Hòa nhập theo xu thế sử dụng năng lượng xanh thay thế các nguồn năng lượng truyền thống khác nhằm bảo vệ môi trường trên thế giới. Động cơ điện đã và đang dần thay thế các dòng động cơ đốt trong truyền thống và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: ô tô, xe máy, xe nâng,… Vậy động cơ điện là gì? Cấu tạo và chức năng của động cơ điện như thế nào? Bài viết dưới đây sẽ cung cấp một vài thông tin hữu ích cho bạn.
I. Giới thiệu chung về động cơ điện
Động cơ điện hay mô tơ điện (motor điện) là một bộ phận quan trọng trong các thiết bị, máy móc sử dụng điện trong cuộc sống. Với tính ứng dụng cao và tiết kiệm chi phí vận hành, động cơ điện và các thiết bị sử dụng động cơ điện ngày càng trở nên phổ biến.
1. Động cơ điện là gì?
Động cơ điện là loại động cơ dùng để chuyển đổi nguồn năng lượng điện sang năng lượng cơ học. Ngày nay, bạn có thể dễ dàng bắt gặp các loại máy móc, thiết bị sử dụng động cơ điện trong đời sống như: ô tô điện, xe máy điện,… hoặc các đồ gia dụng như: tivi, tủ lạnh, lò vi sóng,… Thậm chí ở một vài nước hoặc thành phố phát triển, động cơ điện còn được sử dụng trên các thiết bị vận chuyển cỡ lớn như: xe nâng, tàu điện, hệ thống cẩu trục,…
2. Lịch sử phát triển động cơ điện là gì?
Trong thời gian qua, động cơ điện ngày càng được cải tiến, phát triển qua từng năm giúp cho các công việc thường ngày trở nên đơn giản, dễ dàng hơn. Vậy động cơ điện được phát minh khi nào? Quy trình phát triển ra sao?
- Năm 1740: Hiện tượng điện tử được phát hiện thông qua công trình của nhà khoa học và nhà sư Andrew Gordon người Benedictine Scotland.
- Năm 1821: Nguyên lý chuyển đổi nguồn năng lượng điện sang năng lượng cơ bằng các cảm biến điện tử được nhà khoa học người Anh là Michael Faraday đánh dấu một bước tiến mới công cuộc phát minh động cơ điện
- Năm 1834: Động cơ điện chạy bằng pin đầu tiên được sản xuất bởi Thomas Davenport ở Vermont đã đánh một dấu mốc vô cùng quan trọng. Lúc này nguồn năng lượng do động cơ điện phát ra đủ để cung cấp cho một máy in quy mô nhỏ hoạt động.
- Năm 1886: DC William Sturgeon đã phát minh ra động cơ điện một chiều đầu tiên để vận hành máy móc. Nhưng phải đến thời điểm hiện tại, động cơ điện một chiều thực tế đầu tiên có thể chạy với tốc độ không đổi trong điều kiện trọng lượng thay đổi mới được sản xuất. Đây cũng là loại động cơ mang tính thay đổi tư duy nền công nghiệp và khiến động cơ điện được áp dụng rộng rãi.
- Năm 1880: Động cơ điện chính thức được đưa vào sử dụng cho mục đích thương mại.
- Năm 1887: Nikola Tesla đã phát minh ra động cơ điện cảm ứng AC xoay chiều. Tuy nhiên, loại động cơ này không phù hợp với các phương tiện giao thông đường bộ.
- Năm 1892: Động cơ điện cảm ứng được sản xuất thực tế, tiếp theo là roto cuộn dây thanh quay giúp cải tiến động cơ phù hợp với các phương tiện di chuyển.
- Năm 1891: Động cơ điện xoay chiều 3 pha bắt đầu được phát triển bởi General Electric
- Năm 2000: Động cơ điện AC và DC hiện được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp trên toàn cầu và là một phần không thể thiếu trong nhiều ứng dụng.
3. Các loại động cơ điện trên thị trường
Hiện này trên thị trường có rất nhiều loại động cơ điện từ lớn tới nhỏ, ứng dụng được trong nhiều mặt của cuộc sống. Tùy thuộc vào công nghệ, sản phẩm ‘đích’ mà sẽ có những loại động cơ điện phù hợp riêng. Dưới đây là một vài loại động cơ điện thường gặp trên thị trường:
- Động cơ điện AC: Đây là loại động cơ điện xoay chiều được ứng dụng phổ biến nhất trong các phương tiện di chuyển như: ô tô, xe máy điện, tàu điện, xe nâng,… Chúng hoạt động vào nam châm điện vĩnh cửu và nguyên lý cảm ứng từ trường. Do đó, động cơ điện AC gần như không cần phải bảo dưỡng định kỳ, tiện lợi cho người sử dụng.
