Các loại động cơ điện

Nguyên lý hoạt động của động cơ là gì? Động cơ là một thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Nó sử dụng một cuộn dây được cấp điện, tức là một cuộn dây stato, để tạo ra một từ trường quay và tác động lên rôto để tạo thành mô men quay của lực từ-điện động. Động cơ là một máy quay chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Nó chủ yếu bao gồm một cuộn dây điện từ hoặc một cuộn dây stato phân tán để tạo ra từ trường và một phần ứng hoặc rôto quay. Dòng điện chạy qua dây dẫn và được quay bởi từ trường. Một số loại máy này có thể được sử dụng làm động cơ hoặc máy phát điện.

Động cơ là thiết bị biến đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Nó được tạo ra bằng cách sử dụng hiện tượng cuộn dây có năng lượng quay dưới tác dụng của lực trong từ trường. Nó được phân phối ở nhiều người dùng khác nhau. Động cơ được chia thành động cơ DC và động cơ AC theo nguồn điện được sử dụng. Hầu hết các động cơ trong hệ thống điện là động cơ AC, có thể là động cơ đồng bộ hoặc động cơ không đồng bộ (tốc độ của từ trường stato động cơ không giữ cùng tốc độ với tốc độ quay của rôto). Động cơ chủ yếu bao gồm stato và rôto. Hướng chuyển động của lực của dây dẫn có năng lượng trong từ trường liên quan đến hướng của dòng điện và hướng của các đường sức từ (hướng từ trường). Nguyên lý hoạt động của động cơ là từ trường tác dụng lên lực của dòng điện để làm cho động cơ quay.

Các loại động cơ

1. Phân loại theo nguồn điện làm việc: Theo nguồn điện làm việc khác nhau của động cơ, chúng có thể được chia thành động cơ DC và động cơ AC. Trong đó, động cơ AC cũng được chia thành động cơ một pha và động cơ ba pha.

2. Phân loại theo cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Động cơ có thể được chia thành động cơ DC, động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ theo cấu tạo và nguyên lý hoạt động.

Động cơ đồng bộ cũng có thể được chia thành động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, động cơ đồng bộ từ trở và động cơ đồng bộ trễ.

Động cơ không đồng bộ có thể được chia thành động cơ cảm ứng và động cơ AC commertator. Động cơ cảm ứng được chia thành động cơ không đồng bộ ba pha, động cơ không đồng bộ một pha và động cơ không đồng bộ cực bóng. Động cơ AC commertator được chia thành động cơ nối tiếp một pha, động cơ hai mục đích AC/DC và động cơ đẩy.

Động cơ DC có thể được chia thành động cơ DC không chổi than và động cơ DC chổi than theo cấu trúc và nguyên lý hoạt động của chúng. Động cơ DC chổi than có thể được chia thành động cơ DC nam châm vĩnh cửu và động cơ DC điện từ. Động cơ DC điện từ được chia thành động cơ DC kích thích nối tiếp, động cơ DC kích thích song song, động cơ DC kích thích riêng biệt và động cơ DC kích thích hỗn hợp. Động cơ DC nam châm vĩnh cửu được chia thành động cơ DC nam châm vĩnh cửu đất hiếm, động cơ DC nam châm vĩnh cửu ferit và động cơ DC nam châm vĩnh cửu nhôm niken coban.

3. Phân loại theo chế độ khởi động và chế độ chạy: Động cơ có thể được chia thành động cơ không đồng bộ một pha khởi động tụ điện, động cơ không đồng bộ một pha chạy tụ điện, động cơ không đồng bộ một pha khởi động tụ điện và động cơ không đồng bộ một pha tách theo chế độ khởi động và chế độ chạy của chúng.

4. Phân loại theo mục đích: Động cơ có thể được chia thành động cơ truyền động và động cơ điều khiển theo mục đích sử dụng của chúng.

Động cơ truyền động được chia thành động cơ cho các công cụ điện (bao gồm khoan, đánh bóng, mài, rãnh, cắt, doa và các công cụ khác), động cơ cho các thiết bị gia dụng (bao gồm máy giặt, quạt điện, tủ lạnh, máy điều hòa không khí, máy ghi âm, máy ghi hình video, đầu đĩa DVD, máy hút bụi, máy ảnh, máy sấy tóc, máy cạo râu điện, v.v.) và động cơ cho các thiết bị cơ khí nhỏ nói chung khác (bao gồm nhiều loại máy công cụ nhỏ, máy móc nhỏ, thiết bị y tế, dụng cụ điện tử, v.v.). Động cơ điều khiển được chia thành động cơ bước và động cơ servo, v.v.

5. Phân loại theo cấu tạo rotor: Động cơ có thể được chia thành động cơ không đồng bộ lồng sóc (theo tiêu chuẩn cũ gọi là động cơ không đồng bộ lồng sóc) và động cơ không đồng bộ rotor dây quấn (theo tiêu chuẩn cũ gọi là động cơ không đồng bộ dây quấn) theo cấu tạo của rotor.

6. Phân loại theo tốc độ hoạt động: Động cơ điện có thể được chia thành động cơ tốc độ cao, động cơ tốc độ thấp, động cơ tốc độ không đổi và động cơ điều chỉnh tốc độ theo tốc độ hoạt động của chúng.

a. Động cơ tốc độ thấp có thể được chia thành động cơ giảm tốc, động cơ giảm tốc điện từ, động cơ mô-men xoắn và động cơ đồng bộ cực vuốt.

b. Ngoài việc được chia thành động cơ tốc độ không đổi từng bước, động cơ tốc độ không đổi vô cấp, động cơ tốc độ thay đổi từng bước và động cơ tốc độ thay đổi vô cấp, động cơ điều chỉnh tốc độ cũng có thể được chia thành động cơ điều chỉnh tốc độ điện từ, động cơ điều chỉnh tốc độ DC, động cơ điều chỉnh tốc độ tần số thay đổi PWM và động cơ điều chỉnh tốc độ từ trở chuyển mạch.

Động cơ servo

Một động cơ vi mô được sử dụng như một bộ truyền động trong thiết bị điều khiển tự động. Còn được gọi là động cơ điều hành. Chức năng của nó là chuyển đổi tín hiệu điện thành độ dịch chuyển góc hoặc vận tốc góc của trục quay.

Động cơ servo được chia thành hai loại: AC và DC. Nguyên lý hoạt động của động cơ servo AC giống như động cơ cảm ứng AC. Trên stato, có hai cuộn dây kích thích Wf và cuộn dây điều khiển WcoWf với độ dịch chuyển không gian pha là góc điện 90° được kết nối với điện áp AC không đổi. Mục đích điều khiển hoạt động của động cơ đạt được bằng cách sử dụng điện áp AC hoặc thay đổi pha được áp dụng cho Wc. Động cơ servo AC có các đặc điểm là hoạt động ổn định, khả năng điều khiển tốt, phản ứng nhanh, độ nhạy cao và các chỉ số phi tuyến tính nghiêm ngặt về đặc tính cơ học và đặc tính điều chỉnh (yêu cầu lần lượt nhỏ hơn 10% đến 15% và nhỏ hơn 15% đến 25%). Nguyên lý hoạt động của động cơ servo DC giống như động cơ DC nói chung.

Tốc độ động cơ n là n = E / K1j = (Ua-IaRa) / K1j, trong đó E là suất điện động ngược của phần ứng; K là hằng số; j là từ thông trên mỗi cực; Ua, Ia là điện áp phần ứng và dòng điện phần ứng; Ra là điện trở phần ứng. Thay đổi Ua hoặc thay đổi φ có thể điều khiển tốc độ của động cơ servo DC, nhưng phương pháp điều khiển điện áp phần ứng thường được sử dụng. Trong động cơ servo DC nam châm vĩnh cửu, cuộn dây kích thích được thay thế bằng nam châm vĩnh cửu và từ thông φ là hằng số.

Động cơ servo DC có đặc tính điều chỉnh tuyến tính tốt và phản hồi thời gian nhanh.

Động cơ servo thường được chia thành servo DC và servo AC. Ưu điểm của động cơ servo DC là:

Ưu điểm: kiểm soát tốc độ chính xác, đặc tính mô-men xoắn-tốc độ rất cứng, nguyên lý đơn giản, dễ sử dụng, lợi thế về giá;

Nhược điểm: chuyển mạch chổi than, giới hạn tốc độ, lực cản bổ sung, các hạt mài mòn (đối với phòng sạch).

Dành cho động cơ servo AC

Ưu điểm: đặc tính kiểm soát tốc độ tốt, có thể kiểm soát trơn tru trong toàn bộ phạm vi tốc độ, hầu như không dao động; hiệu suất cao, hơn 90%, không tỏa nhiệt; kiểm soát tốc độ cao; kiểm soát vị trí có độ chính xác cao (tùy thuộc vào loại bộ mã hóa); mô-men xoắn không đổi trong khu vực hoạt động định mức; tiếng ồn thấp; không mài mòn chổi than, không cần bảo dưỡng; không có hạt mài mòn, không có tia lửa, phù hợp với phòng sạch, quán tính thấp trong môi trường dễ nổ;

Nhược điểm: điều khiển phức tạp hơn, các thông số truyền động cần được điều chỉnh tại chỗ, cài đặt thông số PID, cần nhiều dây hơn

Ứng dụng của động cơ servo DC

Đặc tính của động cơ servo DC cứng hơn động cơ servo AC. Thường được sử dụng trong các hệ thống có công suất cao hơn một chút, chẳng hạn như điều khiển vị trí trong các hệ thống theo dõi.

Ứng dụng của động cơ servo AC

Công suất đầu ra của động cơ servo AC thường là 0,1-100W và tần số cung cấp điện được chia thành 50Hz, 400Hz, v.v. Nó được sử dụng rộng rãi, chẳng hạn như trong các hệ thống điều khiển tự động, ghi tự động và các hệ thống khác.