Động cơ điện xoay chiều | Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Động cơ là yếu tố cấn thiết trong các thiết bị cơ khí. Tuy nhiên các vấn đề xung quanh động cơ vẫn còn nhiều thắc mắc. Qua bài viết dưới đây chúng tôi sẽ giải đáp tới các bạn các câu hỏi liên quan đến động cơ điện xoay chiều. Hãy cùng theo dõi chúng qua bài viết dưới dây nhé!

1. Động cơ điện xoay chiều là gì?

Động cơ điện xoay chiều là động cơ hoạt động dựa vào nguồn điện xoay chiều. Động cơ điện này được sản xuất với nhiều công suất khác nhau. Dựa vào nguồn điện để hoạt động ta có thể chia thành: động cơ xoay chiều 1 pha và 3 pha. Còn theo tốc độ ta có: động cơ đồng bộ và không đồng bộ.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện xoay chiều

2.1 Cấu tạo của động cơ điện xoay chiều

Như đa số các loại động cơ khác, động cơ này gồm 2 bộ phận chính là: Stato (phần tĩnh) và Roto (phần quay).

• Stato bao gồm các cuộn dây của điện 3 pha quấn trên các lõi sắt được bố trí trên một vành tròn nhằm tạo ra từ trường quay.
• Roto có dạng hình trụ, cấu tạo của nó như một cuộn dây quấn trên lõi thép.

2.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ điện xoay chiều

Khi động cơ được cấp một dòng điện xoay chiều sẽ tạo ra từ trường. Nhờ đó, sự tương tác từ trường giữa roto và stato trong động cơ sẽ gây ra chuyển động quay quanh trục.

Đầu tiên, stato sẽ được cấp một dòng điện xoay chiều. Dòng điện đó chạy qua stato gây ra điện từ trường có tốc độ quay n. Trong quá trình quay, từ trường sẽ quét qua tất cả các thanh dẫn của roto. Và cuối cùng làm cho suất điện động cảm ứng hình thành. Vì dây quấn được kín mạch nên suất điện động tạo ra này sẽ tạo ra dòng điện cảm ứng ở trong các thanh dẫn của roto. Các thanh dẫn có điện và nằm trong từ trường nên chúng sẽ tương tác với nhau tạo ra lực điện từ đặt vào dây dẫn.

3. Động cơ xoay chiều được phân loại như thế nào?

Loại động cơ xoay chiều này thường được biết đến với 2 loại chính là: Loại 1 pha và loại 3 pha.

Động cơ điện xoay chiều 1 pha

• Sử dụng nguồn điện 1 pha 220V. Nó có công suất phổ biến khoảng 0.12kW đến 5.5kW.
• Từ trường quay của động cơ này được tạo ra bằng cách cho dòng điện xoay chiều 3 pha chạy qua 3 nam châm điện đặt lệch nhau 120 độ trên một vòng tròn. Cách bố trí các cuộn dây tương tự của máy phát điện 3 pha. Nhưng trong động cơ điện các dòng điện từ được đưa vào cuộn dây 1,2,3.
• Khi mắc động cơ vào mạng điện 3 pha, từ trường quay nhờ stato tạo ra sẽ làm cho roto quay quanh trục. Chuyển động quay của roto được truyền theo trục ra ngoài. Và nhờ đó các máy cơ khí khác được vận hành hoặc cơ cấu các chuyển động khác.

Động cơ điện xoay chiều 3 pha

• Sử dụng nguồn điện 3 pha 220V/380V hoặc 380V/660V. Công suất của động cơ này thường rơi vào khoảng 5.5kW trở lên.
• Động cơ này được chế tạo ra dựa trên nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha. Phần tĩnh stato của loại này gồm 2 cuộn dây dặt lệch nhau. Một dây của nó nối với tự điện, dây còn lại nối thẳng với nguồn điện. Cách mắc như vậy làm cho hai cuộn dây tạo ra 2 từ trường lệch pha nhau. Công suất do động cơ điện không đồng bộ 1 pha tạo ra là nhỏ. Nó được dùng chủ yếu nhằm phục vụ hộ gia đình, có trong các thiết bị như: quạt điện, máy bơm nước,…

4. Cách đọc thông số kỹ thuật của loại động cơ trên

Trên tem của loại động cơ trên thường có một số các thông tin sau:

• Model/Type: là mã động cơ. Các hãnh khác nhau sẽ có quy ước riêng.
• POEL/P: cho biết số cực của động cơ.
• kW/HP: cho biết công suất của động cơ hay mã lực HP (sức ngựa).
• B3/B5/B14/B35: là kiểu lắp của động cơ.
• IE: là tiêu chuẩn về hiệu suất, có thể là: IE1, IE2, IE3,…
• RPM (Round Per Minute): thể hiện tốc độ quay của động cơ (vòng/phút).
• 1 Phase/ 3 Phase: là động cơ 1 pha hoặc 3 pha.
• VOLS/V: là điện áp định mức của động cơ, là 220V hoặc 380V.
• Hz: là tần số của của nguồn điện. Ở Việt Nam đây là tần số phổ biến nhất của lưới điện xoay chiều.
• AMP/A: Cường độ dòng điện định mức của động cơ.

Trên đây là một số thông số nên biết của động cơ điện này, bên cạnh đó còn có các thông số khác như: hệ số cos của động cơ, chế độ làm mát IEC,….

5. Ưu và nhược điểm của động cơ sử dụng điện xoay chiều

Ưu điểm của loại động cơ này là:

• Có cấu tạo tượng đối đơn giản, dễ sử dụng.
• Sử dụng được điện trực tiếp từ lưới điện, không cần qua quá trình chỉnh lưu.
• Có khả năng điều khiển tốc độ qua khá đa dạng.
• Có kết cấu bền vững và khả năng chịu sự quá tải tốt nhờ có cơ chế bảo vệ.
• Giá thành của nó thấp hơn sơ với việc truyền động sử dụng động cơ một chiều.

Nhược điểm của loại động cơ này:

• Có momen khởi động nhỏ. Vì vậy mà nó không thể sử dụng được ứng dụng trong các thiết bị cần momen khởi động lớn.
• Nó tiêu tốn lượng điện năng nhiều hơn so với việc sử dụng loại một chiều.