Mục tiờu
- Trỡnh bày được cấu tạo và nguyờn lý làm việc của động cơ khụng đồng bộ một pha ; - Nờu được cỏc phương phỏp khởi động động động cơ khụng đồng bộ một pha ; - Hứng thỳ với bài học.
Về cấu tạo, stato động cơ một pha chỉ cú dõy quấn một pha, rụto thường là lồng
súc (hỡnh 7.15a). Dõy quấn stato khụng tạo ra từ trường quay. Do sự biến thiờn của dũng điện, chiều và trị số từ trường thay đổi, nhưng phương của từ trường cố định
trong khụng gian. Từ trường này gọi là từ trường đập mạch:
Vỡ khụng phải là từ trường quay, nờn khi ta cho điện vào dõy quấn stato, động cơ khụng tự quay được. Để cho động cơ làm việc được, trước hết ta phải quay roto của động cơ điện theo chiều nào đú, roto sẽ tiếp tục quay theo chiều ấy và động cơ làm việc.
Để giải thớch rừ hiện tượng xảy ra trong động cơ điện một pha, ta phõn tớch từ trường đập mạch thành hai từ trường quay, quay ngược chiều nhau cựng tần số n1,
và biờn độ bằng một nửa biờn độ từ trường đập mạch.
Hỡnh 7.15
Trong đú từ trường quay B1 cú chiều quay trựng với chiều quay roto, được gọi là từ trường quay thuận, cũn từ trườngB2 cú chiều quay ngược chiều quay roto gọi là từ trường quay ngược. Trờn hỡnh 7.15 B là từ trường đập mạch, cũn B1 và
2
B = B1+B2 (7-15)
Gọi n là tốc độ roto, hệ số trượt đối với từ trường quay thuận là : s n n n s 1 1 1 (7-16)
Hệ số trượt s2ứng với từ trường quay ngược :
2 s 2 s n )n s (1 n n n n s 1 1 1 1 1 1 1 2 (7-17)
Do đú ta cú bảng sau về quan hệ giữa cỏc hệ số trượt
Trờn hỡnh 7.16 vẽ mụmen quay M1 do từ trường thuận sinh ra cú trị số dương
và M2do từ trường gõy ra cú trị số õm.
Mụmen quay của động cơ là tổng đại số mụmen M1 và M2 : M = M1 + M2
Từ đường đăck tớnh mụmen, chỳng ta thấy rằng, lỳc mở mỏy, s = s1 = s2 = 1, M1 = M2 và mụmen mở mỏy Mmở = 0, động cơ điện khụng tự mở mỏy được. Nhưng nếu ta tỏc động làm cho động cơ quay, hệ số trượt s<1, lỳc đú động cơ cú mụmen M, sẽ tiếp tục quay.
Hỡnh 7.16
Vỡ thế ta phải cú biện phỏp mở mỏy, nghĩa là phải tạo cho động cơ một pha mụmen mở mỏy. Ta thường dựng cỏc biện phỏp dõy quấn phụ, vũng ngắn mạch ở cực từ.
4.1. Dựng dõy quấn phụ mở mỏy
Loại động cơ này được dựng khỏ phổ biến như mỏy điều hũa, mỏy giặt, dụng cụ cầm tay, quạt điện , bơm ly tõm ...
Cỏc phần chớnh của loại động cơ này cho trờn hỡnh 7.17a, gồm dõy quấn chớnh Wc(dõy quấn làm việc), dõy quấn phụ (dõy quấn khởi động Wm). Hai cuộn dõy này
s = s1
s2
0 1 2
đặt lệch nhau một gúc 90 điện trong khụng gian. Và rụto lồng súc.
Hỡnh 7.17. Động cơ dựng dõy quấn phụ
Sơ đồ kết cõu ; b. Đồ thị vecto lỳc khởi động ; c. Đặc tớnh M=f(s)
Để cú được mụmen khởi động, người ta tạo ra gúc lệch pha giữa dũng điện qua cuộn chớnh Ic và dũng qua cuộn dậy phụ Ip bằng cỏch mắc thờm một điện trở nối tiếp với cuộn phụ hoặc dựng dõy quấn cỡ nhỏ hơn cho cuộn phụ, gúc lệch này
thường nhỏ hơn 30°. Dũng trong dõy quấn chớnh và trong dõy quấn phụ sinh ra từ trường quay để tạo ra mụmen khởi động. Đồ thị vecto lỳc khởi động được trỡnh
bày trờn hỡnh 7.17b.
Khi tốc độ đạt được 7075 % tốc độ đồng bộ, cuộn dõy phụ được cắt ra nhờ
cụng tắc ly tõm K và động cơ tiếp tục làm việc với cuộn dõy chớnh. Đặc tớnh mụmen được trỡnh bày trờn hỡnh 7.17c.
4.2. Động cơ khụng đồng bộ 1 pha cú tụ khởi động
Cỏc động cơ khụng đồng bộ một pha cú cuộn dõy phụ được mắc nối tiếp với
một tụ điện được gọi là động cơ tụ điện. Loại động cơ này cú cuộn dõy phụ bố trớ
lệch so với cuộn dõy chớnh một goc 900 điện trong khụng gian, để tạo gúc lệch về thời gian ta mắc nối tiếp với cuộn dõy phụ một tụ điện. Nếu tụ điện mắc nối tiếp với cuộn phụ chọn giỏ trị thớch hợp thỡ gúc lệch pha giữa Ic và Ip là gần 900 (hỡnh 7.18b). Tựy theo yờu cầu về mụmen khởi động và mụmen lỳc làm việc, ta cú cỏc
a. Động cơ dựng tụ điện khởi động (hỡnh 7.18a).Khi khởi động tốc độ động cơ đạt đến 7585% tốc độ đồng bộ, cụng tắc K mở ra và động cơ sẽđạt đến tốc độ ổn định.
b. Động cở dựng tụ điện thường trực (hỉnh 7.18b). Cuộn dõy phụ và tụ điện khởi động được mắc luụn khi động cơ làm việc bỡnh thường. Loại này cú cụng suất
thường nhỏhơn 500W và cú đặc tớnh cơ tốt.
Ngoài ra, để cải thiện đặc tớnh làm việc và mụmen khởi động ta dựng động cơ hai tụ điện. Một tụ điện khởi động khỏ lớn (khoảng 1015 lần tụ điện thường trực) được ghộp song song với tụ điện thường trực. Khi khởi động tốc độ động cơ đạt
đến 7585% tốc độ đồng bộ, tụ điện khởi động được cắt ra khỏi cuộn phụ, chỉ cũn
tụ điện thường trực nối với cuộn dõy phụ khi làm việc bỡnh thường.
Hỡnh 7.18. Động cơ một pha dựng tụ điện
Tụ điện khởi động; b. Tụ điện thường trực; c. Đồ thị vecto