- Động cơ điện DC: Là loại động cơ điện 1 chiều. Đây là loại động cơ được ứng dụng phổ biến nhất trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống như: đồ gia dụng, thiết bị, máy móc công nghiệp,…
- Động cơ điện 1 pha: Là loại động cơ sử dụng nguồn điện một pha. Đây là loại động cơ với công suất nhỏ, dễ dàng sửa chữa hoặc thay thế. Do đó, chúng được ứng dụng chủ yếu trong các loại máy móc, thiết bị dân dụng.
- Động cơ điện 3 pha: Khác với động cơ điện 1 pha. Động cơ điện 3 hoạt động theo nguyên lý hoạt động dùng dòng điện xoay chiều tạo ra công suất chuyển đổi lớn, chúng đáp ứng được nhiều công việc nặng trong các ngành công nghiệp, máy móc, thiết bị cỡ lớn.
4. Ứng dụng của động cơ điện trong đời sống
Ngày nay, với nhiều ưu điểm vượt trội mà động cơ điện được sử dụng hầu hết trong các lĩnh vực cuộc sống, từ dân dụng tới công nghiệp. Dưới đây là một vài ứng dụng nổi trội của động cơ điện:
- Máy móc công nghiệp: Động cơ điện được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Đặc biệt là các ngành công nghiệp may mặc, thực phẩm, kho vận….
- Trong xây dựng: Các thiệt bị cầm tay cỡ nhỏ hay các loại máy móc xây dựng cỡ vừa và lớn cũng đang dần bị thay thế bởi các thiết bị sử dụng điện.
- Trong y tế: Đây gần như là lĩnh vực sử dụng các thiết bị điện nhiều nhất. Phải đến hơn 90% các thiết bị được sử dụng trong lĩnh vực này.
- Trong đời sống dân dụng: Các loại thiết bị sử dụng trong gia đình như: ti vi, tủ lạnh, quạt,…
- Trong các phương tiện di chuyển: Ngày nay, động cơ điện ngày càng trở thành xu thế trong các phương tiện di chuyển như: ô tô, xe máy điện, tàu điện,…
- Trong ngành xe nâng: Xe nâng điện đã và đang dần thay thế các dòng xe nâng động cơ đốt truyền thống bởi nhiều ưu điểm nổi bật, tính ứng dụng cao, chi phí vận hành thấp. Ngày nay, bạn có thể dễ dàng bắt gặp xe nâng điện tại các nhà máy, kho xưởng,…
Xem thêm: Động cơ xe điện là gì? Phân loại và ứng dụng
II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện là gì?
Động cơ điện ngày càng trở nên phổ biến, chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống từ gia đình tới quy mô công nghiệp. Vậy động cơ điện có cấu tạo ra sao? Nguyên lý hoạt động của động cơ điện là gì?
1. Cấu tạo động cơ điện là gì?
Tùy thuộc vào công nghệ, dây truyền sản xuất, mục đích sử dụng mà mỗi loại động cơ điện lại có những sự khác biệt trong cấu tạo. Nhìn chung, ta có thể chia cấu tạo động cơ điện thành 2 bộ phận chính:
Phần tĩnh (stato):
- Lõi thép: Đây là bộ phận dẫn từ của động cơ, được làm từ một tấm thép dẫn điện hình trụ rỗng (dày từ 0,35 đến 0,5 mm) với các đường rãnh bên trong để quấn dây tạo từ trường.
- Dây quấn: Là bộ phận bên trong lõi thép, chúng thường được làm bằng đồng hoặc nhôm.
Phần động (roto):
- Lõi roto: Có kết câu đặc dạng trụ, được làm bằng các lá thép dẫn điện xếp trồng lên nhau. Trên bề mặt là các đường rãnh để đặt các thanh dẫn hoặc dây quấn.
- Dây quấn roto: Tương tự như dây quấn ở phần tĩnh (stato) nhưng với bán kính lớn hơn, tạo ra vùng điện tường lớn hơn.
2. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của động cơ điện chủ yếu trên phần tĩnh (stato) và phần động (roto). Khi cuộn dây trên rotor và stato được kết nối với nguồn điện, từ trường được hình thành bên trong cuộn dây. Sự tương tác từ trường của rotor và stator tạo ra chuyển động quay của rotor quanh trục (1 mô men).
