Động cơ DC hoạt động như thế nào ?


Động cơ dòng điện một chiều (DC) là động cơ biến năng lượng từ dòng điện một chiều và biến năng lượng này thành năng lượng cơ học. Động cơ DC đầu tiên được phát triển vào khoảng những năm 1830-1840. Chúng không thành công về mặt thương mại vì những động cơ này chạy bằng pin và pin vẫn còn rất đắt và chất lượng thấp. Khi lưới điện được tạo ra và pin sạc được phát minh vào cuối những năm 1800, tất cả đã thay đổi. Động cơ DC thương mại đầu tiên được đưa vào thị trường. Động cơ DC đã được cải tiến liên tục, nhưng các loại động cơ khác, như động cơ BLDC, cũng đã được phát triển trong thời gian đó. Kết quả là, ngày nay việc sử dụng động cơ dòng điện một chiều có chổi than trong một số ứng dụng đã bị hạn chế.

Động cơ DC thực sự hoạt động như thế nào

Rôto thường được đặt ở bên trong động cơ, trong khi stato được đặt ở bên ngoài. Rôto chứa các cuộn dây được cấp nguồn bằng dòng điện một chiều và stato chứa nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây điện từ. Khi động cơ được cấp nguồn bằng dòng điện một chiều, một từ trường được tạo ra bên trong stato, hút và đẩy các nam châm trên rôto. Điều này làm cho rôto bắt đầu quay. Để giữ cho rôto quay, động cơ có một bộ chuyển mạch. Khi rôto thẳng hàng với từ trường, nó sẽ ngừng quay, nhưng trong trường hợp này cổ góp sẽ đảo ngược dòng điện qua stato và theo cách này sẽ đảo ngược từ trường. Bằng cách này rôto có thể tiếp tục quay. Xem hình ảnh bên phải để biết sơ đồ hiển thị cách hoạt động của động cơ dc.
 
Động cơ DC thực sự hoạt động như thế nào
 

Ưu điểm và nhược điểm của động cơ DC

Khi nói đến tốc độ khởi động và điều chỉnh, động cơ DC có chổi than có hiệu suất tốt. Mật độ mô-men xoắn tương đối cao đối với các động cơ này. Động cơ một chiều chạy êm và phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng. Khả năng quá tải mạnh và nhiễu điện từ nhỏ. Nhược điểm của động cơ DC là cấu trúc. Có một tiếp điểm trượt giữa cổ góp và chổi than. Điều này gây ra tia lửa và mài mòn cơ học. Động cơ dòng điện một chiều có tuổi thọ tương đối ngắn vì điều này và động cơ có chi phí bảo trì cao. Nó cũng làm tăng mối lo ngại về độ tin cậy.

Động cơ DC không chổi than hay còn gọi là động cơ DC đồng bộ, không giống như động cơ DC có chổi than, không có cổ góp. Cổ góp trong động cơ DC không chổi than được thay thế bằng cơ cấu trợ động điện tử có thể phát hiện và điều chỉnh góc của rôto.

Động cơ DC có chổi than có bộ chuyển mạch đảo ngược dòng điện sau mỗi nửa chu kỳ và tạo ra mô-men xoắn một chiều. Trong khi động cơ DC có chổi than vẫn còn phổ biến, nhiều mẫu động cơ không chổi than hiệu quả hơn đã bị loại bỏ trong những năm gần đây.

Ứng dụng của động cơ DC

Các ứng dụng của các loại động cơ DC khác nhau được liệt kê dưới đây:

Động cơ DC Shunt

Do tốc độ khá ổn định và mômen khởi động trung bình của động cơ DC song song nên chúng được sử dụng trong các ứng dụng sau:
Máy bơm ly tâm và pittông
Máy tiện
Máy thổi và quạt
Máy khoan
Máy phay
Công cụ máy móc
Động cơ DC dòng
Do mô-men xoắn khởi động cao và tốc độ thay đổi của động cơ DC nối tiếp nên chúng được sử dụng trong các ứng dụng sau:
Băng tải
Vận thăng, thang máy
Cần cẩu
Đầu máy điện
Động cơ DC hỗn hợp tích lũy
Do mômen khởi động cao của động cơ DC hỗn hợp tích lũy nên chúng được sử dụng trong các ứng dụng sau:
Kéo
Máy bào hạng nặng
Máy cán
Thang máy

Xem thêm: Chổi than chì cho máy phát điện tua-bin