Cấu tạo và nguyên lý hoạt động động cơ điện không đồng bộ 3 Pha (Three phase motor)?

Cấu tạo chính

Động cơ điện không đồng bộ 3 Phase là máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ roto tương ứng với tốc độ từ trường quay trong máy.

Động cơ điện không đồng bộ được dùng nhiều trong sản xuất công nghiệp (dùng nhiều ở các phân xưởng, nhà máy chế biến gỗ) và sinh hoạt vì chế tạo đơn giản, giá thành rẻ, độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất lớn, ít tốn công bảo trì bảo dưỡng. Công suất của máy đạt từ vài HP đến 10000 HP. Động cơ 3 Pha hầu hết có công suất từ 5HP trở lên, động cơ nhỏ hơn sử dụng dòng điện 1 Phase.

Cấu tạo gồm hai bộ phận chính là: Roto, Stato, vỏ máy, nắp máy.

- Vỏ máy có tác dụng cố định lỏi thép và dây quấn, thông thường vỏ máy làm bằng vật liệu gang. Riêng đối với máy có công suất lớn (>1000 KW) thường sử dụng thép tấm hàn lại làm vỏ máy.

- Stato (Phần tĩnh): Bao gồm lỏi thép và dây quấn. Trong đó lỏi thép là phần dẫn từ, vì từ trường qua lỏi thép là từ trường quay nên để giảm tổn hao, lỏi thép làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày khoảng 0.5 mm ép lại. Khi đường kính và lỏi thép nhỏ hơn 990 mm dùng các tấm thép tròn ép lại, khi đường kính và lỏi thép lớn hơn 990 thì dùng những tấm thép hình giẽ quạt ghép lại thành 1 khối tròn. Lá thép kỹ thuật điện dùng sơn phủ cách điện nhằm giảm hao tổn do dòng điện Fu cô. Mặt trong của lỏi thép xẽ rãnh để đặt dây quấn, dây quấn stato đặt vào các rãnh của lỏi thép và được cách điện với lỏi thép. Dây quấn phần ứng là dây Đồng đặt trong rãnh phần ứng và làm thành nhiều vòng kín (là phần quan trọng nhất của động cơ vì tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng điện năng sang cơ năng). Vê mặt kinh tế dây quấn quấn chiếm tỉ lệ giá thành khá cao trên tổng giá thành máy.

+ Dây quấn Stato: được phủ sơn cách điện gồm 3 pha (Ax, By,Cz) đặt trong các rãnh Stato theo 1 quy luật nhất định được nối ra ngoài đến hộp đấu dây trên vỏ động cơ để nhận điện vào. các yêu cầu với dây quấn bao gồm: sinh ra 1 suất điện động cần thiết cho 1 dòng điện chạy qua mà nhiệt độ không bị nóng quá nhiệt độ cho phép và tạo ra một mô men quay cần thiết, đồng thời đảm bảo đảo chiều tốt, triệt để tiết kiệm vật liệu, kết cấu đơn giản, đảm bảo chắc chắn, an toàn.

+ Rô to (Phần quay): Lõi thép dùng các lá thép kỹ thuật điện như lỏi thép trên Stato được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên 1 giá rô to của máy, phía ngoài lỏi thép xẽ rãnh để đặt dây quấn. Dây quấn Rô to có 2 kiểu: dây quấn kiểu rô to lòng sóc (gồm các thanh đồng và thanh nhôm đặt trong rãnh và bị ngắn mạch bởi 2 vành ngắn mạch ở hai đầu), với động cơ nhỏ dây quấn hai đầu rô to được đuc nguyên khối gồm thanh dẫn, vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt và cánh quạt làm mát, neeuus công suất trên 100 KW thì thanh dẫn được làm bằng đồng được đặt vào rãnh rô to và tới vành ngắn mạch; Dây quấn kiểu rô to dây quấn giống dây quấn 3 pha stato có cùng số cưc từ dây quấn stato, dây quấn kiểu này luôn đấu hình sao, có 3 đầu ra và 3 phần trượt gắn vào 3 phần trượt gắn vào trục quay rô to và cách điện với trục, 3 chổi than cố định luôn tì lên vành trượt này để dẫn điện, có biến trở nằm ngoài động cơ để khởi động và điều chỉnh tốc độ.

Nguyên lý làm việc

Tốc độ quay của từ trường được tính bằng công thức: n1 = 60.f/p. trong đó n1 (tốc độ quay của từ trường), f (tần số), p (số cực từ).

Khi dòng 3 pha vào dây quấn Stato xuất hiện từ trường quay quét qua dây quấn của rô to làm xuất hiện các suất điện động và dòng điện cảm ứng, sự tương tác giữa từ trường quay và các dòng điện cảm ứng này tạo ra mô men quay tác động lên rô to quay theo chiều quay của từ trường và có tốc độ quay n (vòng/ phút, rad/s...) < n1 (là tốc độ của từ trường quay).

Cách đấu dây sao tam giác: Ghi chú muốn đảo chiều động cơ ta đảo bất kỳ các pha với nhau

Các thiết bị chính để xây dựng tủ điện khởi động bằng mạch điện sao- tam giác cho động cơ không đồng bộ 3 phase:

- Aptomat (Thiệt bị cấp nguồn và bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ).

- Contactor (Là thiết bị điều khiển đóng ngắt của động cơ từ chế độ sao sang tam giác)

- Rơ le nhiệt (Thiết bị bảo vệ động cơ khi quá tải)

- Time (Thiết bị điều khiển thời gian giữa 2 chế độ từ sa0 - tam giác)

- Thiết bị kèm theo: Nút nhấn, đèn báo, rơ le trung gian, dây dẫn, đầu nối...