by Động cơ xoay chiều có cổ góp 1 pha
Động cơ xoay chiều có cổ góp 1 pha có 2 loại : loại kích thích nối tiếp, loại kích thích song song.
a) Cấu tạo
Về mặt kết cấu động cơ xoay chiều 1 pha khác với động cơ điện 1 chiều ở chỗ cực từ và gông từ được làm bằng các lá thép kĩ thuật điện ghép lại.
b) Nguyên lí làm việc của động cơ xoay chiều có cổ góp một pha
Về nguyên tắc tác động, động cơ xoay chiều 1 pha làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, cũng giống như động cơ một chiều có thể làm việc ở lưới điện xoay chiều một pha.
Nhược điểm của động cơ xoay chiều có cổ góp là quá trình đổi chiều diễn ra nặng nề, vì ngoài sức điện động phản kháng, sức điện động của từ trường ngoài còn có sức điện động cảm ứng từ dây quấn kích từ, sức điện động này còn gọi là sức điện động biến áp có trị số bằng:
Eba = 4,44f1WΦmax (2-14)
Trong đó:
f1: tần số của lưới điện
W: số vòng dây phần ứng
Φmax: từ thông do phần cảm móc vòng sang cuộn dây phần ứng tạo nên.
Tại thời điểm khởi động, sức điện động biến áp Eba đạt trị số cực đại, vì vậy quá trình đổi chiều cũng nặng nề nhất. Để giảm sức điện động biến áp có thể áp dụng các biện pháp tăng số đối cực để giảm từ thông dưới một cực, giảm số vòng dây trong một phần tử, sẽ dẫn đến tăng số phiến góp của cổ góp, làm phức tạp thêm về kết cấu của máy. Có thể đặt thêm cực từ phụ cho động cơ. Với động cơ xoay chiều một pha, chỉ có hiệu quả đối với một trị số dòng điện và tốc độ nhất định. Ngoài ra sẽ không có hiệu quả đối với dòng điện và tốc độ khác, do đó ít dùng cách đặt cực từ phụ cho động cơ xoay chiều có cổ góp 1 pha.
Việc điều chỉnh tốc độ và đảo chiều quay động cơ xoay chiều 1 pha có cổ góp tương tự như đối với động cơ điện một chiều kích thích nối tiếp.
Động cơ 1 pha kích thích nối tiếp có thể làm việc trong lưới điện xoay chiều một pha hoặc lưới điện một chiều nên còn gọi là động cơ vạn năng. Trong loại động cơ này, nếu để có được điện áp một chiều và xoay chiều như nhau, ứng với tải định mức thì dây quấn kích thích được chia làm hai phần (hình bên cạnh). Khi làm việc với lưới điện một chiều thì dùng toàn bộ dây quấn, còn khi làm việc với lưới điện xoay chiều chỉ dùng 1 phần dây quấn.
Động cơ vạn năng được sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt và trong công nghiệp, như máy xay sinh tố, máy bơm nước gia đình, máy khoan điện cầm tay... Ưu điểm của động cơ vạn năng là kích thước nhỏ, mô men mở máy lớn, rất thích hợp với chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại.
Động cơ có cổ góp ba pha
a) Cấu tạo
Động cơ có cổ góp 3 pha kích thích song song có hình dạng bề ngoài giống động cơ xoay chiều và giống động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc. Trên stato làm bằng lá thép kĩ thuật điện ghép lại và quấn dây quấn ba pha như động cơ lồng sóc.
Trên rôto cũng làm bằng các lá thép kĩ thuật điện ghép lại và quấn dây quấn ba pha, đầu ra của dây quấn của rôto nối với ba vành trượt tương ứng với 3 pha, giống như động cơ không đồng bộ rôto dây quấn. Trên roto còn quấn dây quấn một chiều nối với cổ góp giống như động cơ điện một chiều. Điện áp 3 pha được đưa vào dây quấn rôto thông qua hệ thống chổi than - vành trượt.
Việc sửa chữa loại máy điện này hoàn toàn giống như động cơ không đồng bộ và động cơ điện một chiều.
Ứng dụng động cơ xoay chiều 3 pha có cổ góp trong công nghiệp chế biến gỗ, công nghệ bọc dây. Ưu điểm của động cơ là có thể điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng và có thể điều chỉnh trơn bằng kín mạch nên trong nó xuất hiện dòng điện I3. Dây quấn trên stato có tác dụng như dây quấn thứ cấp của động cơ không đồng bộ rôto dây quấn. Các đầu dây ra của dây quấn stato được nối với chổi than có thể di chuyển được trên bề mặt cổ góp.
Khi động cơ làm việc, trong dây quấn nối với cổ góp sẽ cảm ứng một sức điện động do dòng điện I1, và tần số f1, tạo nên. Nhưng vì nó được nối với cổ góp và dây quấn stato cũng được nối với cổ góp nên khi rôto quay, sức điện động cảm ứng ở dây quấn stato là E3, tương ứng có tần số f3, và sức điện động cảm ứng ở dây quấn nối với cổ góp là E2, cũng có tần số là f3, vì vậy sức điện động E2, được coi là sức điện động Er đưa vào dây quấn stato. Dòng điện stato I3, sẽ do sức điện động tổng của 2 dây quấn trên quyết định :
Trị số và góc pha của dòng điện I3, quyết định trị số và chiều mô men quay của động cơ.
Nếu 2 chổi than trên cổ góp trùng nhau, thì động cơ cổ góp làm việc như động cơ không đồng bộ rôto dây quấn. Khi chổi than xa nhau, số vòng dây giữa hai chối than tăng, sức điện động phụ Er tăng, hệ số trượt s tăng, tốc độ động cơ giảm, khi 2 chối than dịch chuyển ở vị trí chéo nhau, sức điện động phụ đổi chiều, hệ số trượt âm, tốc độ động cơ tăng cao hơn tốc độ đồng bộ. Phạm vi và điều kiện sử dụng ở lưới điện 3 pha thông thường. Vận hành động cơ đơn giản, điều chỉnh tốc độ không đòi hỏi thiết bị đắt tiền. Nhược điểm của động cơ là có kết cấu phức tạp, giá thành chế tạo cao.
b) Nguyên lí làm việc của động cơ có cổ góp xoay chiều 3 pha
Nguyên lí làm việc của động cơ theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Giống như động cơ không đồng bộ, rôto dây quấn có kết cấu thêm sức điện động phụ vào cuộn dây của động cơ để điều chỉnh tốc độ.
Trên rôto của động cơ có 2 dây quấn, một dây quấn 3 pha có 3 đầu ra nối với 3 vành trượt đặt trên trục của rôto và một dây quấn để đưa điện một chiều nối với cổ góp đặt ở phía đối diện với vành trượt.Qua hệ thống chổi than vành trượt, đưa điện vào dây quấn 3 pha, nguồn điện này tạo ra dòng điện 3 pha chạy trong dây quấn rôto và sinh ra từ trường quay, từ trường này móc vòng sang dây quấn stato và cảm ứng sức điện động có tần số :
f3 = sf1
Trong đó:
s hệ số trượt
f3: tần số lưới điện.
Dây quấn stato cũng là dây quấn 3 pha.
Phạm vi điều chỉnh tốc độ của động cơ cổ góp xoay chiều ba pha có thể đạt tỉ lệ 3: 1, khi hệ số trượt ở trong phạm vi
-0,5 <s < 0,5.
Để nâng cao cosφ, di chuyển chổi than đi một góc nào đó theo hướng ngược chiều quay của rôto mà không làm thay đổi vị trí tương đối giữa các chổi than.
Trong trường hợp này, sức điện động cảm ứng trên cuộn dây nối với cổ góp E2 sẽ chậm pha sau sức điện động phụ Er một góc θ, điều này làm tăng cosφ của động cơ.
0 comments: