Động cơ điện là gì? khái niệm, phân loại và cấu tạo của motor – mô tơ điện

Khái niệm động cơ điện là gì?

Động cơ điện là một loại máy điện có chức năng biến đổi điện năng thành cơ năng (dạng quay momen xoắn hoặc tịnh tiến), mô tơ điện phổ biến được chế tạo dựa trên định luật cảm ứng điện từ và định luật Lenxơ. khi động cơ được cấp điện sẽ tạo ra từ trường tương tác giữa hai bộ phận được gọi là phần tĩnh (stator) và phần động (rotor) tạo chuyển động quay hoặc tịnh tiến cung cấp động năng cho các thiết bị trong hệ thống.

Phân loại động cơ (motor – mô tơ) điện

Bản chất nếu xét về nguồn điện cấp cho động cơ thì ta phân động cơ làm 2 loại:

• Động cơ điện 1 chiều ( sử dụng nguồn điện 1 chiều)
• Động cơ điện xoay chiều ( sử dụng nguồn điện xoay chiều)

Tuy nhiên xét về cấu tạo và đặc tính hoạt động thì động cơ điện xoay chiều lại chia ra làm hai loại động cơ:

• Động cơ điện không đồng bộ lại chia làm 02 loại là:
  • Động cơ (motor hay mô tơ) không đồng bộ 3 pha ( sử dụng nguồn điện xoay chiều 3 pha)
  • mô tơ không đồng bộ 1 pha ( sử dụng nguồn điện xoay chiều 1 pha)
• Động cơ điện đồng bộ (thường được dùng ở chế độ máy phát điện là chủ yếu)

Vậy để việc phân loại mô tơ điện rõ ràng và bao quát nhất chúng tôi đã tổng hợp sơ đồ ngắn gọn dưới đây giúp các bạn dễ hiểu hơn. Thêm vào đó bao gồm cả phần mở rộng liên quan tới từng loại sản phẩm motor riêng biệt.

CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Động cơ điện không đồng bộ 3 pha và động cơ điện không đồng bộ 1 pha là loại thông dụng có kết cấu đơn giản hiệu suất cao, giá rẻ và phổ biến nhất hiện nay trên toàn thế giới vì vậy ở bài kiến thức chia sẻ này chúng tôi xin đi sâu vào hai dòng motor này đủ để các bạn hiểu cấu tạo cơ bản motor điện. (những loại mô tơ khác xin được trình bày cụ thể ở các bài chia sẻ kiến thức khác trên vihem.vn)

Cấu tạo cơ bản motor điện chia làm 2 phần: Tĩnh và động (quay)

1. Phần tĩnh

Phần tĩnh hay còn gọi là stator gồm hai bộ phận chính kết hợp thành là lõi thép và dây quấn

• Lõi thép:
  • Là bộ phân dẫn từ của máy có dạng hình trụ rỗng, lõi thép được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện (tôn xilic) có độ dày từ 0.3 đến 0.5 mm, được dập theo hình vành khăn, phía vành trong có các rãnh để đặt dây quấn và được làm sạch, sắp sếp hàn ghép lại có chật tự. (số lượng rãnh của lõi thép phụ thuộc vào thiết kế cụ thể tính năng của mô tơ)
• Dây Quấn:
  • Dây quấn stator (hiện nay thường chỉ làm bằng đồng) loại dây đồng này có bọc emay hoặc sợi thủy tinh cách điện – sợi đồng được lồng quấn có tính toán và tương quan với số rãnh của lõi thép.

Hai bộ phận chính trên được các bộ phận phụ bao bọc lõi thép gọi là vỏ máy ( bằng gang, nhôm, thép…tùy ý đồ và tính năng sử dụng) dùng để giữ chặt lõi thép, phía dưới là chân đế hoặc mặt bích một trong hai đầu tác dụng bắt chặt vào bệ đỡ, hai đầu có hai nắp (nắp trước nắp sau) làm bằng vật liệu cùng loại với vỏ máy, trong nắp có ổ đỡ (hay còn gọi là bạc, hoặc bạc đạn – vòng bi) dùng đỡ trục quay của rotor.

2. Phần động (rotor) hay rotor trục

• Vật tư rotor được tận dụng từ các lá thép phần trong của stator. rotor được dập thành hình trụ có đục lỗ tại tâm mục đích được ép vào nhau đồng tâm và hàn gông cố định vào trục động cơ (nên được gọi là rotor trục).
• Hai đầu trục được đóng bạc đạn (vòng bi) nâng đỡ bởi nắp trước & nắp sau giúp rotor trục quay đồng tâm, tự do trong lõi stator với khoảng cách tiêu chuẩn.

Động cơ điện không đồng bộ là loại động cơ xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của rotor n (là tốc độ quay của máy) khác với tốc độ của từ trường là n1

Động cơ điện không đồng bộ có hai dây quấn: Dây quấn stato ( sơ cấp ) rồi với lưới điện, tần số không đổi f. Dây quấn rotor được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số không đổi phụ thuộc vào tốc độ của rotor ( nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy).

Cũng giống như các loại động cơ điện quay khác, động cơ điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện cũng như ở chế độ máy phát điện.

Động cơ điện không đồng bộ so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hành không phức tạp, giá thành sản xuất rẻ, làm làm việc tin cậy nên được sử dụng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt.. Dưới đây ta chỉ xét động cơ điện không đồng bộ (gồm: Mô tơ điện không đồng bộ ba pha & mô tơ không đồng bộ một pha.)

• Động cơ điện không đồng bộ một pha có công suất nhỏ không quá vài kW ( thường chỉ đến 4kW vì lý do thiết kế phức tạp tốn kém hơn, công suất lớn sẽ dồn tải vào 1 pha gây sụt tải lệch pha…) loại này sử dụng nguồn điện 1 pha (2 dây – trong đó 1 dây trung tính và 1 dây lửa) ví dụ như máy bơm nước dân dụng, máy mài 2 đá… máy rửa xe, quạt cây công nghiệp 1 pha…

+ động cơ không đồng bộ một pha có vòng ngắn mạch (thường sản xuất dưới 150W)

+động cơ không đồng bộ một pha dùng tụ điện

• Động cơ không đồng bộ 3 pha có công suất lớn được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, các nhà máy xí nghiệp v.v… Ví dụ như máy kéo, máy nghiền, máy nén khí…

Các kiểu động cơ này phổ biến dùng rotor lồng sóc. Một số trường hợp dùng loại rotor dây quấn ( loại rotor dây quấn chế tạo phức tạp tốn kém hơn nhưng bù lại dòng khởi động lại nhỏ hơn nhiều so với loại rotor lồng sóc (thường là 1/3)