Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ 1 pha

Cấu tạo động cơ không đồng bộ 1 pha

Động cơ điện không đồng bộ 1 pha bao gồm hai phần chính:

Stator (phần tĩnh):

– Stator: bao gồm vỏ máy, lõi sắt và dây quấn.

+ Vỏ máy: dùng để cố định lõi sắt và dây quấn chứ không dẫn từ. Vỏ máy thường làm bằng gang. Đối với máy công suất lớn (>1000 kW) dùng thép tấm hàn lại.

+ Lõi thép: để dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên để giảm tổn hao lõi thép được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 mm hoặc 0,5 mm. Khi đường kính ngoài > 990 mm thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt ghép. Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy, mỗi lá thép kỹ thuật điện đều phủ sơn cách điện.

+ Dây quấn: Dây quấn Stator được đặt vào các rãnh của lõi sắt và cách điện với lõi này. Dây quấn Stator gồm 1 cuộn khởi động (cuộn đề) và 1 cuộn làm việc (cuộn đề).

Rotor (phần quay):
– Rotor: bao gồm lõi thép, trục và dây quấn

+ Lõi thép Rotor: cũng gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt ngoài lõi thép có các rãnh để đặt dây quấn, ở giữa có lỗ để lắp trục, có khi còn có các lỗ thông gió. Trục máy gắn với lõi thép Rotor và làm bằng thép tốt. Trục được đỡ trên nắp máy nhờ ổ lăn hay ổ bi.

+ Dây quấn: Tùy theo cấu tạo dây quấn phần quay, động cơ không đồng bộ 1 pha chia
ra làm hai loại: động cơ Rotor dây quấn và máy động cơ Rotor lồng sóc.

• Rotor lồng sóc: trong các rãnh của lõi thép đặt các thanh đồng, hai đầu nối ngắn mạch bằng hai vòng đồng tạo thành lồng sóc. Ở động cơ công suất nhỏ, lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép rôto, tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch.

• Rotor dây quấn (Wound Rotor): trong các rãnh của lõi thép đặt dây quấn, thường nối thành hình sao, ba đầu ra của nó nối với ba vành trượt bằng đồng trên trục Rotor. Ba vành trượt này cách điện với nhau và với trục. Tỳ trên ba vành trượt là ba chổi than để nối mạch điện với điện trở bên ngoài (điện trở này có thể là điện trở mở máy hoặc điện trở điều chỉnh tốc độ).

Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ 1 pha:

Khi động cơ được cấp điện, dòng điện xoay chiều sẽ chạy qua dây quấn stator.

Dòng điện xoay chiều sẽ tạo ra từ trường quay trong stator.

Từ trường quay trong stator sẽ cắt ngang dây quấn roto, theo định luật Faraday, sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng trong dây quấn roto.

Suất điện động cảm ứng sẽ tạo ra dòng điện trong dây quấn roto.

Dòng điện trong dây quấn roto sẽ tương tác với từ trường quay trong stator, tạo ra lực điện từ tác dụng lên roto.

Lực điện từ sẽ làm cho roto quay theo chiều của từ trường quay.

Tốc độ quay của roto:

Tốc độ quay của roto luôn nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường trong stator.

Hiệu số giữa tốc độ quay của từ trường và tốc độ quay của roto được gọi là hệ số trượt.

Hệ số trượt càng lớn, tốc độ quay của roto càng nhỏ.

Mô-men khởi động:

Mô-men khởi động của động cơ điện không đồng bộ 1 pha tương đối nhỏ.

Để tăng mô-men khởi động, có thể sử dụng các phương pháp sau:

Tăng điện áp cấp cho động cơ

Sử dụng các tụ điện khởi động

Sử dụng các bộ khởi động bằng biến tần

Ứng dụng của động cơ không đồng bộ 1 pha

Động cơ điện không đồng bộ 1 pha được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện gia dụng như quạt máy, máy giặt, máy bơm nước,...

Lưu ý: khi sử dụng động cơ điện không đồng bộ 1 pha, cần lưu ý:

Chọn động cơ có công suất phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Sử dụng đúng điện áp và tần số cho động cơ.

Bảo vệ động cơ khỏi các sự cố quá tải, ngắn mạch.