Các Tiêu Chí Để Chọn Động Cơ Điện Phù Hợp (P1)

Động cơ điện là máy biến năng lượng điện thành cơ năng. Chuyển động thường là quay, và năng lượng cơ học được xác định bởi tốc độ quay và mômen quay của động cơ. Chỉ loại động cơ này sẽ được đề cập trong hướng dẫn mua hàng này. Một hướng dẫn mua khác sẽ đề cập đến động cơ tuyến tính. Hệ thống động cơ điện được cho là chiếm 46% lượng điện sử dụng toàn cầu.

Động cơ điện được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Bơm, máy nén và băng tải được dẫn động, và vận hành quạt, máy thổi, máy khoan và máy trộn. Động cơ điện là trung tâm của quá trình sản xuất.

Tiêu chí khi lựa chọn một động cơ điện?

Động cơ điện cung cấp nhiều chuyển động khác nhau, bao gồm chuyển động nhanh chóng, chính xác, liên tục, có hoặc không chuyển số, v.v. Mỗi một trong những ứng dụng này đều cần đến công nghệ động cơ độc nhất của nó.

Để bắt đầu, bạn phải chọn một trong 3 loại động cơ điện:

• Động cơ xoay chiều không đồng bộ là loại động cơ xoay chiều không đồng bộ (một pha hoặc ba pha).
• Động cơ đồng bộ bao gồm DC (dòng điện một chiều), không chổi than và các loại khác.
• Động cơ bước là một thiết bị cho phép bạn thực hiện các bước nhỏ.

Để chọn từ 3 nhóm này, trước tiên bạn phải chọn loại ứng dụng sẽ được sử dụng, vì điều này sẽ ảnh hưởng đến quyết định của bạn:

• Chọn động cơ không đồng bộ nếu bạn muốn động cơ của mình chạy liên tục và ít thay đổi bánh răng.
• Việc sử dụng động cơ đồng bộ là bắt buộc đối với các ứng dụng động lực học.
• Cuối cùng, nếu cần định vị chính xác, nên sử dụng động cơ bước.

Bạn cũng sẽ cần thiết lập các đặc tính kỹ thuật và kích thước của động cơ dựa trên chuyển động mà bạn yêu cầu:

• Điều quan trọng là phải xác định công suất, mô-men xoắn và tốc độ của động cơ để xác định các yêu cầu kỹ thuật.
• Để xác định kích thước, bạn phải biết động cơ sẽ chiếm bao nhiêu không gian và cách nó được gắn (tức là cách nó sẽ được cố định trong hệ thống).

Bạn cũng phải xem xét môi trường công nghiệp mà động cơ sẽ hoạt động trong khi xác định kích thước và độ rắn của động cơ:

• Mọi loại tình huống đều có định dạng phù hợp với nó (nổ, ẩm ướt, ăn mòn, nhiệt độ cao, v.v.)
• Động cơ có vỏ được tăng cường, chống thấm nước, chống va đập hoặc chống bụi bẩn có sẵn để sử dụng trong các tình huống thù địch.

Cuối cùng, trong những năm gần đây, hiệu quả năng lượng đã nổi lên như một yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi lựa chọn động cơ:

Một động cơ điện năng lượng thấp sẽ có tác động năng lượng thấp, điều này sẽ làm giảm chi phí năng lượng của nó.

Sự khác biệt giữa động cơ AC và động cơ DC là gì?

Cấu tạo của hai loại động cơ này khác nhau:

• Sự phân biệt quan trọng nhất là giữa dòng điện xoay chiều (một pha hoặc ba pha) và dòng điện một chiều (DC), được sử dụng trong pin.
• Một sự phân biệt khác là tốc độ. Tốc độ của động cơ điện một chiều được điều khiển bằng cách điều chỉnh dòng điện trong động cơ, nhưng tốc độ của động cơ điện xoay chiều được điều khiển bằng cách thay đổi tần số, điều này thường được thực hiện với sự trợ giúp của bộ biến tần.

Động cơ điện (AC)

Động cơ AC thường được sử dụng nhiều nhất trong doanh nghiệp vì chúng mang lại nhiều lợi ích:

• Chúng rất đơn giản để xây dựng.
• Chúng tiết kiệm chi phí hơn vì giảm chi phí khởi động.
• Chúng cũng cứng hơn và do đó thường có tuổi thọ cao hơn
• Họ yêu cầu bảo trì ít

Do cách chúng hoạt động, liên quan đến sự đồng bộ hóa giữa vòng quay của roto và tần số dòng điện, nên tốc độ của động cơ xoay chiều không đổi. Chúng đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu chuyển động liên tục và ít thay đổi bánh răng. Do đó, loại động cơ này hoàn toàn phù hợp để sử dụng trong máy bơm, băng tải và quạt.

Chúng cũng có thể được tích hợp vào các hệ thống không yêu cầu độ chính xác cao nếu chúng được sử dụng với tốc độ thay đổi. Mặt khác, chức năng điều khiển tốc độ làm cho chúng đắt hơn so với động cơ thông thường. Động cơ xoay chiều 1 pha và 3 pha là hai loại động cơ xoay chiều.

Động cơ một pha có các đặc điểm sau:

• Momen xoắn được xác định bởi công suất điện (tính bằng kW).
• Tốc độ quay được xác định bởi số lượng cực.
• Phương thức đính kèm: mặt bích (B14, B5) hoặc dấu ngoặc (B3)
• Hiệu quả
• Ít công nghiệp hơn vì chúng kém mạnh mẽ hơn
• Chúng có thể được sử dụng trên lưới điện sinh hoạt.
• Động cơ ba pha có đặc điểm:
• Một kiến trúc cho phép truyền công suất điện lớn hơn nhiều so với động cơ điện áp một pha
• Việc sử dụng chúng trong môi trường công nghiệp (khoảng 80%)
• Việc sử dụng chúng cho cơ sở hạ tầng và thiết bị yêu cầu công suất điện cao

Động cơ DC  

Động cơ DC cũng rất phổ biến trong các cơ sở công nghiệp vì tùy thuộc vào định dạng (xem câu hỏi về động cơ không chổi than), chúng mang lại những lợi thế đáng kể:

• Chúng chính xác và nhanh chóng.
• Điện áp cung cấp có thể được thay đổi để thay đổi tốc độ của chúng.
• Chúng rất đơn giản để thiết lập, ngay cả trong các thiết bị chạy bằng pin.
• Mô-men xoắn ban đầu là đáng kể.
• Quá trình bắt đầu, dừng, tăng tốc và lùi xe được hoàn thành một cách nhanh chóng.
• Chúng rất phù hợp với các ứng dụng động đòi hỏi độ chính xác cao, đặc biệt là về tốc độ, như trong thang máy hoặc về vị trí, như trong rô bốt và máy công cụ.

Chúng cũng có thể hữu ích trong các ứng dụng đòi hỏi nhiều năng lượng (ví dụ: 10.000 kW). Tuy nhiên, chúng có một số nhược điểm khi so sánh với động cơ AC, tùy thuộc vào cấu trúc của chúng:

Chúng ít phổ biến hơn vì chúng không phù hợp với các ứng dụng công suất cao.

Chúng được tạo thành từ nhiều bộ phận bị hao mòn theo thời gian và rất tốn kém để thay thế.

Xu hướng thị trường hiện tại là gì?

• Trong các ứng dụng công nghiệp, động cơ DC có chổi than ngày càng trở nên ít phổ biến hơn. Thay vào đó, động cơ AC được sử dụng cho các ứng dụng công suất thấp hơn vì chúng cần ít bảo trì hơn.
• Vì các bộ phận của động cơ DC quá đắt để thay thế, một số nhà sản xuất lựa chọn động cơ AC có tích hợp bộ điều khiển điện.

=> Sự kết hợp giữa động cơ xoay chiều và bộ biến tần đã trở thành giải pháp tiết kiệm chi phí cho hầu hết các ứng dụng yêu cầu thay đổi tốc độ.

Nên chọn động cơ có chổi than hay không chổi than?

Động cơ có chổi than và động cơ không chổi than là 2 loại động cơ DC phổ biến nhất.

Động cơ đã được chải

Động cơ có chổi than là loại động cơ cơ bản và được sử dụng rộng rãi nhất, đặc biệt cho các ứng dụng và thiết bị công nghiệp giá rẻ. Động cơ chải có một số lợi ích:

• Chúng rất đơn giản để quản lý.
• Mô-men xoắn rất tuyệt vời ở vòng tua máy thấp.
• Chúng có chi phí thấp.

