Động Cơ Điện 1 Pha Là Gì? Cấu Tạo, Ứng Dụng Và Nguyên Lý Hoạt Động, Cách Lựa Chọn

Cơ khí, cơ giới hóa đang được ứng dụng ngày càng nhiều trong sản xuất và động cơ điện 1 pha cũng không phải là ngoại lệ. Loại động cơ này đang ngày càng chứng tỏ lợi thế tiêu biểu vượt trội của nó so với những loại động cơ khác. Cùng tìm hiểu và khám phá về cấu trúc, ứng dụng cũng như nguyên tắc hoạt động giải trí của động cơ điện 1 pha dưới đây .

1. Động cơ điện xoay chiều 1 pha là gì?

Động cơ điện 1 pha ( còn được gọi là motor điện 1 pha ) là loại động cơ mà dây quấn stato chỉ gồm có có 1 cuộn dây pha, còn nguồn cấp chính là 1 dây pha và 1 dây nguội ( có thêm tụ điện để làm lệch sóng ). Tuy nhiên, nếu chỉ có 1 cuộn dây pha thì khi đó động cơ sẽ không hề tự mở máy được, vì từ trường 1 pha lại chính là từ trường đập mạch .Để động cơ 1 pha hoàn toàn có thể mở máy lên được, những bạn hoàn toàn có thể dùng nhiều giải pháp khác nhau. Động cơ điện không đồng điệu ( ký hiệu là KDB ) 1 pha motor điện 1 pha thường được ứng dụng rất nhiều trong đời sống, trở thành 1 phần không hề thiếu trong nhiều nghành khác nhau, ví dụ điển hình như : máy nén khí, tời kéo, máy bơm nước, dụng cụ cầm tay, …

Motor điện 1 pha có dây quấn stato chỉ gồm có có 1 cuộn dây pha

2. Cấu tạo động cơ điện 1 pha như thế nào?

Cơ cấu của động cơ không đồng nhất ( ĐCKĐB ) 1 pha còn tùy theo kiểu loại vỏ bọc là loại kín hoặc hở, là do mạng lưới hệ thống làm mát sử dụng cánh quạt thông gió đặt ở bên trong hay đưa ra bên ngoài động cơ .Nhìn chung, motor điện 1 pha có 2 phần chính, đó là phần tĩnh và phần quay .

Phần tĩnh: Hay còn có tên gọi là stato, bao gồm 2 bộ phận chủ yếu là lõi thép và phần dây quấn.

• Lõi thép: Đây là bộ phận dẫn từ của máy, chúng có hình dạng trụ rồng, lõi thép được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện có độ dày 0.35 0.5mm, được dập theo hình vành khăn, còn phía trong có xẻ rãnh để có thể đặt dây quấn và được sơn phủ kín vào trước khi khép lại.

Motor điện 1 pha có 2 phần chính, đó là phần tĩnh và phần quay

• Dây quấn: Dây quấn stato được làm bằng dây đồng hoặc là sợi dây nhôm (loại dây email) và được đặt trong các rãnh bên trong của lõi thép. Ngoài hai bộ phận chính này còn có các bộ phận phụ, có công dụng bao bọc lõi thép chính là vỏ máy được làm bằng nhôm hoặc bằng gang, có thể dùng để giữ chặt lõi thép phía dưới là chân đế nhằm mục đích bắt chặt vào bệ máy, đồng thời 2 đầu có 2 chiếc nắp được làm bằng vật liệu cùng loại với phần vỏ máy, trong nắp còn có ổ đỡ (hay còn gọi là bạc) dùng để đỡ cho trục quay của roto.

Phần quay của motor điện 1 pha, hay còn có tên gọi là roto, bao gồm có:

• Lõi thép: Có dạng hình trụ được chế tạo bằng các lá thép kỹ thuật điện, được dập thành hình dĩa và ép chặt lại, ở trên mặt có các đường rãnh để có thể đặt các thanh dẫn hoặc cuộn dây quấn. Lõi thép cũng được ghép chặt vào trục quay và đặt trên 2 ổ đỡ của bộ phận stato.
• Dây quấn: Trên rôto có 2 loại là rôto lồng sóc và cuộn roto dây quấn. Loại rôto dây quấn có cuộn dây được quấn giống như bộ phận stato, loại này có ưu điểm là mô men quay lớn nhưng kết cấu lại rất phức tạp và giá thành cũng tương đối cao.
• Loại rôto lồng sóc: Kết cấu của loại này rất khác biệt so với dây quấn của stato. Nó được chế tạo bằng cách đúc nhôm cho vào các rãnh của roto, từ đó tạo thành các thanh nhôm, đồng thời được nối ngắn mạch ở 2 đầu và còn được đúc thêm các cánh quạt để có thể làm mát bên trong mỗi khi roto quay.

