0977188469
• [W] Website: http://namphattsc.com/
• [M] info@napha-vn.com

VPĐD Đà Nẵng

• [A] 255 Nguyễn Hữu Thọ - P. Hoà Cường Bắc - Q.Hải Châu - TP Đà Nẵng
• [P] Điện thoại : 1900068648 - Zalo: 0914735246
• [M] caotruong@napha-vn.com

Hồ Chí Minh : Nhà Máy

• [A] Số 22 Tân Thới Nhất 1B, Khu Phố 5, Phường Tân Thới Nhất , Quận 12 , Thành phố HCM
• [P] 1900068648 - Zalo: 0977188469
• [M] info@napha-vn.com

‍