Lý Thuyết Động Cơ Điện Một Chiều

     

Động cơ điện một chiều là gì? bài viết hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phương pháp mở máy, đặc tính có tác dụng việc của bộ động cơ điện một chiều.

Bạn đang xem: Lý thuyết động cơ điện một chiều

Ngày nay, mặc dù dòng năng lượng điện xoay chiều được thực hiện rộng rãi, tuy vậy máy điện một chiều vẫn tồn tại, nhất là động cơ một chiều. Vào công nghiệp, hộp động cơ một chiều được áp dụng ở phần đa nơi yêu ước moment mở máy mập hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ phẳng phiu và phạm vi rộng.

*

Động cơ điện một chiều


Mục lục

1 1. Cấu trúc động cơ năng lượng điện 1 chiều3 3. Trường đoản cú trường và sức điện hễ của hộp động cơ điện một chiều5 5. Tia lửa điện trên cổ góp và phương án khắc phục6 6. Mở máy bộ động cơ điện 1 chiều7 7. Điều chỉnh tốc độ động cơ năng lượng điện 1 chiều8 8. Động cơ điện một chiều kích từ song song9 9. Động cơ điện 1 chiều kích tự nối tiếp

1. Cấu tạo động cơ điện 1 chiều

Những phần chính của máy điên một chiều tất cả stato với cực từ, roto với dây quấn và cổ góp với chổi điện.

*

Cấu tạo bộ động cơ điện một chiều

1.1 Stato

Stato là có cách gọi khác là phần cảm, bao gồm lõi thép bằng vật liệu thép đút, vừa là mạch từ vừa là vỏ máy. Những cực từ chính có dây quấn kích từ. Stato động cơ điện một chiều nhập vai trò dễ dàng là nam châm hút từ vĩnh cửu hay nam châm từ điện.

1.2 Roto

Roto của hộp động cơ điện một chiều được điện thoại tư vấn là phần ứng vị cuộn dây phần ứng đặt trên rãnh roto.

Roto tất cả lõi thép cùng dây quấn phần ứng. Lõi thép hình trụ làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm, lấp sơn cách điện ghép lại. Các lá thép được dập gồm lỗ thông gió và rãnh để đặt dây quấn phần ứng.

*

Roto động cơ điện một chiều

Ở động cơ điện 1 chiều có hai các loại dây quấn là dây quấn xếpdây quấn sóng. Từng dây quấn được chế tạo ra thanh từ khá nhiều cuộn mắc nối tiếp, từng cuộn lại được khiến cho từ các vòng. Mỗi vòng gồm hai thanh dẫn nối với nhau vị phần đầu nối.

*

Dây quân xếp

+ Dây quấn xếp

Mỗi phần từ bỏ của dây quấn có khá nhiều vòng dây, nhị đầu với hai phiến góp, nhị thanh dẫn công dụng của bộ phận dây quấn để trong rãnh dưới hai cực khác tên.

Hình dưới vẽ bốn bộ phận dây quấn xếp nhì lớp. Mỗi phần tử chỉ có một vòng, các thành phần được nối thành một vòng khép kín.

*

Dây quấn xếp 4 phần tử, nhì lớp

Ở dây quấn xếp 1-1 số nhánh tuy nhiên song bằng số cực trường đoản cú (hoặc thanh hao than). Dây quấn trên tất cả hai cực từ và bao gồm hai nhanh tuy nhiên song, được minh họa như hình dưới.

*

Dây quấn xếp hai cực từ

+ Dây quấn sóng

Hình dưới vẽ hai bộ phận dây quấn đẳng cấp sóng. Các bộ phận được nối thành mạch vòng kín. Ở dây quấn sóng solo chỉ có hai mạch nhánh tuy vậy song, thường xuyên ở thứ có hiệu suất nhỏ.

*

Dây quấn sóng

1.3 Cổ góp và chổi điện

Cổ góp gồm các phiến góp bằng đồng đúc ghép bí quyết điện, có bản thiết kế trụ, gắn chỗ nào roto. Những đầu dây của thành phần nối với phiến góp không giống nhau trên cổ góp.

*

Cổ góp

Chổi điện (chổi than) làm bởi than graphit. Các chổi tì gần kề chặt lên cổ góp nhờ vào lò xo với giá thanh hao điện đính trên nắp máy.

*

Chổi than

2. Nguyên lý thao tác làm việc của bộ động cơ điện 1 chiều

Khi đến điện áp một chiều U vào hai chổi điện A và B trong dây quấn phần ứng gồm dòng điện Iư. Những thanh dẫn ab, cd bao gồm dòng điện phía trong từ ngôi trường của stato, sẽ chịu đựng lực Fdt tác dụng làm mang đến roto quay.

Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí những thanh dẫn ab, cd đổi nơi nhau, vì thế phiến góp đổi chiều mẫu điện, giữ mang lại chiều lực công dụng không đổi, bảo vệ động cơ bao gồm chiều quay ko đổi.

Hình dưới mô tả nguyên tắc của động cơ điện một chiều.

*

Nguyên lý thao tác làm việc của bộ động cơ điện một chiều

Khi bộ động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường, sẽ chạm màn hình sức điện hễ Eư. Chiều sức năng lượng điện động xác định theo luật lệ bàn tay phải. Ở động cơ chiều mức độ điện đụng Eư ngược hướng với dòng điện Iư đề xuất Eư còn gọi là sức làm phản điện.

Phương trình năng lượng điện áp sẽ là:

*

3. Từ trường cùng sức điện đụng của bộ động cơ điện một chiều

3.1 Từ trường

+ khi máy năng lượng điện một chiều không tải, từ trường trong máy chỉ vì dòng điện kích từ gây ra gọi là từ trường rất từ.

+ Khi thiết bị điện bao gồm tải, loại điện Iư trong dây quấn phần ứng sẽ có mặt từ ngôi trường phần ứng. Từ trường phần ứng vuông góc với trường đoản cú trường rất từ.

Tác dụng của từ trường sóng ngắn phần ứng lên trường đoản cú trường rất từ điện thoại tư vấn là bội phản ứng phần ứng. Từ ngôi trường trong thứ là sóng ngắn từ trường tổng hợp của trường đoản cú trường cực từ với từ trường phần ứng.

+ Ở địa điểm từ ngôi trường phần ứng cùng chiều với từ trường rất từ thì từ trường sản phẩm được tăng cường.

+ Ở nơi từ ngôi trường phần ứng ngược chiều với từ bỏ trường rất từ thì từ bỏ trường thiết bị bị yếu đuối đi.

Hậu trái của bội nghịch ứng phần ứng là:

+ sóng ngắn từ trường trong lắp thêm bị đổi mới dạng. Làm chạm màn hình sức điện động, gây tác động xấu đến sự việc đổi chiều.

+ Khi thiết lập lớn, dòng điện phần ứng lớn, sóng ngắn phần ứng mập làm sút từ thông của máy. Trường đoản cú thông giảm khiến cho moment quay bớt và tốc độ động cơ cụ đổi.

Để hạn chế và khắc phục hậu trái trên fan ta sử dụng cực từ bỏ phụdây quấn bù. Sóng ngắn của cực từ phụ và dây quấn bù ngược với từ trường phần ứng.

Để kịp thời hạn chế từ ngôi trường phần ứng khi sở hữu thay đổi, dây quấn rất từ phụ cùng dây quấn bù đấu tiếp nối với mạch phần ứng (hình dưới).

*

Cực từ phụ với dây quấn bù

3.2 Sức điện hễ phần ứng

a. Mức độ điện cồn thanh dẫn

Khi tảo roto, những thanh dẫn của dây quấn phần ứng giảm từ trường, trong mỗi thanh dẫn cảm ứng sức điện đụng là:

*

trong đó:

Btb – từ cảm mức độ vừa phải dưới cực từ

v – tốc độ của thanh dẫn

l – chiều dài hiệu dụng của thanh dẫn

b. Mức độ điện đụng phần ứng Eư

Dây quấn phần ứng bao gồm nhiều phần tử nối tiếp nhau thành mạch vòng kín. Các chổi điện chia dây quấn thành những nhánh tuy vậy song. Sức điện đụng phần ứng bằng tổng các sức điện hễ thanh dẫn vào một nhánh.

Nếu số thanh dẫn của dây quấn là N, số nhánh song song là 2a (a là số song nhánh), số thanh dẫn một nhánh là N/2a, sức điện động phần ứng là:

*

Tốc độ dài v xác định theo tốc độ quay n (vòng/phút) bằng công thức:

*

Ta có từ thông dưới mỗi rất từ là:

*

Từ kia ta dành được công thức liên hệ của suất điện cồn phần ứng:

*

trong đó hệ số

*
 phụ thuộc vào kết cấu dây quấn phần ứng.

Sức điện hễ phần ứng tỉ trọng với vận tốc qua phần ứng với từ thông dưới mỗi rất từ. Muốn chuyển đổi trị số mức độ điện hễ ta có thể điều chỉnh tốc độ quay hoặc điều chỉnh từ thông bằng cách điều chỉnh mẫu điện kích từ. Hy vọng đổi chiều mức độ điện cồn thì thay đổi chiều cù hoặc đổi chiều chiếc điện kích từ.

4. Công suất năng lượng điện từ, moment năng lượng điện từ của dòng sản phẩm điện một chiều

Công suất điện từ của sản phẩm điện một chiều là:

Pđt=Eư.Iư

Gọi ωr là tốc độ góc của roto, ωr được tính theo tốc độ quay n (vòng/phút) bởi biểu thức:

*

Ta có, Moment năng lượng điện từ

*

*

*

Trong đó hệ số

*
 phụ thuộc vào kết cấu dây quấn

Moment năng lượng điện từ tỉ trọng với cái điện phần ứng I ư và từ thông. Muốn biến hóa moment năng lượng điện từ, ta phải thay đổi dòng năng lượng điện phản ứng Iư hoặc chuyển đổi dòng năng lượng điện kích trường đoản cú Ikt. Hy vọng đổi chiều moment năng lượng điện từ yêu cầu đổi chiều cái điện phần ứng hoặc loại điện kích từ.

5. Tia lửa điện trên cổ góp và phương án khắc phục

Khi đồ vật điện làm cho việc, quy trình đổi chiều thường gây ra tia lửa giữa chổi điện và cổ góp. Tia lửa lớn rất có thể gây yêu cầu vành lửa bao phủ cổ góp, phá hỏng thanh hao điện với cổ góp, tạo tổn hao năng lượng, tác động xấu đến môi trường thiên nhiên và khiến nhiễu đến sự thao tác của những thiết bị điện tử. Sự tạo ra tia lửa trên cổ góp bởi vì các lý do cơ khí cùng điện từ.

5.1 Nguyên nhân cơ khí

Sự tiếp xúc thân cổ góp và thanh hao điện không tốt, vì chưng cổ góp ko tròn, không nhẵn, thanh hao than sai quy cách, rung động của chổi than do cố định và thắt chặt không xuất sắc hoặc lực lò xo cảm thấy không được để tì gần cạnh chổi điện vào cổ góp.

5.2 Nguyên nhân năng lượng điện từ

Khi roto quay thường xuyên có thành phần chuyển mạch nhánh này sang mạch nhánh khác. Ta call các thành phần ấy là phần tử đổi chiều. Trong phần tử đổi chiều xuất hiện các sức điện hễ sau:

+ mức độ điện cồn tự cảm eL vì chưng sự trở nên thiên loại điện trong bộ phận đổi chiều.

+ mức độ điện cồn hỗ cảm eM do sự thay đổi thiên loại điện của các bộ phận đổi chiều khác lân cận.

+ sức điện rượu cồn eq bởi vì từ trường của phần ứng gây ra.

Ở thời khắc chổi năng lượng điện ngắn mạch bộ phận đổi chiều, các sức điện đụng trên sinh ra loại điện i chạy luẩn quẩn trong phần tử ấy, tích lũy năng lượng và phóng ra dưới dạng tia lửa lúc vành góp chuyển động.

Xem thêm: Hội Pháp Sư Tập 2 - Xem Phim Hội Pháp Sư

5.3 Biện pháp hạn chế và khắc phục tia lửa điện

Ngoài việc thải trừ nguyên nhân cơ khí ta bắt buộc tìm cách giảm trị số những sức điện rượu cồn trên và cần sử dụng cực trường đoản cú phụ với dây quấn bù để tạo nên trong phần tử đổi chiều những sức năng lượng điện động nhằm mục đích bù (triệt tiêu) tổng 3 sức điện động eL, eM, eq.

Từ ngôi trường của dây quấn bù và cực từ phụ bắt buộc ngược chiều với sóng ngắn từ trường phần ứng. Đối với máy công suất nhỏ, tín đồ ta không dùng cực trường đoản cú phụ mà đôi khi chuyển thanh hao than đến trung tính đồ dùng lý.

Để xung khắc phục hiện tượng kỳ lạ tia lửa điện người ta sản xuất động cơ một chiều không chổi than (BLDC) bọn họ sẽ mày mò ở chương sau, tuy nhiên việc điều khiển động cơ BLDC phức hợp hơn.

6. Mở máy bộ động cơ điện 1 chiều

Ta tất cả dòng điện phần ứng là:

*

Khi mở máy, vận tốc n = 0, sức điện động Eư = kE.n.Φ = 0, loại điện phần ứng dịp mở vật dụng là:

*

Vì điện trở Rư hết sức nhỏ, vì vậy dòng điện phần ứng thời gian mở máy rất to lớn khoảng (20 ÷ 30)Iđm, làm cho hỏng cổ góp và chổi than. Dòng điện phần ứng phệ kéo theo dòng điện mở vật dụng I mở lớn, làm tác động đến lưới điện. Vì vậy cần giảm dòng điện mở máy để Imở = (1,5 ÷ 2)Iđm.

6.1 Dùng biến trở mở máy

Mắc biến trở mở trang bị (Rmở) vào mạch phần ứng như hình bên dưới.

*

Mở máy bộ động cơ dùng biến trở

Dòng điện mở máy phần ứng lúc này là:

*

Lúc đầu để vươn lên là trở R mở béo nhất, trong quá trình mở máy, tốc độ tăng lên, sức điện cồn Eư tăng và điện trở mở máy bớt dần mang lại không, máy thao tác làm việc đúng điện áp định mức.

6.2 Giảm điện áp để vào phần ứng

Phương pháp này được sữ dụng khi tất cả nguồn điện một chiều rất có thể điều chỉnh điện áp ví dụ nguồn một chiều chỉnh lưu.

Cần chú ý rằng để moment mở lắp thêm lớn, thời điểm mở sản phẩm phải bao gồm từ thông to nhất, do các thông số mạch kích từ đề xuất điều chỉnh thế nào cho dòng năng lượng điện kích từ cơ hội mở máy mập nhất.

7. Điều chỉnh vận tốc động cơ năng lượng điện 1 chiều

Ta bao gồm phương trình tốc độ của bộ động cơ là:

*

Dựa vào phương trình, một cách tổng thể ta tất cả các phương pháp điều chỉnh tốc độ như sau:

7.1 Mắc năng lượng điện trở điều chỉnh vào mạch phần ứng

Khi thêm năng lượng điện trở vào mạch phần ứng, tốc độ giảm. Bởi vì dòng năng lượng điện phần ứng lớn, buộc phải tổn hao công suất trên năng lượng điện trở điều chỉnh lớn. Cách thức này chỉ sử dụng ở cồn cơ công suất nhỏ.

*

Điều chỉnh vận tốc động cơ sử dụng điện biến chuyển trở

7.2 Thay đổi điện áp U

Dùng nguồn điện áp một chiều kiểm soát và điều chỉnh được năng lượng điện áp cung ấp cho động cơ. Ngày nay với sự trở nên tân tiến của năng lượng điện tử thì phương pháp điều chỉnh năng lượng điện áp bằng các mạch điều xung (PWM – Pulse Width Modulation) ngày càng phong phú và đa dạng khoảng điều chỉnh vận tốc rộng, với ngân sách rẻ.

7.3 Thay thay đổi từ thông

Thay đổi từ thông bằng phương pháp thay đổi dòng điện kích từ.

Khi kiểm soát và điều chỉnh tốc độ, ta phối hợp các phương thức trên. Ví dụ như phương pháp biến đổi từ thông, kết hợp với phương pháp thay đổi điện áp thì phạm vi điều chỉnh rất rộng, đó là ưu điểm to của hộp động cơ điện một chiều.

8. Động cơ điện 1 chiều kích từ song song

Sơ đồ gia dụng kích từ tuy vậy song được vẽ như hình dưới. Để mở máy ta dùng trở thành trở R mở.

*

Sơ đồ hộp động cơ kích từ tuy vậy song

Để kiểm soát và điều chỉnh tốc độ, thường kiểm soát và điều chỉnh Rđc để biến đổi Ikt bởi vì đó chuyển đổi từ thông Φ, phương thức này sử dụng rất rộng rãi.

Song theo biểu thức moment điện từ M = kM.Iư.Φ, buộc phải chú ý khi sút từ thông Φ có thể loại điện phần ứng Iư tăng thừa trị số cho phép. Bởi thể đề nghị có bộ phận bảo vệ, giảm điện quán triệt động cơ làm cho việc, khi từ thông sút quá nhiều.

8.1 Đặc tính cơ n = f(M)

Đường tính năng cơ là con đường quan hệ giữa vận tốc n cùng moment cù M khi điện áp U cùng điện trở mạch phần ứng và mạch kích từ không đổi.

*

Đặc tính cơ của hộp động cơ kích từ tuy nhiên song

· Đường hàng đầu vẽ con đường đặc tính cơ tự nhiên.

· Đường số 2 vẽ con đường đặc tính cơ khi thêm năng lượng điện trở Rp vào mạch phần ứng.

8.2 Đặc tính có tác dụng việc

Đường sệt tính làm việc được khẳng định khi điện áp và mẫu điện kích từ ko đổi. Đó là những đường tình dục giữa tốc độ n, moment M mẫu điện phần ứng Iư và hiệu suất N theo công suất cơ bên trên trục P2.

*

Đặc tính thao tác của bộ động cơ kích từ tuy nhiên song

Nhận xét: hộp động cơ điện kích từ tuy nhiên song có đặc tính cơ cứng với tốc độ số đông không đổi khi hiệu suất trên trục P2 ráng đổi, chúng được dùng nhiều trong các máy giảm kim loại, những máy chế độ … Khi gồm yêu ước cao về điều chỉnh tốc độ ta dùng bộ động cơ kích từ bỏ độc lập.

9. Động cơ điện một chiều kích tự nối tiếp

Sơ thứ kích từ nối liền được vẽ như hình dưới.

*

Sơ đồ động cơ kích từ nối tiếp

Để mở máy bạn ta dùng đổi thay trở mở vật dụng Rmở. Để điều chỉnh tốc độ ta hoàn toàn có thể dùng cách thức điều chỉnh năng lượng điện áp hay đổi khác từ thông. Khi kiểm soát và điều chỉnh từ thông, ta mắc biến đổi trở điều chỉnh tuy vậy song với dây quấn kích từ nối tiếp.

9.1 Đặc tính cơ n = f(M)

Phương trình công dụng cơ của động cơ kích từ nối tiếp có dạng hypebol.

*

Đặc tính cơ của bộ động cơ kích từ nối tiếp

Đường công năng cơ mềm, moment tăng thì vận tốc cơ giảm. Khi không tải hoặc cài nhỏ, chiếc điện và từ thông nhỏ, tốc độ động cơ tăng hoàn toàn có thể gây hỏng động cơ về mặt cơ khí. Chính vì vậy không có thể chấp nhận được động cơ kích từ thông suốt mở lắp thêm không mua hoặc nhỏ tuổi tải.

9.2 Đặc tính làm việc

Động cơ được phép thao tác với vận tốc n nhỏ dại hơn tốc độ giới hạn ngh. Đường công dụng trong vùng làm việc vẽ bởi đường nét liền.

*

Đặc tính làm việc của động cơ kích tự nối tiếp

Khi không bão hòa, moment quay hộp động cơ tỉ lệ cùng với bình phương loại điện, và vận tốc giảm theo tải. Động cơ kích từ thông liền thích hòa hợp trong chế độ tải nặng nề, được sử dụng nhiều trong giao thông vận tải hay các thiết bị cẩu trục.

10. Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp

Sơ đồ vật kích từ tất cả hổn hợp được vẽ như hình bên dưới.

*

Sơ đồ bộ động cơ kích từ lếu láo hợp

Các dây quấn kích từ hoàn toàn có thể nối thuận (từ trường nhì dây quấn cùng chiều) tăng trường đoản cú thông hoặc nối ngược (từ trường hai dây quấn ngược nhau) làm giảm từ thông.

*

Đặc tính động cơ kích từ hỗn hợp

+ Đường 1 đường đặc tính cơ bộ động cơ kích từ các thành phần hỗn hợp khi nối thuận. Với sẽ là mức độ vừa phải giữa công dụng cơ của bộ động cơ kích từ tuy nhiên song và nối tiếp.

+ Đường 2 đặc tính cơ của hộp động cơ kích từ song song.

+ Đường 3 công dụng cơ của bộ động cơ kích từ nối tiếp.

Các động cơ thao tác nặng nề, dây quấn kích từ tiếp liền là dây quấn kích từ bỏ chính, còn dây quấn kích từ song song là phụ với được nối thuận. Dây quấn kích từ song song bảo đảm an toàn tốc độ hộp động cơ không tăng quá lớn khi moment nhỏ.

+ Đường 4 tính năng của hộp động cơ kích từ hỗn hợp có dây quấn kích từ tiếp liền là kích tự phụ, và nối ngược.Đặc tính cơ hết sức cứng, tức là tốc độ hầu như không đổi khi moment cố gắng đổi. Vày khi moment con quay tăng, cái điện phần ứng tăng, dây quấn kích từ tuy vậy song làm vận tốc giảm nhẹ. Tuy nhiên vì tất cả dây quấn kích từ thông suốt được nối ngược, làm sút từ thông trong máy, đã tăng vận tốc động cơ lên như cũ. Ngược lại khi nối thuận , sẽ khiến cho đặc tính hộp động cơ mềm hơn, moment mở máy bự hơn, thích hợp với máy ép, sản phẩm bơm, vật dụng nghiền, thứ cán, …

11. Download mạch điều khiển vận tốc DC giá chỉ cạnh tranh, chất lượng cao

Với giá chỉ bán tuyên chiến và cạnh tranh trên những sàn thương mại điện tử được nhiều người sử dụng đánh giá cao. Ship hàng tận nơi, với chính sách hoàn trả chi phí nếu thành phầm bị lỗi cần khách hàng có thể yên chổ chính giữa đặt áp dụng các sản phẩm của Shop.

– Động cơ DC được người sử dụng yêu thích với nhiều loại kích thước, làm nên khác nhau.

Xem thêm: Sự Thở Có Ý Nghĩa Như Thế Nào, Nêu Ý Nghĩa Của Sự Thởý Nghĩa Của Sự Thở

*

Xem ngay giá bán các loại hộp động cơ DC

+ Điện áp vận động từ 3 -36VDC, hiệu suất 20.000 VNĐ

Xem ngay giá thành các mạch điều khiển tốc độ

+ bộc lộ PWM trường đoản cú 0-100%.

+ Tần số xung lên đến 20 kHz

+ Kích thước nhỏ dại gọn

+ chỉ việc cấp nguồn và điều chỉnh vận tốc bằng biến chuyển trở

Mạch cầu H sử dụng mosfet Điều khiển vận tốc động cơ dc bằng arduino Điều khiển tốc độ động cơ dc bởi mạch cầu H L298 Điều khiển vận tốc động cơ bằng pwm

Video về bộ động cơ điện 1 chiều

Tài Liệu tham khảo ” Động cơ năng lượng điện 1 chiều”