Động cơ 3 pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và đã trở thành phương tiện truyền động của nhiều hệ thống cơ và điện vì tính đơn giản tương đối, độ tin cậy đã được chứng minh và tuổi thọ lâu dài.
Động cơ 3 pha là gì?
Động cơ ba pha là máy điện biến điện năng thành cơ năng bằng tương tác điện từ. Một số động cơ điện có thể đảo ngược – chúng có thể biến đổi cơ năng thành năng lượng điện hoạt động như máy phát điện.
Chúng hoạt động bằng cách sử dụng nguồn điện ba pha. Chúng được điều khiển bởi ba dòng điện xoay chiều có cùng tần số, đạt cực đại tại các thời điểm xen kẽ. Chúng có thể có công suất lên đến 300KW và tốc độ từ 900 đến 3600 RPM.
Ba đường dây dẫn được sử dụng để truyền tải, nhưng việc sử dụng cuối cùng cần có dây cáp 4 dây, tương ứng với 3 pha cộng với trung tính.
Điện ba pha là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng trong các lưới điện trên thế giới vì nó truyền được nhiều năng lượng hơn và được sử dụng nhiều trong lĩnh vực công nghiệp.
Động cơ ba pha là một ví dụ về loại động cơ cảm ứng, còn được gọi là động cơ không đồng bộ, hoạt động bằng cách sử dụng nguyên tắc của cảm ứng điện từ.
Mặc dù cũng có động cơ cảm ứng một pha, nhưng những loại động cơ cảm ứng này ít được sử dụng hơn trong các ứng dụng công nghiệp nhưng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng gia đình như trong máy hút bụi, máy nén tủ lạnh và máy điều hòa không khí, do việc sử dụng một pha điện xoay chiều trong gia đình và văn phòng. Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ 3 pha nhé!
Nguyên lý hoạt động của động cơ 3 pha
Động cơ ba pha hoạt động theo nguyên tắc cảm ứng điện từ được phát hiện bởi nhà vật lý người Anh Michael Faraday vào năm 1830. Faraday nhận thấy rằng khi một vật dẫn như cuộn dây hoặc vòng dây, được đặt trong một từ trường thay đổi, có một suất điện động cảm ứng hoặc EMF sinh ra trong vật dẫn.
Ông cũng quan sát thấy rằng dòng điện chạy trong vật dẫn như dây dẫn sẽ tạo ra từ trường và từ trường sẽ thay đổi khi dòng điện trong dây thay đổi cả về độ lớn hoặc hướng. Điều này được thể hiện dưới dạng toán học bằng cách liên hệ giữa độ cong của điện trường với tốc độ thay đổi theo thời gian của từ thông.
Đối với động cơ cảm ứng, khi stato được cấp điện từ nguồn năng lượng điện ba pha, mỗi cuộn dây tạo ra một từ trường mà các cực (bắc hoặc nam) thay đổi vị trí khi dòng điện xoay chiều dao động hết một chu kỳ. Vì mỗi pha trong ba pha của dòng điện xoay chiều lệch pha nhau 120° nên cực từ của ba cuộn dây không đồng nhất tại cùng một thời điểm.
Điều kiện này dẫn đến việc stato tạo ra cái được gọi là RMF hoặc từ trường quay. Khi rôto nằm ở trung tâm của các cuộn dây stato, từ trường thay đổi từ stato tạo ra dòng điện trong các cuộn dây rôto, do đó dẫn đến một từ trường ngược lại được tạo ra bởi rôto. Từ trường rôto tìm cách căn chỉnh cực của nó so với cực của trường stato, kết quả là một mô-men xoắn thực được áp dụng cho trục động cơ và nó bắt đầu quay khi tìm cách đưa trường của mình thẳng hàng. Lưu ý rằng ở động cơ cảm ứng 3 pha, không có kết nối điện trực tiếp với rôto; cảm ứng từ làm quay động cơ.
Với động cơ cảm ứng ba pha, rôto tìm cách duy trì sự liên kết với RMF của stato, nhưng không bao giờ đạt được nó, đó là lý do tại sao động cơ cảm ứng còn được gọi là động cơ không đồng bộ.
Động cơ đồng bộ hoạt động theo kiểu tương tự như động cơ cảm ứng ngoại trừ trường hợp động cơ đồng bộ, trường stato và rôto được khóa thẳng hàng để stator RMF sẽ làm cho rôto quay với cùng tốc độ quay (đồng bộ – do đó độ trượt bằng 0).
