Mục tiờu
- Mụ tảđược cấu tạo và trỡnh bày nguyờn lý làm việc của cỏc loại động cơđiện - Nờu được cỏc trị số và mụ men điện từ, cụng suất điện từ của động cơđiện một chiều.
2.1 Cấu tạo
Cấu tạo động cơđiện một chiều như hỡnh vẽ 3.1 gồm cú:
1. Cuộn dõy stator (nam chõm điện): được cuộn trờn cỏc cực từ được ghộp bằng cỏc lỏ thộp kỹ thuật điện.
2. Rotor (phần ứng): gồm cú lừi thộp, dõy quấn, cổ gúp và trục. Dõy quấn gồm nhiều phần tử mắc nối tiếp với nhau, đặt trong cỏc rónh của phần ứng tạo thành một hoặc nhiều vũng kớn. Phần tử của dõy quấn là một bối dõy gồm một hoăc nhiều vũng dõy, hai đầu nối với hai phiến gúp của vành gúp.
3. Vỏ: thường được đỳc bằng găng hoặc thộp. 4. Lừi thộp phần ứng: là trụ làm bằng cỏc lỏ thộp kỹ thuật điện, phủ sơ cỏch điện ghộp lại, cú rónh để quận dõy cuốn. 5. Trục: cỏch điện với cổ gúp và cuộn dõy rotor. 2.2 Nguyờn lý làm việc Trờn hỡnh 3.2a khi cho điện ỏp một chiều U vào hai chổi than trong dõy quấn phần ứng cú dũng điện Iư. Cỏc thanh dẫn ab và cd mang dũng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tỏc Hỡnh 3.1: Cấu tạo động cơđiện một chiều Hỡnh 3.2: Nguyờn lý làm việc của mỏy điện 1 chiều
dụng tương hỗ lờn nhau tạo nờn mụ men tỏc dụng lờn rotor làm rotor quay (chiều lực tỏc dụng xỏc định bằng quy tắc bàn tay trỏi).
Khi phần ứng quay được nửa vũng, vị trớ thanh dẫn ab và cd đổi chỗ cho nhau, nhờ chổi than dương và õm đứng yờn nờn dũng điện trờn thanh ab và cd đổi chiều (hỡnh 3,2b), giữ cho chiều lực tỏc dụng khụng đổi, do đú lực tỏc dụng lờn rotor cũng theo một chiều nhất định, đảm bảo động cơ cú chiều quay khụng đổi.
2.3 Cỏc trị sốđịnh mức của động cơđiện 1 chiều
Chếđộ làm việc của động cơđiện là chếđộ làm việc trong những điều kiện mà nhà chế tạo quy định. Chế độ đú được đặc trưng bằng những đại lương ghi trong nhón mỏy, gọi là những đại lượng định mức.
1. Cụng suất định mức: Pđm ( KW hay W) 2. Điện ỏp đinh mức: Uđm (V)
3. Dũng điện định mức: Iđm (A) 4. Tốc độđịnh mức: nđm (vũng/ phỳt)
Ngoài ra cũn ghi kiểu mỏy, phương phỏp kớch thớch, dũng điện kớch từ… Cụng suất định mức là cụng suất trờn đầu trục động cơ.
2.4 Mụ men điện từ và cụng suất điện từ của động cơđiện một chiều
Khi động cơđiện làm việc trong dõy quấn phần ứng sẽ cú dũng điện chạy qua. Tỏc dụng của từ trường lờn dõy dẫn cú dũng điện sẽ sinh ra mụ men điện từ trờn trục mỏy.
Lực điện từ tỏc dụng lờn từng thanh dẫn:
f = BTB. l.Iư trong đú: BTB = Φ/τl từ cảm trung bỡnh trong khe hở Φ: là từ thụng khe hở dưới mỗi cực từ τ: là bước cực
l: Chiều dài thanh dẫn
Nếu tổng số thanh dẫn của dõy cuốn phần ứng là N và dũng điện trong mạch nhỏnh là: iư = Iư/ 2a thỡ mụ men điện từ tỏc dụng lờn dõy quấn phần ứng: M = BTB. a Iu 2 l.N. 2 D Trong đú: Iư: dũng điện phần ứng
a: sốđụi mạch nhỏnh song song D: đường kớnh ngoài phần ứng l: chiều dài tỏc dụng thanh dẫn Do: D = 2Pτ/π ta cú: M = a PN . . 2τ ΦIư =KM ΦIư(Nm) (3-1)
Từ cụng thức 3-1ta thấy, muốn thay đổi mụ men điện từ, ta phải thay dổi dũng điện phần ứng Iư hoặc thay đổi dũng điện kớch từ It. Mụ men điện từ là mụ men cựng chiều quay với đụng cơ.
Pđt = ΩM = a PN 60 n Φ Iư = Eư Iư (3-3) Từ cụng thức (3-3) quan hệ giữa cụng suất điện từ với mụ men điện từ và sự trao đổi năng lượng trong mỏy điện. Cụng suất điện từ đó chuyển cụng suất điện thành cụng suất cơ.