Động cơ DC và AC là một trong những bộ phận chính yếu cấu tạo nên quạt trần. Một chiếc quạt trần chất lượng cao phụ thuộc nhiều vào chất lượng của động cơ. 2 loại động cơ này được sử dụng phổ biến song không phải ai cũng biết động cơ DC là gì cũng như động cơ AC là gì và cấu tạo của chúng ra sao, nguyên lý hoạt động như thế nào? Vậy hãy cùng Tổng kho Thiết Bị Điện Panasonic tìm hiểu chi tiết về 2 loại động cơ này trên quạt trần Panasonic nhé!
Động cơ AC là gì?
Động cơ AC (Alternative Current Motor) hoặc động cơ dòng điện xoay chiều là một động cơ điện bao gồm một stator với một cuộn dây được cung cấp với dòng điện xoay chiều để chuyển đổi dòng điện thành công suất cơ học. Stator là phần đứng yên của động cơ trong khi rotor là phần quay. động cơ AC có thể là một hoặc ba pha với động cơ ba pha chủ yếu được sử dụng để chuyển đổi năng lượng số lượng lớn. Động cơ AC một pha được sử dụng để chuyển đổi công suất nhỏ.
Có hai loại động cơ AC, đó là đồng bộ và cảm ứng. Trong một động cơ đồng bộ, vòng quay của trục có cùng tốc độ với tần số của dòng điện được áp dụng với nam châm điện AC multiphase trên stator tạo ra từ trường quay. Một động cơ cảm ứng, hoặc động cơ không đồng bộ, là một động cơ kích thích duy nhất trong đó dòng điện được áp dụng cho một phần của động cơ, stator. Thông lượng từ stator cắt cuộn dây ngắn mạch trong rotor, cảm thấy mô-men xoắn làm cho rotor quay.
Động cơ AC là một nguồn năng lượng cho một loạt các ứng dụng do tính linh hoạt, hiệu quả và hoạt động không tiếng ồn của chúng. Chúng được sử dụng trên máy bơm, máy nước nóng, thiết bị làm vườn, lò nướng, thiết bị ngoài đường và thường được tìm thấy trong nhiều thiết bị, thiết bị và dụng cụ. Chúng là một thiết bị hấp dẫn và thú vị vì chúng có thể dễ dàng phù hợp với một loạt các ứng dụng.
Xem thêm: Giá quạt trần Panasonic
Tìm hiểu tất tần tật về Động cơ DC
Những thông tin dưới dây giúp bạn có cái nhìn sâu sắc về Động cơ DC thể hiện qua một số nội dung sau:
- Động cơ DC là gì?
- Các loại động cơ DC
- Động cơ DC hoạt động như thế nào?
- Ứng dụng của động cơ DC
- Và nhiều hơn nữa…
Động cơ DC là gì?
“Động cơ DC” viết tắt của “Direct Current Motors” là động cơ điện một chiều, chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Động cơ DC lấy năng lượng điện thông qua dòng điện trực tiếp và chuyển đổi năng lượng này thành vòng quay cơ học.
Khi một động cơ DC được cung cấp năng lượng, một từ trường được tạo ra trong Stator của nó. Trường thu hút và đẩy lùi nam châm trên Rotor; điều này làm cho Rotor quay. Để giữ cho Rotor liên tục quay, bộ chuyển đổi được gắn vào bàn chải được kết nối với dòng điện cung cấp nguồn điện cho cuộn dây động cơ.
Một trong những lý do động cơ DC được ưa thích hơn các loại động cơ khác là khả năng kiểm soát chính xác tốc độ của Rotor và Stator, điều này rất cần thiết cho máy móc công nghiệp. Động cơ DC có thể ngay lập tức khởi động, dừng lại và đảo ngược – một yếu tố thiết yếu để kiểm soát hoạt động của thiết bị sản xuất.
Hiệu ứng này sẽ làm giảm lượng năng lượng được sử dụng bởi một dòng điện trực tiếp thay vì dòng điện xoay chiều. Rotor của động cơ sau đó sẽ được xoay bằng cách sử dụng một hệ thống nam châm có cực đối lập, nơi quá trình này đòi hỏi ít năng lượng điện hơn.
Do đó, Động cơ điện DC nhỏ gọn hơn và bằng một nửa kích thước của động cơ AC
Ưu điểm của động cơ DC
- Sử dụng ít năng lượng hơn – lên đến 55% so với động cơ AC
- Hoạt động yên tĩnh
- Phân cực động cơ nhỏ gọn và nhẹ hơn, nơi quá trình này đòi hỏi ít năng lượng điện hơn.
Các loại động cơ DC
Để đánh giá cao lợi ích của động cơ DC, điều quan trọng là phải hiểu các loại khác nhau. Mỗi loại động cơ DC có các đặc điểm có lợi phải được kiểm tra trước khi mua và sử dụng. Hai trong số những ưu điểm chính của động cơ DC so với động cơ dòng điện xoay chiều (AC) là chúng dễ lắp đặt và chúng đòi hỏi ít bảo trì.
Động cơ DC được phân biệt bởi các kết nối giữa cuộn dây trường và phần ứng. Cuộn dây trường có thể được kết nối song song với phần ứng hoặc được kết nối trong một chuỗi. Trong một số trường hợp, kết nối là cả song song và trong một loạt.
Một sự khác biệt nữa của động cơ DC là cách rotor được cung cấp năng lượng; nó có thể được chải hoặc không chổi than. Trong động cơ DC bàn chải, dòng điện được áp dụng cho rotor bằng bàn chải. Trong một động cơ DC không chổi than, rotor có một nam châm vĩnh cửu.
Vì động cơ DC có ở khắp mọi nơi và được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, có một loại khác nhau để đáp ứng nhu cầu của mọi ứng dụng. Bất kể nhu cầu của bạn đối với động cơ DC, điều quan trọng là phải hiểu từng loại vì chúng có thể được tìm thấy trong mọi khía cạnh của cuộc sống.
Động cơ DC có chổi than (Brushed DC Motor)
Động cơ DC chải là động cơ DC ban đầu, có niên đại từ thiết kế ban đầu của Sprague. Như chúng ta đã thảo luận trong hướng dẫn này, động cơ chải cổ điển có bộ chuyển đổi, để đảo ngược dòng điện mỗi nửa chu kỳ và tạo ra mô-men xoắn một hướng.
Trong khi động cơ DC chải vẫn phổ biến cho động cơ đẩy điện, cần cẩu, máy giấy và nhà máy cán thép, nhiều người đã bị loại bỏ cho mô hình không chổi than hiệu quả hơn trong những năm gần đây.
Động cơ DC chải sử dụng các tiếp điểm mềm được gọi là “bàn chải” để đảm bảo động cơ quay theo một hướng. Tốc độ của động cơ chải có thể thay đổi theo điện áp hoạt động hoặc sức mạnh của từ trường.
Động cơ DC kích thích riêng biệt
Trong một động cơ DC kích thích riêng biệt, động cơ có nguồn cung cấp điện riêng biệt cho cuộn dây và cuộn dây trường ứng dụng, tách biệt về mặt điện với nhau. Các hoạt động của dòng ứng và dòng điện trường không can thiệp vào hành động của nhau, nhưng sức mạnh đầu vào là tổng tổng của chúng.
Động cơ DC nam châm vĩnh cửu
Một động cơ DC nam châm vĩnh cửu có một cuộn dây ứng dụng nhưng không có một cuộn dây trường. Nam châm vĩnh cửu được gắn trên bề mặt bên trong của lõi stator để tạo ra từ trường. Nó có một phần ứng thông thường bao gồm một bộ chuyển đổi và bàn chải. Động cơ DC nam châm vĩnh cửu nhỏ hơn và ít tốn kém hơn. Họ sử dụng nam châm đất hiếm như samarium cobalt hoặc neodymium sắt boron.
Động cơ DC tự kích thích
Trong động cơ DC tự kích thích, các cuộn dây lĩnh vực và ứng dụng được kết nối và có một nguồn cung cấp duy nhất. Các kết nối song song hoặc loạt với song song được thực hiện như shunt vết thương trong khi phiên bản loạt là vết thương hàng loạt.
