Động cơ ba pha – Đã đóng vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp và tiến bộ của xã hội hiện đại. Trước khi chúng ta khám phá sâu hơn về cấu tạo và ứng dụng của động cơ ba pha, hãy cùng nhau bắt đầu bằng việc hiểu rõ nguyên tắc hoạt động cơ bản của nó.
Giới thiệu về động cơ ba pha?
Motor điện 3 pha là một thiết bị quan trọng và phổ biến trong ngành công nghiệp và ứng dụng kỹ thuật. Đây là một loại động cơ mà chúng ta thường gặp hàng ngày và nó hoạt động dựa trên nguyên lý của điện và từ trường.
Cấu trúc của motor điện 3 pha bao gồm một phần gọi là stator, có ba cuộn dây điện được đặt trên đó theo kiểu hình sao hoặc tam giác, và một phần gọi là rotor. Khi nguồn điện 3 pha được cấp cho motor, nó tạo ra ba pha điện riêng biệt, mỗi pha với độ chênh lệch 120 độ so với pha khác. Điều này tạo ra một trường từ xoay quanh rotor.
Rotor, là phần quay của động cơ, chứa các dây dẫn điện. Khi trường từ từ stator tương tác với dây dẫn điện trên rotor, nó tạo ra một lực quay. Lực quay này đẩy rotor quay và biến đổi năng lượng điện thành công suất cơ động, từ đó thực hiện nhiều công việc, bao gồm vận hành các máy móc, thiết bị và hệ thống truyền động trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất đến giao thông vận tải và nhiều ứng dụng khác.
Hoạt động của động cơ ba pha như thế nào?
Mô tơ điện ba pha hoạt động đơn giản nhưng hiệu quả. Nó sử dụng một Rotor lồng sóc với các thanh dẫn ngắn mạch ở hai đầu, bao quanh bởi hai vòng ngắn mạch. Khi dòng điện 3 pha chạy qua Stator, nó tạo ra một từ trường quay mạnh. Điều này dẫn đến dòng điện cảm ứng trong Rotor, làm cho Rotor quay theo từ trường quay.
Một điểm đáng chú ý là dòng điện cảm ứng trong các thanh dẫn của Rotor thay đổi theo thời gian. Điều này xuất phát từ sự khác biệt trong cắt từ trường qua từng cặp thanh dẫn theo các hướng khác nhau. Đây chính là lý do tại sao mô tơ này được gọi là “động cơ điện cảm ứng.”
Đặc biệt, một trong những ưu điểm lớn của động cơ điện ba pha là khả năng tự khởi động mà nó mang lại. Đồng thời, việc đặt các thanh dẫn của Rotor xiên so với trục quay giúp ổn định quá trình quay và ngăn chặn sự dao động không mong muốn trong momen quay của mô tơ.
Biện pháp khắc phục các nhược điểm của động cơ ba pha
Để khắc phục nhược điểm của động cơ không đồng bộ ba pha và tối ưu hóa hiệu suất sử dụng, đã có những biện pháp được áp dụng rộng rãi. Thực tế, động cơ không đồng bộ 3 pha chiếm lĩnh tới 90% trong lĩnh vực công nghiệp và cung cấp khoảng 55% công suất trên thị trường.
Một số biện pháp đáng chú ý bao gồm sử dụng các phương pháp khởi động thông minh như nối mạch sao tam giác, khởi động mềm hoặc sử dụng biến tần để giảm tải dòng điện khởi động. Hạn chế vận hành khi không có tải cũng là một cách hiệu quả để tối ưu hóa hiệu suất của động cơ. Để cải thiện khả năng mở máy, có thể điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp, sử dụng điện trở phụ trong mạch rotor, hoặc kết hợp các biện pháp như sử dụng rotor có rãnh sâu hoặc rotor lồng sóc kép để giảm dòng khởi động và tăng momen mở máy. Cuối cùng, việc chế tạo rotor với khe hở nhỏ giúp hạn chế dòng điện từ hóa và nâng cao hệ số công suất, làm cho động cơ hoạt động hiệu quả hơn.
Những ứng dụng của động cơ ba pha trong thực tế
Các ứng dụng của motor 3 pha rất đa dạng và quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và hệ thống cơ điện tử.
- Ở mảng máy móc sản xuất, motor điện 3 pha là một nguồn cung cấp năng lượng đáng tin cậy cho các máy gia công kim loại, máy phay, máy bào và nhiều thiết bị sản xuất khác.
- Trong lĩnh vực hệ thống cơ điện tử, motor 3 pha thường được sử dụng để điều khiển và cung cấp năng lượng cho các bộ lọc, bộ truyền động và bộ biến tần.
Ngoài ra, motor 3 pha cũng thường được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các hệ thống vận hành như máy nghiền, máy bơm, máy nén khí và hệ thống tưới tiêu.
