Ba loại động cơ DC chính được phân loại dựa trên phương pháp kích thích của chúng (tức là tạo ra từ trường stato), cụ thể là: động cơ DC kích thích riêng biệt, động cơ DC kích thích song song và động cơ DC kích thích nối tiếp.
Chúng có sự khác biệt đáng kể về cấu trúc, đặc điểm và tình huống ứng dụng như sau:
1. Động cơ DC kích từ riêng biệt
nguyên tắc cốt lõi
Cuộn dây kích thích của stato (cuộn dây tạo ra từ trường) được cấp nguồn bởi nguồn điện DC độc lập, khác với cuộn dây phần ứng của rôto (cuộn dây tạo ra mô-men xoắn điện từ).
Các mạch điện của hai mạch này tách biệt với nhau và không ảnh hưởng đến nhau.
Các tính năng chính
Độ chính xác điều khiển cao: Dòng điện kích thích và dòng điện phần ứng có thể được điều chỉnh độc lập, do đó việc điều khiển tốc độ và mô-men xoắn rất chính xác.
Phạm vi tốc độ rộng: Bằng cách điều chỉnh dòng điện kích thích, có thể đạt được phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng hơn hoặc thấp hơn tốc độ định mức.
Chi phí cao: Do cần có nguồn điện kích thích độc lập bổ sung nên chi phí thiết bị ban đầu và độ phức tạp của mạch cao hơn.
Ứng dụng điển hình
Phù hợp với các tình huống đòi hỏi độ chính xác điều khiển cao, chẳng hạn như:
Máy công cụ công nghiệp (máy tiện, máy phay, v.v.)
Hệ thống servo robot
Kiểm soát lực kéo của xe điện
2. Động cơ DC dây quấn phân lưu
nguyên tắc cốt lõi
Cuộn dây kích thích của stato được kết nối song song với cuộn dây phần ứng của rôto và chúng chia sẻ cùng một nguồn điện DC.
Điện trở của cuộn dây kích thích cao nên dòng điện kích thích chạy qua nhỏ và ổn định.
Các tính năng chính
Tốc độ ổn định: Khi tải thay đổi, sự dao động tốc độ là tối thiểu và gần như không đổi (vì dòng điện kích thích không bị ảnh hưởng bởi tải nên cường độ từ trường ổn định).
Mô-men xoắn vừa phải: Mô-men xoắn khởi động ở mức vừa phải, phù hợp để thiết bị chạy trơn tru và không phù hợp để khởi động tải nặng.
Cấu trúc đơn giản: Không cần nguồn điện kích thích độc lập, bảo trì dễ dàng và chi phí thấp hơn so với các động cơ kích thích khác.
Ứng dụng điển hình
Phù hợp với các thiết bị yêu cầu tốc độ quay ổn định như:
Máy bơm nước ly tâm, quạt thông gió
Băng tải, máy nén
Máy in, máy dệt
3. Động cơ DC nối tiếp
nguyên tắc cốt lõi
Cuộn dây kích từ của stato được nối tiếp với cuộn dây phần ứng của rôto và cùng một dòng điện chạy qua cả cuộn dây kích từ và cuộn dây phần ứng, do đó cường độ từ trường tỷ lệ thuận với dòng điện phần ứng.
Các tính năng chính
Mô-men xoắn khởi động cực cao: Khi khởi động, dòng điện phần ứng đạt mức tối đa và từ trường mạnh nhất, có thể tạo ra mô-men xoắn khởi động vượt xa các loại động cơ DC khác.
Tốc độ thay đổi đáng kể theo tải: khi tải giảm, tốc độ sẽ tăng đột ngột (thậm chí có thể làm hỏng động cơ do “bay”);
Khi tải trọng tăng, tốc độ giảm đáng kể.
Cấu trúc chắc chắn: Cuộn dây kích thích có điện trở thấp, ít vòng, cấu trúc đơn giản và bền, phù hợp với điều kiện làm việc khắc nghiệt.
Ứng dụng điển hình
Phù hợp với thiết bị hạng nặng yêu cầu mô-men xoắn khởi động lớn, chẳng hạn như:
Đầu máy xe lửa điện, xe điện
Cần cẩu, tời
Động cơ khởi động động cơ đốt trong (như động cơ khởi động ô tô)