3.3.1. Câu tạo và nguyên lý của động cơ điện mọt chiều
Trước khi đi sâu vào tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý của động cơ điện một chiều trong thực tiên, ta nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều đơn giản như 3-12.
Hệ thống gồm một khung dây (phần ứng), một nam châm Vĩnh cứu hình chữ U (phần cảm) và một bó chổi quét, nguồn điện một chiều U, Nguyên lý hoạt động như sau:
Giả sử từ trường do nam châm tạo ra có cường độ là B, hướng xuống dưới.
Hinh 3-12
Cho dong điện một chiều chạy qua khung dây abcd. Ở đây thanh ab và thanh cđd có dòng điện chạy qua lại nằm cất ngang đường sức từ nên nó chịu một lực đẩy F có trị số được tính bảng công thức sau:
F=B.I./(N) Trong đó: B là cường độ từ trường (Tesla);
I la cường độ đòng điện chạy trong cuộn dây (Ampe);
Ù là chiều dài hiệu dụng của thanh dan (mét).
Dùng quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều của lực F như minh hoa trên hình 3-12.
Ta nhận thấy: Hai lực E, và F; ngược chiều nhau hợp thành mô men làm cho khung dày quay. Nếu đảo chiều nguồn điện vào khung dây thì mô men quay sẽ đảo chiêu, kết quả là khung dây quay ngược lại.
Trên đây ta đã nghiên cứu về động cơ điện một chiều đơn giản, nhưng trong thực tế thì người ta không sản xuất loại động cơ điện mội chiều đơn giản như vậy mà chúng thường có các bộ phận chính sau:
Phản cam: ( Stato)
Được chế tạo từ thép đúc, bên trong có bố trí các cực để quấn dây gọi là cực từ. Cuộn dây quấn quanh cực từ gọi là dây kích từ hình 3-13a.
Phan ting (RO to)
Gom nhiều lá thép ghép lại với nhau thành hình trụ, trên đó có xẻ rãnh đặt dây quấn gọi là đây quấn phần ứng. Các đầu dây này được đấu ra các thanh dẫn để tiếp điện với chổi quét. Các thanh dẫn được xếp thành hình trụ tròn cách điện với nhau được gọi là cổ góp.
Hinh 3-1 3b.
Nắp déng co:
Được dùng để gá lắp ổ bị đỡ trục động cơ và gắn giá đỡ chổi than hinh 3-1 3c.
í
Lrrnrnmll
a) h)
Hình 1-13 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều kích từ độc lập xem hình 3-14.
114
Hình 3-14
Cho đồng điện một chiều chạy vào cuộn day stato, trong cuén day sẽ sinh ra từ trường, từ trường này sẽ tạo ra các cực từ tương ứng ở chính bề mặt cuôn đây. Ta có thể xác định chiều từ trường của cuộn dây bằng quy tắc vận nút chai như hình 3-13. Ta nhận thấy từ trường này cũng giông như từ trường của nam châm vĩnh cứu nhưng do đồng điện chạy trong cuộn dây smh ra, vì vậy cuộn đây này được gọi là cuộn đây kích từ và dòng điện chạy trong cuộn đây gọi là dòng kích từ (l.,).
Cho dòng điện chạy và đây quấn phần ứng (moi phan tir day quấn phần ứng cỏ thé cer như một khung dây). Xét | phan tr day quan nam trên màt phẳng trùng phương với đường sức từ ta thấy nó sẽ chịu tác dụng bởi mô men quay mà lực tạo ra mỏ men này có chiều xác định bang quy tác bản tay trái, xem hình 3- L4.
Kết qua la khi cho dòng điện một chiều chạy vào dày quân kích từ và dây quan phan ung thì phần ứng sẽ quay. chiều quay của phản ứng phụ thuộc vào chiều đồng điện kích từ và đồng điện phần ứng - đó là nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều nói chúng.
3.3.2. Các loại động cơ điện môi chiêu
Có rất nhiều cách phán loại động cơ điện mót chiều nhưng cách phan loại theo cách thức nối dây giữa cuộn kích từ và cuộn đây phần ứng được dùng nhiều hơn cá Vì cách thức nói dây khác nhau thì động cơ ] chiếu sẽ có các tính chất Khác nhau rõ rỆI.
1. Đóng cơ điện mọt chiêu kích từ đọc láp
Đây là loại động cơ điện một chiều mà dây quan kích từ không được đầu nội với dày quấn phấn ứng (độc lập). Dòng điện kích từ l„ được cung cấp bởi nguồn điện một chiều
115
riêng biệt từ bên ngoài. Vì vậy giữa phần kích từ và phần ứng không trực tiếp liên quan với nhau về điên.
Do tính chất trên khi động cơ làm việc, nếu ta tăng điện áp kích từ thì dòng điện kích từ tăng (không ảnh hưởng đến dòng điện phần ứng) sẽ làm cho tốc độ động cơ tăng và ngược lại, hơn nữa dòng kích từ thường rất nhỏ nên việc thay đổi tốc độ động cơ sẽ đơn giản nhưng có nhược điểm là phải dùng nguồn điện riêng biệt từ bên ngoài.
2. Động cơ điện kích từ song song
Trong động cơ này các cuộn dây của cực từ chính được mắc song song với day quan phần ứng (hình 3-1 5a ).
Do mắc song song nên dòng điện kích từ và dòng điện phần ứng chủ yếu phụ thuộc vào điện áp nguồn, ít phụ thuộc vào phụ tải nên động cơ này có đặc tính cơ rất cứng (tốc độ ít phụ thuộc vào phụ tải).
3. Đông cơ điện một chiều kích từ nối tiếp
Đây là động cơ điện một chiều mà cuộn dây của cực từ chính được mắc nối tiếp dây quấn phần ứng (hình 3-15b ).
Do cách mắc nối tiếp, nên dòng điện kích từ luôn luôn bảng dòng điện phần ứng.
Đường đặc tính cơ có dạng hypecbôn tức là tốc độ phụ thuộc nhiều vào mô men quay phụ tải. Khi chạy khóng tải, mô men nhỏ, tốc độ tăng cao có thể gây hỏng hóc về mặt cơ khí.
Vì vậy người ta tránh dùng động cơ điện một chiều ở chế độ không tải.
4. Động cơ điện một chiếu kích từ hồn hợp
Đây là động cơ điện một chiều vừa sử dụng cả hai phương pháp kích từ song song và nối tiếp nên nó có tính chất của 2 động cơ này. Sơ đồ nguyên lý hình 3-1§c.
+ +
+ a=
U E +
U Bi
lư ] Cuộn
I kich tir lu I
Tht
lict
Txt
-#uu^ —————7ÿŸŠ#X^——
Cuộn kích từ Bi
a h) c)
Hinh 3-15 -
116