Hướng dẫn lựa chọn động cơ điện đồng bộ và không đồng bộ

Động cơ điện đồng bộ là thiết bị điện quen thuộc, xuất hiện trong nhiều dây chuyền, hệ thống điện khác nhau. Nhờ những tiến bộ trong khoa học kí thuật, động cơ đồng bộ ngày càng cho hiệu năng làm việc tốt hơn. Làm thế nào để có thể lựa chọn động cơ điện phù hợp, chọn động cơ điện đồng bộ và không đồng bộ cho thiết bị điện của mình? Hãy đọc bài viết dưới đây của Masu Việt Nam để có thể đưa ra quyết định tốt nhất nhé.

Giới thiệu động cơ điện đồng bộ

Động cơ điện đồng bộ: Là loại động cơ mà rotor quay với tốc độ đồng bộ với từ trường của stator.

Có hai loại chính:

Kích từ độc lập: Hoạt động tương tự như động cơ từ, sử dụng rotor có các răng.
Kích từ trực tiếp: Sử dụng nam châm vĩnh cửu lắp trên hoặc trong rotor.

động cơ điện không đồng bộ — Động cơ điện không đồng bộ

Động cơ không đồng bộ: Là loại động cơ xoay chiều phổ biến, có sự khác biệt tốc độ giữa từ trường quay của stator và rotor, với thiết kế rotor lồng sóc hoặc sử dụng cuộn dây để giảm dòng khởi động.

Nên lựa chọn động cơ điện đồng bộ hay không đồng bộ?

Cấu tạo

Động cơ không đồng bộ là những động cơ dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện. Sự trượt giữa tốc độ quay của từ trường và tốc độ quay chậm hơn của rotor. Động cơ không đồng bộ có một thành phần quay (rotor) được mô phỏng như kiểu lồng sóc. Cái lồng sóc này gồm nhiều thanh nhôm hoặc thanh đồng nối với nhau bằng 2 vòng dẫn điện ở 2 đầu làm các thanh gắn mạch hoàn toàn với nhau. Phần lõi của rotor được làm bằng thép.

Ngoài động cơ không đồng bộ có sử dụng lồng sắt thì còn có nhiều loại sử dụng cuộn dây nhằm giảm bớt dòng khởi động của động cơ nhờ vào các điện trở được đấu nối tiếp vào mỗi cuộn dây.

Phần Stator của động cơ là phần đứng yên trong động cơ được nối với nguồn điện xoay chiều AC để tạo ra dòng điện chạy bên trong nó.

Động cơ đồng bộ có cấu trúc động cơ đặc biệt mà trong đó rotor quay cùng tốc độ với từ trường của Stator.

Có 2 loại động cơ đồng bộ như sau:

Kích từ độc lập: Hoạt động theo nguyên tắc tương tự giống như động cơ từ. Đây là động cơ có được từ trở thay đổi, bao gồm rotor làm bằng thép có các răng, thuộc kiểu cực lồi. Để chuyển rotor chạy sang vị trí kế tiếp, mạch điều khiển sẽ phải tuần tự chuyển đổi công suất sang cho các cuộn dây 1 cách tuyến tính, quá trình này cũng tương tự như ở động cơ bước.
Kích từ trực tiếp: Được dùng với nam châm vĩnh cửu. Thiết kế này sẽ sử dụng 1 rotor có chứa một số nam châm vĩnh cửu và chúng có thể được lắp đặt ở trên bề mặt hoặc ráp vào phía trong.

Động cơ

Động cơ không đồng bộ: Cuộn dây stato bên trong cũng tương tự như động cơ đồng bộ. Đó là dấu hiệu cho một số cực cụ thể của một rôto lồng sóc hoặc một rôto dây quấn có thể được sử dụng. Trong rôto lồng sóc, các thanh rôto cũng được ngắn mạch vĩnh viễn cùng với các vòng cuối. Trong rôto dây quấn, cuộn dây cũng bị ngắn mạch vĩnh viễn, do đó lúc này sẽ không cần vòng trượt.

Động cơ đồng bộ: Stato có các khe dọc theo phần trục, bao gồm các khe của cuộn dây stato được làm theo một số cực cụ thể. Một rotor cực mạnh thường được gắn trên đó 1 cuộn dây rôto. Cuộn dây roto sẽ cung cấp cho nguồn cung cấp DC nhờ vào sự trợ giúp của vòng trượt. Ngoài ra, bạn cũng có thể sử dụng một cánh quạt cùng với nam châm vĩnh cửu là đủ.

Hiệu suất

Động cơ đồng bộ: Các cực của stato chuyển động quay với tốc độ đồng bộ (Ns) khi đã được cung cấp điện bởi nguồn cung cấp 3 pha. Các cánh quạt cũng được cung cấp với một nguồn điện DC. Roto cần được quay cùng với tốc độ gần với tốc độ đồng bộ của động cơ trong quá trình khởi động.

Nếu được vận hành như vậy, các cực của roto cũng được ghép từ tính với các cực của bộ phận stato quay. Khi đó, roto bắt đầu quay để đạt được tốc độ của động cơ đồng bộ. Động cơ đồng bộ thì sẽ luôn chạy ở tốc độ bằng với tốc độ đồng bộ của nó. Tức là tốc độ thực tế sẽ = tốc độ đồng bộ hoặc số vòng dây N = Ns = 120f / P.

Động cơ không đồng bộ: Khi stato được cung cấp điện bởi nguồn cung cấp AC 2 pha hoặc 3 pha, từ trường quay (ký hiệu RMF) cũng được tạo ra. Tốc độ tương đối giữa từ trường quay của stato và phần rôto sẽ gây ra dòng điện cảm ứng bên trong các dây dẫn của rôto. Dòng điện rôto lúc này sẽ làm tăng thông cho lượng rôto.

Theo định luật Lenz, lúc này hướng của dòng điện cảm ứng chính là xu hướng chống lại nguyên nhân sản xuất ra nó, tức là tốc độ tương đối của từ trường quay RMF giữa stato và roto. Do đó, roto sẽ cố gắng để bắt kịp với RMF và giảm thiểu được tốc độ tương đối. Động cơ cảm ứng cũng sẽ luôn chạy ở tốc độ nhỏ hơn so với tốc độ đồng bộ, tức là: N <Ns.

Ứng dụng

Động cơ đồng bộ được ứng dụng rộng rãi trong các hệ điều khiển yêu cầu phải có độ chính xác cao và đem lại khả năng tiết kiệm điện năng hết sức, đặc biệt là khi chạy không tải hoặc có tải nhẹ. Do đó, động cơ đồng bộ thường được sử dụng nhiều trong các loại động cơ có công suất lớn, chẳng hạn như: cần cẩu, máy xúc, máy kéo,…

Động cơ không đồng bộ vốn là loại động cơ đáp ứng được tối đa yêu cầu về việc điều chỉnh tốc độ. Dãy công suất của động cơ không đồng bộ khá rộng, trải dài từ vài W cho đến hàng nghìn KW. Trên thị trường hiện nay, hầu hết động cơ được sử dụng cho máy móc đều là động cơ 3 pha, chỉ có 1 sống dòng động cơ 1 pha là có công suất động cơ thuộc dạng nhỏ.

Khi máy điện không đồng bộ 3 pha vận hành riêng lẻ, tức là khi không có dòng điện chạy vào dây quấn stato của động cơ. Lúc này người ta sẽ phải tiến hành kích từ cho máy. Đây chính cũng là nhược điểm lớn nhất chưa khắc phục được của chiếc máy phát điện chạy bằng động cơ không đồng bộ hay (máy điện một chiều kích từ).

Để biết thêm chi tiết về các sản phẩm UPS Masu, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua địa chỉ: