Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của motor 3 pha
Đánh giá bài đăng
Động cơ điện 3 pha đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp và đời sống, từ các nhà máy sản xuất đến hệ thống điều hòa không khí trong các tòa nhà lớn. Để hiểu rõ hơn về loại động cơ này, hãy cùng tìm hiểu chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của motor 3 pha.
Động cơ 3 pha là gì?
Động cơ 3 pha là một loại động cơ điện xoay chiều hoạt động bằng nguồn điện 3 pha. Đây là thiết bị có khả năng chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ thông qua nguyên lý cảm ứng điện từ. Động cơ 3 pha được chia thành hai loại chính:
- Động cơ không đồng bộ (bất đồng bộ): Tốc độ rotor khác với tốc độ của từ trường quay
- Động cơ đồng bộ: Tốc độ rotor bằng với tốc độ của từ trường quay
So với động cơ 1 pha, động cơ 3 pha có nhiều ưu điểm vượt trội như: khởi động dễ dàng, moment khởi động lớn, vận hành êm, hiệu suất cao và có thể đảo chiều quay dễ dàng.
Cấu tạo của motor 3 pha
Động cơ 3 pha có hai bộ phận chính là stator (phần tĩnh) và rotor (phần quay).
Stator
Stator là phần tĩnh của động cơ, bao gồm:
- Lõi thép: Được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện mỏng xếp chồng lên nhau, có rãnh dọc theo chiều trục để đặt dây quấn.
- Dây quấn: Gồm 3 cuộn dây đặt lệch nhau 120 độ điện, mỗi cuộn dây được nối với một pha của nguồn điện xoay chiều 3 pha.
- Vỏ động cơ: Làm bằng gang hoặc thép, có chức năng bảo vệ các bộ phận bên trong và tản nhiệt.
Rotor
Rotor là phần quay của động cơ, có hai loại chính:
- Rotor lồng sóc:
- Gồm các thanh dẫn bằng nhôm hoặc đồng
- Các thanh dẫn được đặt trong các rãnh của lõi thép
- Hai đầu được nối tắt bởi vòng ngắn mạch
- Cấu tạo đơn giản, bền và dễ bảo dưỡng
- Rotor dây quấn:
- Có cấu tạo phức tạp hơn rotor lồng sóc
- Dây quấn được đặt trong các rãnh của lõi thép
- Các đầu dây được đưa ra ngoài qua vòng trượt
- Cho phép điều chỉnh tốc độ và moment quay
Nguyên lý tạo từ trường quay trong động cơ
Để hiểu từ trường quay, hãy tưởng tượng như sau:
Trong động cơ 3 pha có 3 cuộn dây được đặt cách đều nhau (như hình tam giác). Khi ta cấp điện vào 3 cuộn dây này:
- Mỗi cuộn dây sẽ tạo ra một từ trường riêng, giống như nam châm vậy
- Do dòng điện 3 pha luôn thay đổi theo thời gian, nên sức mạnh của các từ trường này cũng thay đổi theo
- Khi cuộn dây này đang mạnh thì cuộn dây kia yếu đi, tạo hiệu ứng như một nam châm đang di chuyển theo vòng tròn
- Hiệu ứng này tạo ra một từ trường tổng hợp quay đều quanh trục động cơ
Tốc độ quay của từ trường này phụ thuộc vào:
- Tần số điện lưới (ở Việt Nam là 50Hz)
- Số cặp cực của động cơ (do cấu tạo)
Ví dụ: với động cơ 2 cực, từ trường sẽ quay với tốc độ 3000 vòng/phút.
Vai trò của rotor trong động cơ 3 pha
Rotor (phần quay) hoạt động dựa trên nguyên lý đơn giản:
- Khi từ trường quay cắt qua các thanh dẫn trong rotor:
- Giống như khi ta di chuyển nam châm qua một dây điện
- Trong các thanh dẫn của rotor sẽ xuất hiện dòng điện
- Dòng điện này tự nhiên xuất hiện mà không cần đấu nối với nguồn điện bên ngoài
- Khi có dòng điện chạy trong rotor:
- Rotor trở thành một nam châm điện
- Nam châm này bị từ trường quay của stato kéo theo
- Giống như khi ta dùng nam châm kéo một miếng sắt vậy
- Điều này làm rotor quay theo từ trường
Tuy nhiên, rotor không thể quay nhanh bằng từ trường quay vì:
- Nếu quay cùng tốc độ, sẽ không có hiện tượng cảm ứng
- Không có dòng điện trong rotor
- Không có lực để duy trì chuyển động
Ứng dụng phổ biến của động cơ 3 pha
Động cơ 3 pha đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Tại nhà máy và xưởng cơ khí, động cơ này vận hành máy tiện, máy phay và máy cắt kim loại với độ chính xác cao. Băng chuyền sản xuất hoạt động liên tục nhờ động cơ 3 pha. Máy nén khí, máy bơm và quạt thông gió công nghiệp cũng sử dụng loại động cơ này để đạt hiệu suất tốt nhất.
Trong nông nghiệp, động cơ 3 pha thúc đẩy cơ giới hóa sản xuất. Nhà máy xay xát dùng động cơ này cho máy xay lúa và nghiền thức ăn gia súc công suất lớn. Hệ thống thủy lợi và trạm bơm tưới tiêu quy mô lớn vận hành nhờ động cơ 3 pha. Trang trại hiện đại ứng dụng động cơ này trong hệ thống tưới tự động, tối ưu hiệu quả canh tác.
Tòa nhà cao tầng trang bị động cơ 3 pha cho thang máy, đảm bảo vận chuyển an toàn. Hệ thống điều hòa trung tâm dùng động cơ này cho máy nén và quạt làm mát. Máy bơm nước lên bể chứa và hệ thống tăng áp cũng hoạt động bằng động cơ 3 pha.
Ưu điểm của động cơ 3 pha gồm: khởi động tốt, mô-men lớn, hiệu suất cao và độ bền vượt trội. Tuy nhiên, động cơ này cần nguồn điện 3 pha và chi phí đầu tư cao. Dù vậy, động cơ 3 pha vẫn là lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng công suất lớn trong công nghiệp.
Bài viết liên quan
Nên dùng quạt hút 1 pha hay 3 pha
0 Comments
