Động cơ 3 pha là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng

      Động cơ điện 3 pha không chỉ là máy móc, mà là bí mật đằng sau sức mạnh của mọi nhà máy. Với sức mạnh hùng mạnh, hiệu quả cao, và độ bền vô song, nó là "cánh tay vô hình" thúc đẩy sự hoạt động của máy bơm, quạt gió, máy nén khí, và nhiều thiết bị khác. Nó là linh hồn của ngành công nghiệp hiện đại, nơi mà tiếng rì rào của động cơ điện 3 pha mang lại sự trơn tru và mạnh mẽ cho mọi quy trình sản xuất.

1. Giới thiệu về động cơ 3 pha

Động cơ 3 pha

      Động cơ 3 pha là một loại động cơ điện được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp. Điều này được gọi là "3 pha" vì nó hoạt động trên ba dây dẫn điện chính, hay còn gọi là ba pha.

2. Cấu tạo động cơ điện 3 pha

      Động cơ điện 3 pha thường có cấu tạo phức tạp, và dưới đây là mô tả về cấu tạo cơ bản của một động cơ điện 3 pha:

Cấu tạo động cơ 3 pha

⫸ Rotor và Stator: 

• Stator: Phần cố định của động cơ được gọi là stato, và nó chứa các cuộn dây được kết nối với nguồn điện 3 pha. Các cuộn dây này tạo thành các cặp dòng điện xoay chiều, tạo ra trường từ xoay cung cấp năng lượng cho rotor.
• Rotor: Phần di động của động cơ được gọi là rotor. Rotor có thể là loại rotor có dây đồng hoặc rotor có dây xoắn. Rotor xoay trong trường từ tạo ra bởi stator và do đó tạo ra động lực xoay.

⫸ Trục: Trục là phần chuyển động của động cơ và được nối với rotor. Năng lượng tạo ra từ sự quay của rotor được truyền thông qua trục để thực hiện công việc cơ học.

⫸ Vòng bi: Động cơ có các vòng bi để hỗ trợ và giữ trục trong quá trình quay. Vòng bi giúp giảm ma sát và giữ cho quá trình quay diễn ra mượt mà.

⫸ Vỏ: bộ khung là bảo vệ bảo vệ các bộ phận nội tại của động cơ khỏi các yếu tố môi trường bên ngoài và cung cấp một cấu trúc vững chắc cho động cơ.

⫸ Quạt làm mát: Để tránh quá nhiệt, nhiều động cơ điện 3 pha có quạt làm mát được gắn trên rotor hoặc trong bộ khung để làm mát các bộ phận quan trọng.

⫸ Hộp kết nối: Hộp kết nối chứa các đường dây để kết nối động cơ với nguồn điện.

      Cấu tạo cụ thể của mỗi động cơ có thể thay đổi tùy thuộc vào loại và ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, các thành phần cơ bản như stator, rotor, trục, vòng bi, quạt làm mát, và hộp kết nối thường là những phần chính của một động cơ điện 3 pha.

3. Nguyên lý hoạt động

      Động cơ điện 3 pha có nguyên lý hoạt động nhờ vào việc tạo ra một từ trường quay giúp rotor quay và tạo ra công suất cơ học. Dòng điện sẽ chảy vào ba dây quấn quanh stator, tạo ra một từ trường quay với tốc độ n1.

      Từ trường quay sẽ cắt các thanh dẫn của dân quấn rotor, tạo ra sức điện động. Dây quấn rotor nối kín mạch và sinh ra dòng điện trong các thanh dẫn rotor. Sức điện động sinh ra sẽ tác động lên rotor, kéo nó quay với tốc độ n < n1, cùng chiều với n1. Rotor n có tốc độ quay nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường n1.

      Nếu tốc độ n = n1, dây quấn rotor sẽ không còn sức điện động và dòng điện cảm ứng, lực điện từ = 0.

Nguyên lý hoạt động động cơ 3 pha

4. Ưu điểm motor điện 3 pha

Ưu điểm của động cơ điện 3 pha bao gồm hiệu suất cao, khả năng điều chỉnh tốc độ, khởi động mạnh mẽ, độ tin cậy cao, cấu trúc đơn giản và bền bỉ, ứng dụng rộng rãi, tiết kiệm năng lượng, và dễ dàng điều khiển.

5. Phân loại động cơ điện 3 pha

Dựa vào nhiều yếu tố phân loại, mà động cơ điện 3 pha được chia thành nhiều loại. Cụ thể như sau:

a) Dựa vào mục đích sử dụng

Phân loại động cơ điện 3 pha theo mục đích sử dụng gồm có:

a1. Động cơ thường

Loại động cơ có thể sử dụng cho nhiều thiết bị, ngành nghề khác nhau. Thường có công suất phổ biến từ 0.09kw đến 315kw. Điện áp 3 pha 380V/220V hoặc 380V/660V.

a2. Động cơ 3 pha phòng nổ

Được thiết kế hộp cực dày dặn, phòng ngừa tia lửa bắn ra ngoài gây cháy nổ. Được dùng cho các không gian có nhiệt độ cao, dễ cháy nổ, không khí có chưa hơi axit, CH4, C2H2 dễ bắt lửa. Hoặc dùng trong phòng cháy chữa cháy. Công suất phổ biến từ 0.37kw đến 30kw.

a3. Động cơ có phanh thắng

Loại động cơ có khả năng dừng hoạt động ngay lập tức khi gặp phải sự cố. Đảm bảo sự an toàn cho con người và máy móc. Sử dụng phổ biến trong các thiết bị băng tải, thang chuyền. Công suất phổ biến từ 0.37kw đến 22kw.

a4. Động cơ thay đổi được tốc độ

Loại động cơ nhiều cấp tốc độ phù hợp với các nhu cầu làm việc khác nhau.

a5. Động cơ 3 pha ruột quấn, cẩu trục, tời hàng

Là loại động cơ công suất cao, dùng cho việc nâng hạ hàng hóa nặng. Công suất cao từ 5HP - 30HP.

b) Dựa vào tốc độ quay của động cơ

Động cơ 3 pha gồm có 4 tốc độ trục thường gặp là: 2P, 4P, 6P và 8P.

c) Dựa vào đặc tính cơ khí

Động cơ 3 pha được chia thành các loại như

• Động cơ 3 pha rotor lồng sóc thông dụng
• Động cơ 3 pha có 2 lồng sóc
• Động cơ 3 pha có rotor quấn dây

d) Dựa theo mục đích sử dụng

• Động cơ dân dụng: sử dụng trong sản phẩm dân dụng: máy giặt, tủ lạnh, thiết bị gia đình, quạt…
• Động cơ công nghiệp: Ứng dụng trong các máy móc công nghiệp, truyền động, máy phát điện, máy nén, máy bơm công nghiệp…

6. Ứng dụng của động cơ điện 3 pha

Động cơ 3 pha được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Điển hình một số ứng dụng như sau:

Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp

Động cơ 3 pha có thể đáp ứng được tần suất hoạt động cũng như sự hoạt động ổn định trong công nghiệp. Trong đó có các ứng dụng phổ biến như sau:

• Sử dụng động cơ 3 pha trong các máy bơm nước công nghiệp: giúp cung cấp nước cho dây chuyền sản xuất, sử dụng trong các nồi hơi công nghiệp, bơm phòng cháy chữa cháy…
• Sử dụng trong các máy phát điện, cung cấp nguồn điện dự trữ trong công nghiệp.
• Sử dụng trong các loại máy bơm cao áp công nghiệp…
• Ứng dụng trong các bể nước công nghiệp, dây chuyền sản xuất phân bón, hồ chăn nuôi thủy sản …
• Ứng dụng trong công nghệ điều khiển và tự động hóa như các máy móc tự động, robot công nghiệp, hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất.
• Ứng dụng trong hệ thống máy móc, dây chuyền sản xuất vận hành bơm thủy lực và máy nén khí.
• Hệ thống làm mát và thông gió: động cơ điện 3 pha sử dụng để vận hành quạt thông gió công nghiệp. ( System Fan là đơn vị sản xuất quạt công nghiệp uy tín trên thị trường. Xem tại đây: Quạt công nghiệp System Fan)

Ứng dụng trong giao thông vận tải

• Động cơ 3 pha được sử dụng trong các loại xe điện và xe lái tự động, đảm bảo sự hoạt động ổn định của phương tiện, đóng góp trong quá trình phát triển vận tải sạch.
• Cung cấp điện cho hệ thống điều khiển, động cơ của máy bay, tàu hỏa. Ngoài ra, động cơ điện 3 pha còn được ứng dụng cho nhiều máy móc - thiết bị khác trong cuộc sống.

7. Các công thức tính của động cơ điện 3 pha

Có một số công thức quan trọng liên quan đến động cơ điện 3 pha. Dưới đây là các công thức chính:

Các công thức trên giúp tính toán các thông số quan trọng liên quan đến hoạt động và hiệu suất của động cơ 3 pha trong các hệ thống điện 3 pha. Đối với các ứng dụng cụ thể, các thông số cụ thể khác nhau có thể được sử dụng.

Động cơ điện 3 pha - "nguồn lực vô hình" đằng sau sức mạnh công nghiệp hiện đại. Với độ bền, hiệu suất và mạnh mẽ, nó là "trái tim và linh hồn" của máy móc, đưa đẩy những bước tiến lớn trong sản xuất công nghiệp. Hi vọng bài viết trên sẽ hữu ích cho bạn !