5. Phương pháp nghiên cứu máy điện
3.1.1. Phân loại và kết cấu
Máy điện không đồng bộ (còn có tên gọi khác là máy điện dị bộ hay máy điện cảm ứng) là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lí cảm ứng điện từ, có tốc độ quay roto n (tốc độ quay của máy) khác với tốc độ quay của từ trường quay trong máy n1.
Máy điện không đồng bộ có hai dây quấn: dây quấn stato (sơ cấp) nối với lưới điện tần số f = const và dây quấn rôto (thứ cấp) được nối tắt lại hoặc khép kín qua điện trở. Dòng điện trong dây quấn rôto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số f2 phụ thuộc vào tốc độ rôto nghĩa là phụ thuộc vào tải trên trục của máy. Máy điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là máy có thể làm việc ở hai chế độ động cơ và máy phát.
Máy phát điện không đồng bộ có đặc tính làm việc không được tốt so với máy phát điện đồng bộ nên ít được dùng.
Động cơ điện không đồng bộ so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy, ít phải chăm sóc bảo dưỡng nên được dùng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt. Gần đây do kỹ thuật điện tử phát triển nên động cơ không đồng bộ đã đáp ứng được yêu cầu điều chỉnh tốc độ, vì vậy động cơ không đồng bộ càng được sử dụng rộng rãi hơn.
Động cơ điện không đồng bộ có các loại: động cơ ba pha; hai pha và một pha. Động cơ điện không đồng bộ có công suất trên 600 W là loại ba pha có ba dây quấn làm việc, trục các dây quấn lệch nhau trong không gian một góc
120 điện. Các động cơ có công suất dưới 600 W thường là động cơ hai pha hoặc một pha. Động cơ hai pha có hai dây quấn làm việc, trục của hai dây quấn lệch nhau trong không gian một góc
90 điện. Động cơ điện một pha chỉ có một dây quấn làm việc.
1. Phân loại máy điện không đồng bộ
Theo kết cấu của vỏ, có thể chia làm các loại: kiểu hở; kiểu bảo vệ; kiểu kín; kiểu chống nổ; kiểu chống rung;...vv.
Theo kết cấu của rotor chia làm hai loại: rôto dây quấn và rôto lồng sóc. Theo số pha dây quấn stato có thể chia thành các loại: một pha; hai và ba pha.
2. Kết cấu máy điện không đồng bộ
Kết cấu của máy điện không đồng bộ được trình bày trên Hình 3.1, gồm hai bộ phận chủ yếu là stato và rôto, ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy và trục máy.
Phần tĩnh máy điện không đồng bộ gồm hai phần chính là lõi thép và dây quấn, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy.
* Vỏ máy để cố định lõi thép và dây quấn, không dùng làm mạch dẫn từ. Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại.
Hình 3.1: Cấu tạo của máy điện không đồng bộ 1. lõi thép; 2. dây quấn stato; 3. nắp máy; 4. ổ bi; 5.trục máy;
6. hộp đấu dây; 7. lõi thép rôto; 8. thân máy; 9. quạt gió làm mát; 10. hộp quạt
* Lõi thép là phần dẫn từ, có dạng hình trụ (Hình 3.2b) làm bằng lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 mm hay 0,5 mm ép lại. Khi đường kính ngoài lõi thép Dn < 990 mm thì dùng những tấm tròn ép lại (Hình 3.2a). Khi Dn> 990 mm thì dùng những tấm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn. Mặt trong của thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn.
Lõi thép được ép vào trong vỏ máy.
Hình 3.2: Cấu tạo của máy điện không đồng bộ a. lá thép rôto; b. lá thép stat;: c. lõi thép stato
*Dây quấn stato là phần dẫn điện, thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện và được đặt vào các rãnh của lõi thép. Dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong dây quấn ba pha stato sẽ tạo nên từ trường quay.
Phần quay gồm có lõi thép, dây quấn và trục máy.
* Lõi thép rôto làm từ thép kỹ thuật điện như stator, lõi thép được ép lên trục quay, phía ngoài có xẻ rãnh để đặt dây quấn (Hình 3.2c).
* Dây quấn rôto có hai kiểu:
- Kiểu lồng sóc: trong mỗi rãnh của stator đặt vào thanh dẫn bằng đồng hoặc bằng nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối tắt ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hoặc bằng nhôm (Hình 3. 4).
Hình 3.4: Cấu tạo rôto máy điện KĐB
a. dây quấn rôto lồng sóc; b. lõi thép rôto; c. ký hiệu động cơ trên sơ đồ
*Khe hở: khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (từ 0,2 mm đến 1 mm trong máy điện cỡ nhỏ và vừa). Khe hở càng nhỏ càng tốt để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới điện vào.