Động cơ điện không đồng bộ: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

 

Động cơ điện không đồng bộ đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống vì cách chế tạo rất đơn giản, giá thành rẻ và có độ tin cậy cao, đem lại hiệu suất lớn và gần như không cần bảo trì. Để tìm hiểu kỹ hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ như thế nào thì chúng ta cùng tìm hiểu ở bài viết bên dưới nhé.

Động cơ điện không đồng bộ là gì ?

Động cơ điện không đồng bộ hay động cơ không đồng bộ là một động cơ điện xoay chiều,nó làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ của Rotor (ký hiệu là n) khác với tốc độ của từ trường quay trong máy (tức là n1). Được gọi là không đồng bộ vì tốc độ quay của nó không đồng bộ với tần số của nguồn cấp điện xoay chiều.

Cấu tạo của động cơ điện không đồng bộ

Động cơ điện không đồng bộ có cấu tạo là 2 bộ phận sau :

Stator (còn gọi là phần tĩnh)

Stator gồm có cấu tạo từ 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn:

– Lõi thép Stato: Stato có dạng hình trụ, được làm từ các lá thép kỹ thuật điện có dập rãnh bên trong, sau đó ghép lại để tạo thành các rãnh theo hướng trục. Phẫn lõi thép này được ép vào phía bên trong vỏ máy.

– Dây quấn Stato: Có thể làm bằng thép hay nhôm, vì để giảm thiểu thiệt hại trong động cơ mà hiện nay các nhà sản xuất thường sử dụng dây đồng có bọc cách điện và được đặt trong các rãnh của lõi thép. Khi dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong dây quấn ba pha của Stato, từ trường quay lúc đó  sẽ được tạo ra. Phần vỏ máy gồm có thân và nắp và thường được làm bằng gang nguyên chất.

Rotor (còn gọi là phần quay)

Rotor gồm lõi thép, dây quấn và trục máy. Lõi thép Rotor bao gồm các lá thép kỹ thuật điện, nó được lấy từ phần bên trong của lõi thép Stato ghép lại và có mặt ngoài được dập rãnh để đặt dây quấn. Ở giữa mỗi lõi thép có dập lỗ để lắp trục.

Trục máy của máy điện không đồng bộ được làm bằng thép và có gắn lõi thép Rotor. Dây quấn Rotor của động cơ điện không đồng bộ có 2 kiểu là : 

– Rotor lồng sóc: Gồm các thanh đồng hoặc nhôm được đặt trong rãnh và bị ngắn mạch bởi 2 vành ngắn mạch được thiết kế ở hai đầu. Đối với động cơ nhỏ , Rotor được đúng nguyên khối với thanh dẫn, vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt và cánh quạt làm mát. Các động cơ không đồng bộ có công suất trên 100kW thì có thêm thanh dẫn bằng đồng và được đặt vào giữa các rãnh Rotor rồi gắn chặt vào phần vành ngắn mạch.

– Rotor dây quấn: Là một nam châm lớn với các cực được chế tạo bởi cán thép chiếu ra khỏi lõi Rotor và được quấn dây giống như dây quấn 3 pha Stato với cùng một số cực từ như dây quấn Stato. Các cực sẽ được cung cấp dòng điện trực tiếp hoặc từ hòa bằng nam châm vĩnh cửu. Dây quấn kiểu này luôn được đánh dấu hình sao (Y) và có 3 đầu ra được đấu vào 3 vành trượt. Các phần trên sẽ được gắn vào trục quay của Rotor nhưng lại cách điện với trục. Ba chổi than cố định luôn tỳ trên vành trượt để dẫn điện vào một biến trở giúp nối sao nằm ở bên ngoài động cơ để khởi động hoặc điều chỉnh tốc độ.

Nguyên lý hoạt động, ưu và nhược điểm của động cơ điện không đồng bộ

Nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ đơn giản là dựa trên sự tương tác qua lại giữa trường từ được tạo ra từ Stator và cực nam châm trên phần Rotor để tạo ra lực xoay và làm quay động cơ. Khi nguồn điện xoay chiều được cấp vào Stator thì các cuộn dây xoắn xung quanh lõi sắt của phần Stator và tạo ra một từ trường xoay chiều.

Nguyên lý hoạt động 

Nối dây quấn Stator cùng với lưới điện rồi sau đó sử dụng động cơ sơ cấp để kéo Rotor chuyển động quay cùng với tốc độ n. Chú ý,khi đó n > n1 và sẽ cùng chiều với n1. Lúc này,chiều của từ trường sẽ quét nhanh qua các thanh dẫn Rotor và dẫn ngược lại. Suất điện động giống như dòng điện Rotor sẽ đi ngược chiều cùng với chế độ hoạt động của động cơ.

Chiều của lực điện từ lúc này đặt lên Rotor sẽ ngược với chiều quay của Rotor. Vào lúc này, momen lực hãm được tạo ra sẽ cân bằng với momen quay của động cơ sơ cấp. Ở chế độ máy phát là lúc động cơ điện không đồng bộ làm việc ổn định nhất.

Nhờ vào từ trường quay ở phần nguồn lưới điện mà cơ năng động cơ sơ cấp của Rotor cũng được biến đổi để tạo thành điện năng ở Stator.
Để tạo ra từ trường quay, lúc này lưới điện cần phải cung cấp cho động cơ máy điện 1 giá trị công suất phản kháng Q. Vì vậy, hệ số của công suất có trong lưới điện cũng sẽ bị thấp đi.

Ưu và nhược điểm 

Động cơ điện không đồng bộ có những ưu nhược điểm sau :

Ưu điểm

Ưu điểm của động cơ không đồng bộ là có giá thành rẻ, ít chi phí vận hành và sửa chữa, dễ vận hành có thể làm ở môi trường cháy nổ liên tục và dài hạn.

Nhược điểm

Nhưng do sự trễ trường từ tạo ra từ phần Stator và cực nam châm trên phần Rotor,động cơ điện không đồng bộ thường sẽ quay không đều và có thể bị rung hoặc gây ra tiếng ồn. Vì vậy mà động cơ điện không đồng bộ cần được điều khiển bằng các phương pháp điều khiển tần số hoặc điều khiển vector để đảm bảo quay đều và ổn định. Đây chính là nhược điểm duy nhất của động cơ điện không đồng bộ.

Phân loại động cơ điện không đồng bộ

Dựa vào cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ có nhiều loại và nó được phân thành 3 loại như sau : 

Phân theo kết cấu vỏ máy

Phân theo kết cấu vỏ máy thì động cơ điện không đồng bộ gồm có nhiều kiểu là kiểu hở, kiểu kín, kiểu bảo vệ và kiểu chống nổ..

Phân theo số pha

Động cơ điện không đồng bộ phân theo số pha thì ta gồm có các loại là một pha, hai pha và ba pha

Phân theo kiểu dây quấn của Rotor

Động cơ điện khồng đồng bộ phân theo kiểu dây quấn của Rotor thì ta có Rotor lồng sóc và Rotor dây quấn.

Thành thái Motor nơi cung cấp động cơ điện không đồng bộ đạt chuẩn, chất lượng

Như vậy qua bài viết trên thì mình đã giúp các bạn tìm hiểu được động cơ điện không đồng bộ là gì? Đã hiểu rõ hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng. Thành Thái Motor vẫn luôn tự hào,cam kết mang đến những sản phẩm động cơ điện chất lượng và có hiệu suất cao với giá thành chi phí hợp lý. Liên hệ ngay cho Thành Thái Motor để được tư vấn và hỗ trợ bởi những nhân viên chuyên nghiệp và giàu kinh nghiệm.