- Lõi thép: Lõi thép được ép trong vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ.Lõi thép stato hình tr ụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành
3. Động cơ khơng đồng bộ xoay chiều một pha
3.1. Cấu tạo của động cơ khơng đồng bộ xoay chiều một pha
Động cơ điện là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng lực điện từ cho nên cấu tạo
cơ bản của nĩ gồm cĩ bộ phận điện là cuộn dây và bộ phận dẫn từ là lõi thép. Theo kết cấu, động cơ điện bao giờ cũng cĩ hai phần chính là phần tĩnh (stato) và phần quay
(rơto) được ngăn cách nhau bằng khe hở khơng khí.
Stato là một khối thép hình vành khăn được đặt vừa khít trong một vỏ kim loại. Vỏ này cĩ hai nắp ởhai đầu, chính giữa hai nắp cĩ hai ổ bạc hoặc hai ổ bi. Vỏ và nắp cĩ nhiệm vụ định vị cho rơto và stato được đồng tâm để khi quay, chúng khơng bị va chạm vào nhau. Trong lịng stato người ta khoét các rãnh để đặt các cuộn dây, các cuộn dây này được gọi là các cuộn dây stato, nĩ cĩ nhiệm vụ tạo ra từ trường quay. Tuỳ theo cấu tạo của các cuộn dây stato mà các rãnh này cĩ thể bằng nhau hoặc cĩ thể
rộng, hẹp khác nhau. Để chống dịng fucơ sinh nĩng động cơ stato khơng phải được
đúc liền một khối mà được ghép bằng lá thép kỹ thuật điện mỏng, bên ngồi của các lá
thép được phủ một lớp sơn cách điện.
Đa số các stato đều nằm bên ngồi chỉ trong một số trường hợp đặc biệt stato mới
được nằm bên trong (các loại quạt trần). Hình 3.15 mơ tả một lá thép stato trong những
động cơ thơng dụng.
Rơto là một khối thép hình trụ cũng được ghép bằng thép lá kỹ thuật điện mỏng với rãnh ở mặt ngồi. Trong các rãnh cĩ đặt các cuộn dây, gọi là cuộn dây rơto.
Các cuộn dây này cĩ nhiệm vụ sinh ra dịng điện cảm ứng để tác dụng tương hỗ
với từtrường quay, tạo thành mơmen quay làm quay rơto. Chính giữa tâm của rơto cĩ một trục trịn và thẳng. Trục này sẽ được xuyên qua hai nắp của động cơ ở chỗ ổ bạc hoặc ở bi để truyền chuyển động quay của rơto ra phía ngồi. Rơto này được gọi là rơto quấn dây nĩ cĩ nhược điểm phải sử dụng bộ gĩp bằng chổi quét và vành khuyên nên hay hỏng và sinh nhiễu điện từ. Hình 3.16 mơ tả một lá thép rơto quấn dây của
động cơ điện thơng dụng.
Đa số các động cơ khơng đồng bộ đang sử dụng trong kỹ thuật và đời sống hiện
39
ngồi được xẻ thành những rãnh, bên trong các rãnh cĩ các thanh đồng , nhơm hoặc nhơm pha chì được nối với nhau ởhai đầu tạo thành một cái lồng. Loại rơto này được gọi là rơto ngắn mạch hay rơto lồng sĩc. Mỗi một đơi thanh nhơm cĩ tác dụng như một khung dây khép kín, cả cái lồng hình thành một cuộn dây ngắn mạch
3.3.2 Nguyên lý làm việc của động cơ khơng đồng bộ xoay chiều một pha
Động cơ điện xoay chiều một pha là loại động cơ cĩ cơng suất nhỏ (cỡ 600W trở lại)
nĩ được sử dụng rộng rãi nhất trong kỹ thuật cũng như trong đời sống bởi vì nĩ dùng
được ở mạng điện một pha 110V hay 220V thơng dụng (một dây nĩng và một dây nguội). Các động cơ điện xoay chiều một pha cĩ rơto lồng sĩc và cuộn dây một pha
đặt trong rãnh stato. Bây giờ ta hãy nghiên cứu các cách tạo ra từtrường quay trong
động cơ điện xoay chiều một pha.
Nếu trong rãnh lõi thép stato ta chỉ đặt một cuộn dây thì khi cho dịng điện xoay chiều một pha chạy qua trong động cơ chỉ sinh ra từtrường đập mạch (tức là khơng cĩ từ trường quay). Từ trường này cĩ thể phân tích thành hai loại từ trường quay trong khơng gian với vận tốc và độ lớn bằng nhau nhưng ngược chiều nhau. Do vậy mụmen quay tổng hợp ở trên rơto bằng khơng. Kết quảđộng cơ khơng thểquay được.
Lúc này, nếu ta dùng tay mồi cho động cơ quay theo chiều nào đĩ thì nĩ sẽ quay theo chiều ấy nhưng do cĩ mơmen khởi động rất nhỏ nên động cơ quay lờ đờ và gần
như khơng kéo được tải.
Để khởi động động cơ điện xoay chiều một pha, người ta phải sử dụng những sơ đồ đặc biệt như cuộn dây phụ khởi động hay dùng vũng chập mạch. Bây giờ ta sẽ đi
tìm hiểu sâu hơn về các loại này:
3.3.2 Khởi động động cơ điện xoay chiều một pha.
Để tạo ra từ trường quay trong thời gian khởi động, người ta đặt thêm vào trong lừi thép stato một cuộn dây thứ hai gọi là cuộn dây phụ khởi động (thường gọi là cuộn
đề hay cuộn dây khởi động). Cuộn thứ nhất gọi là cuộn chạy cuộn cơng tác hay cuộn làm việc. Cuộn dây khởi động được đặt lệch trong khơng gian so với cuộn làm việc một gĩc 900(độđiện) tương tựnhư cuộn thứ hai của động cơ điện xoay chiều hai pha.
Ở đây nĩ là cuộn dây phụ, và đơi khi chỉ dùng trong thời gian khởi động nên kích
thước dây nhỏhơn ở cuộn làm việc.
Người ta cũng làm cho dịng điện xoay chiều trong cuộn dây làm việc và cuộn dây khởi động lệch pha nhau 900 về thời gian (1/4 chu kỳ) đểcĩ được từtrường quay như ởđộng cơ điện xoay chiều hai pha người ta đấu nối tiếp cuộn dây khởi động với một cuộn cảm hoặc một tụ điện. Như vậy, động cơ điện sẽ tự khởi động được khi đĩng vào lưới điện một pha.
40
Đấu bằng cuộn cảm dịng điện trong cuộn làm việc và cuộn khởi động khơng bao giờđạt được lệch pha đúng 900 nên ít được dùng vì cĩ mơmen khởi động nhỏ. Khi đấu bằng tụđiện điều kiện lệch pha gần 900 được thực hiện cho nên nĩ được sử dụng rộng rãi do cĩ mơmen khởi động lớn.
a) b)
Hình 3.11. Sơ đồ nguyên lý động cơ điện xoay chiều một pha: a) Đấu nối tiếp cuộn cảm trong cuộn dây phụ khởi động.
b) Đấu nối tiếp tụđiện trong cuộn dây phụ khởi động.
Như vậy, động cơ điện xoay chiều một pha dùng cuộn dây phụ khởi động cĩ nguyên tắc hoạt động giống hệt như động cơ điên xoay chiều hai pha. Điểm khác biệt duy nhất ở đây là cả hai cuộn dây của động cơ điện xoay chiều hai pha được quấn cùng cỡ dây cịn cuộn khởi động của động cơ điện xoay chiều một pha được quấn bằng cỡdây bé hơn cỡ dây của cuộn làm việc. Cĩ thểdùng động cơ điện xoay chiều
hai pha để mắc vào động cơ điện xoay chiều một pha, hoặc cũng cĩ thểdùng động cơ điện xoay chiều một pha để mắc vào động cơ điện xoay chiều ba pha, Vậy sử dụng
động cơ điện xoay chiều ba pha ở những nơi đĩ sẽ cĩ lợi hơn nhiều vì vừa cĩ khả năng cho cơng suất lớn, vừa cĩ kích thước thu nhỏ gọn lại vừa tiêu tốn ít điện năng hơn. Cịn những nơi chỉcĩ lưới điện xoay chiều một pha thơng thường (một dây nĩng và một dây nguội) thì đã cĩ động cơ xoay chiều một pha đáp ứng. Vì thế chúng ta hãy
coi như động cơ điện xoay chiều hai pha và động cơ điện xoay chiều một pha chỉ là một và gọi chung là động cơ điện xoay chiều một pha.
Trong động cơ điện xoay chiều một pha, cuộn dây phụ khởi động cĩ thểđược đấu liên tục trong suốt thời gian vận hành nhưng cũng cĩ thể chỉ trong thời gian khởi động
động cơ. Đấu liên tục sẽ cho mơmen khởi động lớn nhưng hiệu suất làm việc của động
cơ sẽ bị giảm thấp (hiệu suất làm việc được tính là tỷ số giữa cơng suất trên trục động
cơ và cơng suất tiêu thụ từ nguồn). Nghĩa là tốn điện và gây nĩng động cơ. Đấu khơng liên tục sẽ cho hiệu suất cao hơn nhưng mơmen khởi động lại giảm thấp.
3 K§LV LV L ~ K 3 K§ LV C ~ K
41
Để cải thiện đặc tính khởi động của động cơ điện xoay chiều một pha cĩ khi
người ta sử dụng hai tụ điện, một tụ để khởi động được ngắt ra khi tốc độđộng cơ đã lên tới 70 đến 80% tốc độđịnh mức, và một tụ thường trực luơn luơn đấu nối tiếp với cuộn khởi động. Khi đĩ, cả mơmen khởi động và hiệu suất của động cơ điện đồng thời
được nâng cao.
Để ngắt cuộn khởi động ra khỏi lưới điện sau khi động cơ đã chạy, người ta thường dùng cơng tắc kiểu li tâm bố trí trên trục của động cơ. Đơi khi người ta cịn dùng rơle
từ hoặc rơle nhiệt để thay cho cơng tắc ly tâm.
BÀI TẬP:
Bài 1: Thực hiện khởiđộng động cơ KĐB 3 pha bằng phương pháp dùng MBA tự
ngẫu.
PHIẾU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH
CƠNG VIỆC: Thực hiện khởi động động cơ KĐB 3 pha bằng phương pháp
dùng MBA tự ngẫu. 1/B3/ MĐ20 Bước cơng việc
Nội dung Yêu cầu kĩ thuật Dụng cụ, trang thiết bị Ghi chú 1 Chuẩn bị : - Đúng chủng loại, đầy đủ số lượng và cịn tốt - MBA 3 pha tự ngẫu - ATM 3 pha, ĐC - Cầu đấu, Đầu cốt - Dây dẫn điện 2 Kiểm tra các cuộn dây của MBA, ĐC
- Cuộn dây cịn tốt, thơng mạch.
- Dùng đồng hồ vạn
năng VOM