Sự khác nhau giữa động cơ một pha và động cơ ba pha
Đầu tiên, chúng ta cần phân biệt kiểu lắp đặt và dòng điện chạy qua nó. Về vấn đề này, sự khác biệt giữa dòng điện một pha và dòng điện ba pha nằm ở chỗ dòng điện một pha được chuyển qua một đường dây duy nhất. Ngoài ra, do chỉ có một pha hoặc dòng điện xoay chiều nên hiệu điện thế không thay đổi.
Động cơ một pha được sử dụng khi không có sẵn hệ thống ba pha hoặc công suất hạn chế – chúng thường được sử dụng cho công suất dưới 2 Kw hoặc 3 Kw.
Động cơ ba pha thường được sử dụng nhiều hơn trong công nghiệp, vì công suất và từ trường quay ba pha được tạo ra lớn hơn 150% so với động cơ một pha.
Trong khi động cơ một pha chạy có thể ồn và tạo ra rung động, động cơ ba pha đắt hơn, nhưng chúng không tạo ra những rung động này và ít ồn hơn.
Cách kiểm tra động cơ 3 pha bằng đồng hồ vạn năng
Động cơ ba pha biến đổi điện năng thành cơ năng thông qua dòng điện xoay chiều do ba dây dẫn dẫn điện cung cấp. Điện được đưa vào bên trong động cơ, tại đây nó tạo ra một từ trường đẩy ở stato và làm cho nó quay, làm quay trục động cơ.
Mỗi động cơ 3 pha có sáu (6) đầu nối với điện áp nguồn được nối với ba (3) trong số các đầu nối đó. Cấu hình phổ biến nhất của động cơ ba pha là cấu hình tam giác (∆) – sao, với phía tam giác được kết nối với điện áp cung cấp.
Bộ đầu nối W2U2V2 là phía sao của động cơ 3 pha trong khi U1VIW1 là phía tam giác của động cơ được kết nối với điện áp cung cấp.
Động cơ 3 pha là một thiết bị chắc chắn nhưng cũng như mọi thứ do con người tạo ra, sẽ có lúc thiết bị này bị hỏng do cũ, sử dụng sai, hoạt động sai hoặc bất kỳ nguyên nhân nào khác.
Dạng hỏng hóc phổ biến nhất của động cơ điện xoay chiều 3 pha là cháy cuộn dây hoặc chập cuộn dây dẫn đến hỏng động cơ. Thường phải thử cuộn dây của các cuộn dây 3 pha với sự hỗ trợ của đồng hồ vạn năng hoặc ohm kế để xác định xem động cơ còn tốt hay bị cháy, chập.
Cách kiểm tra cuộn dây của động cơ 3 pha
Để xác định xem động cơ 3 pha vẫn tốt hay đã hỏng, một bài kiểm tra ohm kế đơn giản trên các cuộn dây của động cơ sẽ cho biết tình trạng thực sự của nó.
Điều đầu tiên cần làm trước khi kiểm tra các cuộn dây của động cơ là tháo các liên kết liên kết các cực W2U2V2 và ngắt kết nối động cơ khỏi nguồn cung cấp (L1, L2, L3). Một đầu que đo của đồng hồ vạn năng được đặt trên các đầu nối này sẽ chỉ ra các giá trị sau cho một động cơ 3 pha tốt:
(a) Các đầu nối W1W2, U1U2, V1V2 sẽ báo “thông mạch” cho một động cơ tốt
(b) Mọi kết hợp đầu cuối khác phải báo “hở mạch” cho một động cơ tốt
(c) Các số đọc giữa bất kỳ đầu nối nào trong số sáu (6) đầu nối và khung động cơ biểu thị đất (E) phải là “hở mạch” cho một động cơ tốt.
Đọc Ohmmeter cho một động cơ 3 pha kém
Trong trường hợp động cơ 3 pha bị cháy hoặc hỏng, các đầu nối này sẽ chỉ ra các giá trị đọc ngược lại đối với động cơ còn tốt:
(a) Nếu đo bất kỳ kết hợp đầu nối nào W1W2, U1U2, V1V2 báo “hở mạch” thì động cơ là hỏng.
(b) Nếu bất kỳ kết hợp đầu nối nào khác mà đo ra “thông mạch” thay vì “hở mạch”, thì động cơ là hỏng.
(c) Nếu số đọc giữa bất kỳ đầu nối nào trong số sáu (6) đầu nối và khung động cơ (E) mà báo “thông mạch” thì động cơ đã hỏng.
Các bạn có góp ý về bài viết, hãy để lại bình luận ngay bên dưới nhé! Thái Khương cung cấp các thiết bị bơm như bơm ly tâm, bơm định lượng, bơm trục vít, bơm màng, máy thổi khí… kèm với động cơ truyền động có xuất xứ từ EU. Các bạn có nhu cầu thì hãy liên hệ ngay với Thái Khương nhé!