Động cơ DC không chổi than
Động cơ DC không chổi than còn được gọi là động cơ chuyển đổi điện tử, hoặc động cơ DC đồng bộ, và khác với động cơ chải, nhờ sự phát triển của các thiết bị điện tử trạng thái rắn. Sự khác biệt chính giữa động cơ DC không chổi than và các giống khác là chúng không có bộ chuyển đổi, có thể phát hiện và điều chỉnh góc của rotor.
Động cơ DC không chổi than có một số lợi thế. Người chuyển đổi sử dụng các tiếp điểm mềm được gọi là ‘bàn chải’ bị mòn theo thời gian. Do đó, một động cơ DC không chổi than bền hơn và cũng an toàn hơn so với thiết kế cổ điển hơn.
Nguyên lý làm việc của Động cơ DC
Khi được giữ trong từ trường, một dây dẫn mang dòng điện sẽ đạt được mô-men xoắn và phát triển xu hướng di chuyển. Nói tóm lại, khi điện trường và từ trường tương tác, một lực cơ học phát sinh. Đây là nguyên tắc mà động cơ DC hoạt động.
Cấu tạo và Cách thức hoạt động của Động cơ DC
Một động cơ DC dựa trên ý tưởng rằng khi một dây dẫn mang dòng điện được đặt trong từ trường, nó tạo ra lực cơ học. Hướng của lực được xác định bởi quy tắc tay trái. Vì động cơ DC và máy phát điện DC có cùng cấu trúc, chúng có thể được sử dụng thay thế cho nhau.
Đối với các ứng dụng điện lớn, chẳng hạn như nhà máy thép và tàu điện, dòng điện xoay chiều (AC) được chuyển đổi thành dòng điện DC vì các đặc tính tốc độ và mô-men xoắn của động cơ DC vượt trội so với động cơ AC. Trong trường hợp các ứng dụng công nghiệp, động cơ DC được sử dụng rộng rãi như động cơ cảm ứng ba pha.
Stator
Stator là cơ thể chính bất động của động cơ, và nó cung cấp hỗ trợ và bảo vệ cho động cơ. Stator cung cấp một từ trường quay điều khiển ứng dụng hoặc rotor. Đó là phần tĩnh của động cơ chứa cuộn dây trường và nhận được nguồn cung cấp điện thông qua các thiết bị đầu cuối của nó.
Trục
Các cuộn dây và bộ chuyển đổi xoay trục, nằm ở trung tâm của động cơ và được làm bằng kim loại cứng, thường là thép, để chịu được tải trọng của ứng dụng. Các thanh đi lại được gắn vào tấm được gắn vào trục bằng cách đúc nhựa. Mô-men xoắn được tạo ra bởi cuộn dây được chuyển đến trục được hỗ trợ bởi stator. Trục nhô ra qua stator và kết nối động cơ với ứng dụng.
Thiết bị đầu cuối
Một động cơ DC có hai thiết bị đầu cuối: tích cực và tiêu cực. Khi dây dương được kết nối với thiết bị đầu cuối dương và dây âm kết nối với thiết bị đầu cuối âm, động cơ quay theo chiều kim đồng hồ. Khi chúng được đảo ngược, động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ. Các thiết bị đầu cuối cung cấp nguồn điện cho động cơ và được kết nối với bàn chải và cánh tay bàn chải bên trong nắp lưng.
Nam châm
Các nam châm được sử dụng trong động cơ DC được gọi là nam châm vĩnh cửu; điều này có nghĩa là từ trường của chúng luôn hoạt động. Các đầu đối diện của nam châm thu hút trong khi các đầu tương tự đẩy lùi. Từ trường của nam châm chạy từ cực nam đến cực bắc. Phần mạnh nhất của từ trường nam châm là ở cuối của nó.
Hai nam châm tạo ra một trường rất mạnh; đây là lý do tại sao hai nam châm được bao gồm trong một động cơ DC xung quanh rotor sao cho từ trường mạnh đi qua rotor.
Rotor
Rotor hoặc armature được làm bằng nhiều đĩa được cách nhiệt với nhau bằng các tấm nhiều lớp. Nhiều đĩa ngăn chặn việc tạo ra một dòng điện xoáy lớn. (Dòng Eddy là lý do các tấm được cách nhiệt.) Dòng Eddy vẫn còn hiện diện nhưng nhỏ hơn nhiều và không can thiệp vào hoạt động của động cơ; chúng là một phần cần thiết trong hoạt động của động cơ. Để có hiệu quả động cơ cao hơn, các đĩa của rotor được làm càng nhỏ càng tốt. Rotor là phần năng động của động cơ được sử dụng để tạo ra các cuộc cách mạng cơ học.
Cuộn dây
Các cuộn dây được quấn quanh rotor. Việc cuộn dây tạo ra một từ trường mạnh mẽ và mạnh mẽ. Mỗi loại dây tạo ra một từ trường yếu khi điện đi qua nó. Do cuộn dây, mỗi phần quay có cùng từ trường yếu. Khi kết hợp với tất cả các dây cuộn khác nhau, một từ trường mạnh được tạo ra. Khi nhiều cuộn dây được thêm vào rotor, vòng quay của nó trở nên mượt mà hơn. Tất cả các động cơ DC có tối thiểu ba cuộn dây để đảm bảo quay trơn tru vì hai cuộn dây có xu hướng kẹt và dừng động cơ. Mỗi cuộn dây là 120o từ cuộn dây trước đó.
Bàn chải
Bàn chải của động cơ DC cung cấp cho các cuộn dây sức mạnh và là những mảnh kim loại hoạt động như lò xo. Một mặt, chúng có một vật liệu dẫn điện làm bằng carbon. Ở phía bên kia, họ có một pin nơi nguồn điện được áp dụng cho động cơ. Các bàn chải được đẩy bởi hành động mùa xuân của chúng chống lại bộ chuyển đổi, được giữ tại chỗ bởi các cánh tay bàn chải và được kết nối trực tiếp với các thiết bị đầu cuối hoặc nguồn cung cấp điện.
Bộ chuyển đổi
Bộ chuyển đổi được làm bằng các tấm đồng nhỏ được gắn trên trục và xoay khi trục quay. Sự quay của rotor làm cho các cực của nguồn điện cung cấp cho các cuộn dây thay đổi. Mỗi cuộn dây được kết nối với hai tấm chuyển đổi, được cách ly bằng điện với nhau nhưng được kết nối bởi các cuộn dây. Với các thiết bị đầu cuối dương và âm được kết nối với hai tấm chuyển đổi, dòng điện dễ dàng chảy và một trường điện từ được tạo ra.
So sánh quạt trần sử dụng động cơ DC và AC
Quạt trần Panasonic được làm bằng động cơ DC đã trở nên cực kỳ phổ biến. Chúng sử dụng ít năng lượng hơn và có mô-men xoắn khởi động nhanh chóng. Dòng điện xoay chiều trong nhà hoặc văn phòng dễ dàng được chuyển đổi thành nguồn DC bởi một máy biến áp, một hiệu ứng làm giảm lượng năng lượng cần thiết cho quạt. Cũng như các ứng dụng động cơ DC khác, động cơ DC không chổi than được sử dụng phổ biến nhất trong quạt trần.
Về công suất
- Động cơ AC có công suất lớn hơn 80W
- Đông cơ DC có công suất từ 35 – 60W
Do đó, động cơ DC tiêu thụ ít điện năng hơn và có khả năng tiết kiệm hơn khoảng 70% so với động cơ AC do chỉ cần cấp điện cho Stato mà không phải cấp điện cho cả Roto và Stato như động cơ AC.
Về nhiễu điện
Quạt trần với động cơ DC có độ nhiễu điện nhỏ hơn quạt trần được trang bị động cơ AC. Các thiết bị sử dụng dòng điện một chiều để chống nhiễu điện và bảo vệ độ nhạy của sản phẩm trong thời gian dài sử dụng. Còn đối với động cơ AC, nó còn có chức năng chống nhiễu điện từ giúp thiết bị không bị quá nhiệt, tuy nhiên với độ nhiễu hoặc dao động điện lớn thì sản phẩm nhanh chóng bị mất độ nhạy.
Về độ bền
- Động cơ AC : trung bình khoảng 10 năm
- Động cơ DC: trung bình trên 15 năm
Về điện năng tiêu thụ
Quạt trần được trang bị động cơ DC là loại quạt tiết kiệm điện hơn quạt trần với động cơ AC. Trên thực tế, quạt trần dùng điện một chiều tiêu thụ điện năng ít hơn 70% so với các loại quạt khác.
Về khả năng thích nghi
Động cơ điện DC có khả năng biến đổi dòng điện liên tục nên thích hợp với nhiều dòng điện khác nhau. Dù là dòng điện nào nó vẫn đảm bảo hoạt động hiệu quả.
Tiếng ồn khi sử dụng
Quạt trần sử dụng động cơ DC sử dụng động cơ chuyển mạch hoàn toàn mới có tên là ECM. Nó không chỉ hoạt động hiệu quả mà còn rất êm ái, không tạo ra quá nhiều tiếng ồn, điều đó đã giải thích tại sao động cơ DC rất được sử dụng phổ biến trong những không gian cần sự yên tĩnh.
Về trọng lượng
Với thiết kế đơn giản hơn, động cơ DC nhẹ hơn khoảng 30% so với động cơ AC, bởi vậy cho khả năng lắp đặt an toàn hơn.
Điện áp sử dụng
Quạt trần DC sử dụng điện áp rất thấp nhưng vẫn cho hiệu suất gió hiệu quả. Dòng điện của quạt DC thường là 5V, 12V, 24V.
Giao thoa điện từ
Quạt trần với Động cơ DC có giao thoa điện nhỏ hơn quạt trần có động cơ AC do đó quạt trần DC có khả năng ngăn ngừa sự nhiễu sóng thiết bị bảo vệ độ nhạy sản phẩm trong thời gian dài.
Còn với động cơ AC cũng có chức năng ngăn nhiễu sóng điện từ nhưng có giao thoa điện lớn hay biến động dẫn đến sản phẩm nhanh mất độ nhạy.
Về giá thành
Với những ưu điểm vượt trội hơn nên những loại quạt trần sử dụng động cơ DC thường có giá bán cao hơn đáng kể so với những loại quạt trần sử dụng động cơ AC. Tuy nhiên, giá thành của quạt trần còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như kiểu dáng, thương hiệu, chức năng sử dụng,…
Do ngày nay các động cơ DC đã khá phổ biến ở nhiều dòng sản phẩm do đó mà giá thành của chúng cũng giảm đi nhiều để đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dùng.
Một số câu hỏi thường gặp về DC Motor
Động cơ DC được phát minh khi nào?
William Sturgeon đã phát minh ra DC Motor đầu tiên vào năm 1886.
Động cơ DC có thể chạy bằng AC không?
DC Motor chạy trên nguồn cung cấp AC một pha. Điều này là do mô-men xoắn, thay đổi như là sản phẩm của ứng dụng và hiện trường, luôn luôn tích cực. Do đó, mô-men xoắn trung bình dương làm cho động cơ quay.
Universal Motor là gì?
Một động cơ phổ quát là một loại động cơ đặc biệt có thể chạy trên nguồn cung cấp DC hoặc AC một pha.
Tại sao quạt trần DC tốt hơn?
- Quạt trần DC sử dụng ít năng lượng hơn 70% so với quạt AC tiêu chuẩn.
- Quạt trần DC ít ồn ào hơn.
- Quạt trần DC có nhiều tùy chọn tốc độ hơn quạt động cơ AC.
Trên đây là những thông tin chi tiết nhất về 2 loại động cơ là Động cơ DC và động cơ AC cùng những so sánh trực quan về 2 loại động cơ này. Hy vọng đó sẽ là những thông tin quan trọng hữu ích cho bạn trong việc lựa chọn loại quạt trần phù hợp với nhu cầu của mình.
Nếu còn bất kỳ thắc mắc nào về 2 loại động cơ này vui lòng liên hệ Tổng Kho Thiết Bị Điện Panasonic để được tư vấn cũng như báo giá quạt trần Panasonic miễn phí nhé!
Tham khảo một số loại quạt trần Panasonic được trang bị động cơ DC thế hệ mới nhất ngay bên dưới nhé:
