Các đặc tính của động cơ không đồng bộ 3 pha

Động cơ không đồng bộ 3 pha bao gồm hai thành phần cơ bản là stato và rôto. Stator là bộ phận cố định của động cơ. Stator có lõi stator và cuộn dây kích từ. Trong stator của động cơ không đồng bộ 3 pha có một cuộn dây riêng biệt cho mỗi 3 pha. Rotor là bộ phận quay của động cơ. Có cuộn dây trong rôto của động cơ không đồng bộ vòng trượt và các thanh ngắn mạch trong rôto của động cơ không đồng bộ lồng sóc. Loại động cơ không đồng bộ thường được sử dụng trong công nghiệp là động cơ không đồng bộ lồng sóc. Dòng sản phẩm động cơ không đồng bộ công nghiệp của Volt Motor bao gồm động cơ không đồng bộ lồng sóc.

Trong động cơ không đồng bộ, tần số của từ trường quay tạo ra trong khe hở không khí và tần số quay của rôto không giống nhau. Những động cơ này được gọi là không đồng bộ vì lý do này. Tần số của trường quay trong khe hở không khí phụ thuộc vào tần số cấp liệu và số cực của động cơ và không thay đổi theo tải của động cơ, nhưng tần số quay của rôto thay đổi tùy theo tải. Khi tải tăng trong vùng vận hành động cơ, tốc độ quay của động cơ giảm và khi tải giảm thì tốc độ quay động cơ tăng. Tốc độ quay của động cơ là cao nhất ở chế độ không tải. Tốc độ quay của động cơ không đồng bộ trong vùng vận hành động cơ không được vượt quá tốc độ quay của trường quay. Tốc độ quay của trường quay được tính như sau:

N = 120 xf/P

N: tốc độ quay của từ trường quay [vòng/phút]
f: tần số cấp nguồn [Hz]
P: số cực của cuộn dây stato

Tốc độ mômen của động cơ không đồng bộ 3 pha

Như được thấy ở đây, tốc độ từ trường quay của động cơ 2 cực sẽ là 3000 vòng/phút và tốc độ từ trường quay của động cơ 4 cực sẽ là 1500 vòng/phút. Sự thay đổi tốc độ quay của động cơ không đồng bộ ở các tải khác nhau có thể được nhìn thấy trong biểu đồ tốc độ mô-men xoắn được hiển thị bên dưới.

Động cơ không đồng bộ 3 pha ;

• có thể được sử dụng trực tiếp bằng cách vận hành từ mạng (DOL). Trong trường hợp này, việc điều chỉnh tốc độ là không thể.
• có thể được sử dụng bằng cách nạp với bộ điều khiển tốc độ thay đổi (VFD) để điều khiển tốc độ và phù hợp cho cả điều khiển tỷ lệ và điều khiển vectơ.
• Cùng một động cơ có thể được sử dụng trong cả mạng 50Hz và 60Hz.
• thích hợp cho việc sử dụng khởi động Sao/Tam giác hoặc khởi động mềm để hạn chế dòng khởi động.

Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 3 pha

Định nghĩa:

Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 3 pha là mối quan hệ giữa các đại lượng cơ bản của động cơ như mô men quay (M), tốc độ quay (n), dòng điện (I), hiệu suất (η), cosφ, v.v.

Các đặc tính cơ quan trọng:

1. Đặc tính mô men - tốc độ của động cơ không đồng bộ 3 pha

Mô tả:

Đặc tính mô men - tốc độ của động cơ không đồng bộ 3 pha thể hiện mối quan hệ giữa mô men quay (M) và tốc độ quay (n) của động cơ.

Dạng biểu thức:

M = Mđm * (1 - s) / s

Giải thích:

• Mđm: Mô men định mức của động cơ
• s: Hệ số trượt
• s = (n1 - n) / n1
• n1: Tốc độ đồng bộ
• n: Tốc độ quay của động cơ

Phân tích:

• Khi n = 0, s = 1, M = Mđm.
• Khi n = n1, s = 0, M = 0.
• Mô men M giảm khi n tăng.
• Mô men M có giá trị cao nhất khi n = 0 (khởi động).

Hình dạng:

Đường cong mô men - tốc độ có dạng parabol.

Ứng dụng:

• Dựa vào đặc tính mô men - tốc độ, người ta có thể lựa chọn động cơ phù hợp với yêu cầu của từng ứng dụng cụ thể.
• Ví dụ:
  • Nếu cần mô men khởi động cao, nên chọn động cơ có đặc tính mô men - tốc độ dốc.
  • Nếu cần động cơ hoạt động ở tốc độ cao, nên chọn động cơ có đặc tính mô men - tốc độ phẳng.

2. Đặc tính dòng điện - tốc độ của động cơ không đồng bộ 3 pha

Mô tả:

Đặc tính dòng điện - tốc độ của động cơ không đồng bộ 3 pha thể hiện mối quan hệ giữa dòng điện (I) và tốc độ quay (n) của động cơ.

Dạng biểu thức:

I = Iđm * (1 + s) / √(s^2 + (R/X)^2)

Giải thích:

• Iđm: Dòng điện định mức của động cơ
• s: Hệ số trượt
• s = (n1 - n) / n1
• n1: Tốc độ đồng bộ
• n: Tốc độ quay của động cơ
• R: Điện trở phần ứng của động cơ
• X: Điện cảm phần ứng của động cơ

Phân tích:

• Khi n = 0, s = 1, I = Iđm * √2.
• Khi n = n1, s = 0, I = Iđm.
• Dòng điện I giảm khi n tăng.
• Dòng điện I có giá trị cao nhất khi n = 0 (khởi động).

3. Đặc tính hiệu suất - tốc độ của động cơ không đồng bộ 3 pha

Mô tả:

Đặc tính hiệu suất - tốc độ của động cơ không đồng bộ 3 pha thể hiện mối quan hệ giữa hiệu suất (η) và tốc độ quay (n) của động cơ.

Dạng biểu thức:

η = (Pout / Pin) * 100%

Giải thích:

• Pout: Công suất cơ học
• Pin: Công suất điện vào

Phân tích:

• Hiệu suất η tăng khi n tăng.
• Hiệu suất η có giá trị thấp nhất khi n = 0 (khởi động).
• Hiệu suất η đạt giá trị cao nhất ở tốc độ gần định mức.

4. Đặc tính cosφ - tốc độ quay của động cơ không đồng bộ 3 pha

Mô tả:

Đặc tính cosφ - tốc độ của động cơ không đồng bộ 3 pha thể hiện mối quan hệ giữa hệ số công suất (cosφ) và tốc độ quay (n) của động cơ.

Dạng biểu thức:

cosφ = f(n)

Phân tích:

• Cosφ tăng khi n tăng.
• Cosφ có giá trị thấp nhất khi n = 0 (khởi động).
• Cosφ đạt giá trị cao nhất ở tốc độ gần định mức.

Hình dạng:

Đường cong cosφ - tốc độ có dạng parabol.

Lý do:

• Khi n = 0, dòng điện I của động cơ lệch pha 90° so với điện áp U.
• Khi n tăng, dòng điện I tiến pha so với điện áp U.
• Góc lệch pha giữa I và U càng nhỏ thì cosφ càng lớn.

Ứng dụng:

• Việc cải thiện cosφ giúp tiết kiệm điện năng và giảm tổn hao trong động cơ.
• Có thể sử dụng các phương pháp sau để cải thiện cosφ:
  • Sử dụng tụ bù
  • Chọn động cơ có công suất phù hợp với tải
  • Điều chỉnh tốc độ động cơ