Động cơ điện xoay chiều hoạt động dựa trên cơ chế quay của Roto và trục cố định Stato. Được phát minh vào những năm của thế kỷ 18, qua nhiều giai đoạn phát triển cấu tạo của động cơ trong dụng cụ điện cầm tay đã có những sự cải tiến rõ rệt. Roto và Stato cũng là hai bộ phận cực kỳ quan trọng để động cơ điện hoạt động ổn định. Đặc biệt, đối với những dòng máy khoan cầm tay, máy khoan Bosch và máy khoan Makita. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về Stato và Roto
[toc+]
Tổng quan Stato
Stato là gì?
Trong cấu tạo của động cơ điện xoay chiều 1 pha, Stato là phần tĩnh, nó đóng vai trò như một nam châm có chức năng tiếp nhận phần điện trường được truyền từ Roto do hoạt động chuyển động trên cuộn dây dẫn mà nó tạo ra. Các cuộn dây này được gọi là trường quanh co.
Cấu tạo Stato có gì đặc biệt?
Cấu tạo Stato
Stato có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính là: dây dẫn và lõi thép
– Dây quấn xung quanh Stato có thể được làm từ đồng, nhôm hoặc thép và được bọc lớp cách điện để giảm thiểu tác động khi làm việc. Dây quấn sẽ được nhúng trong lõi thép
– Phần lõi thép của Stato có dạng hình trụ, lõi thép gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện chứa các gấp rãnh phía trong. Các lá thép này ghép cứng với nhau tạo thành những rãnh theo hướng trục của Stato
Xem thêm: Các loại dụng cụ cầm tay trong công nghiệp cơ khí
Nguyên tắc hoạt động của Stato
Stato đóng vai trò là thỏi nam châm hút từ trường, hỗ trợ động cơ khi hoạt động. Khi dòng điện được dẫn qua các cuộn dây quấn đặt bên trong lõi thép, nó sẽ tạo ra một lực cảm ứng điện từ để chuyển đỏi từ năng lượng điện thành năng lược cơ học
tổn thất nội bộ khi dòng điện truyền qua lõi thép, khiến cho nhiệt tỏa ra không khí xung quanh từ bề mặt cơ sở mỗi khi động cơ điện hoạt động. Do đó động cơ được thiết kế như một tấm tản nhiệt ở mặt ngoài của đế nhằm tăng diện tích tản nhiệt
Cách quấn Stato
Đối với các dòng máy cầm tay, việc quấn Stato bị lỏng hoặc sai sẽ khiến máy hoạt động không ổn định, tuổi thọ kém. Vì thế khi máy có vấn đề về Stato cần quấn lại dây, hoặc là bạn mang ra các cửa hàng sửa chữa hoặc là bạn mua 1 vỏ stato mới về và cuốn theo các bước sau:
Cách quấn Stato
Bước 1: Đo kích thước
Dùng thước đo chiều dài và kích thước phần lõi đáy stato, đối với các dòng máy thông dụng như máy mài góc thì chiều dài của chúng sẽ rơi vào khoảng 6cm, kích thước đáy là 2cm
Bước 2: Làm khuôn quấn
Khuôn quấn dây đồng càng mỏng thì quá trình quấn dây càng đẹp mắt. Thông thường khuôn quấn được làm từ một thanh sắt hoặc nhôm mỏng. Chiều rộng lý tưởng của thanh vào khoảng 4mm, còn chiều dài của thanh sẽ phụ thuộc vào kích thước của stato
Lưu ý: Khi cuốn dây đồng nên trang bị thêm miếng ốp để quá trình làm việc được nhanh và hiệu quả
Bước 3: Cắt giấy
Dựa vào kích thước Stato đã đo ở bước 1, tiến hành cắt giấy với kích thước hơn 2mm so với chiều dài của stato, chiều còn lại sẽ gấp 3 lần so với số đo của đáy. Sau đó quấn dọc theo phần đáy của stato, lưu ý nhét phần giấy thừa bên trong stato để lúc tra dây đồng sẽ dễ dàng
Bước 4: Quấn dây
Trước khi quấn dây đồng, bạn cần kẹp khuôn vào giữa 2 vỏ stato. Tiến hành cố định dây đồng, chuẩn bị dụng cụ ê tô để việc quấn dây chặt hơn. Lưu ý, hạn chế quấn dây đồng bằng tay vì sẽ dễ dẫn đến trường hợp dây đồng bị lỏng
Bước 5: Đưa dây quấn vào lõi thép
Đưa dây quấn vào bên trong phần giấy thừa đã để sẵn rồi bỏ phần giấy thừa đi, làm tương tự với các bên còn lại. Như vậy bạn đã hoàn tất việc quấn dây đồng vào trong lõi thép của Stato
Tổng quan về Roto
Roto là gì?
Nếu như Stato được biết đến là bộ phận đứng yên, thì Roto lại ngược lại. Roto là phần chuyển động quay trong hệ thống điện từ của động cơ điện, động cơ máy khoan. Lược tương tác giữa các cuộn dây và các từ trường điện tích tạo ra một momen xoắn quay quanh trục quay của Roto
Cấu tạo của Roto
Cấu tạo Roto
Nhìn chung hầu hết các loại Roto đều có cấu tạo gồm 3 phần chính là: trục máy(hay được gọi là trục động cơ), dây quấn và lõi thép.
– Lõi thép được cấu tạo từ các lá thép kỹ thuật điện, được lây từ phần bên trong của lõi thép stato ghép lại, mặt ngoài được dập rãnh để đặt dây quấn, ở giữa lõi thép có dập lỗ để lắp trục động cơ
– Trục động cơ được làm từ thép và có gắn lõi thép roto
– Dây quấn roto của máy điện không đồng bộ có 2 kiểu là roto ngắn mạch(roto lồng sóc) và roto dây quấn
Nguyên tắc hoạt động của roto
Dòng điện sau khi chạy qua Stato sẽ sản sinh ra một nguồn năng lượng làm quay từ thông của roto. Khi từ thông hoạt động sẽ tạo ra từ trường giữa các khe hở không khí của Stato và Roto quét qua các dây quấn trên lõi thép của động cơ roto, từ đó sẽ xuất hiện các suất điện động trong dây quấn. Suất điện động này tác dụng với từ trường, tạo nên một mô men lực quay đồng thời quyết định tốc độ quay nhanh, chậm của Roto thông qua momen lực
Các loại roto phổ biến hiện nay
Đối với động cơ điện xoay chiều
Roto cực ẩn
Roto cực ẩn được làm từ thép rắn, có dạng hình trụ, các rãnh chạy song song trên cuộn roto. Roto cực ẩn có tốc độ hoạt động từ 1500 – 3000 vòng/phút. Với ưu điểm độ bền cơ học rất lớn, vì thể roto cực ẩn được sử dụng rất nhiều trong các nhà máy nhiệt điện, điện hạt nhân.
Roto cực lồi
Cấu tạo Roto cực lồi
Roto cực lồi gồm một trục thép chắc chắn với các rãnh chạy dọc bên ngoài xilanh, dây quấn bằng đồng chạy quanh cực từ, các vòng dây được quấn cách điện với nhau. Hai đầu nối của vành được thông qua chổi than chạy dọc theo các vòng nối với nguồn điện một chiều.
Dòng điện xoay chiều khi đi qua chổi than sẽ biến thiên thành dòng điện một chiều.
Đối với các loại động cơ cảm ứng
Roto dây quấn
Roto dây quấn được thiết kế như một thỏi nam châm, với các cực từ và dây dẫn quấn quanh như dây quấn 3 pha Stato
Cấu tạo Roto dây quấn
Dây quấn kiểu này luôn có 3 đầu đấu với 3 vành trượt, gắn trục quay roto và được bọc cách điện với trục. Ba chổi than cố định luôn cọ xát vào vành trượt để dẫn điện đến biến trở, làm điều chỉnh tốc độ động cơ.
Dòng điện một chiều DC xuất phát từ điốt gắn bên ngoài trục quay roto sẽ tạo ra từ trường biến thiên và cung cấp năng lượng cho trường quay của cuộn dây và năng lượng cho cuộn dây phần ứng stato.
Rotor dây quấn hoạt động với tốc độ không đổi và có dòng khởi động thấp hơn, đồng thời, hiệu suất chạy của động cơ được cải thiện khi động cơ tăng tốc bởi sức cản bên ngoài giảm xuống.
Roto lồng sóc
Cấu tạo roto lồng sóc
Loại roto này được cấu tạo từ các thanh nhôm hoặc thanh đồng đặt trong rãnh và bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở hai đầu. Đối với động cơ nhỏ, roto được đúc thành 1 khối với vòng mạch ngắn, thanh dẫn và hệ thống làm mát với cánh quạt và cánh tản nhiệt.
Các động cơ công suất trên 100kW thanh dẫn làm bằng đồng được đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vào vành ngắn mạch.
Phân biệt Roto và Stato
Điểm giống giữa Roto và Stato
Roto và Stato có một điểm chung rất dễ nhận thấy đó là phần động cơ điện đều có lõi thép và dây quấn. Đây là phần dễ gây nhầm lẫn đối với ai mới tiếp xúc đến các bộ phận này
Điểm khác nhau giữa Roto và Stato
Điểm khác lớn nhất của 2 bộ phận này chính là Stato là phần cố định còn Roto là phần chuyển động của động cơ. Cụ thể:
– Stato: tạo ra từ trường và cơ chế để hỗ trợ động cơ. gồm các bộ phận lõi, stato quanh co và khung. Các cuộn dây được nhúng vào lõi. Sau đó tạo ra lực điện động cảm ứng khi dòng điện chảy qua bộ phận lõi để đạt được chuyển đổi năng lượng điện. Chức năng chính của giá đỡ là cố định và hỗ trợ lõi stator.
– Roto: gồm một lõi roto, một rotor quanh co và trục. Các rotor cũng là một phần của mạch từ của động cơ.Cuộn dây roto tạo ra lực điện từ, tạo ra momen điện từ thông qua dòng điện. Trục là thành phần chính hỗ trợ trọng lượng của rotor, truyền tải moment và kết quả công suất cơ.
Kim khí Thành Thắng chuyên cung cấp các loại dụng cụ, bulong ốc vít, dầu mỡ hóa chất công nghiệp, phụ kiện – dụng cụ phòng khuôn.
