Động cơ điện là một bộ phận quan trọng trong các thiết bị điện, thường dùng để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ. Vậy động cơ điện có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Cùng Bơm Công Nghiệp 247 tìm hiểu chi tiết về động cơ điện qua bài viết dưới đây.

Cấu tạo của động cơ điện

Trên thị trường hiện tại có nhiều loại động cơ điện khác nhau để phù hợp với từng dòng máy, từng loại thiết bị. Chính vì thế, cấu tạo của các động cơ điện cũng có sự khác nhau. Dưới đây là cấu tạo chung nhất của các loại động cơ điện thông thường

1. Phần tĩnh

Phần tĩnh hay còn gọi là stato. Phần này thường gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn.

• Lõi thép

Lõi thép là bộ phận dẫn từ của máy, có dạng hình trụ rỗng, được dập thành hình vành khăn từ một tấm thép dẫn điện dày từ 0,35 đến 0,5 mm, bên trong có rãnh để đặt dây quấn. trước khi lắp ráp lại.

• Dây quấn

Dây quấn stato làm bằng dây đồng hoặc dây nhôm, được đặt trong các rãnh của lõi thép. Hai bộ phận chính phía trên còn có bộ phận phụ bao bọc lấy lõi thép là vỏ bằng nhôm hoặc gang dùng để cố định lõi thép, phần dưới là bệ cố định với đế, ở hai đầu có hai nắp làm bằng vật liệu cùng loại với vỏ máy, trong vỏ có ổ đỡ (còn gọi là bạc) đỡ trục quay của roto.

2. Phần quay

Phần quay hay còn gọi là roto, bao gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.

• Lõi thép

Lõi thép có một hình trụ đặc làm bằng tấm thép kỹ thuật điện, dập thành dĩa và ép chặt, trên bề mặt có các rãnh để đặt các thanh dẫn hoặc dây quấn. Lõi thép liên kết chặt với trục quay và đặt vào hai ổ trục của stato.

• Dây quấn

Dây quấn tên phần quay (roto) có 2 loại, bao gồm: roto lồng sóc và roto dây quấn.

• Roto dây quấn: Rôto dây quấn cũng giống như dây quấn stato, có ưu điểm là momen xoắn lớn nhưng cấu tạo phức tạp và giá thành cao.
• Loại rôto lồng sóc: Cấu tạo của loại này rất khác so với các loại dây quấn của stato. Nó được làm bằng cách đúc nhôm vào các rãnh của roto, tạo thành các thanh nhôm và nối ngắn mạch ở cả hai đầu, có thêm các cánh quạt để làm mát bên trong khi roto quay. Phần dây quấn được làm bằng các dải nhôm và hai vòng ngắn mạch hình lồng nên được gọi là rôto lồng sóc. Các rãnh trên roto thường được thiết kế theo phương xiên với trục để cải thiện đặc tính mở máy và giảm rung do tác động không liên tục của lực điện từ lên roto.

Nguyên lý hoạt động của động cơ điện

Nguyên lý làm việc của động cơ điện là tạo ra từ trường quay thông qua dòng điện xoay chiều nhiều pha. Vì vậy, để động cơ hoạt động được thì cần phải cung cấp nguồn điện xoay chiều cho stato của động cơ. Dòng điện qua các cuộn dây của stato sẽ tạo ra từ trường quay. Trong quá trình quay, từ trường sẽ quét qua các thanh của rôto, tạo ra sức điện động cảm ứng tạo ra dòng điện trong thanh. Vật dẫn mang dòng điện nằm trong từ trường nên tương tác với nhau, tạo ra lực điện từ. Các lực này sẽ tạo ra một mômen quay với trục rôto, làm cho rôto quay theo chiều của từ trường. Hầu hết các động cơ điện đều hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ. Tuy nhiên, người ta vẫn sử dụng động cơ hoạt động theo nguyên lý khác như tác dụng lực tĩnh điện và hiệu điện thế.

Các loại động cơ điện trên thị trường

1. Động cơ điện 1 pha

Động cơ dây quấn stato này chỉ có dây quấn 1 pha, nguồn cấp là dây 1 pha, dây cấp 1 thường là thêm tụ điện lệch pha. Có hai loại động cơ điện một chiều: động cơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu và động cơ điện một chiều kích từ. Cấu tạo của động cơ 1 pha gồm phần cố định và phần quay, được sử dụng trong các thiết bị gia dụng như: quạt điện, máy bơm nước, tủ lạnh, …

2. Động cơ điện 3 pha

Động cơ điện ba pha là động cơ điện sử dụng dòng điện xoay chiều ba pha, là loại động cơ được sử dụng phổ biến nhất hiện nay vì tính phù hợp, giá thành rẻ, bền bỉ và dễ bảo dưỡng.

Tùy thuộc vào kích thước của cấu trúc động cơ, người ta phân biệt ba loại động cơ ba pha nổi bật nhất, bao gồm:

• Động cơ lớn: chiều cao của trung tâm hơn 630mm và đường kính ngoài của lõi stato hơn 900mm.
• Động cơ trung bình: chiều cao trung tâm 355:600mm, đường kính ngoài của lõi stato 560:900mm.
• Động cơ nhỏ: chiều cao trục 90:315mm, đường kính ngoài lõi thép 25:560mm.

Ứng dụng của động cơ điện

Động cơ điện được sử dụng trong hầu hết mọi lĩnh vực, từ động cơ nhỏ được sử dụng trong lò vi sóng và máy ghi âm cho đến các công cụ như máy khoan cầm tay. Động cơ điện được sử dụng phổ biến trong các loại quạt điện gia dụng, tủ lạnh, máy giặt, máy hút bụi, máy bơm nước,… Ngay cả hoạt động của thang máy hay hệ thống thông gió cũng phụ thuộc vào sức mạnh của động cơ. Động cơ điện cũng được sử dụng trong các phương tiện giao thông, đặc biệt là đầu máy xe lửa ở nhiều nước trên thế giới. Trong công nghệ máy tính, động cơ điện được sử dụng trong ổ đĩa cứng và ổ đĩa quang.