Động cơ đẩy là gì: Cấu tạo và hoạt động của nó

ĐẾN động cơ là một thiết bị điện chuyển đổi đầu vào điện thành đầu ra cơ học, trong đó đầu vào điện có thể ở dạng dòng điện hoặc điện áp và đầu ra cơ học có thể ở dạng mô-men xoắn hoặc lực. Động cơ bao gồm hai bộ phận chính là stato và rôto, trong đó stato là bộ phận đứng yên của động cơ và rôto là bộ phận quay của động cơ. Một động cơ hoạt động trên nguyên tắc đẩy được gọi là động cơ đẩy, trong đó lực đẩy diễn ra giữa hai từ trường của stato hoặc rôto. Động cơ đẩy là một một pha động cơ.

Động cơ đẩy là gì?

Định nghĩa: Động cơ đẩy là động cơ điện một pha hoạt động bằng cách cung cấp điện xoay chiều (dòng điện xoay chiều) đầu vào. Ứng dụng chính của động cơ đẩy là tàu điện. Nó khởi động như một động cơ đẩy và chạy như một động cơ cảm ứng, ở đó mômen khởi động phải cao đối với động cơ đẩy và đặc tính chạy rất tốt cho động cơ cảm ứng.

Cấu tạo động cơ đẩy

Nó là động cơ xoay chiều một pha, gồm lõi cực là cực bắc và cực nam của nam châm. Cấu tạo của động cơ này tương tự như động cơ cảm ứng chia pha và Động cơ dòng DC. Rôto và stato là hai thành phần chính của động cơ được ghép theo kiểu cảm ứng. Cuộn dây trường (hoặc cuộn dây kiểu phân tán hoặc stato) tương tự như cuộn dây chính của động cơ cảm ứng hai pha. Do đó từ thông được phân bố đều và giảm khoảng cách giữa stato và rôto và giảm điện trở, do đó cải thiện hệ số công suất.

Rôto hoặc phần ứng tương tự như động cơ dòng điện một chiều được cung cấp với cuộn dây kiểu tang trống được kết nối với cổ góp, trong đó cổ góp lần lượt được nối với chổi than được nối ngắn mạch. Một cơ cấu giữ chổi than cung cấp trục khuỷu có thể thay đổi để thay đổi hướng hoặc căn chỉnh của chổi than dọc theo trục. Do đó, mô-men xoắn được tạo ra trong quá trình này giúp kiểm soát tốc độ. Năng lượng trong động cơ đẩy được chuyển qua máy biến áp hành động hoặc bằng hành động cảm ứng (trong đó emf được chuyển giữa stato sang rôto).

cấu tạo của động cơ đẩy

Nguyên tắc làm việc

Động cơ đẩy hoạt động dựa trên nguyên tắc lực đẩy mà hai cực của nam châm đẩy nhau. Nguyên lý làm việc của động cơ đẩy có thể được giải thích từ 3 trường hợp của α, tùy thuộc vào vị trí của nam châm như sau.

Trường hợp (i) : Khi α = 90⁰

Giả sử bàn chải ‘C và D’ được căn chỉnh theo chiều dọc ở 90 độ và rôto được căn chỉnh theo chiều ngang dọc theo trục d (trục trường) là hướng của dòng điện. Từ nguyên tắc của Luật Lenz, chúng ta biết rằng emf cảm ứng chủ yếu phụ thuộc vào từ thông stato và hướng dòng điện (dựa trên sự căn chỉnh của chổi). Do đó, emf thuần của chổi than từ 'C đến D' là '0' như trong biểu đồ, được biểu diễn là 'x' và '.' Không có dòng điện chạy trong rôto, do đó Ir = 0. Khi không dòng điện chạy trong rôto, sau đó nó hoạt động như một máy biến áp mở mạch. Do đó, dòng điện stato Is = ít hơn. Hướng của từ trường dọc theo hướng trục chổi than, trong đó trục trường của stato và rôto lệch pha nhau 180 độ, mômen tạo ra là '0' và cảm ứng lẫn nhau gây ra trong động cơ là '0'.