III. Thông số kỹ thuật của động cơ điện
1. Hiệu suất chuyển hóa năng lượng của động cơ điện
Hiệu suất chuyển hóa năng lượng của động điện là một trong những chỉ số quan trọng nhất. Nó thể hiện kết quả nghiên cứu, phát triển và sản xuất của từng loại động cơ khác nhau. Trên thế giới, có 2 tiêu chuẩn về hiệu suất chuyển hóa năng lượng của động cơ điện là EFF và IEC. Cụ thể:
EFF: Đây là tiêu chuẩn được đặt ra bởi Uỷ Ban Quản Lý và Sử Dụng Năng Lượng Châu Âu (European Commission). Việc này nhắm khuyến khích và yêu cầu các đơn vị sản xuất động cơ điện theo những quy chuẩn chung nhằm đáp ứng các chỉ số về an toàn lao động, ô nhiễm môi trường. Trong tiêu chuẩn này, ngôn ngữ quốc tế gọi tắt là EFF1, EFF2, EFF3
- EFF3 (Standard Efficiency): Tiêu chuẩn cơ bản về hiệu suất chuyển hóa và bảo vệ môi trường
- EFF2 (Improved Efficiency): Tiêu chuẩn về tiết kiệm điện năng và bảo vệ môi trường đã được nâng cấp.
- EFF1 (High Efficiency): Tiêu chuẩn tiết kiệm điện năng và bảo vệ môi trường đã được xử lý ở công nghệ cao cấp.
IEC: Mặc dù hệ thống tiêu chuẩn tiêu thụ năng lượng EFF được sử dụng rộng rãi tại Châu Âu nhiều năm nhưng nó không phù hợp với một số quốc gia tại châu lục khác. Do đó, Uỷ ban về Tiêu Chuẩn Thiết Bị Điện Quốc Tế IEC (International Electrotechnical Commission) đã cho ra đời một hệ thống tiêu chuẩn mới có tính toàn cầu hơn.
- IE: Là tiêu chuẩn hiệu suất về sự chuyển hoá năng lượng từ điện năng sang cơ năng cho động cơ không đồng bộ ba pha điện áp thấp trong dải công suất từ 0.75 kW đến 375 kW.
- IE1 = Standard Efficiency (tương ứng với tiêu chuẩn EFF2- tiêu chuẩn về tiết kiệm điện năng và bảo vệ môi trường đã được nâng cấp).
- IE2 = High Efficiency (tương ứng với tiêu chuẩn EFF1 – tiêu chuẩn tiết kiệm năng và bảo vệ môi trường đã được xử lý ở công nghệ cao cấp).
- IE3 = Premium Efficiency
2. Thông số kĩ thuật của động cơ điện là gì?
Dưới đây là một vài thông số cơ bản của các loại động cơ điện:
Thông số kỹ thuật – Theo tiêu chuẩn IEC Công suất 0.18 – 315 kW Kích thước động cơ Size 80 – Size 355 Tiêu chuẩn an toàn IP55 – IP 66/Class F – Class H Thiết kế Chân đế (B3) – Mặt bích (B5/B35) Điện áp 220Δ/380λ/50/60 Hz Công nghệ AC/DC Tiêu chuẩn làm mát IC410 – IC411 Nhiệt độ môi tường lý tưởng – 20 °C tới 40 °C
IV. Các câu hỏi liên quan tới động cơ điện
1. Động cơ điện dùng có bền không?
Cũng giống như các loại động cơ, máy móc khác, động cơ điện cũng có tuổi thọ nhất định. Theo thống kê, trong cùng một điều kiện làm việc động cơ điện có tuổi thọ tốt hơn các loại động cơ khác khoảng 20%.
Bên cạnh đó, với cấu tạo đơn giản cùng nguồn năng lượng được sử dụng chính là điện. Động cơ điện (motor điện) có chi phí vận hành rất thấp (tiết kiệm hơn 90% so với động cơ đốt trong), ít hư hỏng, hầu như không cần bảo dưỡng. Chính vì vậy, động cơ điện hay các thiết bị sử dụng điện đang dần thay thế hoàn toàn các loại thiết bị truyền thống khác.
2. Khi tìm kiếm, sử dụng động cơ điện cần lưu ý điều gì?
Hiện nay, bạn có thể bắt gặp động cơ hoặc các thiết bị sự dụng động cơ điện ở bất cứ đâu, từ công việc cho tới cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, khi tìm kiếm và sử dụng động cơ điện nói riêng hay thiết bị sử dụng động cơ điện nói chung, người sử dụng cần lưu ý một vài điểm:
- Chú ý tới nguồn điện sử dụng. Một vài loại mô tơ điện yêu cầu dòng điện 1 pha, 3 pha,…
- Tìm kiếm sản phẩm có công suất phù hợp với công việc của bạn. Đôi khi việc lựa chọn động cơ điện công suất thấp sẽ không đáp ứng được công việc. Ngược lại. việc sử dụng thiết bị có công suất quá lớn có thể gây ra thiệt hại về kinh tế, làm tăng chi phí vận hành không cần thiết.
- Lựa chọn hãng sản xuất chất lượng. Việc tìm kiếm các dòng sản phẩm giá rẻ, hàng không rõ nguồn gốc, hàng kém chất lượng có thể dẫn đến các sự cố, tai nạn phát sinh trong quá trình sử dụng.
- Lựa chọn nhà cung cấp, phân phối uy tín, có quy mô. Việc tìm kiếm đại lý, nhà cung cấp sản phẩm cũng hết sức quan trọng. Bạn nên tìm tới các đơn vị có chính sách mua bán rõ ràng, cơ chế dịch vụ sau bán hàng chất lượng. Từ đó, bạn có thể an tâm hơn trong quá trình sử dụng.
3. Nên dùng động cơ đốt trong hay động cơ điện.
Động cơ điện hay động cơ đốt trong truyền thống đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Mỗi loại sẽ đáp ứng tốt trong từng điều kiện, nhu cầu công việc khác nhau. Dưới đây là một vài điểm khác biệt giữa động cơ điện và động cơ đốt trong:
Bảng so sánh động cơ điện và động cơ đốt trong Tiêu chí Động cơ điện
Động cơ đốt trong
Sức mạnh
- Mạnh mẽ.
- Đáp ứng tốt trong đời sống hoặc các nhành công nghiệp nặng.
- Sức mạnh trung bình.
- Phù hợp cho dân dụng, các thiết bị công nghiệp vừa và nhỏ.
Hiệu suất
- Hiệu suất thấp do thất thoát năng lượng, nhiệt lượng trong quá trình vận hành.
- Hao phí năng lượng.
- Hiệu suất cao do nguyên lý cảm ứng điện từ.
- Ít hao phí năng lượng.
Trọng lượng
- Kích thước lớn, trọng lượng cao.
- Thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng thấp.
Bảo trì, bảo dưỡng
- Cần bảo trì thường xuyên.
- Gần như không cần bảo trì, bảo dưỡng.
Sửa chữa
- Dễ dàng sữa chữa
- Sữa chữa khá phức tạp.
Chi phí đầu tư ban đầu
- Thấp
- Cao
Chi phí vận hành
- Cao
- Thấp
Vấn đề về môi trường
- Tạo ra khí thải.
- Gây ảnh hưởng tới sức khỏe người sử dụng trong thời gian dài.
- Tiếng ồn lớn
- Thân thiện với môi trường.
- Không tạo ra khí thải
- Tiếng ồn thấp
4. Xe nâng có dùng động cơ điện không?
Với sự ưu việt của động cơ điện, các hãng xe nâng đã và đang cho ra mắt các dòng sản phẩm xe nâng sử dụng điện thay thế có các dòng xe sử dụng động cơ đốt truyền thống (xe nâng dầu, xăng, gas,…).
Không nằm ngoài xu hướng đó, tại Việt Nam các dòng xe nâng điện từ nhỏ tới lớn đã và đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ các đơn vị nhỏ lẻ với các nhà máy, khu công nhiệp quy mô lớn. Với nhiều ưu điểm nổi bật như: chi phí vận hành thấp, thân thiện với môi trường, không cần bảo trì, bảo dưỡng,…. xe nâng điện đang dần thay thế các dòng xe nâng truyền thống trên thị trường.
Trong đó, Công ty Thiên Sơn – Hangcha Việt Nam là đơn vị đi đầu cung cấp các dòng sản phẩm thiết bị kho, xe nâng hàng sử dụng động cơ điện. Với hệ thống showroom, chi nhánh trải rộng trên toàn quốc cùng các dòng sản phẩm đa dạng, chất lượng,… xe nâng Hangcha là một trong những lựa chọn hàng đầu được nhiều khách hàng, doanh nghiệp tin dùng.
Trên đây là những thông tin chính liên quan tới động cơ điện. Có thể nói, kỷ nguyên xe điện và các nguồn năng lượng xanh đã đến rất gần và là xu thế tương lai trong mọi lĩnh vực. Ngay từ bây giờ, việc trang bị các kiến thức, hiểu biết và ứng dụng sớm sẽ đem lại lợi thế vô cùng trong tương lai. Nếu bạn còn băn khoăn về động cơ điện hoặc đang tìm kiếm các dòng sản phẩm liên quan. Đừng ngần ngại, hãy liên hệ ngay tới chúng tôi qua Hotline: 0869.28.5225 để được tư vấn và hỗ trợ tốt nhất.
