Tìm hiểu về động cơ điện và các kiểu hư hỏng (phần 2)

Phần 1

- Cấu tạo

Cấu tạo của một máy điện gồm 3 phần chính:
1-Stator với cực từ (phần cảm)
2-Rotor và dây quấn (phần ứng)
3-Cổ góp – chổi than

- Stator

Stator còn gọi là phần cảm có nhiệm vụ tạo ra từ thông chính trong máy, thường được chế tạo bằng gang hay thép đúc. Stator là mạch từ cũng vừa là vỏ máy bao bọc các bộ phận bên trong. Phía mặt trong của stator có gắn các cực từ, phần cuối cực từ được làm loe ra tạo thành đầu cực từ, trên thân cực từ có gắn cuộn dây quấn kích từ.

- Rotor

Rotor còn được gọi là phần ứng, gồm lõi thép và dây quấn phần ứng.

Lõi thép có hình trụ tạo thành từ việc ghép nhiều lá thép kỹ thuật điện đã phủ lớp vecni cách điện để giảm tổn hao gây bởi dòng điện xoáy. Chung quanh lá thép được dập các rãnh để khi ghép lại sẽ tạo thành rãnh của phần ứng để đặt bộ dây quấn. Giữa lá thép có dập lỗ để lắp trục và chốt chêm dọc. Ngoài ra, trên lá thép còn được dập một số lỗ thông gió để làm mát. Thân máy, cực từ và lõi thép phần ứng hợp thành mạch từ của máy điện một chiều.
Dây quấn được tạo thành từ nhiều phần tử dây quấn, mỗi phần tử gồm nhiều vòng dây được xếp trong các rãnh của lõi thép. Hai đầu phần tử nối với với 2 phiến góp, 2 cạnh tác dụng của mỗi phần tử được xếp trong 2 rãnh nằm dưới 2 cực khác tên.
Phần ứng được bắt chặt trên trục thép, hai đầu trục có gắn bạc đạn. Nắp máy giữ cố định hai bạc đạn và được bắt chặt vào thân máy bằng bulông xuyên.

- Cổ góp – chổi than

Cổ góp – chổi than có nhiệm vụ truyền điện giữa phần ứng của máy điện với thiết bị bên ngoài. Khi hoạt động ở chế độ máy phát điện cổ góp còn có nhiệm vụ chỉnh lưu điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều trước khi đưa ra mạch điện ngoài.

Cổ góp tạo thành từ việc ghép nhiều phiến góp bằng đồng thành một hình trụ tròn, sau đó gắn vào trục rotor, giữa các phiến góp có cách điện với nhau và được cách điện với trục bằng lớp mica mỏng. Một đầu phiến góp được xẻ rãnh để hàn với đầu dây của phần tử dây quấn phần ứng.
Chổi than còn gọi là chổi điện làm từ than graphit và được đặt trong giá đỡ hình hộp. Chổi than có thể di chuyển dọc theo trục giá đỡ, giá đỡ được cách điện và bắt chặt vào nắp máy. Một đầu chổi than tì sát lên bề mặt cổ góp, đầu còn lại có lò xo ép chặt.
Các đầu dây của phần tử dây quấn phần ứng được nối với nhau tại cổ góp tạo thành mạch điện khép kín. Khi chổi than ép vào các phiến góp sẽ chia bộ dây quấn phần ứng thành các mạch nhánh song song.

Nếu ta tháo bỏ động cơ sơ cấp ra sau đó cấp điện áp một chiều U vào 2 chổi than A và B sẽ tạo ra trong dây quấn phần ứng dòng điện một chiều Iư. Khi các thanh dẫn ab, cd có dòng điện chạy qua và được đặt trong từ trường tạo ra bởi dây quấn kích từ sẽ chịu tác dụng của lực từ Fđt. Chiều của lực từ được xác định theo quy tắc bàn tay trái, lực từ tạo ra moment làm phần ứng quay. Khi phần ứng quay được nửa vòng thì các thanh dẫn ab và cd đổi vị trí cho nhau. Tuy nhiên, do các phiến góp cũng đổi vị trí nên dòng điện trong từng thanh dẫn sẽ đổi chiều ngược lại với lúc trước điều này giúp cho chiều của lực từ tác dụng lên các thanh dẫn không đổi, do vậy động cơ sẽ giữ nguyên chiều quay.
Khi phần ứng quay, các thanh dẫn sẽ cắt đường sức từ trường cảm ứng ra sức điện động Eư. Chiều sức điện động được xác định theo quy tắc bàn tay phải. Ở chế độ động cơ điện, chiều của sức điện động Eư ngược với chiều dòng điện Iư nên Eư còn gọi là sức phản điện.