Máy điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ của rotor n khác với tốc độ từ trường quay trong máy n. Máy điện không đồng bộ có thể làm việc ở hai chế độ: động cơ và máy phát.
Phân loại máy điện không đồng bộ
Khi phân loại máy điện không đồng bộ, có thể căn cứ theo:
- Theo kết cấu của vỏ, có thể chia làm các loại: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu chống nổ, kiểu chống rung…
- Theo kết cấu của rotor chia làm hai loại: kiểu rotor dây quấn và kiểu rotor lồng sóc.
- Theo số pha: kiểu một pha, hai pha, ba pha.
Cấu tạo máy điện không đồng bộ
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ bao gồm hai bộ phận chủ yếu là stator và rotor, ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy và trục máy. Trục làm bằng thép, trên đó gắn rotor, ổ bị và phía cuối trục có gắn một quạt gió để làm mát máy dọc trục.
Hình ảnh: Cấu tạo máy điện không đồng bộStator [phần tĩnh] gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy.
Lõi thép
Lõi thép stator có dạng hình trụ, làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, được dập rãnh bên trong rồi ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục. Lõi thép được ép vào trong vỏ máy.
Dây quấn stator
Dây quấn stator thường được làm bằng dây đồng có bọc cách điện và đặt trong các ranh của lõi thép. Dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong dây quấn ba pha stator sẽ tạo nên từ trường quay.
Võ máy
Vỏ máy bao gồm có thân và nắp, thường làm bằng gang.
Roto
Roto là phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.
Lõi thép
Lõi thép rotor gồm các lá thép kỹ thuật điện được lấy từ phần bên trong của lõi thép stator ghép lại, mặt ngoài dập rãnh để đặt dây quấn, ở giữa có dập lỗ để lắp trục.
Trục
Trục của máy điện không đồng bộ làm bằng thép, trên đó gắn lõi thép roto.
Dây quấn rotor
Dây quấn rotor của máy điện không đồng bộ có hai kiểu: rotor ngắn mạch còn gọi là rotor lồng sóc và rotor dây quấn.
Rotor lồng sóc gồm các thanh đồng hoặc thanh nhôm đặt trong rãnh và bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở hai đầu. Với động cơ nhỏ, dây quấn rotor được đúc nguyên khối gồm thanh dẫn, vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt và cánh quạt làm mát. Các động cơ công suất trên 100kW thanh dẫn làm bằng đồng được đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vào vành ngắn mạch.
Rotor dây quấn cũng quấn giống như dây quấn ba pha stator và có cùng số cực từ như dây quấn stator. Dây quấn kiểu này luôn luôn đấu sao [Y] và có ba đầu ra đấu vào ba vành trượt, gắn vào trục quay của rotor và cách điện với trục. Ba chổi than cố định và luôn tỳ trên vành trượt này để dẫn điện vào một biến trở cũng nối sao nằm ngoài động cơ để khởi động hoặc điều chỉnh tốc độ.
Nguyên lý làm việc máy phát điện không đồng bộ
Khi có dòng điện ba pha chạy trong dây quấn stato thì trong khe hở không khí xuất hiện từ trường quay với tốc độ n = 60f/p [f là tần số lưới điện; p là số đội cực từ của máy; n là tốc độ từ trường quay bậc một] Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi sắt roto, làm cảm ứng trong dây quấn roto các sức điện động E,. Do roto kín mạch nên trong dây quấn roto có dòng điện I, chạy qua. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của stato tạo thành từ thông tống ở khe hở. Dòng điện trong dây quấn roto tác dụng với từ thông khe hở sinh ra mô men. Tác dụng đó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của roto. Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau. Sau đây ta sẽ nghiên cứu tác dụng của chúng trong ba phạm vi tốc độ.
Các đại lượng định mức
Máy điện không đồng bộ có các đại lượng định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy. Các trị số này do nhà máy thiết kế, chế tạo qui định và được ghi trên nhãn máy. Máy điện không đồng bộ chủ yếu làm việc ở chế độ động cơ nên trên nhãn máy chỉ ghi các trị số làm việc của chế đô động cơ ứng với tải định mức.
- Dòng điện định mức.
- Điện áp dây định mức.
- Kiểu đấu sao hay tam giác
- Tốc độ quay định mức.
- Hiệu suất định mức.
- Hệ số công suất định mức.
Công dụng của máy điện không đồng bộ
Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng làm động cơ điện. Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ là loại máy được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ… Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công nông sản phẩm. Trong đời sống hàng ngày máy điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm một vị trí quan trọng: quạt gió, động cơ tủ lạnh…Tóm lại phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi.
Tuy vậy máy điện không đồng bộ có những nhược điểm sau: cosφ của máy thường không cao lắm, đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên ứng dụng của nó có phần bị hạn chế.
Hy vọng qua bài viết trên các bạn sẽ biết được sâu hơn về máy điện không đồng bộ. Cuối cùng chúc các bạn luôn thành công và hẹn các bạn tại các viết sau!
Tại nhiều đơn vị, nhà máy các hệ thống máy phát điện không đồng bộ đã và đang được sử dụng ngày càng phổ biến và rộng rãi hơn. Bên cạnh cách thức vận hành cùng các model máy, cấu tạo cùng nguyên lý vận hành máy phát điện không đồng bộ cũng đang nhận về vô số sự quan tâm từ phía người dùng. Trong bài viết dưới đây, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu rõ hơn về vấn đề này nhé!
Máy phát điện không đồng bộ ngày càng được ứng dụng phổ biến, rộng rãi hơn
Đặc điểm của máy phát điện không đồng bộ
Phát điện không đồng bộ là loại máy phát điện xoay chiều. Máy hoạt động theo nguyên lý cảm biến điện từ với tốc độ quay của roto chậm hơn tốc độ quay của từ trường. Về cơ bản các model phát điện không đồng bộ có tính thuận nghịch. Nghĩa là máy có thể làm việc với hai vai trò, một là máy phát điện hoặc một động cơ điện.
Dựa vào nguyên lý vận hành, cấu tạo cũng như số pha hoạt động, hiện trên thị trường các loại động cơ điện không đồng bộ ngày càng được cung ứng phổ biến và đa dạng hơn. Trong đó có thể kể đến một số loại tiêu biểu như:
- Theo kết cấu của vỏ: Máy được chia thành 3 loại là máy điện kiểu kín, kiểu hở và kiểu bảo vệ.
- Theo số pha: Gồm các loại phát điện không đồng bộ 3 pha, 2 pha 1 pha.
- Theo kiểu dây quấn Roto: Động cơ điện không đồng bộ được chia thành bộ roto dây quấn hoặc roto lồng sóc.
Bài viết nên đọc:Máy phát điện đồng bộ là gì?
Máy phát điện 3 pha là gì?
Cấu tạo máy điện không đồng bộ
Nhìn chung hầu hết các model máy phát điện không đồng bộ trên thị trường đều có cấu tạo khá giống nhau. Cấu tạo máy gồm 2 phần chính là Stato và Roto. Ngoài ra còn có các bộ phận phụ đi kèm khác gồm: Nắp máy, ổ bi, trục máy, hộp dầu cực, quạt gió, hộp quạt,…
Cấu tạo của model phát điện không đồng bộ
Stato hay còn được gọi là phần tĩnh
Stato được cấu thành bởi các phần chính gồm lõi thép, dây quấn và phần phụ có vỏ máy và nắp máy. Trong đó:
- Lõi thép có dạng hình trụ đảm nhận nhiệm vụ dẫn từ, được làm từ các lá thép kỹ thuật điện. Phần thân được thiết kế dập rãnh rồi ghép lại thành các rãnh ép ở bên trong vỏ máy. Phía trêb ác lá thép được phủ sơn cách điện để chống bị ăn mòn, bị gỉ.
- Dây quấn được làm từ đồng nguyên chất có bọc cách điện, được đặt bên trong các rãnh của lõi thép để dòng điện xoay chiều đi qua và tạo ra từ trường quay.
- Vỏ máy được làm bằng nhôm hoặc gang chắc chắn, cứng cáp giúp cố định máy và lõi thép.
Roto hay phần quay
Roto được cấu thành từ các bộ phận chính như lõi thép, dây quấn và trục máy. Đây là bộ phận đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả công việc mà máy có thể đem lại.
- Lõi thép của roto gồm các lá thép kỹ thuật lấy từ phần bên trong của lõi thép stato. Đặc biệt phía mặt ngoài lõi thép cũng được dập rãnh để đặt dây quấn. Phần giữa trục được dập lỗ để dễ dàng lắp trục.
- Trục thiết bị phát điện không đồng bộ được làm bằng thép không gỉ, có gắn lõi thép roto.
Động cơ máy phát điện không đồng bộ
Dây quấn
Dây quấn của máy phát điện không đồng bộ có 2 loại là roto lồng sóc [roto ngắn mạch] và roto dây quấn. Cụ thể như sau:
- Roto lồng sóc: có các thanh đồng hoặc nhôm đặt tại rãnh sao cho chúng bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở 2 đầu. Đối với các máy có động cơ nhỏ, người ta thường đúc nguyên một khối thanh dẫn, quạt làm mát, cánh tản nhiệt và vành ngắn mạch.
- Roto dây quấn: Có các vòng dây quấn tương tự như dây quấn ở stato và có cùng số cực từ như vậy. Dây quấn luôn được đấu với nhau thành hình sao có ba đầu ra được đấu vào ba vành trượt. Thông thường dây quấn roto sẽ được gắn vào trục quay của roto và cách điện với trục.
Nguyên lý vận hành máy phát điện không đồng bộ
Máy phát điện hoạt động như nào? Dưới đây là nguyên lý vận hành chung của hầu hết các model động cơ điện không đồng bộ, cùng tham khảo ngay nhẻ!
Nối dây quấn của stato với lưới điện, sử dụng động cơ sơ cấp để kéo roto quay với tốc độ n [n > n1 và cùng chiều với n1]. Lúc này, chiều của từ trường quét qua các thanh dẫn của roto sẽ quay ngược lại. Suất điện động và dòng điện roto ngược chiều với chiều của động cơ. Chiều của điện từ đặt lên roto ngược hướng với chiều quay của roto. Cùng lúc, mômen hãm được tạo ra giúp cân bằng với mômen quay động của cơ sơ cấp. Khi đó máy điện không đồng bộ sẽ làm việc ổn định hơn ở chế độ là một máy phát.
Nguyên lý vận hành máy phát điện không đồng bộ
Nhờ các từ trường quay của nguồn lưới điện, cơ năng của động cơ sơ cấp ở roto được biến đổi thành điện năng ở bộ phận stato. Để tạo từ trường quay lưới điện phải cung cấp cho máy một mức công suất phản kháng cản lại những lực tác động khác.
Trong trường hợp không có điện vào dây quấn stato người ta phải tiến hành kích từ cho máy. Đây chính là nhược điểm lớn nhất của loại phát điện không đồng bộ này. Đó cũng chính là nhược điểm lớn nhất khiến nó ít được ứng dụng trong các ngành công nghiệp.
Máy phát điện không đồng bộ đang được ứng dụng như thế nào?
Máy phát điện không đồng bộ rất ít được sử dụng trong đời sống do đặc tính cùng hiệu quả làm việc của máy. Tuy nhiên với vai trò là động cơ không đồng bộ thì lại được sử dụng khá phổ biến. Thiết bị được chế tạo khá đơn giản, giá thành rẻ, vận hành dễ dàng. Đồng thời thiết bị cũng được đánh giá cao về hiệu suất làm việc cũng như độ bền và khả năng vận hành bền bỉ, ổn định.
Chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, nguyên lý vận hành của máy phát điện không đồng bộ. Nếu có thắc mắc hay nhu cầu tìm mua máy phát điện gia đình, máy phát điện lớn chính hãng quý khách hàng vui lòng liên hệ tới hotline: 0964 593 282 để được tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất.