Động cơ DC giảm tốc

3.5. Giới thiệu phần cứng

3.5.3. Động cơ DC giảm tốc

Cấu tạo của một động cơ DC giảm tốc bao gồm: động cơ và hộp giảm tốc.

Hình 3.16 Cấu tạo của một động cơ giảm tốc

3.5.3.1. Tổng quan về động cơ DC

Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều. Động cơ điện một chiều ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng cũng như công nghiệp. Thông thường động cơ điện một chiều chỉ chạy ở một tốc độ duy nhất khi nối với nguồn điện, tuy nhiên vẫn có thể điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ với sự hỗ trợ của các mạch điện tử cùng phương pháp PWM

Động cơ điện một chiều trong dân dụng thường là các dạng động cơ hoạt động với điện áp thấp, dùng với những tải nhỏ. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều

40

được sử dụng ở những nơi yêu cầu moment mở máy lớn hoặc yêu cầu thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng.

Ưu, nhược điểm của động cơ DC

Do tính ưu việt của hệ thống điện xoay chiều: để sản xuất, để truyền tải..., cả máy phát và động cơ điện xoay chiều đều có cấu tạo đơn giản và công suất lớn, dễ vận hành... động cơ điện xoay chiều ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến. Tuy nhiên động cơ điện một chiều vẫn giữ một vị trí nhất định trong cơng nghiệp giao thơng vận tải, và nói chung ở các thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục trong phạm vi rộng (như trong máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện...). Mặc dù so với động cơ không đồng bộ để chế tạo động cơ điện một chiều cùng cỡ thì giá thành đắt hơn do sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp hơn. Nhưng do những ưu điểm của nó mà máy điện một chiều vẫn không thể thiếu trong nền sản xuất hiện đại.

❖ Ưu điểm

Ưu điểm của động cơ điện một chiều là có thể dùng làm động cơ điện hay máy phát điện trong những điều kiện làm việc khác nhau. Song ưu điểm lớn nhất của động cơ điện một chiều là điều chỉnh tốc độ và khả năng quá tải.

❖Nhược điểm

Nhược điểm chủ yếu của động cơ điện một chiều là có hệ thống cổ góp - chổi than nên vận hành kém tin cậy và khơng an tồn trong các môi trường rung chấn, dễ cháy nổ.

3.5.3.2 Hộp giảm tốc

Hộp giảm tốc là một thiết bị dùng để giảm tốc độ các vòng quay. Đây là thiết bị trung gian giữa động cơ và các bộ phận khác của máy trong dây chuyền sản xuất với chức năng điều chỉnh tốc độ của động cơ điện cho phù hợp với yêu cầu.

41

Hình 3.17 Cấu tạo hộp giảm tốc

Bên trong hộp giảm tốc có cấu tạo khá đơn giản, chúng gồm các bánh răng thẳng và nghiêng ăn khớp với nhau theo một tỷ số truyền nhất định. Thiết bị này có thể tạo nên số vòng quay phù hợp với yêu cầu người sử dụng. Tùy vào điều kiện làm việc và tính tốn thì người ta sẽ thiết kế một hộp giảm tốc phù hợp với công việc.

❖ Tác dụng: hộp giảm tốc có 2 tác dụng chính:

Giảm tốc: vì động cơ thường có tốc độ rất cao, trong khi nhu cầu sử dụng thực tế (tốc độ đầu ra) lại thấp, cho nên sẽ cần đến hộp giảm tốc để điều chỉnh vòng quay được tốc độ như ý.

Tăng tải: lắp hộp giảm tốc vào động cơ làm tăng moment xoắn, từ đó làm tăng tải trọng và độ khỏe của trục ra hộp giảm tốc.

❖ Vai trò

Hộp giảm tốc được ứng dụng ở nhiều nghành nghề sản xuất khác nhau. Thường thấy nhiều ở trong máy móc của các nhà máy. Gần gũi và ứng dụng mà bạn dễ thấy nhất và nhiều nhất của hộp giảm tốc chính là trong động cơ, đồng hồ, xe máy…

Việc chế tạo động cơ có cơng suất nhỏ (để thoản mãn yêu cầu sử dụng) cần chi phí rất cao trong khi động cơ có cơng suất lớn thường nhỏ gọn, thiết kế đơn giản, với chi phí thấp hơn rất nhiều. Chính vì thế để phù hợp với các tiêu chí về chi phí cấu tạo nhỏ gọn, đơn giản, dễ sử dụng và bảo dưởng thì sử dụng hộp giảm tốc vẫn là phương án khả thi và tối ưu nhất.

42

3.5.3.3 Động cơ giảm tốc DC được dùng thực tế

Động cơ giảm tốc DC được sử dụng nhiều để thiết kế các loại robot mơ hình. Với giá thành rẻ, dễ sử dụng và mang tính chất ưu việt nên được ứng dụng rất nhiều.

Chọn động cơ giảm tốc DC để điều khiển xe chạy tới, lui, xoay trái, xoay phải. Điều khiển tốc độ bằng điều chế độ rộng xung thông qua chân I/O trên module. Với thiết kế đơn giản, nhỏ gọn nên nhóm đã chọn động cơ trên để thiết kế cho phần di chuyển của xe.

Hình 3.18 Động cơ DC thực tế được sử dụng trên xe lăn

❖ Thông số kỹ thuật

Điện áp hoạt động DC24V

Công suất định mức 250W

Tốc độ chạy: 83 vòng/ phút

Dòng định mức 15.8A

43