90 độ-vị trí

Nhà (ii) : Khi α = 0⁰

Bây giờ các bàn chải ‘C và D’ được định hướng dọc theo trục d và bị ngắn mạch. Do đó emf thuần cảm ứng trong động cơ rất cao, tạo ra từ thông giữa các cuộn dây. Emf ròng có thể được biểu diễn dưới dạng ‘x’ và ‘.’ Như trong hình. Nó tương tự như một máy biến áp bị ngắn mạch. Trong đó dòng điện stato và cảm ứng lẫn nhau là cực đại có nghĩa là Ir = Is = cực đại. Từ hình vẽ, chúng ta có thể quan sát rằng trường stato và rôto ngược pha nhau 180 độ, tức là mômen sinh ra sẽ ngược chiều nhau nên rôto không quay được.

góc α = 0

Trường hợp (iii): Khi α = 450

Khi bàn chải ‘C và D’ nghiêng ở một góc nào đó (45 độ) và đầu cọ bị ngắn. Giả sử rôto (trục chổi than) cố định và stato quay. Cuộn dây stato được biểu diễn bằng số vòng hiệu dụng là ‘Ns’ và dòng điện chạy qua là ‘Is’, trường do stato tạo ra theo hướng ‘Là N’ là MMF của stato như trong hình. MMF (lực từ động) được phân giải thành hai thành phần (MMF1 và MMF2), trong đó MMF1 cùng với hướng chổi (Là Nf) và MMF2 vuông góc với hướng chổi (Là Nt) là hướng máy biến áp, và 'α 'là góc giữa' Is Nt 'và' Is Nf '. Do đó từ thông được tạo ra bởi trường này thành hai thành phần là ‘Is Nf’ và ‘Is Nt’. Emf cảm ứng trong rôto tạo ra từ thông dọc theo trục q.

góc nghiêng-vị trí

Trường do rôto tạo ra dọc theo trục chổi được biểu diễn toán học như sau

Nt = Ns cos α ……… .. 1

Nt = Ns Cos α ………… 2

Nf = Ns Sin α ………… 3

Vì trục từ ‘T’ và trục chổi than trùng với MMF của rôto nên dọc theo trục chổi than nên từ thông tạo ra bởi stato.

mô-men xoắn

Phương trình mômen xoắn được cho là

Ґ α (MMF trục d stato) * (MMF trục q rôto) ……… .4

Ґ α (Là Ns sin α) (Ns cos α) ……… ..5

Ґ α I 2s N 2s Sin α cos α [chúng ta biết rằng Sin2 α = 2 Sin α cos α] ……… .6

Ґ α ½ (I 2s N 2s Sin2 α) …… .7

Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α [Khi α = 0 Mô men = 0 ………. .số 8

K = giá trị không đổi α = π / 4 Mô men xoắn = cực đại

Biểu diễn đồ họa

Trên thực tế, đây là một vấn đề, điều này có thể được hiển thị ở định dạng đồ họa, trong đó trục x được biểu thị là 'α' và trục y được biểu thị là 'hiện tại'.

biểu diễn đồ họa

• Từ đồ thị, chúng ta có thể quan sát thấy rằng dòng điện tỷ lệ thuận với α
• Giá trị hiện tại là 0 khi α = 90⁰ tương tự như máy biến áp hở mạch
• Dòng điện đạt cực đại khi α = 0⁰ tương tự như máy biến áp ngắn mạch như trong đồ thị.
• Dòng điện stator ở đâu.
• Phương trình mômen có thể cho dưới dạng Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α.
• Thực tế, người ta quan sát thấy mô-men xoắn cực đại nếu α nằm trong khoảng từ 150 - 300.

Phân loại động cơ đẩy

Có ba loại động cơ đẩy,

Loại đền bù

Nó bao gồm một cuộn dây bổ sung, cụ thể là cuộn dây bù và một cặp chổi than bổ sung được đặt giữa các chổi than (ngắn mạch). Cả cuộn dây bù và một cặp chổi than đều được mắc nối tiếp để cải thiện các hệ số công suất và tốc độ. Động cơ loại bù được sử dụng ở những nơi cần công suất cao ở cùng tốc độ.

bù-loại-đẩy-động cơ

Loại cảm ứng bắt đầu đẩy

Nó bắt đầu với lực đẩy của các cuộn dây và chạy theo nguyên tắc cảm ứng, nơi tốc độ được duy trì không đổi. Nó có một stato và rôto duy nhất tương tự như phần ứng DC và cổ góp trong đó cơ chế ly tâm làm ngắn mạch các thanh cổ góp và có mômen xoắn cao hơn (6 lần) so với dòng điện trong tải. Hoạt động của lực đẩy có thể được hiểu theo đồ thị đó là, khi tần số của tốc độ đồng bộ tăng lên, phần trăm của tải mômen đầy đủ bắt đầu giảm, tại một thời điểm các cực nam châm chịu một lực đẩy và chuyển sang chế độ cảm ứng. Ở đây chúng ta có thể quan sát tải tỷ lệ nghịch với tốc độ.

đồ thị lực đẩy-khởi động-cảm ứng-động cơ

Nó hoạt động dựa trên nguyên lý đẩy và cảm ứng, bao gồm một cuộn dây stato, 2 cuộn dây rôto (trong đó một cuộn dây lồng sóc và một dây quấn DC khác). Các cuộn dây này được nối tắt với cổ góp và hai chổi than. Nó hoạt động trong điều kiện có thể điều chỉnh tải và có mômen khởi động là 2,5-3.

kiểu đẩy lùi

Ưu điểm

Những ưu điểm là

• Giá trị cao của mômen khởi động
• Tốc độ không giới hạn
• Bằng cách điều chỉnh giá trị của ‘α’, chúng ta có thể điều chỉnh mô-men xoắn, nơi chúng tôi có thể tăng tốc độ dựa trên điều chỉnh mô-men xoắn.
• Bằng cách điều chỉnh vị trí chổi than, chúng ta có thể kiểm soát mô-men xoắn và tốc độ một cách dễ dàng.

Nhược điểm

Những bất lợi là

• Tốc độ thay đổi theo sự thay đổi của tải
• Hệ số công suất nhỏ hơn ngoại trừ tốc độ cao
• Chi phí cao
• Bảo dưỡng cao.

Các ứng dụng

Các ứng dụng là

• Chúng được sử dụng ở những nơi cần mô-men xoắn khởi động với thiết bị tốc độ cao
• Coil Winders: Nơi chúng ta có thể điều chỉnh tốc độ linh hoạt và dễ dàng và hướng cũng có thể thay đổi bằng cách đảo ngược hướng trục chổi.
• Đồ chơi
• Thang máy v.v.

Câu hỏi thường gặp

1). Góc mà lực đẩy động cơ kinh nghiệm là gì?

Ở góc 45 độ, nó chịu lực đẩy.

2). Động cơ đẩy hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?

Nó dựa trên nguyên tắc đẩy

3). Hai thành phần chính của động cơ đẩy là gì?

Stato và rôto là hai thành phần chính của động cơ.

4). Làm thế nào có thể điều khiển mômen xoắn trong động cơ đẩy?

Mô-men xoắn có thể được điều khiển bằng cách điều chỉnh chổi than chính của động cơ

5). Phân loại động cơ đẩy

Chúng được phân thành 3 loại

• Loại đẩy
• Động cơ chạy cảm ứng bắt đầu đẩy
• Loại bù

Vì vậy, đây là một tổng quan về động cơ đẩy mà hoạt động trên nguyên tắc đẩy. Nó có hai thành phần quan trọng là stato và rôto. Nguyên lý làm việc của động cơ có thể được hiểu theo ba trường hợp góc (0, 90,45 độ) dựa trên vị trí chổi và các trường được tạo ra. Động cơ chỉ chịu tác dụng đẩy ở góc 45 độ. Những động cơ này được sử dụng khi có yêu cầu cao về mô-men xoắn khởi động. Ưu điểm chính là mô-men xoắn có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh các chổi.