Tùy thuộc vào nhu cầu của bạn, có 4 loại động cơ chải khác nhau.

Stato được mắc nối tiếp với roto trong loại động cơ này và tốc độ được điều khiển bằng cách thay đổi điện áp nguồn. Tuy nhiên, hình thức kiểm soát tốc độ này không hiệu quả: khi mô-men xoắn tác dụng vào động cơ lớn dần, tốc độ sẽ giảm xuống. Loại động cơ này lý tưởng cho các loại xe hoặc cần trục yêu cầu nhiều mô-men xoắn ban đầu.

Dây quấn Shunt: Stato được liên kết song song với rôto trong loại động cơ này, cho phép tạo ra mômen xoắn lớn hơn mà không làm giảm tốc độ khi dòng điện động cơ tăng lên. Động cơ này lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ liên tục, chẳng hạn như máy hút bụi và băng tải.

Động cơ quấn hỗn hợp có cấu trúc kết hợp các tính năng của cả động cơ quấn nối tiếp và động cơ cuộn dây. Do đó, nó có mô-men xoắn ban đầu cao và phạm vi tốc độ rộng.

Máy ép quay, thang máy, băng chuyền hành lý, máy bơm ly tâm và máy nén đều được hưởng lợi từ loại động cơ này.

Một nam châm vĩnh cửu được sử dụng trong loại động cơ này, cho phép tạo ra mô-men xoắn thấp. Điều này rất hữu ích cho các ứng dụng như rô bốt và hệ thống servo yêu cầu điều khiển chính xác. Tuy nhiên, tất cả các động cơ có chổi than đều có những nhược điểm nghiêm trọng: Chúng kém hiệu quả so với động cơ không chổi than (75-80% so với 85-90% đối với động cơ không chổi than).

Tuổi thọ sử dụng của chúng bị hạn chế vì bàn chải bị mòn nhanh hơn theo thời gian do ma sát liên tục (từ 1.000 đến 10.000 giờ hoạt động tùy thuộc vào tần suất sử dụng, công suất, tốc độ, độ rung, v.v.). Chổi và vòng cung thu nhiệt có thể tạo ra tiếng ồn điện từ, có thể gây ra hỏa hoạn.

Tương tự, khả năng phát sinh tia lửa từ ma sát khiến loại động cơ này không thích hợp để sử dụng trong các tình huống cháy nổ. Do sự nóng lên của bàn chải, tốc độ thường bị hạn chế.

Chổi than chì tạo ra bụi, có thể gây hại cho các thiết bị điện tử khác, chẳng hạn như các dụng cụ quang học. Bởi vì chúng yêu cầu được bôi trơn, chúng không thể được sử dụng trong máy hút bụi.

Động cơ không có chổi than

Động cơ không chổi than bù đắp cho một số sai sót của động cơ có chổi than, chẳng hạn như sự tồn tại của chổi than. Tuy nhiên, có một số lợi ích bổ sung khi sử dụng các động cơ này:

• Chúng có khả năng làm việc với tốc độ lớn hơn (lên đến 100.000 vòng/ phút so với 20.000 vòng/ phút đối với động cơ chổi than).
• Chúng đáng tin cậy và hiệu quả hơn và có tuổi thọ dài hơn (hơn 10.000 giờ hoạt động).
• Ngoại trừ vòng bi, không có bộ phận nào bị mài mòn, giúp giảm thời gian bảo dưỡng.
• Những động cơ này lý tưởng cho máy mài, quạt và máy cưa do khả năng làm việc ở tốc độ cực cao.
• Động cơ không chổi than bắt buộc phải có bộ mã hóa, là bộ cảm biến cho phép chuyển đổi điện và xác định vị trí roto. Do đó, những động cơ này lý tưởng cho các ứng dụng chính xác của động cơ servo.

Tuy nhiên, chúng có một số nhược điểm: Do phải tích hợp thiết bị chuyển mạch chuyên dụng nên chi phí ban đầu khá cao. (bộ điều khiển). Trong các ứng dụng truyền động, chúng hầu như luôn yêu cầu hộp giảm tốc.

Trên đây là những tiêu chí lựa chọn động cơ điện phù hợp. B2bmart.vn hy vọng những kiến thức trên sẽ hữu ích với tất cả mọi người khi ứng dụng vào việc chọn lựa động cơ điện.