Trở lại VAGAM

 

Bài: Mô tơ!

 

1. Giới thiệu
2. Bên trong mô tơ
3. Mô tơ trong đồ chơi
4. Các thành phần cấu tạo khác
5. Nam châm điện và mô tơ
6. Phần ứng, cổ góp và chổi than
7. Lắp ráp
8. Nơi nào dùng mô tơ?

 

1. Introduction to How Electric Motors Work
2. Inside an Electric Motor
3. Toy Motor
4. More Parts
5. Electromagnets and Motors
6. Armature, Commutator and Brushes
7. Putting It All Together
8. Motors Everywhere!

 

 

Phần 1: Giới thiệu
Mô tơ điện ở khắp nơi, trong nhà của bạn hầu hết máy móc bạn nh́n thấy xung quanh đều họat động được nhờ một mô tơ điện một chiều hoặc xoay chiều.
*Bằng cách hiểu một mô tơ họat động như thế nào, bạn có thể hiểu được nhiều điều về từ trường nam châm, nam châm điện và khái quát về điện.
Ở đây, chúng tôi sẽ chỉ cho bạn thấy cách một mô tơ điện họat động.

Phần 2:
Bên trong mô tơ
Chúng ta bắt đầu bằng cáinh́n tổng quan về 1 mô tơ điện đơn giản – một chiều 2 cực.
Một mô tơ cơ bản có 6 phần như h́nh vẽ được biểu diễn ở dưới đây:
- Phần ứng hay rô to.
- Cổ góp.
- Chổi than.
- Trục mô tơ.
- Miếng nam châm tạo từ trường.
- Bộ phận cung cấp ḍng một chiều.

user posted image

user posted image
Một mô tơ điện họat động nhờ những miếng nam châm và nguyên lư từ tính.
Mô tơ sử dụng những thanh nam châm để tạo ra chuyển động. nếu đă từng chơi đùa với những thanh nam châm, bạn sẽ biết quy luật cơ bản của tất cả những thanh nam châm đơn giản chỉ là: khác cực th́ hút mà cùng cực th́ đẩy. V́ vậy nếu bạn có hai thanh nam châm với hai cực đă được phân biệt rơ: Nam và Bắc. cực bắc của một nam châm sẽ hút cực nam của một nam châm khác ( và tương tự, nam sẽ đẩy nam ). Bên trong một mô tơ điện, sự tác động mạnh mẽ hút và đẩy sẽ tạo ra chuyển động quay tṛn.
Ở h́nh vẽ trên, bạn có thể thấy hai lọai nam châm trong mô tơ, phần ứng hay rô to là một nam châm điện, trong khi đó trường nam châm là một nam châm vĩnh cửu. ( trường nam châm có thể là một nam châm điện, nhưng hầu hết trong các mô tơ nhỏ, nam châm điện không được dùng làm trường nam châm ).

PHần 3:
Mô tơ trong đồ chơi.
Mô tơ được chỉ ra ở đây là một nam châm điện đơn giản, thường thấy trong các lọai đồ chơi.

 


Có thể thấy đây là một loại mô tơ nhỏ, rẻ tiền. Từ phía ngoài, bạn có thể thấy vỏ của mô tơ được làm bằng thép. Một cái trục. Một tấm nhựa chặn và hai cực ch́. Nếu bạn cắm hai cực ch́ của mô tơ vào b́nh điện, trục mô tơ sẽ quay tṛn. Nếu đảo ngược hai đầu cực, nó sẽ quay theo chiều ngược lại.
C̣n đây là 1 h́nh khác của cùng một loại mô tơ đồ chơi trên. (Chú ư rằng, Hai khe ở phía bên thành hộp thép mô tơ (H́nh trụ, bao quanh mô-tơ) -- mục đích của 2 khe này sẽ được giải thích rơ hơn trong phần tiếp theo)

user posted image

user posted image

 

Miếng nhựa chặn ở đuôi mô tơ được giữ bởi hai cái tai được gắn trên vỏ thép của mô tơ. Bằng cách này , bạn có thể tháo và di chuyển tấm chặn này một cách dễ dàng. Bên trong tấm chặn là những chổi than của mô tơ, những chổi than đó truyển điện từ Accu đến cho cổ góp để quay mô tơ.

user posted image

user posted image

 

 

 

 

Phần 4: NHỮNG MÔ TƠ ĐIỆN LÀM VIỆC NHƯ THẾ NÀO??

Trên trục mô tơ gắn với phần ứng (rô to) và cổ góp. Ở đây phần ứng thực chất là một nam châm điện. Phần ứng trong mô tơ gồm nhiều tấm kim loại mỏng ghép lại cùng với nhau và có nhiều cuộn dây đồng nhỏ cuốn xung quanh mỗi ba cực của phần ứng. Hai đầu của mỗi cuộn dây ( một cuộn dây cho mỗi cực ) th́ được hàn phía trên mỗi cực, sau đó mỗi cực lại được nối với một tấm kim loại của cổ góp. H́nh vẽ dưới đây cho cái nh́n dễ dàng về Rô to, các cực và cổ góp.

user posted image

user posted image

 

 

 

 


Bộ phận không thể thiếu của bất kỳ mô tơ điện một chiều nào là nam châm tạo từ trường. Nam châm tạo ra từ trường ( trường nam châm ) trong mô tơ này là vỏ của chính mô tơ đó và hai miếng nam châm vĩnh cửu h́nh cong.

user posted image

user posted image

 

 

 

 


H́nh trên là phần để định vị của mỗi nam châm để không phải cắt rănh vào vỏ mô tơ, và duy tŕ sự định vị.

Phần 5: NAM CHÂM ĐIỆN VÀ MÔ TƠ.

Để hiểu cách một mô tơ họat động, ch́a khóa là phải hiểu cách một nam châm điện làm việc như thế nào.
Nam châm điện là phần cơ bản của một mô tơ điện. Bạn sẽ hiểu mọi họat động trong mô tơ điện bằng cách tưởng tượng những vấn đề được đề cập sau:
Bạn có thể tạo ra một nam châm điện đơn giản bằng cách cuốn 100 ṿng dây điện xung quanh một cây đinh và nối điện vào b́nh Accu. Cây đinh sẽ trở thành một nam châm điện và có một cực bắc và một cực nam trong khi đó ḍng điện vẫn chạy qua cuộn dây.
Bây giờ xuyên một trục qua điểm giữa cây đinh nam châm điện của bạn và treo nó giữa một nam châm h́nh móng ngựa như h́nh vẽ ở dưới đây. Nếu bạn đă gắn hai đầu dây của nam châm điện vào b́nh Accu th́ cực bắc của cây đinh sẽ ở vị trí như hính vẽ. Quy luật cơ bản của từ trường xảy ra như sau: Cực bắc của nam châm điện sẽ bị cực bắc của nam châm móng ngựa đẩy và bị hút bởi cực nam. Cực nam của nam châm điện cũng tương tác tương tự như vậy. Cây đinh sẽ xoay khỏang nửa ṿng quay và sau đó dừng lại ở vị trí như h́nh biểu diễn:

user posted image


Bạn có thể thấy rằng sự dịch chuyển nửa ṿng quay này được thực hiện một cách dễ dàng như cách mà những nam châm tự nhiên hút và đẩy nhau. Cách mà một mô tơ điện họat động là một bước nhảy xa hơn thế. Trong khỏanh khắc sự dịch chuyển nửa ṿng quay này ḥan thành, từ trường của nam châm điện thay đổi. Sự thay đổi này là nguyên nhân để nam châm điện ḥan thành dịch chuyển nửa ṿng quay khác. Bạn thay đổi từ trường của nam châm điện đơn giản bằng cách đổi hướng ḍng điện trong cuộn dây cuốn quanh cây đinh ( làm cách đó bằng cách thay đổi cực Accu ). Nếu từ trường của nam châm điện luôn được thay đổi một cách chính xác ở mỗi thời điểm kết thúc nửa ṿng quay, th́ mô tơ điện sẽ luôn quay tṛn.

Phần 6: Phần ứng, cổ góp và chổi than
Nh́n lại h́nh biểu diễn ở phần trước. Phần ứng (Rô to) chính là cây đinh nằm trong mô tơ điện. Rô to là một nam châm điện được tạo bởi cuộn dây đồng mỏng cuốn xung quanh hai hay nhiều cực của một lơi thép. Rô to có một trục xuyên qua và cổ góp được gắn trên trục đó. Ở biểu đồ dưới bạn có 3 h́nh biểu diễn ở các góc độ khác nhau của Rô to: h́nh chiếu đứng, h́nh chiếu cạnh, và h́nh chiếu bằng.

user posted image


Ở h́nh chiếu bằng, nh́n từ trên xuống có thể thấy cuộn dây với sự thay đổi chiều ḍng điện được thực hiện nhờ cổ góp được biểu diễn rơ ràng hơn. Có thể thầy rằng cổ góp đơn giản gồm hai miếng kim loại được gắn trên trục. Những miếng kim lọai này cung cấp hai sự kết nối cho cuộn dây của nam châm điện.

user posted image


“Sự thay đổi điện trường” – phần cơ bản của một nam châm điện được hoàn thành bởi hai phần: Cổ góp và chổi than, h́nh bên chỉ ra cách cổ góp và chổi than làm việc cùng nhau, để đưa ḍng điện vào nam châm điện, và cũng để thực hiện sự đổi chiều của ḍng điện một cách tức th́. Cổ góp được gắn trên trục xuyên qua nam châm điện, v́ vậy cổ góp và nam châm điện cùng chuyển động quay tṛn. Chổi than chỉ gồm hai miếng kim lọai hoặc carbon tiếp xúc với tiếp điểm của cổ góp

Phần 7: Kết nối tất cả.


Khi bạn kết nối tất cả các phần lại với nhau, bạn sẽ có một mô tơ điện hoàn chỉnh.

user posted image


Ở h́nh trên, cuộn dây phần ứng (Rô to) không được vẽ để cho cái nh́n dễ hơn về hoạt động của cô góp, và cần chú ư ở đây là Rô to đặt nằm trong mặt phẳng ngang. Các cực của nam châm điện thay đổi liên tục. Lư do của sự thay đổi là cực bắc của nam châm điện luôn được đặt trên trục v́ vậy nó đẩy cực bắc và hút cực nam của nam châm vĩnh cửu.
Nếu đă từng tháo rời một nam châm điện nhỏ. Bạn sẽ thấy nó chứa các bộ phận được miêu tả ở trên: hai nam châm vĩnh cửu nhỏ, một cổ góp, hai chổi than, và một nam châm điện được tạo bởi nhiều ṿng dây điện cuốn xung quanh một thanh kim loại. Tuy nhiên hầu hết rô to thường có ba cực hơn là hai cực như h́nh vẽ trên. Có hai lư do để sử dụng một mô tơ ba cực:
- Nguyên nhân là động cơ sẽ có động lục học tốt hơn. Ở động cơ hai cực, nếu nam châm điện ở vị trí cân bằng, vị trí ngang hoàn hảo giữa hai cực của nam châm vĩnh cửu khi mô tơ khởi động. Bạn có thể tưởng tượng là Rô to sẽ bị mắc kẹt ở đó. Điều này không bao giờ xảy ra đối với mô tơ ba cực.
- Mỗi lần cổ góp ở điểm mà sự thay đổi từ trường được thực hiện. Ở động cơ hai cực, cổ góp se gây nên ngắn mạch Accu ( kết nối trực tiếp cực âm và cực dương của Accu ) ở thời điểm đó. Sự ngắn mạch này làm năng lượng bị thoát đi giữa các cực Accu một cách vô ích. một mô tơ ba cực giải quyết tốt được các vấn đề này.
Mô tơ có thể có nhiều cực hơn nữa, phụ thuộc vào kích thước của động cơ và ứng dụng đặc biệt của nó được sử dụng.

Phần 8: Mô tơ ở khắp nơi.

Nh́n xung quanh nhà và bạn sẽ nhận ra rằng mô tơ điện tràn ngập khắp nơi. Ở đây sẽ có một cuộc thử nghiệm thú vị để bạn thử: Dạo khắp một ṿng xung quanh và đếm tất cả mô tơ mà bạn t́m thấy.
Bắt đầu ở nhà bếp. Có các mô tơ ở:
• The fan over the stove and in the microwave oven : quạt sấy trong bếp và trong ḷ viba
• The dispose-all under the sink
• The blender : máy xay.
• The can opener : máy mở nắp hộp.
• The refrigerator - Two or three in fact: one for the compressor, one for the fan inside the refrigerator, as well as one in the icemaker : tủ lạnh, thực tế có hai hoặc 3 mô tơ bên trong tủ lạnh và một mô tơ cho quạt trong tủ lạnh, cũng như tủ đá.

• The mixer : máy trộn.
• The tape player in the answering machine : đầu thâu băng trong máy trả lời tự động.
• Probably even the clock on the oven : trong đồng hồ máy sấy.
Ở pḥng tiện ích - In the utility room, there is an electric motor in:
• The washer : máy giặt.
• The dryer : máy sấy.
• The electric screwdriver : tua vít điện.
• The vacuum cleaner and the Dustbuster mini-vac: máy hút bụi.
• The electric saw : cưa điện.
• The electric drill : máy khoan.
• The furnace blower : ḷ sưởi.
Ờ pḥng tắm - Even in the bathroom, there's a motor in:
• The fan : quạt.
• The electric toothbrush : máy chải răng.
• The hair dryer : máy sấy tóc.
• The electric razor : máy cạo râu.
Trong xe của bạn - Your car is loaded with electric motors:
• Power windows (a motor in each window) : mô tơ nâng hạ kính.
• Power seats (up to seven motors per seat) : mô tơ điều chỉnh ghế ngồi.
• Fans for the heater and the radiator : quạt trong ḷ sưởi và máy sấy.
• Windshield wipers : mô tơ của cần gạt nước.
• The starter motor : máy khởi động.
• Electric radio antennas : mô tơ radio.
MÔ TƠ ở những nơi khác - Plus, there are motors in all sorts of other places:
• Several in the VCR : mô tơ trong máy video.
• Several in a CD player or tape deck : trong đầu CD hoặc đầu băng.
• Many in a computer (each disk drive has two or three, plus there's a fan or two) : nhiều trong máy tính ( mỗi ổ đĩa có 2 hoặc 3 mô tơ, và có 1 hoặc 2 quạt trong máy vi tính.
• Most toys that move have at least one motor (including Tickle-me-Elmo for its vibrations) : hấu hết trong đồ chơi có thể di chuyển có ít nhất 1 mô tơ.
• Electric clocks : đồng hồ điện.
• The garage door opener: cửa gara tự động
• Aquarium pumps : Bơm của bể nuôi cá.
Ở khắp nhà, tôi có thể đếm được trên 50 mô tơ ở trong các thiết bị dụng cụ (không phải nhà ḿnh). Mọi thứ có thể dịch chuyển được đều sử dụng mô tơ điện.


*Commutator - Cổ góp:
A piece of apparatus used for reversing the direction of an electrical current; an attachment to certain electrical machines, by means of which
alternating currents are made to be continuous or to have the same direction. It may be attached to the end of the spindle of an electric motor, where a brush is in contact sequentially with the parts of the
spindle that conduct current to the different windings of the motor.



*Magnetism - Từ tính:
The property, quality, or state, of being magnetic; the manifestation of the force in nature which is seen in a magnet.
At one time it was believed to be separate from the electrical force, but it is now known to be intimately associated with electricity, as part of the phenomenon of electromagnetism.


*armature - Phần ứng
:

A piece of soft iron used to connect the two poles of a magnet, or electro-magnet, in order to complete the circuit, or to receive and apply the magnetic force. In the ordinary
horseshoe magnet, it serves to prevent the dissipation of the magnetic force.
that moving part of a dynamo or electric generator in which a current is induced by a moving through a magnetic field, or, in an electric motor, the part through which the applied current
moves, thereby generating torque. The armature usually consists of a series of coils or groups of insulated conductors surrounding a core of iron.

*inductor - Phần cảm:

That portion of an electrical apparatus, in which is the inducing charge or current.

 

(Tham khảo tại: howstuffworks)

 

Trở lại VAGAM