Động cơ không đồng bộ một pha và ba pha – Nguyên lý làm việc

Nguyên lý thao tác của động cơ không đồng bộ

Để hiểu nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ, trước tiên chúng ta hãy xem xét một mô phỏng đơn giản như hình dưới.

Hai lõi sắt hoặc ferrite có size bằng nhau, được đặt cách nhau một khoảng chừng .Một dây đồng tráng men được quấn lên hai lõi sắt và có 2 đầu dây đưa ra như hình .Lõi ở đây hoạt động giải trí như một vật để mang và tập trung chuyên sâu từ thông do cuộn dây tạo ra trong quy trình hoạt động giải trí .Bây giờ, nếu tất cả chúng ta liên kết một nguồn điện áp xoay chiều ở hai đầu của dây đồng .

Trong chu kỳ luân hồi dương nguồn AC

Trong chu kỳ luân hồi dương của nguồn điện xoay chiều, dòng điện trong cả hai cuộn dây tăng dần từ 0 đến cực lớn và sau đó từ từ trở lại từ cực lớn đến 0. Điều này là do theo định luật Ohms, dòng điện trong một dây dẫn tỷ suất thuận với điện áp đầu cực .Các cuộn dây được quấn theo cách mà dòng điện trong cả hai cuộn dây chạy theo cùng một hướng, và tất cả chúng ta hoàn toàn có thể thấy cùng một màn biểu diễn trong sơ đồ .Bây giờ tất cả chúng ta hãy nhớ lại định luật Lenz mà tất cả chúng ta đã học. Theo định luật Lenz, “ một dây dẫn mang dòng điện sẽ tạo ra một từ tính lấp đầy xung quanh mặt phẳng của nó ” .Và nếu tất cả chúng ta vận dụng định luật này, thì từ trường sẽ được tạo ra bởi mỗi vòng trong cả hai cuộn dây. Nếu tất cả chúng ta thêm từ thông được tạo ra bởi hàng loạt cuộn dây, thì nó sẽ nhận được một giá trị đáng kể. Toàn bộ thông lượng này sẽ Open trên lõi sắt khi cuộn dây được quấn trên thân lõi .Ở đây bạn hoàn toàn có thể thấy những đường sức từ tập trung chuyên sâu vào lõi sắt và hoạt động của nó qua khe hở không khí .Cường độ từ thông này tỷ suất thuận với dòng điện chạy trong cuộn dây quấn trên cả hai thân sắt. Vì vậy, trong nửa chu kỳ luân hồi dương, từ thông chuyển từ 0 sang cực lớn và sau đó giảm dần từ cực lớn sang 0. Khi chu kỳ luân hồi dương triển khai xong cường độ từ trường tại khe hở không khí cũng bằng không và sau đó, tất cả chúng ta sẽ có chu kỳ luân hồi âm .

Trong chu kỳ luân hồi âm nguồn AC

Trong chu kỳ luân hồi âm của điện áp hình sin này, điện áp dương tại điểm B, sẽ từ từ đi từ 0 đến cực lớn và sau đó quay trở lại 0. Như thường lệ, có một dòng điện và tất cả chúng ta hoàn toàn có thể thấy hướng của dòng điện này trong những cuộn dây trong hình dưới đây .Vì dòng điện tỷ suất tuyến tính với điện áp, cường độ của nó trong cả hai cuộn dây tăng dần từ 0 đến cực lớn và sau đó giảm từ cực đại xuống 0 .Theo định luật Lenz, thì một từ trường sẽ Open xung quanh những cuộn dây tựa như như trong chu kỳ luân hồi dương. Từ trường này sẽ được tập trung chuyên sâu tại TT của lõi ferrite như trong hình. Vì cường độ từ thông tỷ suất thuận với dòng chảy trong cuộn dây trên cả hai lõi sắt, từ thông này cũng sẽ đi từ 0 đến cực lớn và sau đó giảm dần xuống 0 theo cường độ dòng điện. Mặc dù giống như một chu kỳ luân hồi dương, nhưng có một sự độc lạ, đó là hướng của những đường sức từ. Bạn hoàn toàn có thể quan sát sự độc lạ này theo hướng thông lượng trên sơ đồ .Quá trình này cứ tái diễn liên tục, từ trường ở TT trên lõi sắt cũng liên tục biến hóa cả về cường độ và hướng .Có một số ít Tóm lại :

• Từ trường tập trung ở trung tâm của lõi sắt.
• Cường độ từ trường tại khe hở không khí thay đổi theo cả cường độ và hướng.
• Từ trường theo dạng sóng điện áp hình sin AC.

Định luật cảm ứng điện từ của Faraday

Chúng ta sẽ cùng nhau ôn lại định luật này vì động cơ không đồng bộ hoạt động giải trí theo nguyên tắc cảm ứng điện từ của Faraday. Chúng ta hãy xem xét mô phỏng dưới đây .Một dây dẫn được định hình thành một hình vuông vắn với cả hai đầu được ngắn mạch. Và một thanh sắt kẽm kim loại được cố định và thắt chặt làm trục rôto ở TT của hình vuông vắn này. Rôto được đặt ở TT của khe hở không khí .Theo định luật cảm ứng điện từ của Faraday, “ khi một từ trường khác nhau cắt một dây dẫn sắt kẽm kim loại, thì EMF hoặc điện áp được cảm ứng trong dây dẫn ”Bây giờ, tất cả chúng ta hãy vận dụng luật này để hiểu hoạt động giải trí của động cơ cảm ứng :Theo định luật, một EMF sẽ được cảm ứng trong dây dẫn rôto được đặt ở TT do từ trường biến hóa mà nó trải qua. Do EMF cảm ứng này và dây dẫn bị ngắn mạch, một dòng điện được truyền trong hàng loạt vòng lặp như trong hình .Theo định luật Lenz, một dây dẫn mang dòng điện tạo ra một từ trường xung quanh nó có cường độ tỷ suất thuận với cường độ dòng điện .

Hoạt động của động cơ không đồng bộ

Vì định luật là phổ quát nên vòng dây dẫn của rôto cũng phải tạo ra từ trường vì dòng điện chạy qua nó vì cảm ứng điện từ .Nếu tất cả chúng ta gọi từ trường được tạo ra bởi cuộn dây stato và lõi sắt là từ thông chính hoặc từ thông Stato. Sau đó, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể gọi từ trường được tạo ra bởi vòng dây dẫn của rôto là từ thông rôto .Do sự tương tác giữa từ thông chính và từ thông rôto, một lực ảnh hưởng tác động lên rôto. Lực này cố gắng nỗ lực chống lại cảm ứng EMF vào rôto bằng cách kiểm soát và điều chỉnh vị trí của rôto. Do đó chúng sẽ hoạt động ở vị trí trục tại thời gian đó. Bây giờ từ trường liên tục biến hóa vì điện áp xoay chiều, lực cũng liên tục kiểm soát và điều chỉnh vị trí rôto liên tục mà không dừng lại .Vì vậy, rôto liên tục quay vì điện áp xoay chiều và do đó tất cả chúng ta có đầu ra cơ học tại trục của rôto .

Đó cũng là lý do động cơ này được gọi là động cơ cảm ứng.

Tiếp theo đây, tất cả chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu và khám phá 2 loại động cơ không đồng bộ thông dụng nhé !

Động cơ không đồng bộ một pha

Động cơ cảm ứng hoạt động giải trí trên nguồn điện xoay chiều một pha được gọi là động cơ không đồng bộ một pha .Nguồn điện có sẵn cho tất cả chúng ta ở nhà là nguồn điện một pha 240V / 50H z và động cơ cảm ứng mà tất cả chúng ta sử dụng trong đời sống hàng ngày trong nhà được gọi là động cơ không đồng bộ một pha .Để hiểu rõ hơn về nguyên tắc thao tác của động cơ không đồng bộ một pha, tất cả chúng ta hãy xem xét cấu trúc động cơ cảm ứng một pha .

Cấu tạo động cơ không đồng bộ một pha

Chúng gồm có nhiều vòng dây đồng quấn trên trục quay tự do như hình trên .Cấu tạo rôto này trông giống như một cái lồng sóc và do đó nó được gọi là động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc. Các bạn xem hình minh hoạ bên dưới .Stato được cấu trúc gồm có những tấm sắt mỏng mảnh xếp chồng lên nhau. Chúng sử dụng một chồng những tấm sắt thay vì một miếng sắt vì nguyên do để giảm tổn thất sắt. Bằng cách sử dụng chiêu thức xếp chồng, chúng sẽ giảm tổn thất điện năng đáng kể trong khi vẫn giữ hiệu suất như cũ .

Nguyên lý hoạt động giải trí của động cơ không đồng bộ một pha

Đầu tiên, chúng sẽ được cấp điện áp xoay chiều và dòng điện chạy qua cuộn dây stato ở cả trên và dưới. Một từ trường được tạo ra trên cả cuộn dây trên và dưới .Các tấm sắt mang từ trường được tạo ra bởi những cuộn dây. Từ trường xen kẽ này được mang bởi lõi sắt được tập trung chuyên sâu tại khe hở không khí TT theo cấu trúc phong cách thiết kế. Một dòng điện được cảm ứng trong những dây dẫn của rôto. Vì dòng điện đi qua những dây dẫn rôto, từ trường cũng sẽ được tạo ra xung quanh rôto .Dựa vào sự tương tác giữa từ trường rôto được tạo ra và từ trường của stato, một lực tác động ảnh hưởng lên rôto .Lực này vận động và di chuyển rôto dọc theo trục và do đó tất cả chúng ta sẽ có hoạt động quay .Vì điện áp biến hóa liên tục điện áp hình sin, rôto cũng quay liên tục dọc theo trục của nó. Do đó, tất cả chúng ta sẽ có một đầu ra cơ học liên tục cho điện áp đầu vào một pha .Sẽ có một cuộn dây phụ cho động cơ một pha để làm cho nó trở thành một động cơ tự khởi động. Cuộn dây phụ này sẽ cung ứng từ trường thiết yếu để làm cho rôto vận động và di chuyển khi khởi động .Một ví dụ cho trường hợp này là quạt điện mà tất cả chúng ta thấy trong đời sống hàng ngày. Đó là một tụ điện khởi động và chạy động cơ cảm ứng với cuộn dây phụ được nối tiếp nối đuôi nhau với tụ điện .

Động cơ không đồng bộ ba pha

Động cơ cảm ứng hoạt động giải trí trên nguồn điện xoay chiều ba pha được gọi là động cơ không đồng bộ ba pha. Thông thường, động cơ cảm ứng ba pha được sử dụng trong những ngành công nghiệp. Và không tương thích cho những ứng dụng mái ấm gia đình .Để hiểu rõ hơn về nguyên tắc thao tác của động cơ cảm ứng ba pha, tất cả chúng ta hãy xem xét cấu trúc của chúng .

Cấu tạo động cơ cảm ứng ba pha

Những động cơ ba pha này gồm có một stato và một rôto và giữa đó không có liên kết điện nào sống sót. Các stato và rôto này được sản xuất với việc sử dụng những vật tư lõi có từ tính cao để giảm độ trễ và tổn thất dòng điện xoáy .Khung stato hoàn toàn có thể được cấu trúc bằng gang, nhôm hoặc thép cuộn. Khung stato dùng để bảo vệ cơ học thiết yếu và tương hỗ cho lõi stato nhiều lớp, cuộn dây và những sắp xếp khác để thông gió. Stato được quấn với những cuộn dây ba pha được chồng lên nhau với sự dịch chuyển pha 120 độ được lắp vào những rãnh. Sáu đầu của ba cuộn dây được đưa ra và liên kết với hộp điện để những cuộn dây này được đấu nguồn ba pha .Những cuộn dây này được làm bằng dây đồng cách điện với vecni được lắp vào những lớp có rãnh cách điện. Những cuộn dây này có điện trở cách điện cao và năng lực chống chịu cao với không khí mặn, hơi ẩm, kiềm, dầu và mỡ, … Các cuộn dây này được liên kết trong những kết nối sao hoặc tam giác .

Nguyên lý động cơ không đồng bộ ba pha

Một đầu cuộn dây được nối với đường dây nguồn pha A, trong khi đầu kia được liên kết với trung tính của nguồn điện. Tương tự cho pha B và pha C .Khi tất cả chúng ta cấp nguồn điện cho cuộn dây ba pha của stato thì dòng điện mở màn chảy trong cả ba cuộn dây. Khi đó một từ trường sẽ được tạo ra bởi những cuộn dây. Ở đây, cấu trúc của động cơ được phong cách thiết kế sao cho từ trường được tập trung chuyên sâu vào khe hở không khí ở TT nơi đặt rôto .Khi có dòng điện dẫn, rôto cũng tạo ra từ trường tương tác với trường stato tại bất kể thời gian nào. Và do sự tương tác này, rôto gặp phải một lực dẫn đến sự quay của động cơ .Ở đây, từ trường do stato tạo ra thuộc loại quay vì hiệu suất ba pha, không giống như loại động cơ một pha. Và do từ trường quay này, rôto mở màn tự quay ngay cả khi không có lực đẩy bắt đầu. Điều này làm cho động cơ ba pha trở thành loại tự khởi động và chúng tôi không cần bất kể cuộn dây phụ nào cho loại động cơ này .

Ứng dụng của động cơ không đồng bộ một pha

Một số ứng dụng của động cơ không đồng bộ một pha mà tất cả chúng ta hay thấy xung quanh tất cả chúng ta như :

• Quạt điện trong nhà
• Máy khoan
• Bơm
• Máy nghiền
• Đồ chơi
• Máy hút bụi
• Quạt hút
• Máy nén, máy cạo râu điện…

Ứng dụng của động cơ không đồng bộ ba pha

Các ngành công nghiệp quy mô nhỏ, quy mô trung bình hay quy mô lớn đều sử dụng các động cơ không đồng bộ ba pha này trong các hệ thống sản xuất của họ như:

• Dùng trong vận hành thang máy
• Sử dụng trên các cẩu trục, cần cẩu
• Là động cơ chính của các loại máy mài, máy tiện, máy cắt
• Nhà máy chiết xuất dầu
• Cánh tay robot
• Hệ thống băng tải
• Dùng trong các hệ thống máy nghiền công suất lớn

Qua bài viết này, tất cả chúng ta đã hiểu được như thế nào là một động cơ không đồng bộ hay động cơ cảm ứng là gì rồi phải không nào .Bài viết có tổng hợp một số ít kiến thức và kỹ năng, nếu có sai sót rất mong nhận được những góp ý của bạn đọc .Hy vọng bài viết sẽ nhận được những lượt like và chia sẽ từ những bạn ! Cảm ơn !

Source: https://bem2.vn
Category: Ứng dụng hay