Bạn sẽ học về 10 loại động cơ điện phổ biến, bao gồm động cơ DC chổi than, động cơ AC cảm ứng, động cơ AC đồng bộ, động cơ BLDC, động cơ bước và động cơ servo. Hiểu cách hoạt động và điều khiển từng loại động cơ này sẽ giúp bạn trở thành chuyên gia về động cơ điện.

1. Động Cơ DC Chổi Than

Động cơ DC chổi than được chia thành nhiều dạng khác nhau, từ các loại cơ bản cho các đồ chơi RC nhỏ đến các loại lớn có quạt tản nhiệt bên trong. Một số loại đặc biệt như động cơ không còn lõi, giúp giảm trọng lượng. Bạn cũng có thể thấy chúng trong các đầu đọc DVD hoặc CD cũ. Điều khiển tốc độ của động cơ này có thể thực hiện bằng cách thay đổi giá trị điện áp DC được áp dụng thông qua bộ điều khiển công suất PWM.

undefined

Động Cơ DC Chổi Than Đặc Biệt

Có một loại đặc biệt của động cơ chổi than có thể hoạt động cả với DC và AC. Loại này vẫn sử dụng các bàn chải than nhưng không có nam châm cố định như các động cơ DC khác. Để tạo ra trường từ, động cơ này sử dụng các dây cuộn khác trên stator và cung cấp điện cho dây cuộn này giống như rotor. Bằng cách này, động cơ có thể hoạt động cả với AC và DC.

undefined

2. Động Cơ AC Cảm Ứng

Động cơ AC cảm ứng hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng từ. Khi áp dụng một dòng điện xoay chiều qua cuộn dây stator, một cảm ứng từ sẽ được tạo ra trong lõi kim loại. Điều này sẽ tạo ra một dòng điện trong cuộn dây đồng đó, tạo ra một lực điện từ và khiến toàn bộ vòng dây quay theo chiều của lực điện từ. Điều này giúp quay rotor mà không cần tiếp xúc với bất kỳ loại bàn chải nào.

undefined

3. Động Cơ AC Đồng Bộ

Động cơ AC đồng bộ có tốc độ của rotor và tốc độ của trường từ stator bằng nhau. Rotor của động cơ này được làm từ nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm từ trường cố định. Khi áp dụng điện áp xoay chiều vào cuộn dây, một trường từ xoay chiều sẽ được tạo ra xung quanh nam châm và cực nam châm sẽ theo dõi trường từ dao động đó để rotor quay với cùng tốc độ. Một động cơ AC đồng bộ cơ bản hoạt động như vậy và cho mỗi động cơ AC ba pha, chúng có ba cuộn dây với sự thay đổi pha là 120 độ.

Động Cơ AC Đồng Bộ - Cấu Trúc

Động cơ AC đồng bộ có stator chứa tất cả các cuộn dây và rotor chứa tất cả nam châm. Ngoài ra, có thể có động cơ inrunner hoặc outrunner, với stator ở ngoại vi hoặc ở giữa và rotor ở ngoại cùng. Một loại hỗ trợ khác có thể là hỗ trợ phía trước hoặc phía sau, tùy thuộc vào vị trí của vít hỗ trợ.

4. Động Cơ BLDC (Brushless DC)

Động cơ BLDC, hay còn gọi là động cơ DC không chổi than, có cấu trúc gồm stator chứa ba cuộn dây và rotor chứa nam châm. Mỗi lần bước trong chuỗi cần chuyển đổi, một trong ba cuộn dây sẽ không kết nối với bất cứ thứ gì, tạo ra một hiện tượng gọi là back emf. Để điều khiển động cơ này, cần sử dụng bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC) để cung cấp tín hiệu cho từng cuộn dây.

5. Động Cơ Bước

Động cơ bước là một loại động cơ không chổi than, với cấu trúc gồm stator chứa ba cuộn dây và rotor chứa nam châm. Mỗi lần bước trong chuỗi cần chuyển đổi, một trong ba cuộn dây sẽ không kết nối với bất cứ thứ gì, tạo ra hiện tượng back emf. Để điều khiển động cơ này, cần sử dụng bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC) để cung cấp tín hiệu cho từng cuộn dây.

Động Cơ Bước - Cấu Trúc

Động cơ bước có stator ở bên ngoài và rotor ở giữa. Sự khác biệt chính so với động cơ DC khác là không còn đầu vào ba pha nữa. Bây giờ chúng ta có hai cuộn dây, A và B. Mỗi cuộn dây có tám lượn, vì mỗi cuộn có bốn lượn tách 90 độ. Ở đầu mỗi lượn có một dẫn điện từ chắc chắn theo dạng răng cưa. Cùng hình dạng này cũng được tìm thấy trên rotor, và với điều này chúng ta tạo ra các bước.

undefined

6. Động Cơ Servo

Động cơ servo thường dựa trên một động cơ DC bình thường bên trong, nhưng chúng cũng có thể được sử dụng với động cơ AC. Thành phần chính của một servo là phản hồi. Phản hồi này có thể là bộ mã hoá hoặc chỉ là một cảm biến biến trở. Để kiểm soát các servo này, chúng ta thường sử dụng tín hiệu PWM được áp dụng vào dây đầu vào.

Động Cơ Servo - Phản Hồi

Phản hồi của động cơ servo có thể là bộ biến trở, bộ mã hoá kèm vi điều khiển, cảm biến quang học và nhiều loại cảm biến khác. Ý tưởng là kiểm soát vị trí của rotor liên tục. Để kiểm soát hướng quay và vị trí theo độ, chúng ta cần một so sánh giữa biến trở và vị trí mong muốn.

undefined

7. Ứng Dụng Và Lựa Chọn Động Cơ

Động cơ điện được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau như thiết bị gia dụng, công nghiệp, robot và máy in 3D. Khi lựa chọn động cơ, người dùng cần xem xét yêu cầu cụ thể của ứng dụng và chọn loại động cơ phù hợp nhất.

8. Yêu Cầu Điều Khiển Riêng Cho Từng Loại Động Cơ

Mỗi loại động cơ điện đều yêu cầu một phương pháp điều khiển riêng biệt. Điều này có thể bao gồm việc sử dụng bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC) cho động cơ BLDC và động cơ bước, hoặc sử dụng tín hiệu PWM cho động cơ servo. Việc lựa chọn và sử dụng phương pháp điều khiển chính xác sẽ quyết định hiệu suất và độ chính xác của động cơ.

9. Cải Tiến Và Tùy Chỉnh Động Cơ

Người dùng có thể tùy chỉnh và cải tiến động cơ điện bằng cách sử dụng mô-đun điều khiển tốc độ điện tử (ESC) và vi điều khiển phản hồi theo thiết kế của riêng họ. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất và chính xác của động cơ.

10. Câu Hỏi Thường Gặp

Nếu bạn muốn biết thêm thông tin chi tiết về một loại động cơ cụ thể, hãy để lại một comment dưới đây và ELECTRONOOBS sẽ thực hiện một video giải thích chi tiết về loại động cơ mà bạn quan tâm nhất.