Mã mô đun: MĐ14-08
* Giới thiệu
Trong nội dung bài này, hướng dẫn cho HSSV tìm hiểu về những cấu tạo, nguyên lý, các thông số kỹ thuật. Trong đó, các chế độ mở máy cũng đƣợc trình bày nhằm giúp cho HSSV có thể hiểu rỏ hơn về hoạt động của động cơ 1 pha...
* Mục tiêu:
Kiến thức
- Mô tả đƣợc cấu tạo của động cơ không đồng bộ 1 pha.
Kỹ năng
- Trình bày được nguyên lý làm việc, phương pháp mở máy của động cơ không đồng bộ 1 pha.
Năng lực tự chủ và trách nhiệm
- R n luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, sáng tạo và khoa học.
* Nội dung chính:
1. CẤU TẠO CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1 PHA.
1.1. Phần tĩnh
Phần tĩnh hay cũn gọi là stato gồm hai bộ phận chớnh là lừi thộp và dõy quấn
1.1.1. Lừi thộp
Là bộ phận dẫn từ của mỏy cú hỡnh dạng trụ rồng, lừi thộp đƣợc làm bằng các là thép kỹ thuật điện dày 0.35 đến 0.5mm đƣợc dập theo hình vành khăn, phía trong có xẻ rãnh để đặt dây quấn và được sơn phủ trước khi khép lại.
100
Hình 8.1. Cấu tạo motor điện 1 pha 1.1.2. Dây quấn
Dây quấn stato làm bằng dây đồng hoặc dây nhôm ( loại dây email) đặt trong cỏc rónh của lừi thộp.
Hai bộ phận chớnh trờn cũn cú cỏc bộ phận phụ bao bọc lừi thộp là vỏ mỏy được làm bằng nhụm hoặc gang dựng để giữ chặt lừi thộp phớa dưới là chõn đế để bắt chặt vào bệ máy, hai đầu có hai nắp làm bằng vật liệu cùng loại với vỏ máy, trong nắp có ổ đỡ ( hay còn gọi là bạc) dùng để đỡ trục quay của rôto.
1.2. Phần quay
Hay cũn gọi là rụto, gồm cú lừi thộp, dõy quấn và trục mỏy 1.2.1. Lừithộp
Có dạng hình trụ đƣợc làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, dập thành hình dĩa và ép chặt lại, trên mặt có các đường rãnh để đặt các thanh dẫn hoặc dây quấn. Lừi thộp đƣợc ghộp chặt với trục quay và đặt trờn hai ổ đỡ của stato.
1.2.2. Dây quấn
Trên rôto có hai loại: rôto lồng sóc và rôto dây quấn.
Loạirôto dây quấn có dây quấn giống nhƣ stato, loại này có ƣu điểm là mooment quay lớn nhưng kết cấu phức tạp, giá thành tương đối cao.
Loạirôto lồng sóc: kết cấu của loại này rất khác với dây quấn của stato.
Nó đƣợc chế tọa bằng cách đúc nhôm vào các rãnh của rôto, tạo thành các thanh nhôm và đƣợc nối ngắn mạch ở hai đầu và có đúc thêm các cánh quạt để làm mát bên trong khirôto quay.
101
Phần dây quấn đƣợc tạo từ các thanh nhôm và hai vòng ngắn mạch có hình dạng như một cái lồng nên gọi là rôto lồng sóc. Các đường rãnh trên rôto thông thường được dập xiên với trục, nhằm cải thiện đặc tính mở máy và giảm bớt hiện tƣợng rung chuyển do lực điện từ tác dụng lênrôto không liên tục.
2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1 PHA.
Khi dây quấn nối với điện áp 1 pha thì dòng điện trong dây quấn sẽ sinh ra từ trường đập mạch . Từ trường này có thể phân làm 2 từ trường quay ngược chiều nhau, có tốc độ bằng nhau và bằng một nửa từ trường đập mạch. Do dây quấn stator gồm 2 phần giống nhau mắc nối tiếp và tạo thành các từ trường quay theo những chiều ngược nhau. Tác dụng của các từ trường quay thuận nghịch đó với dòng điện ở roto mà chúng sinh ra tạo thành 2 mômen ngƣợc nhau. Khi động cơ đứng yên thì 2 mômen đó bằng nhau và ngƣợc chiều nhau do đó mômen quay tổng bằng không. Do đó roto không thể tự quay đƣợc.
Nếu ta quay rotor của động cơ điện theo 1 chiều nào đó với tốc độ n thì rơto sẽ quay theo chiều đó.
3. MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1 PHA
Hình 8.2. Sơ đồ mở máy động cơ 1 pha dùng tụ ngậm 3.1. Động cơ điện không dồng bộ 2 pha
Ở động cơ điện không đồng bộ 2 pha rotor kiểu lồng sóc, Stator có dây quấn 2 pha, lệch nhau về không gian 1 góc 900 điện. Khi dòng điện trong 2 dây quấn có biên độ bằng nhau và lệch pha nhau 1 góc 900 sẽ tạo ra trong máy từ trường quay tròn với tần số quay là .
102
Để tạo ra sự lệch pha về thời gian giữa dòng điện trong 2 dây quấn người ta nối tiếp với dây quấn phụ một điện dung C. Hai dây quấn được nối song song với nhau và nối vào lưới điện 1 pha.
Loại động cơ này đƣợc sử dụng nhiều trong dân dụng (quạt điện) hoặc trong các thiết bị của hệ thống tự động, …
3.2. Động cơ điện không đồng bộ 1 pha
Hình 8.3. Sơ đồ cấu tạo động cơ 1 pha
Về cấu tạo, động cơ 1 pha chỉ có dây quấn 1 pha, rotor thường là lồng sóc, dây quấn Stator được nối với lưới điện xoay chiều 1 pha.
Dòng điện xoay chiều 1 pha chạy trong dây quấn stator không tạo ra từ trường quay. Do sự biến thiên của dòng điện, chiều và trị số từ trường thay đổi nhưng phương của từ trường cố định trong không gian. Từ trường này gọi là từ trường đập mạch.
Vì không phải là từ trường quay nên khi ta cho dòng điện vào dây quấn stator, độngcơ không tự quay được. Để động cơ làm việc được trước hết ta phải quay rotor của động cơ theo 1 chiều nào đó thì rotor sẽ tiếp tục quay theo chiều ấy và động cơ làm việc. Vì thế ta phải có biện pháp mở máy, nghĩa là ta phải tạo cho động cơ 1 pha mômen mở máy, ta thường dùng các phương pháp dây quấn phụ, vòng ngắn mạch ở cực từ.
- Dùng dây quấn phụ:
Ở loại động cơ này, ngoài dây quấn chính còn có dây quấn phụ. Dây quấn phụ có thể thiết kế để làm việc khi mở máy hoặc làm việc lâu dài (động cơ 2 pha). Dây quấn phụ đặt trong 1 số rãnh stator, sao cho sinh ra 1 từ thông lệch với từ thông chính 1 góc 900 trong không gian và dòng điện
103
trong dây quấn phụ lệch với dòng điện trong dây quấn chính 1 góc 900. Dòng điện ở dây quấn phụ và dây quấn chính sinh ra từ trường quay để tạo ra mômen mở máy.
Để dòng điện trong dây quấn phụ lệch pha với dòng điện trong dây quấn chính 1 góc 900 ta thường nối tiếp với dây quấn phụ 1 điện dung C.
Loại động cơ tụ điện có đặt tính mở máy tốt.
- Dùng vòng ngắn mạch ở cực từ:
Hình 8.4. Sơ đồ mở máy động cơ 1 pha khởi động bằng vòng ngắn mạch
Người ta chẻ cực từ ra và cho vào đó 1 vòng đồng ngắn mạch. Vòng ngắn mạch coi như dây quấn phụ. Tổng hợp hai từ trường của dây quấn chính và phụ sẽ sinh ra từ trường quay để tạo ra mômen mở máy. Các loại động cơ này thường chế tạo với công suất nhỏ từ 0,5 đến 30W dùng vào các cơ cấu truyền động tự động và thường gặp nhất là quạt bàn.
Đặc điểm:
- Có ưu điểm là cấu tạo gọn nhẹ, sử dụng ở lưới điện 1 pha nên được sử dụng nhiều trong các hệ tự động và dân dụng suất nhỏ
- Nhƣợc điểm là cos thấp, hiệu suất thấp vì tổn hao ở rotor lớn, mômen nhỏ nên làm việc kém ổn định, khả năng quá tải kém.
CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ 1 pha?
Câu 2: Trìng bày các phương pháp mở máy động cơ 1 pha?
104
BÀI 9: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ DÂY QUẤN STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG