Động cơ điện 1 pha là gì? Cấu tạo và ứng dụng của nó

Động cơ điện 1 pha là một trong các thành phần được ứng dụng nhiều trong cuộc sống. Tuy nhiên vẫn có các câu hỏi về loại thiết bị điện này cần được giải đáp. Bài viết dưới đây chúng tôi sẽ cung cấp tới bạn đọc một số điều hữu ích về loại động cơ này.

1. Động cơ điện 1 pha là gì?

Động cơ điện 1 pha và thường được biết đến với tên khác là motor điện 1 pha, là loại động cơ mà dây quấn Stato chỉ bao gồm 1 cuộn dây pha. Và đối với nguồn cấp chính cấu tạo gồm 1 dây pha và 1 dây nguội (có thể có thêm tụ điện để làm lệch pha). Tuy nhiên, nếu cấu tạo chỉ với 1 cuộn dây pha thì động cơ lúc đó sẽ không thể tự khởi động được. Lí do là vì từ trường 1 pha chính là từ trường đạp mạch.

Để động cơ điện 1 pha có thể tự mở máy lên, có nhiều phương pháp khác nhau để thực hiện điều này. Động cơ điện (KDB) 1 pha được ứng dụng khá nhiều trong cuộc sống. Ví dụ như: máy nén khí, tời kéo hay máy bơm nước,… Vì thế nó trở thành một dụng cụ, thành phần không thể thiếu trong lĩnh vực công nghiệp nói chung.

2. Cấu tạo của động cơ điện 1 pha

Động cơ không đồng bộ 1 pha có cấu tạo tùy theo từng loại vỏ bọc, có thể là kín hoặc hở. Nguyên nhân là do có hệ thống làm mát sử dụng cánh quạt thông gió được đặt ở bên trong hay đưa ra bên ngoài.

Cấu tạo chung đơn giản nhất của động cơ điện 1 pha bao gồm 2 phần chính: phần tĩnh (stato) và phần quay (roto).

2.1 Với phần tĩnh (stato)

Nó được cấu tạo từ lõi thép và dây quấn:

• Lõi thép: là phần dẫn từ của máy, có cấu tạo hình trụ tròn rỗng. Các lõi thếp này được ghép từ các lá thép kỹ thuật có độ dày từ 0,35 đến 0,5 mm.  Nó được dát theo hình vành khăn, phía trong có các rãnh xẻ để đặt các dây quấn. Và được sơn phủ kín trước khi được khép lại.
• Dây quấn: thường được làm từ đồng hoặc dây nhôm. Các sợi này được đặt bên trong các rãnh của lõi thép.

Ngoài ra, động cơ điện 1 pha còn được cấu tạo từ các phần phụ là vỏ máy. Chúng có công dụng là để bao bọc lõi thép chính. Nguyên liệu để làm ra các vỏ máy thường là gang hoặc nhôm. Để có thể dùng để giữ chặt lõi thép bên dưới là chân đế nhằm mục đích bám chặt vào bệ máy. Đồng thời hai đầu có hai chiếc nắp được là từ nguyên liệu giống với vỏ máy. Bên trong nắp có ổ đỡ (tên khác là bạc) dùng để đỡ cho trục quay của roto.

2.2 Phần quay (roto)

Nó có cấu tạo gồm các phần là:

• Lõi thép: có dạng hình trụ, được làm từ các lá thép kỹ thuật điện. Chúng được dập thành hình dĩa và được ép chặt lại. Ở bên trên mặt chúng có các đường rãnh để có thể đặt được các thanh dây dẫn hoặc dây quấn. Lõi thép được ghép chặt vào trục quay và được đặt trên hai ổ đỡ của stato.
• Dây quấn: Roto được phân làm hai loại roto lồng sóc và roto dây quấn. Với loại roto dây quấn có cấu tạo tương tự như phần tĩnh, cuộn dây được quấn giống như của stato. Ưu điểm lớn của loại này là momen lớn nhưng cấu tạo lại tương đối phức tạp. Do đó giá thành khá cao.
• Đối với loại roto lồng sóc: Loại này được cấu tạo khá khác biệt so với stato. Nó được làm ra bằng cách đúc nhôm cho các rãnh nối của roto thường được dập xiên với trục, nhằm cải thiện các đặc tính của máy. Mặt khac, nó giúp giảm các hiện tượng rung chuyển do lực điện từ bên trong động cơ tác động một cách không liên tục lên roto.

3. Một số điều nên biết về các bộ phận của động cơ điện 1 pha

3.1 Cuộn dây stato của động cơ điện 1 pha

Thông thường nó gồm hai bối dây. Một bối dây chính gọi là cuộn dây làm việc, và 1 bối dây phụ khác gọi là cuộn dây phát động. Chúng được đặt lệch nhau một góc 90 độ. Thường số cuộn dây và vòng dây của hai cuộn dây chính và phụ là như nhau để khi động cơ quay xuôi hay ngược lại thì hai cuộn dây này đổi vị trí cho nhau. Tuy nhiên vẫn có sự phân biệt là đường kính của cuộn dây phụ thường nhỏ hơn so với cuộn dây chính.

3.2 Lõi thép stato

Nó được cấu tạo bởi các lá tôn silic có độ dày từ 0,35 – 0,5 mm được sếp chồng lên nhau. Đầu tiên, các lá tôn đó được dập nguội. Sau đó, nó được xếp lại với nhau. Rồi dùng đinh ri vê tán ép chặt lại. Hoặc nó được gắn bằng các dùng hàn hồ quang quẻ khí Arg. Hay là ép dập trực tiếp chúng lại với nhau trong vỏ hợp kim nhôm Dura.

3.3 Lõi thép roto

Lõi thép roto được sản xuất bằng cách ép chồng những lá tôn silic. Khác với lõ thép của stato là những rãnh được dập nghiêng để hạn chế sự chấn động và giảm tiếng ồn. Đối với các rãnh kín yêu cầu về cách điện của các lá tôn silic không cao lắm, do vậy nó không cần phải sơn lớp sơn cách điện.

3.4 Trục quay của động cơ điện 1 pha

Các yêu cầu kỹ thuật đối với bộ phận này là: đản bảo kích thước, hình dáng, độ cứng bề mặt. Nếu không trong quá trình làm việc có thể gây ra hiện tượng trục quay sinh ra độ cong quá to làm cho khe hở không đều, gây ra sự cố cọ sát.

Thông thường trục quay được đáp ứng từ nguyên liệu là thép. Có thể là cacbon số 45, số 65 hoặc các loại thép đặc thù khác.

3.5 Công tắc ly tâm của động cơ điện 1 pha

Với các hoạt động là động cơ phụ chỉ hoạt động khi động cơ bắt đầu làm việc. Khi tốc độ đạt được 72 đến 78% tốc độ định mức của cuộn dây phụ sẽ thoát ly khỏi trạng thái làm việc. Do vậy cần đến sự có mặt của công tắc ly tâm.

Nếu công tắc ly tâm bị lỗi, mất tác dụng thì cuộn dây phụ sẽ phải làm việc liên tục dẫn đến quá tải và có thể bị cháy.

4. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 1 pha

Động cơ điện 1 pha làm việc được khi stato được cấp một nguồn điện xoay chiều. Từ trường được tạo ra từ cuộn dây quay với tốc độ là n = 60 f/p (vòng/phút). Với f là tần số của nguồn điện, p là số đôi cực của dây cuốn stato.

Từ trường được tạo ra sẽ liên tục quét qua các thanh dẫn roto làm xuất hiện xuất điện động cảm ứng. Do vậy, dây cuốn stato đang kín mạch. Nên suất điện động này sẽ tạo ra dòng điện ở trong các dây dẫn của roto. Các thanh dây dẫn có dòng điện và được đặt trong từ trường. Vì vậy chúng sẽ tương tác lực điện từ lên nhau.

Lực tổng hợp của các lực trên tạo nên các momen quay với trục của roto. Làm cho roto quay cùng chiều với từ trường. Và có tốc độ quay nhỏ hơn tốc độ của từ trường.

5. Ứng dụng của động cơ điện 1 pha

Các động cơ điện một pha 220V với công suất là 6W, 15W, 25W, 40W,… Và được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực khác nhau:

• Trong công nghiệp: nó được dùng làm băng chuyền, băng tải,…
• Trong lĩnh vực nông nghiệp: nó được ứng dụng trong việc làm máy ấp trứng, máy cho gà ăn,…
• Trong các máy móc phụ vụ sinh hoạt: có thể kể đến là máy bơm nước, radio, quạt điện,…

Với các kiến thức về động cơ điện 1 pha đã được nêu, mong rằng nó đã cung cấp cho bạn đọc thông tin hữu ích!