Phần dây quấn của động cơ xoay chiều 1 pha được tạo từ những thanh nhôm và 2 vòng ngắn mạch có hình dạng trông giống như một cái lồng nên người ta còn gọi là rôto lồng sóc. Các đường rãnh trên phần roto thường thì được dập xiên với cái trục, nhằm mục đích cải tổ những đặc tính mở máy. Đồng thời, giúp giảm bớt hiện tượng kỳ lạ rung chuyển do lực điện từ trong động cơ sẽ công dụng lên rôto một cách không liên tục .

Các đường rãnh trên phần roto thường thì được dập xiên với cái trụcPhần cố định và thắt chặt của động cơ xoay chiều 1 pha gồm có : vỏ máy, lõi sắt, nắp máy, cuộn dây stato và chụp che quạt … Bộ phận quay gồm có : lõi thép quay, cuộn dây rôto ( thường thì có dạng lồng sóc ), trục quay, ổ trục, cánh quạt và công tắc nguồn ly tâm hoặc rơle. Ngoài ra, còn có tụ điện ( tụ điện khởi động hoặc tụ điện quay và động cơ điện hai trị số điện dung ), biển thương hiệu và tổng hợp nối dây của động cơ, …

1. Vỏ máy motor điện 1 pha

Vật liệu vỏ máy của phần cố định và thắt chặt thường sản xuất bởi tấm thép, nhôm đúc hoặc gang. Tác dụng của vỏ máy dùng để giữ lõi sắt của stato, chụp đầu và mômen ngược chịu phụ tải, vỏ máy làm thành dạng có hình đậy kín, mở ra và phòng hộ. Vật liệu sản xuất vỏ máy thường dùng tấm thép dày 1,2 ÷ 2 mm cuốn thành, mục tiêu là để giảm giá tiền loại sản phẩm, ưu điểm của vỏ máy đúc bằng nhôm là có khối lượng nhẹ. Đối với những vỏ máy có size lớn thường dùng vỏ gang, tiện nghi khi gia công, giảm được chấn động, tăng được tính không thay đổi của vỏ máy .

2. Lõi thép stato

Lõi thép stato được cấu trúc bởi những lá tôn silic dày khoảng chừng 0,35 ÷ 0,5 mm xếp chồng lên nhau. Đầu tiên dùng cách dập nguội những lá tôn silic đó. Sau đó, xếp những tấm đó lại với nhau rồi dùng đinh rivê tán ép chặt lại ; cũng hoàn toàn có thể dùng giải pháp hàn hồ quang khí Ác-gông Arg để cố định và thắt chặt những lá tôn silic vào nhau hoặc còn có cách ép dập trực tiếp những lá tôn silic chặt trong vỏ kim loại tổng hợp nhôm ( Dura ) .

3. Cuộn dây stato động cơ điện 1 pha

Thông thường có hai bối dây, một bối dây chính gọi là cuộn dây thao tác và một bối dây phụ, còn gọi là cuộn dây khởi động, chúng được đặt lệch nhau trong khoảng trống một góc 90 º. Như động cơ điện trong máy giặt quần áo, nhu yếu về đường kính, số vòng dây và cuộn dây của hai cuộn dây chính và phụ trọn vẹn như nhau để khi động cơ điện quay thuận và quay ngược thì hai cuộn dây này đổi cho nhau. Khi quay thuận ( theo chiều kim đồng hồ đeo tay ) thì cuộn dây chính thao tác, cuộn dây phụ khởi động, khi quay ngược, cuộn dây chính biến thành cuộn dây phụ và cuộn dây phụ biến thành cuộn dây chính. Thông thường so với động cơ điện một pha, số vòng của dây êmay những cuộn dây chính và phụ không giống nhau, đường kính của cuộn dây phụ thường nhỏ hơn .

4. Nắp máy

Vật liệu dùng làm nắp máy và vỏ máy giống nhau, nhu yếu dung sai lắp ghép của nắp máy phải đúng chuẩn, độ đồng tâm cao phải tương thích với nhu yếu, ngoài những, phải cứng vững ( độ chắc như đinh ) bảo vệ cho rôto hoạt động giải trí. Khe hở ( giữa rôto và stato ) của động cơ điện không đồng nhất một pha là 0,2 ÷ 0,3 mm. Khi lắp ráp và sửa chữa thay thế nếu không đúng chuẩn hoặc khi tháp lắp bị va đập vào nắp máy làm cho biến dạng đều sẽ ảnh hưởng tác động tới mức độ của khe hở. Từ đó, dẫn tới làm cho rôto và stato khi thao tác sẽ cọ sát vào nhau .

5. Lõi thép rôto

Lõi thép rôto cũng được sản xuất bằng cách ép chồng những lá tôn silic mà thành, khác với lõi thép stato là ở chỗ những rãnh được dập nghiêng để giảm thiểu sự chấn động và tiếng ồn ; so với rãnh kín nhu yếu cách điện của những lá tôn silic không cao lắm, hoàn toàn có thể không cần phải quét lớp sơn cách điện .

6. Cuộn dây rôto

Cuộn dây rôto thường đúc bằng nhôm, sử dụng loại nhôm nguyên chất L1 ÷ L5. Khi thay thế sửa chữa, không được tiện đứt đầu của rôto. Nếu khi tiện nhỏ lại của đai đầu, điện trở của rôto sẽ tăng lên, tổn hao hiệu suất lớn làm cho tính năng thao tác của động cơ điện xấu đi. Dùng những thanh đồng thay cho thanh nhôm làm cho điện trở của rôto giảm, tổn hao hiệu suất thấp, tổn hao đồng giảm đi, hoàn toàn có thể nâng cao hiệu suất của động cơ điện, nhưng mômen khởi động bị hạ thấp .

7. Trục quay động cơ điện 1 pha

Yêu cầu kỹ thuật so với trục quay phải bảo vệ những kích cỡ, hình dáng nhất định, lại còn phải bảo vệ độ cứng mặt phẳng, nếu không trong khi thao tác trục quay sinh ra độ cong quá lớn làm cho khe hở không đều, thậm chí còn còn sinh ra sự cố ( cọ sát ). Thông thường trục quay được sản xuất bằng thép cacbon số 45, thép cacbon số 65 hoặc những loại thép đặc biệt quan trọng khác .

8. Công tắc ly tâm motor điện 1 pha

Do cuộn dây phụ chỉ hoạt động khi động cơ bắt đầu làm việc, khi tốc độ đạt tới 72%÷83% tốc độ định mức cuộn dây phụ sẽ rời khỏi trạng thái làm việc, cho nên cần có công tắc ly tâm. Sau khi tốc độ quay tăng cao, vì tác dụng của lực ly tâm, làm cho tiếp điểm của công tắc ly tâm nhả ra, khiến cho cuộn dây phụ tách khỏi nguồn điện. Do cuộn dây phụ chỉ có tác dụng khi khởi động, cho nên số vòng dây tương đối nhiều, dây dẫn tương đối mảnh. Nếu công tắc ly tâm mất tác dụng thì cuộn dây phụ sẽ làm việc liên tục, dẫn đến làm việc quá tải có thể làm cuộn dây phụ bị cháy.

Video cấu tạo động cơ 1 pha, motor 1 pha

3. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 1 pha

Muốn cho động cơ điện 1 pha thao tác, stato của động cơ cần phải được cấp 1 dòng điện xoay chiều. Dòng điện chạy qua dây quấn stato sẽ tạo nên một từ trường quay nhanh với vận tốc : n = 60 f / p ( vòng / phút ). Trong đó thì f chính là tần số của nguồn điện, còn p chính là số đôi cực của phần dây quấn stato .Trong quy trình quay, từ trường này sẽ liên tục quét qua những thanh dẫn của rôto, làm Open một sức điện động cảm ứng. Vì dây quấn rôto đang kín mạch nên sức điện động này sẽ tạo dòng điện ở trong những thanh dẫn của rôto. Các thanh dẫn có dòng điện lại nằm bên trong từ trường, nên chúng sẽ tương tác với nhau, tạo ra lực điện từ được đặt vào những thanh dẫn .Tổng hợp những lực ở trên đây sẽ tạo ra mô men quay so với trục của roto, làm cho roto quay theo chiều cùng với chiều của từ dường. Khi motor thao tác, vận tốc của rôto ( n ) luôn luôn nhỏ hơn vận tốc đo được của từ trường ( n1 ) .Kết quả là rôto quay chậm lại, cho nên vì thế chúng luôn nhỏ hơn n1, do đó nên động cơ còn được gọi tên là động cơ không đồng nhất. Độ xô lệch giữa vận tốc của rôto và vận tốc từ trường còn được gọi là thông số trượt, được ký hiệu là S, thường thì thì thông số trượt đo được vào lúc từ 2 % 10 % .

4. Motor 1 pha chạy dùng tụ (1 tụ hoặc 2 tụ), công dụng của tụ điện

Mô tơ chạy dùng tụ

Trong motor điện chạy dùng tụ (thường trực) tụ điện duy trì giữ trong mạch cho cả hai việc khởi động và chạy. Tụ điện cải thiện cả hai mô men khởi động và chạy. Để thực hiện điều này, một tụ điện nhỏ hơn quy định cho họat động liên tục cần phải được sử dụng. Các giá trị của tụ điện tiêu biểu từ 10 micro-farads (ví dụ 5, 7.5, 12.5, 15, v.v…) các mô tơ chạy dùng tụ được sử dụng cho các máy bơm, máy quạt thổi, máy làm mát, máy nén, băng tải, v.v… Xem hình 6.22

Mô men của mô tơ.

Mô tơ chạy dùng tụ có mô men khởi động thấp hơn so với mô tơ khởi động dùng tụ chính do tụ điện phải được thống kê giám sát tương thích giữa giá trị khởi động tốt và chạy tốt. Mô men khởi động là từ 50 % đến 100 % của mô men toàn tải .

Tốc độ.

Mô tơ chạy dùng tụ thường là mô tơ có vận tốc cố định và thắt chặt. Tốc độ của mô tơ hạ xuống 10 % từ không tải đến đầy tải. Một số mô tơ chạy dùng tụ có hai, ba, hoặc bốn vận tốc cố định và thắt chặt .

Nguồn điện sử dụng.

Mô tơ chạy dùng tụ phải có nguồn điện 1 p cùng điện áp và tần số như mô tơ. Các cấp điện áp tiêu biểu vượt trội là 115 / 230 V, 60 chu kỳ luân hồi .

Mô tơ chạy và khởi động dùng tụ ( 1 tụ ngâm, 1 tụ đề )

Mô tơ chạy và khởi động dùng tụ dùng cả hai tụ điện để cung ứng một quyền lợi, trong cả hai việc khởi động và dùng tụ. Một tụ khởi động mô tơ và tụ thứ hai dùng để chạy mô tơ. Các mô tơ chạy và khởi động dùng tụ thường được sử dụng để kéo những máy nén của những bộ điều hòa không khí nhỏ .

Mô men của mô tơ.

Mô tơ khởi động và chạy dùng tụ có mô men khởi động và chạy tốt. Mô men khởi động là từ 350 % đến 450 % của mô men toàn tải .

Tốc độ.

Mô tơ khởi động và chạy dùng tụ thường là mô tơ có vận tốc cố định và thắt chặt. Tốc độ hạ xuống từ 10 % từ không tải đến đầy tải. Một số mô tơ có hai, ba hoặc bốn vận tốc cố định và thắt chặt .

Nguồn điện sử dụng.

Mô tơ khởi động và chạy dùng tụ phải có nguồn điện 1 ɸ có cùng điện áp và tần số như mô tơ. Điện áp tiêu biểu vượt trội là 115 / 230V, 60 chu kỳ luân hồi .

5. Ứng dụng của động cơ điện 1 pha

Motor giảm tốc 1 pha 220V hiệu suất 6W, 15W, 25W, 40W, 60W, 90W, 120W, 140W w, 180W, 200W, 250W, … được ứng dụng thoáng rộng trong nhiều nghành nghề dịch vụ, ví dụ điển hình như :

• Trong công nghiệp: làm băng truyền, băng tải,…
• Trong nông nghiệp: làm máy ấp trứng, máy cho gà ăn,…
• Trong các máy móc để phục vụ cho đời sống sinh hoạt thường ngày: máy vặt lông vịt, máy vặt lông gà, máy nướng vịt, máy nướng gà…
• Trong các lĩnh vực dùng để quảng cáo: các thiết bị trưng bày, trong quán bar, nhà hàng khách sạn,…
• Tùy thuộc từng lĩnh vực mà người ta yêu cầu sản phẩm có chất lượng tốt và giá thành phải phù hợp. 
• Motor giảm tốc 1 pha 220V công suất 6W, 15W, 25W,…

6. Hướng dẫn cách chọn lựa motor điện 1 pha

Với sự phong phú của loại động cơ khác nhau lúc bấy giờ như : motor điện 1 pha, mô tơ điện 1 pha 2.2 kw, motor giảm tốc 1 pha, mô tơ điện 1 pha 2 hp, motor điện 1 pha 2 hp, mô tơ điện 1 pha 4 kw, mô tơ điện 1 pha 3 kw, mô tơ điện 1 pha 5 kw, .. hay những hãng động cơ khác nhau như : motor Toshiba, motor Tập đoàn Mitsubishi, motor Hitachi, motor Teco, …Với sự phong phú của motor lúc bấy giờ thì việc lựa chọn giữa chúng là rất khó, vậy nên chúng tôi xin hướng dẫn người mua tuân thủ theo những yếu tố cần quan tâm dưới đây để hoàn toàn có thể chọn mua được động cơ điện tốt đúng với nhu yếu sử dụng :

• Trên các sản phẩm motor  điện 1 pha, ở phần tem có ghi chép đầy đủ thông tin mức ampe, thậm chí có dòng điện định mức, đến khi lựa chọn motor mới thế, quý khách nên xem loại cũ mà mình đang dùng có được ampe bao nhiêu để có căn cứ mới để lựa chọn cho đúng.
• So với các loại động cơ thường thấy khác, motor điện 1 chiều này chính là loại có ứng dụng rộng rãi đối với hầu hết mọi ngành nghề, nhằm giúp cho tuổi thọ motor được cao hơn ta nên lắp đặt dư tải.Ví dụ như: làm lại các yêu cầu đòi hỏi công suất nặng, giống như là các loại máy nghiền đá, động cơ máy cắt sắt, máy ép để nghiền gỗ hoặc nâng tạ…
• Việc sử dụng động cơ mà không hết tải sẽ giúp động cơ được mát và bền hơn. Các loại motor nhỏ thì bạn nên dùng tối đa 90 95 % tải mà máy cho phép. Đối với các motor lớn hơn thì các bạn hãy dùng trong khoảng từ 85 90% tải.
• Việc lựa chọn motor để có thể làm việc thường xuyên được trong các môi trường có độ ẩm, có bụi cao, chẳng hạn như mưa bụi mùn cưa, bụi vải công nghiệp,… thì các bạn nên chọn lựa các loại motor có cấp độ bảo vệ cao IP55 thay vì các sản phẩm có độ hở với mức bảo vệ IP44.
• Lựa chọn đồng bộ các sản phẩm động cơ điện 1 pha có khả năng phòng chống cháy nổ nếu như phải dùng trong các môi trường có xuất hiện nhiệt độ cao như hầm lò hơi, mỏ quặng hay những nơi sản xuất hóa chất, có thể gây cháy hoặc độc như dầu hỏa, khí gas, khí hiếm,…
• Một số loại motor điện 1 pha xuất xứ từ các hãng Nhật, Đức nếu được sản xuất trước năm 2000 thì thường có kích thước thân motor nhỏ hơn các loại động cơ đời mới sau năm 2000. Vì vậy, trước khi mua motor mới về lắp đặt cho động cơ, bạn nên đo kỹ đường kính trục, chiều ngang, chiều dọc chân đế motor cũ để đảm bảo dễ dàng lắp đặt.

Nên đo kỹ đường kính trục, chiều ngang, chiều dọc chân đế motor

• Khả năng tiết kiệm điện năng cũng như hiệu suất của động cơ sẽ được thể hiện qua hệ số cos. Hệ số này cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố chủ yếu như độ rỗng của rãnh, các tiết diện dây đồng cùng với chất lượng và từ tính của tôn. 
• Để đảm bảo sự an toàn điện, khi sử dụng động cơ điện 1 pha, chúng ta cần trang bị các chi tiết như: tụ điện, rơle mất pha cũng như các rơle nhiệt để kiểm tra xem phần aptomat chịu được dòng điện là bao nhiêu (A). 

Kết luận

So với những loại động cơ không đồng nhất 3 pha thì động cơ xoay chiều 1 pha có lực mô men, vận tốc rotor và đem lại vận tốc từ trường lớn hơn. Việc sản xuất động cơ đồng nhất cũng vô cùng phức tạp, giá tiền cũng cao hơn những loại động cơ còn lại, do đó lúc bấy giờ đa phần người ta dùng động cơ không đồng điệu 3 pha .

Nội Dung Có Thể Bạn Quan Tâm:

Source: https://thomaygiat.com
Category : Điện Tử