
1 nguyên lý tạo ra moment
Đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm. Nó đi từ cực bắc đến
cực nam.
Khi đặt một nam châm khác ở giữa hai cực từ, sự hút và đẩy của hai nam châm làm
cho nam châm đặt giữa quay xung quanh tâm của nó. (Hình 7 a)
Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức từ khác. Nó
dường như trở nên ngắn hơn và cố đẩy những đường sức từ gần nó ra xa. Đó là
nguyên nhân làm cho nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ.
Trong động cơ thực tế, phần giữa là khung dây. Giả sử, chúng ta có một
khung dây quấn như trên Hình 7 b. Khi dòng điện chạy xuyên qua khung dây, từ
thông sẽ xuyên qua khung dây.
Chiều của đường sức từ sinh ra trên khung dây được xác định bằng qui tắc
vặn nút chai.
Khi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn (dày
hơn). Khi chiều của từ trường đối ngược, thì đường sức từ trở nên yếu đi (thưa
hơn).
Bản chất của đường sức từ
thường trở nên ngắn đi và cố đẩy những đường sức từ khác ra xa nó tạo ra lực.
Lực sinh ra trên khung dây cung cấp năng lượng làm quay động cơ điện.
Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay. Tuy nhiên, nó chỉ
có thể tiếp tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ.
Bằng cách gắn cổ góp và chổi than vào khung dây, dòng điện chạy qua dây
dẫn từ sau đến trước phía cực bắc, trong khi dòng điện chạy từ trước ra sau
phía cực nam và duy trì như vậy. Điều đó làm nam châm tiếp tục quay.

2 Hoạt động trong thực tế
Để ứng dụng lý thuyết này trong thực tế, trước tiên, người ta phải
quấn nhiều khung dây để tăng từ thông từ đó sinh ra moment lớn. Tiếp theo,
người ta đặt một lõi thép bên trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông và
tạo ra moment lớn.
Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, người ta có thể dùng nam châm điện
làm phẩn cảm.
Quan hệ giữa cực từ của nam châm và dòng điện chạy qua nó có thể dùng
qui tắc bàn tay phải để giải thích. Hướng tất cả bốn ngón tay, trừ ngón tay cái
của bàn tay phải theo chiều của dòng điện đi qua cuộn dây. Khi đó, ngón cái sẽ
chỉ chiều của cực bắc.
Để tốc độ động cơ quay cao và quay êm, người ta dùng nhiều khung dây.
Từ những lý thuyết trên, người ta thiết kế nên máy khởi động trong thực
tế.
Cuộn dây phần ứng được quấn như Hình 5. Hai đầu của hai khung dây cạnh nhau được hàn với cùng một phiến đồng trên cổ góp. Dòng điện chạy từ chổi than dương dến âm qua các khung dâu mắc nối tiếp.
Nếu nhìn từ phía bánh răng bendix, thì dòng điện có chiều như Hình 6.
Khi đó, chiều của dòng điện chạy qua các khung dây trong cùng một phần tư rotor là như nhau. Và nhờ thế chiều của từ trường sinh ra ở mỗi khung sẽ không đổi khi cổ góp quay.

Nhờ sự bố
trí các khung dây trong phần cảm và phần ứng mà sinh ra lực từ làm quay phần
ứng.
Rotor quay theo chiều kim đồng hồ theo qui luật bàn tay trái.
Động cơ điện một chiều được chia làm 3 loại tùy theo phương pháp đấu
dây.
- Loại mắc nối tiếp: Moment phát ra lớn nhất khi bắt đầu
quay, được dùng chủ yếu trong máy khởi động.
- Loại mắc song song: Ít dao động về tốc độ, giống như loại
dùng nam châm vình cửu.
- Loại mắc hỗn hợp: Có cả đặc điểm của hai loại trên, thường
dùng để khởi động động cơ lớn.

3 Đặc tính của motor khởi động một chiều
Mối quan hệ giữa tốc độ,
moment và cường độ dòng điện
Về cơ bản mạch điện của motor chỉ là các cuộn
dây. Giá trị điện trở trong mạch rất nhỏ vì chỉ có điện trở của các cuộn dây.
Theo định luật Ohm giá trị dòng điện sẽ tăng rất lớn khi điện áp accu (12 V) là
không đổi và giá trị điện trở của mạch là rất nhỏ. Kết quả là có dòng điện lớn
đi tới máy khởi động và moment xoắn cực đại được tạo ra ngay khi máy khởi động
bắt đầu làm việc. Vì motor và máy phát điện có cấu tạo tư*ơng tự nhau, nên điện
áp theo chiều ngược lại (sức điện động đảo chiều) được tạo ra khi motor quay
làm giảm dòng một chiều. Vì sức điện động cảm ứng này tăng lên khi tốc độ máy
khởi động tăng lên do đó dòng điện chạy qua motor giảm đi làm cho moment xoắn
và dòng một chiều cũng giảm theo.
- Tỷ số truyền giữa bánh răng dẫn động và vành răng xấp xỉ từ 1 :10 tới
1:15.
- Công suất đầu ra của máy khởi động khi mới bắt đầu làm việc là rất
thấp vì moment xoắn lớn và tốc độ của máy khởi động thấp nhưng công suất này
tăng lên tới giá trị cực đại theo sự thay đổi của moment xoắn và tốc độ của máy
khởi động và sau đó giảm đi. Công suất máy khởi động được biểu diễn bằng đường
cong trên hình vẽ theo sự thay đổi của moment xoắn và tốc độ của máy khởi
động.
Mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp
Khi máy khởi động bắt đầu làm việc, điện áp ở cực của accu giảm xuống do
cường độ dòng điện trong mạch tăng lên. Khi cường độ dòng điện trong mạch lớn
thì không thể bỏ qua rơi áp ở điện trở trong của accu. Theo định luật Ohm sụt
áp tăng lên khi giá trị dòng điện trong mạch tăng lên. Sụt áp giảm xuống khi
giá trị dòng điện trong mạch giảm xuống và điện áp accu lại trở về giá trị bình
thường.