Động cơ không đồng bộ ba pha là thiết bị biến điện năng thành cơ năng trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay.
Cách tạo ra từ trường quay bằng nam châm vĩnh cửu: Quay đều một nam châm chử
U quanh trụcxx0 thì từ trường −→
B hai nhánh quay đều. Khi nam châm quay đều với vận tốc không đổi ω ta thấy khung dây cũng quay nhanh dần cùng chiều với nam châm và khi đạt với vận tốc ω0 < ω thì giữ nguyên vận tốc đó. Ta nói khung dây quay không đồng bộ với từ trường quay.
* Giải thích:
Có thể giải thích hiện tượng đó như sau: Khi nam châm bắt đầu quay, từ thông qua khung dây biến thiên, làm xuất hiện một dòng điện cảm ứng. Tác dụng của dòng điện đó là chống lại sự biến thiên từ thông. Lực điện từ tác dụng lên khung dây làm cho nó quay cùng chiều với nam châm, để chống lại sự thay đổi vị trí tương đối của nó với nam châm. Nếu khung dây đạt tới vận tốc gócω thì từ thông qua nó không biến thiên nữa, dòng điện cảm ứng mất đi, lực điện từ làm quay khung dây cũng mất đi. Nhưng thực ra nó chỉ đạt tới một vận tốc góc ổn định ω0 nhỏ hơn vận tốc gócω của nam châm, tức là của từ trường quay.
Động cơ hoạt động theo nguyên tắc trên gọi là động cơ không đồng bộ. Vận tốc quayω0 của nó có thể biến đổi trong một phạm vi khá rộng khi tốc độ quayω của từ trường không đổi. Vì vậy khi tải ngoài thay đổi, nó vẫn hoạt động bình thường được, và đó là một ưu điểm của nó.
b. Cách tao ra từ trường quay bằng dòng điện ba pha
Từ trường quay được tạo ra bằng cách cho dòng điện ba pha chạy vào ba nam châm điện đặt lệch nhau 1200 trên một vòng tròn. Cách bố trí các cuộn dây tương tự như trong máy phát điện ba pha, nhưng trong động cơ điện người ta đưa dòng điện từ ngoài vào các cuộn dây 1,2,3.
Từ trường trong các cuộn dây của động cơ điện cũng dao động điều hoà giống như cườngđộ dòng điện. Trên hình là các đường biểu diễn sự biến thiên độ lớn các từ trường
Giả sử vào một thời điểm nào đó (thí dụ: t = T4 ) từ trường của cuộn dây 1 có giá trị cực đại dương bằng B1 và hướng từ trong ra ngoài cuộn dây. Nhìn trên hình vẽ ta thấy từ trường của các cuộn dây2và3có giá trị âmB2 =B3 =−1
2B1 , nghĩa là hướng từ ngoài vào trong cuộn dây. Như vậy từ trường tổng cộngB của cả ba cuộn dây có hướng trùng với B1, nghĩa là hướng từ cuộn dây 1ra ngoài. Tiếp tục cách lập luận như trên, ta thấy rắng sau 1/3 chu kì, từ trường của cuộn dây2 sẽ có giá trị cực đại và từ trường tổng cộng hướng từ cuộn dây 2 ra ngoài. Và sau 1/3 chu kì nữa, từ trường tổng cộng lại hướng từ cuộn dây 3ra ngoài.
Tóm lại, từ trường tổng cộng của cả 3 cuộn dây quay quanh tâmO với tần số bằng tần số của dòng điện, có giá trị B = 1,5B0.
c. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha:Nó gồm có hai phần chính là stato và rôto.
Stato gồm các cuộn dây của ba pha điện quấn trên các lõi sắt bố trí trên một vành tròn để tạo ra từ trường quay. Rôto hình trụ có tác dụng như một cuộn dây quấn trên lõi thép.
Khi mắc động cơ vào mạng điện ba pha, từ trường quay do stato gây ra làm cho rôto quay trên trục. Chuyển động quay của rôto được trục máy truyền ra ngoài và được sử dụng để vận hành các máy công cụ hoặc các cơ cấu chuyển động khác.
Dựa theo nguyên tắc của động cơ không đồng bộ ba pha, người ta chế tạo được những động cơ không đồng bộ một pha. Stato của loại động cơ này gồm hai cuộn dây đặt lệch nhau một góc900, một dây nối thẳng với mạng điện, dây kia nối với mạng điện qua một tụ điện. Cách mắc như vậy làm cho hai dòng điện trong hai cuộn dây lệch pha nhau π2 và tạo ra từ trường quay. Động cơ không đồng bộ một pha chỉ đạt được công suất khoảng vài trăm oat trở lại. Nó chủ yếu được dùng trong các dụng cụ gia đình như quạt điện, máy hút bụi, máy bơm nước . . .