Động cơ 3 pha là một thành phần quan trọng trong hệ thống điện công nghiệp, phục vụ nhiều mục đích khác nhau. Khác biệt với động cơ điện 1 pha thường dùng trong các ứng dụng dân dụng, động cơ 3 pha mang lại hiệu suất và sức mạnh vượt trội. Bài viết này sẽ giúp bạn tìm hiểu rõ hơn về động cơ 3 pha, từ cấu tạo đến nguyên lý hoạt động.
Cấu tạo chi tiết của động cơ điện ba pha bao gồm hai phần quan trọng: Phần Stator (đứng yên) và phần Rotor (quay).
- Phần Stator: Stator được tạo thành từ các tấm thép kỹ thuật điện vô cùng mỏng. Bên trong, chúng có các khe rãnh hoặc được làm từ khối thép đúc. Cách mà các lá thép này được gắn vào khung được biểu diễn như hình dưới đây. Trên hình, chỉ có một số lá thép được hiển thị, nhưng thực tế, dây dẫn điện sẽ được quấn qua tất cả các khe rãnh của Stator.
- Phần Rotor: Phần Rotor là phần quay của động cơ, được ghép từ nhiều thanh kim loại. Kết quả là một cái lồng hình trụ. Rotor trong động cơ điện ba pha được chia thành hai loại: Rotor lồng sóc, được tạo thành từ nhiều thanh kim loại song song cùng với dây quấn.
Nguyên lý hoạt động của động cơ 3 pha
Nguyên lý hoạt động của động cơ 3 pha rất đơn giản nhưng mang lại hiệu suất và sức mạnh ấn tượng. Khi động cơ được kết nối với nguồn điện xoay chiều 3 pha, Stator tạo ra một từ trường quay với tốc độ cố định. Rotor, trong khi đó, nhận được tác động từ trường này và bắt đầu quay quanh trục của mình. Điều này cũng kích hoạt các thiết bị khác kết nối với động cơ.
Những lá sắt mỏng trong động cơ giúp giảm dòng điện xoáy đến mức tối thiểu. Một ưu điểm lớn của động cơ 3 pha là khả năng tự khởi động. Để tránh sự dao động của momen quay, các thanh dẫn truyền trong Rotor được đặt xiên so với trục quay.
Đặc biệt, việc sử dụng loại Rotor lồng sóc thay vì một vòng dây đơn giản giúp tránh tình trạng giật mạnh và gián đoạn trong quá trình quay của Rotor. Các thanh dẫn được thiết kế đặt xiên so với trục quay, tạo ra một lượng nhỏ mô men quay chuyển động giữa các cặp thanh dẫn.
Động cơ 3 pha có một công thức quan trọng để tính hệ số trượt của tốc độ, được xác định bởi s = (n1 – n) / n1. Còn tốc độ của động cơ được tính bằng công thức n = 60f/p.(1-s) (vòng/phút).
Tóm lại, động cơ 3 pha hoạt động dựa trên nguyên tắc đơn giản nhưng mang lại hiệu suất và sức mạnh ấn tượng. Khi kết nối vào nguồn điện 3 pha, Stator tạo ra từ trường quay, kích hoạt Rotor quay và thúc đẩy các thiết bị khác cùng vận hành. Những cải tiến như Rotor lồng sóc giúp tối ưu hóa hoạt động của động cơ trong các ứng dụng công nghiệp quan trọng.
Tiêu chí phân loại động cơ 3 pha
Có rất nhiều cách để phân loại động cơ điện 3 pha, tùy theo mục đích và yêu cầu sử dụng mà người ta có thể lựa chọn tiêu chí phù hợp. Dưới đây là một số tiêu chí phân loại động cơ điện 3 pha phổ biến:
Phân loại theo mục đích sử dụng
Dựa vào mục đích sử dụng, động cơ điện 3 pha được chia thành các loại sau:
- Motor 3 pha thông dụng: Đây là loại động cơ điện được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành nghề, lĩnh vực công nghiệp cần động cơ để sản xuất.
- Motor 3 pha phòng cháy nổ: Loại động cơ này có hộp cực điện dày dặn, phòng ngừa tia lửa bắn ra ngoài gây cháy nổ. Phù hợp làm việc tại các nơi dễ cháy nổ, không khí nhiễm CH4, C2H2 dễ bắt lửa.
- Motor 3 pha có phanh thắng: Loại động cơ này có phanh giúp động cơ dừng ngay lặp tức khi gặp sự cố, giúp làm việc an toàn nhất là trong các băng tải, thang chuyền.
- Motor 3 pha thay đổi được tốc độ: Loại động cơ này có thể thay đổi tốc độ quay thông qua tần số.
- Motor 3 pha ruột quấn, cẩu trục, tời hàng: Loại động cơ này có công suất lớn, chuyên dùng để nâng hạ vật nặng.
Phân loại theo tốc độ quay
Dựa vào tốc độ quay, động cơ 3 pha được chia thành các loại sau:
- Motor 3 pha tua nhanh: Tốc độ quay khoảng 2800 – 3000 vòng/phút.
- Motor 3 pha tua chậm: Tốc độ quay khoảng 1400 – 1500 vòng/phút.
- Motor 3 pha tốc độ trung bình: Tốc độ quay khoảng 900 – 1000 vòng/phút.
Phân loại theo chế độ vận hành của động cơ
Dựa vào cơ chế công tác, động cơ 3 pha được chia thành:
- Chế độ vận hành thường xuyên, liên tục (S1).
- Chế độ vận hành ít, trong thời gian ngắn (S2).
- Chế độ vận hành dựa vào chu kỳ động cơ.
Phân loại theo hình thức phòng hộ
Dựa vào hình thức phòng hộ, động cơ 3 pha được chia thành các loại sau:
- Motor 3 pha không bảo vệ.
- Motor 3 pha bảo vệ IP23.
- Motor 3 pha bảo vệ IP55.
- Motor 3 pha bảo vệ IP65.
Phân loại theo công suất
Dựa vào công suất, Motor 3 pha được chia thành các loại sau:
- Motor 3 pha công suất nhỏ (< 100 kW).
- Motor 3 pha công suất trung bình (100 – 500 kW).
- Motor 3 pha công suất lớn (> 500 kW).
Phân loại theo kiểu dáng
Dựa vào kiểu dáng, động cơ 3 pha được chia thành các loại sau:
- Động cơ 3 pha kiểu chân đế.
- Động cơ 3 pha kiểu mặt bích.
- Động cơ 3 pha kiểu treo.
Lựa chọn động cơ điện 3 pha phù hợp
Để lựa chọn động cơ điện 3 pha phù hợp, cần căn cứ vào các yếu tố sau:
- Mục đích sử dụng: Xác định mục đích sử dụng của động cơ để lựa chọn loại động cơ phù hợp.
- Tốc độ quay: Xác định tốc độ quay cần thiết để lựa chọn loại động cơ có tốc độ quay phù hợp.
- Công suất: Xác định công suất cần thiết để lựa chọn loại động cơ có công suất phù hợp.
- Kiểu dáng: Lựa chọn kiểu dáng động cơ phù hợp với không gian lắp đặt.
- Hình thức phòng hộ: Lựa chọn hình thức phòng hộ phù hợp với môi trường làm việc.
Hy vọng những thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các tiêu chí phân loại động cơ 3 pha. Từ đó, bạn có thể lựa chọn được loại động có phù hợp.
Ứng dụng động cơ 3 pha trong sản xuất
Động cơ điện 3 pha là một loại động cơ điện không đồng bộ, sử dụng dòng điện xoay chiều 3 pha có tần số 50 – 60Hz. Động cơ điện 3 pha có nhiều ưu điểm như: công suất lớn, vận hành ổn định, hiệu suất cao, giá thành thấp,… nên được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp.
Các ứng dụng chính của động cơ 3 pha trong sản xuất:
- Máy bơm nước 3 pha: Đây là ứng dụng phổ biến nhất của động cơ 3 pha. Động cơ 3 pha được sử dụng để vận hành các loại máy bơm nước công nghiệp, cung cấp nước cho các dây chuyền sản xuất, nồi hơi, tháp tản nhiệt, hệ thống PCCC,…
- Máy phát điện xoay chiều 3 pha: Động cơ điện 3 pha có thể được sử dụng làm máy phát điện xoay chiều 3 pha. Máy phát điện xoay chiều 3 pha được sử dụng để cung cấp điện năng cho các thiết bị điện trong các nhà máy, xí nghiệp,…
- Motor giảm tốc 3 pha: Động cơ điện 3 pha được sử dụng kết hợp với motor giảm tốc để tạo ra các động cơ có tốc độ quay thấp, momen xoắn lớn. Motor giảm tốc 3 pha được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau trong sản xuất như: máy ép, máy trộn, máy dệt, máy móc cơ khí,…
- Motor kéo 3 pha: Động cơ điện 3 pha có thể được sử dụng để kéo các thiết bị nặng, chẳng hạn như cẩu trục, tời,…
Ngoài ra, động cơ điện 3 pha còn được ứng dụng trong các lĩnh vực sản xuất khác như:
- Máy móc nông nghiệp: Động cơ 3 pha được sử dụng để vận hành các loại máy móc nông nghiệp như máy cày, máy gặt, máy bơm nước,…
- Máy móc xây dựng: Động cơ 3 pha được sử dụng để vận hành các loại máy móc xây dựng như máy khoan, máy cắt, máy trộn bê tông,…
- Máy móc chế biến thực phẩm: Động cơ 3 pha được sử dụng để vận hành các loại máy móc chế biến thực phẩm như máy xay, máy ép, máy trộn,…
Quy trình bảo dưỡng động cơ 3 pha
Động cơ 3 pha là một thiết bị quan trọng trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp. Để động cơ 3 pha hoạt động ổn định và bền bỉ, cần thực hiện bảo dưỡng định kỳ. Quy trình bảo dưỡng động cơ 3 pha được thực hiện theo các bước sau: