BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI
HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ
CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

MÁY CẮT GỌT TRÁI CÂY

GVHD: NGUYỄN THỊ LƯỠNG
SVTH : NGUYỄN HỮU HOÀNG MINH
MSSV: 12151139

SKL005353

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp.Hồ Chí Minh,ngày

tháng

năm 2017

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MSSV:12151139

Họ và tên sinh viên:Nguyễn Hữu Hoàng

Lớp: 12151CLC

Minh Ngành:CNKT Điều khiển và Tự động

ĐT: 0903686917

hóa Giảng viên hướng dẫn:TS.Nguyễn Thị

Ngày nộp:

Lưỡng Ngày nhận đề tài:

1.Tên đề tài:
2.Các số liệu,tài liệu ban đầu:

3.Nội dung thực hiện đề tài:

4.Sản phẩm:
TRƯỞNG NGÀNH

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Khoa ĐTCLC-ĐH SPKT TP.HCM
1


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc


PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: ...........................................................
Ngành: .......................................................................................................................
Tên đề tài: .................................................................................................................

..................................................................................................................................
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: ................................................................................
..................................................................................................................................
NHẬN XÉT:
1.Về nội dung đề tài &Khối lượng thực hiện: ............................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
4.Đề nghị cho bảo vệ hay không?
..................................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
..................................................................................................................................
6. Điểm:. . . . . . . . .
..................................................................................................................................
Giáo viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

Khoa ĐTCLC - ĐH HCM TP.HCM
2


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên sinh viên: ...........................................................
Ngành: .......................................................................................................................
Tên đề tài: .................................................................................................................

..................................................................................................................................
Họ và tên Giáo viên phản biện: ..................................................................................
..................................................................................................................................
NHẬN XÉT:
1.Về nội dung đề tài &Khối lượng thực hiện: ............................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
4.Đề nghị cho bảo vệ hay không?
..................................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
..................................................................................................................................
6. Điểm:. . . . . . . . .
..................................................................................................................................
Giáo viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)

Khoa ĐTCLC - ĐH HCM TP.HCM
3


Lời cảm ơn
Nhóm khơng thể theo đuổi và hồn thành đề tài của luận văn tốt nghiệp
trong vòng 16 tuần nếu khơng có sự giúp đỡ của những người thân và bạn bè
xung quanh. Do vậy, với trân trọng và cảm kích, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến
thầy cơ, những người thân trong gia đình và bạn bè xung quanh đã chăm sóc,
an ủi khi gặp trở ngại và động viên nhóm để thực hiện luận văn.
Lời cảm ơn đầu tiên, tôi xin chân thành gửi đến Cô Nguyễn Thị Lưỡng người
đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt các kiến thức giúp tơi hồn thành luận
văn này.. Điều quan trọng nhất là TS. Nguyễn Thị Lưỡng hướng tôi tìm được
con đường nghiên cứu các thuật tốn mới có tính ứng dụng cao ngồi thực
tiễn, và rất phù hợp với sở thích và niềm đam mê của tơi.Cơ các kiến thức rất
bổ ích và q giá trong q trình học tập để ứng dụng vào nghiên cứu và phát
triển đề tài này cũng như ứng dụng vào công việc sau này.
Tôi cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn đại học khóa
2012-2013 đã động viên, giúp đỡ, trao đổi kiến thức với nhau trong suốt khóa học.


Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, hỗ trợ, tạo
điều kiện và động viên về vật chất lẫn tinh thần của các thành viên
trong gia đình trong suốt thời gian qua.
Tp.HCM,13 tháng 7 năm 2017.
Sinh viên thực hiện đề tài

4


TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Máy cắt gọt trái cây là một đề tài có tính ứng dụng thực tiễn đời sống hàng
ngày. Phương pháp điều khiển để đạt hiệu suất cao khi cắt gọt đó là việc kết
hợp điều khiển tốc độ 2 động cơ.Một là động cơ dao cắt,hai là động cơ xoay
trái cây. Kết hợp với cơ cấu giữ chặt trái cây để tránh việc trái cây bị rơi ra
trong quá trình cắt gọt. Máy cắt gọt trái cây bao gồm:3 động cơ DC có hộp số
trong đó một động cơ dùng để điều khiển cơ cấu giữ trái cây,một động cơ
dùng để xoay trái cây và động cơ còn lại dùng để điều khiển cơ cấu dao gọt
trái cây. 3 động cơ trên được điều khiển bằng arduino uno R3 kết hợp với
module công suất VNH30A.Ưu điểm khi sử dụng arduino là giá thành rẻ và rất
dễ lập trình nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu điều khiển đặt ra.

5


ABSTRACT
Fruit cutter is a topic having a practical application in daily life. The control
method which is considered achieve the highest efficiency when cutting fruits are
the combination of two engine control. One is a knife engine, the other is a rotary
engine. With the combination of keeping fruit mechanism in order to avoid fruit

falling off during cutting. Fruit cutter consist of three DC motors with gearboxes in
which a motor is used to control the fruit-holding mechanism, a rotary engine and
the other engine for manipulating the blade mechanism. The three motors are
controlled by arduino uno R3 in combination with the VNH30A power module. The
advantage of using arduino is that it is quite cheap and very easy to program but
still requires a lot of control.

6


MỤC LỤC
Trang phụ bìa

TRANG

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp......................................................................................................... i
Trang phiếu nhận xét của giáo viên hướng dẫn............................................................ ii
Trang phiếu nhận xét của giáo viên phản biện............................................................... iii
Lời cảm ơn.......................................................................................................................................... iv
Tóm tắt.................................................................................................................................................. v
Mục lục.................................................................................................................................................. vi
Danh sách các hình ảnh.............................................................................................................. vii
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN............................................................................................................ 12
1.1 Lời nói đầu.................................................................................................................................. 13
1.2 Mục tiêu đề tài........................................................................................................................... 13
1.3 Giới hạn đề tài........................................................................................................................... 13
1.4 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................................. 13
1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn................................................................................................ 14
CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT.............................................................................................. 15
2.1 Các loại máy gọt trái cây..................................................................................................... 16

2.1.1 Máy gọt vỏ dùng tay quay............................................................................................... 16
2.1.2 Máy gọt vỏ bán tự động chạy điện............................................................................. 17
2.2 Các loại động cơ...................................................................................................................... 18
2.2.1 Tổng quan về động cơ...................................................................................................... 18
2.2.2 Động cơ điện một chiều................................................................................................... 20
2.2.2.1 Khái niệm.............................................................................................................................. 20
2.2.2.2 Cấu tạo động cơ điện một chiều............................................................................. 20
2.2.2.3 Phân loại động cơ điện một chiều.......................................................................... 22
7


2.2.2.4 Ưu điểm,nhược điểm của động cơ điện một chiều...................................... 23
2.2.2.5 Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập......................... 23
2.2.2.6 Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều...............27
2.2.3 Động cơ điện xoay chiều................................................................................................. 30
2.2.3.1 Khái niệm.............................................................................................................................. 30
2.2.3.2 Nguyên lý hoạt động...................................................................................................... 31
2.2.3.3 Phân loại động cơ điện xoay chiều....................................................................... 32
2.3 Phương pháp điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều bằng xung PWM
................................................................................................................................................................... 32

2.3.1 Nguyên lý xung PWM......................................................................................................... 32
2.3.2 Cách tạo xung PWM........................................................................................................... 34
2.4 Giới thiệu về Arduino............................................................................................................ 36
2.4.1 Vài nét về Arduino............................................................................................................... 36
2.4.2 Các tập lệnh trong Arduino............................................................................................ 42
2.4.2.1 Các lệnh về cấu trúc....................................................................................................... 42
2.4.2.2 Các lệnh về giá trị............................................................................................................ 47
2.4.2.3 Các lệnh về hàm và thủ tục........................................................................................ 51
CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG PHẦN CỨNG...................................................... 54

3.1 Mơ hình máy gọt trái cây..................................................................................................... 55
3.2 Giới thiệu về mạch điều khiển động cơ VNH2SP30A.......................................... 56
3.3 Giới thiệu về Arduino Uno R3........................................................................................... 57
3.4 Kết nối các thiết bị.................................................................................................................. 62
CHƯƠNG 4:LẬP TRÌNH PHẦN MỀM..................................................................................... 64
4.1 Quy trình hoạt động của máy........................................................................................... 65
4.4 Lưu đồ giải thuật của máy.................................................................................................. 65
4.5 Viết code....................................................................................................................................... 66
8


CHƯƠNG 5:KẾT QUẢ THI CƠNG VÀ THỰC NGHIỆM.................................................. 72
5.1 Mơ hình sản phẩm sau khi hồn thành....................................................................... 73
5.2 Chạy thử nghiệm..................................................................................................................... 75
5.3 Những hạn chế của đề tài................................................................................................... 75
5.4 Hướng phát triển..................................................................................................................... 75
Tài liệu tham khảo........................................................................................................................... 76

9


DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Trái cây cắm ngang.
Hình 2.2:Trái cây cắm thẳng đứng.
Hình 2.3:Máy gọt hoa quả bằng điện.(Kiểu 1)
Hình 2.4:Máy gọt hoa quả bằng điện.(Kiểu 2)
Hình 2.5:Phân loại động cơ điện.
Hình 2.6:Sơ đồ nối dây của động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Hình 2.7: Đặc tính cơ điện và đặc tính cơ của động cơ điện một chiều.
Hình 2.8:Đường đặc tính của động cơ khi thêm Rp.

Hình 2.9:Đường đặc tính tốc độ khi thay đổi Uư.
Hình 2.10:Động cơ điện xoay chiều 1 pha.
Hình 2.11:Động cơ điên xoay chiều 3 pha.
Hình 2.12:Nguyên lý hoạt động của động cơ điện xoay
chiều. Hình 2.13:Giản đồ xung chân điều khiển và dạng
điện Hình 2.14 :Đồ thị dạng xung điều chế PWM

Hình 2.15:Tạo xung bằng phương pháp so sánh.
Hình 2.16:Tạo xung PWM bằng phần mềm.
Hình 2.17:Mạch Arduino sử dụng cổng RS-232.
Hình 2.18: Mạch Arduino Signle-Sided Serial.
Hình 2.19:Mạch Arduino USB.
Hình 2.20:Mạch Arduino Extreme.
10


Hình 2.21:Mạch Arduino NG.
Hình 2.22:Mạch Arduino Diecimila.
Hình 2.23:Mạch Arduino Duemilanove.
Hình 2.24:Mạch Arduino SMD.
Hình 2.25:Mạch Arduino Ethernet.
Hình 2.26:Mạch Arduino Leonardo.
Hình 2.27:Mạch Arduino Mega 2560.
Hình 2.28: Lưu đồ hoạt động của lệnh setup() và loop()
Hình 2.29: Ý nghĩa các phép tốn tử so sánh.
Hình 2.30:Ý nghĩa các phép tốn logic.
Hình 2.31:Các kiểu giá trị của TYPE.
-------Hình 3.1:Mơ hình máy đầu tiên.
Hình 3.2:Máy gọt sau khi đã được gia cố.
Hình 3.3:Mạch cầu H VNH2SP30A

Hình 3.4:Các thơng số của Arduino Uno R3.
Hình 3.5:Các chân vào ra của Arduino.
Hình 3.6:Arduino IDE.
Hình 3.7:Sơ đồ đi dây các thiết bị với ArduinoUno R3.
Hình 5.1 :Hình ảnh tổng quan của máy sau khi thi cơng.
Hình 5.2 :Cơ cấu dao gọt.
11


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

12


1.1Lời nói đầu
Trong cuộc sống ngày càng hiện đại của thế giới, đất nước ta đang đổi mới và
bước vào kì cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa ,vừa xây dựng vật chất cơ sở kĩ thuật vừa
phát triển đất nước. Điều đó địi hỏi phải nghiên cứu và áp dụng những dây
chuyền,máy móc và thiết bị hiện đại,có khả năng tự đơng hóa cao để đưa cơng nghệ
vào mọi lĩnh vực trong cuộc sống.Hiện nay,hoa quả đang rất được ưa chuộng bởi
những lợi ích mà nó mang lại như cung cấp các vitamin,dưỡng chất thiết yếu cho con
người,nhưng để có thể chế biến được các món làm từ trái cây ngon như sinh tố
kem...chúng ta thường phải trải qua bước sơ chế đầu tiên và khơng kém phần quan
trọng đó là loại bỏ phần vỏ bên ngồi.Cơng việc này thường tốn rất nhiều thời gian và
thường không đạt hiệu suất cao do phải làm thủ công.Nắm bắt được nhu cầu này
cùng với những kiến thức đã được học,tôi đã quyết định thực hiện đề tài “Máy cắt gọt
trái cây” nhằm nâng cao hiệu suất cũng như giảm công lao động cho con người.

1.2 Mục tiêu đề tài
Thiết kế và chế tạo mơ hình máy gọt vỏ hoa quả phục vụ cho việc

học tập,nghiên cứu và ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống hằng ngày.
1.3 Giới hạn đề tài
Trong khuôn khổ 16 tuần thực hiện luận văn tốt nghiệp đại
học, những mục tiêu của đề tài được đưa ra như sau:
+ Thi cơng hồn thành máy gọt vỏ hoa quả.
+ Gọt được những trái có hình trịn hoặc bầu dục,có vỏ mỏng và mềm

như bom,lê,táo,kiwi,dưa lưới,dưa gang....
+ Nghiên cứu lập trình được trên vi điều khiển Arduino.
+ Nghiên cứu về phương pháp điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều.

+ Tiến hành gọt thực tế để đánh giá hiệu suất của máy.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
-Xây dựng bản vẽ dựa trên thực tế từ quy trình gọt thủ cơng và một
số loại máy gọt có sẵn trên thị trường.
13


-Thi cơng chế tạo hồn thành máy cắt gọt và tiến hành gọt thử các
loại trái cây từ đó chỉnh sửa các lỗi cơ khí cũng như điện tử để hoàn
thiện cũng như nâng cao hiệu suất và năng suất của máy.
1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn
Việc chế tạo máy gọt vỏ hoa quả giúp giảm đáng kể công sức lao
động của con người trong việc chế biến các sản phẩm có nguồn gốc từ
trái cây. Đồng thời góp phần xây dựng mơ hình thực tế phục vụ việc
tham khảo học tập của các sinh viên ngành điện tử ,cơ khí.

14



CHƯƠNG 2:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT

15


2.1 Các loại máy gọt vỏ hoa quả
2.1.1 Máy gọt vỏ hoa quả bằng tay
Các loại máy gọt vỏ hoa quả bằng tay thường rất đơn giản,gồm một dao bào và
một trục cố định để cắm quả vào.Có 2 cách cắm: Cắm trái nằm ngang(Hình 2.1)và cắm
thẳng đứng(Hình 2.2),cách thức hoạt động của cả 2 loại đều giống nhau.

Hình 2.1: Trái cây cắm ngang.

Hình 2.2:Trái cây cắm thẳng đứng.
16


Khi sử dụng,tiến hành cắm trái cây vào trục giữ trái cây,dùng tay điều
chỉnh dao bào áp sát vào trái cây ở đỉnh.Sau đó tiến hành quay tay quay,lưỡi
dao sẽ di chuyển dọc theo trái cây và gọt vỏ ra theo hình xoắn trơn ốc. Khi hết
vỏ,người dùng bẻ dao ra và lấy trái cây ra.Trong lúc gọt cần quay đều tay,nếu
bị kẹt phải quay ngược lại để điều chỉnh dao gọt rồi mới tiến hành gọt tiếp.
Các loại máy gọt hoa quả bằng tay thích hợp gọt các loại trái nhỏ,chỉ đáp ứng
được cho nhu cầu hằng ngày của các hộ gia đình vì năng suất nhỏ và phải làm thủ
cơng bằng tay.Ngồi ra khi gọt cần phải cố định máy trên mặt phẳng . Các bộ phận
của máy thường làm bằng nhựa nên khơng chắc chắn và có tuổi thọ không cao.

2.1.2 Máy gọt vỏ hoa quả bằng điện
Cách thức hoạt động của máy bằng điện cũng tương tự như gọt

bằng tay quay.Nhưng khác nhau ở chỗ nguồn điện thay thế cho sức
người để làm quay tay quay(Hình 2.3,2.4)

Hình 2.3:Máy gọt hoa quả bằng điện.(Kiểu 1)

17


Hình 2.4:Máy gọt hoa quả bằng điện.(Kiểu 2)
Máy gọt vỏ bằng điện có thêm bộ phận giữ phía trên để đảm bảo trái cây không
rơi ra.Khi sử dụng, cắm trái cây vào trục,áp bộ phận giữ vào đỉnh trái cây,sau đó điều
chỉnh lưỡi dao áp sát vào đỉnh trái cây,tiến hành nhấn nút và máy sẽ tự động quay đều
gọt vỏ trái cây theo hình xoắn trơn ốc và tự dừng khi gọt xong.

2.2 Các loại động cơ.
2.2.1 Tổng quan về động cơ
Động cơ điện là máy điện dùng để chuyển đổi điện năng thành cơ năng. Từ
những đồ dùng phổ biến trong gia đình hằng ngày như quạt điện,máy giặt,máy
bơm nước... đến những máy móc đồ sộ trong cơng nghiệp như máy khoan,máy
tiện,máy trộn...hoặc những ổ cứng trong máy tính cũng đều là động cơ điện.

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ điện:
Phần chính của động cơ điện gồm phần đứng yên stator và phần chuyển động
rotor được quấn nhiều vịng dây dẫn hay có nam châm vĩnh cửu. Khi cuộn dây trên
rotor và stator được nối với nguồn điện, xung quanh nó tồn tại các từ trường, sự

18


tương tác từ trường của rotor và stator tạo ra chuyển động quay rotor

quanh trục hay 1 momen.
Nguyên lý điện từ là nguyên tắc hoạt động của phần lớn động cơ điện, nhưng các loại
động cơ dựa trên những nguyên lý khác như lực tĩnh điện và hiệu ứng áp điện cũng được sử
dụng. Nguyên lý cơ bản mà các động cơ điện từ dựa vào là có một lực cơ học trên một cuộn
dây có dịng điện chạy qua nằm trong một từ trường. Lực này theo mô tả của định luật Lorentz
và vng góc với cuộn dây và cả với từ

trường.

Phần lớn động cơ từ đều

xoay nhưng cũng có động cơ tuyến tính. Trong

động cơ xoay,

phần chuyển động được gọi là rotor và phần đứng yên là stator.

Phân loại động cơ điện:
Các loại động cơ điện được phân loại theo sơ đồ (Hình 2.5)

Hình 2.5:Phân loại động cơ điện.
Các phương pháp điều khiển động cơ:

19


Có rất nhiều phương pháp điều khiển động cơ như thay đổi đấu sao tam
giác;điều khiển bằng cách thay đổi điện áp,thay đổi số đôi cực từ và dùng
biến tần thay đổi tần số dẫn đến thay đổi tốc độ động cơ.Với các loại khác
nhau chúng ta có các phương pháp thay đổi tốc độ khác nhau:


+Động cơ không đồng bộ ba pha dây quấn: Thay đổi sao-tam
giác,thay đổi điện trở đặt vào rotor.
+Động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc:Dùng biến tần...
+Động cơ điện một chiều:Thay đổi điện áp,thay đổi bằng cách băm xung.

+Động cơ xoay chiều một pha:Dùng biến tần,thay đổi điện áp...
2.2.2 Động cơ điện một chiều
2.2.2.1 Khái niệm
Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng
điện một chiều. 2.2.2.2 Cấu tạo của động cơ điện một chiều
-Cấu tạo của động cơ điện một chiều thường có 2 phần chính :Phần
tĩnh và phần động.
+Phần tĩnh hay stato hay cịn gọi là phần kích từ động cơ, là bộ
phận sinh ra từ trường nó gồm có:
Cực từ chính: Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn
kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật
điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt. Trong động cơ điện nhỏ
có thể dùng thép khối. Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông.Dây
quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đềuđược
bọc cách điện kỹ thành một khối, tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ.
Các cuộn dây kích từ được đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau

Cực từ phụ: Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính. Lõi thép của
cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt
dây quấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ
được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông.
20



Gông từ: Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm
vỏ máy. Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và
hàn lại, trong máy điện lớn thường dùng thép đúc. Có khi trong động
cơ điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy.
Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn và an
toàn cho người khỏi chạm vào điện. Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy cịn có tác
dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp này nắp máy thường làm bằng gang.

Cơ cấu chổi than: Để đưa dòng điện từ phần quay ra ngồi. Cơ cấu chổi
than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lị xo tì chặt
lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện
với giá. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than
cho đúng chỗ, sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại.
+Phần động hay rotor bao gồm các bô phận sau:
Phần sinh ra sức điện động :Mạch từ được làm bằng vật liệu sắt từ (lá thép kĩ
thuật) xếp lại với nhau.Trên mạch từ có các rãnh để lồng dây quấn phần
ứng.Cuộn dây phần ứng: Gồm nhiều bối dây nối với nhau theo một qui luật nhất
định. Mỗi bối dây gồm nhiều vòng dây các đầu dây của bối dây được nối với các
phiến đồng gọi là phiến góp, các phiến góp đó được ghép cách điện với nhau và
cách điện với trục gọi là cổ góp hay vành góp.Tỳ trên cổ góp là cặp trổi than làm
bằng than graphit và được ghép sát vào thành cổ góp nhờ lò xo.
Lõi sắt phần ứng: Dùng để dẫn từ, thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày
0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dịng điện
xốy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn
vào. Trong những động cơ trung bình trở lên người ta cịn dập những lỗ thơng gió để
khi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thơng gió dọc trục. Trong những
động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành những đoạn nhỏ, giữa những đoạn
ấy có để một khe hở gọi là khe hở thơng gió. Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở
làm nguội dây quấn và lõi sắt.Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt


21


phần ứng được ép trực tiếp vào trục. Trong động cơ điện lớn, giữa trục
và lõi sắt có đặt giá rơto. Dùng giá rơto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật
điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto.
Dây quấn phần ứng: Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động
và có dịng điện chạy qua, dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có
bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ có cơng suất dưới vài Kw thường dùng
dây có tiết diện trịn. Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện
chữ nhật,dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép. Để tránh
khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc
đai chặt dây quấn. Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay bakelit.

Cổ góp: Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau
bằng lớp mica dày từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trục trịn. Hai
đầu trục trịn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và trụ
tròn cũng cách điện bằng mica. Đi vành góp có cao lên một ít để hàn các
đầu dây của các phần tử dây quấn và các phiến góp được dễ dàng.

2.2.2.3Phân loại động cơ điện một chiều
Khi xem xét động cơ điện một chiều cũng như máy phát điện một
chiều người ta phân loại theo cách kích thích từ các động cơ. Theo
đó ta có 4 loại động cơ điện một chiều thường sử dụng:
+ Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Phần ứng và phần kích

từ được cung cấp từ hai nguồn riêng rẽ.
+ Động cơ điện một chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ

được mắc song song với phần ứng.

+Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ được
mắc nối tiếp với phần ứng.
22


+ Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp: Gồm có 2 cuộn dây kích từ,
một cuộn mắc song song với phần ứng và một cuộn mắc nối tiếp với phần ứng.

2.2.2.4Ưu điểm,nhược điểm của động cơ điện một chiều
Do tính ưu việt của hệ thống điện xoay chiều: để sản xuất, để truyền tải..., cả máy
phát và động cơ điện xoay chiều đều có cấu tạo đơn giản và công suất lớn, dễ vận
hành... mà máy điện (động cơ điện) xoay chiều ngày càng được sử dụng rộng rãi và
phổ biến. Tuy nhiên động cơ điện một chiều vẫn giữ một vị trí nhất định trong cơng
nghiệp giao thơng vận tải, và nói chung ở các thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên
tục trong phạm vi rộng (như trong máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện...).
Mặc dù so với động cơ không đồng bộ để chế tạo động cơ điện một chiều cùng cỡ thì
giá thành đắt hơn do sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo bảo quản cổ góp phức
tạp hơn. Nhưng do những ưu điểm của nó mà máy điện một chiều vẫn không thể thiếu
trong nền sản xuất hiện

đại.

Song ưu điểm lớn nhất của

động cơ điện một chiều là điều chỉnh tốc độ và
khả năng quá tải. Nếu như bản thân động cơ không đồng bộ không thể đáp ứng
được hoặc nếu đáp ứng được thì phải chi phí các thiết bị biến đổi đi kèm (như bộ biến
tần....) rất đắt tiền thì động cơ điện một chiều khơng những có thể điều chỉnh rộng

và chính xác mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn

đồng thời lại đạt chất lượng cao.
Nhược điểm chủ yếu của động cơ điện một chiều là có hệ thống cổ góp - chổi
than nên vận hành kém tin cậy và khơng an tồn trong các mơi trường rung

chấn, dễ cháy nổ.
2.2.2.5Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Khi nguồn một chiều có cơng suất khơng đủ lớn thì mạch điện phần ứng

23


và mạch điện kích từ mắc vào hai nguồn độc lập nhau. Lúc này động
cơ được gọi là động cơ điện một chiều kích từ độc lập(Hình2.6)

Hình 2.6:Sơ đồ nối dây của động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Ta có phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng như sau:

Uư = Eư + (Rư + Rf )Iư
Trong đó:
Uư : Điện áp phần ứng, V
Eư : Sức điện động phần ứng, V
Rư : Điện trở mạch phần ứng Ω
Iư : Dòng điện của mạch phần ứng, A
Với: Rư = rư + rcf + rb + rct
rư : Điện trở cuộn dây phần ứng
rcf : Điện trở cuộn dây cực từ phụ
rct : Điện trở tiếp xúc cuộn bù
24