Động cơ không đồng bộ 1 pha là loại động cơ xoay chiều thao tác theo nguyên tắc cảm ứng điện từ, có vận tốc quay của roto n ( vận tốc quay của máy ) nhỏ hơn vận tốc quay của từ trường n1 .
Trong sản xuất và đời sống, động cơ không đồng bộ 1 pha đa phần dùng để biến hóa nguồn năng lượng dòng điện xoay chiều thành cơ năng .
Gồm hai phần chính: Stator (phần tĩnh) và Rotor (phần quay).
Hình 2. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ 1 pha
– Stator : gồm có vỏ máy, lõi sắt và dây quấn .
+ Vỏ máy : dùng để cố định và thắt chặt lõi sắt và dây quấn chứ không dẫn từ. Vỏ máy thường làm bằng gang. Đối với máy hiệu suất lớn ( > 1000 kW ) dùng thép tấm hàn lại .
Hình 3. Vỏ của động cơ không đồng bộ 1 pha
+ Lõi thép : để dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên để giảm tổn hao lõi thép được ghép từ những lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 mm hoặc 0,5 mm. Khi đường kính ngoài > 990 mm thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt ghép. Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy, mỗi lá thép kỹ thuật điện đều phủ sơn cách điện .
Hình 4. Lõi thép Stator
+ Dây quấn : Dây quấn Stator được đặt vào những rãnh của lõi sắt và cách điện với lõi này. Dây quấn Stator gồm 1 cuộn khởi động ( cuộn đề ) và 1 cuộn thao tác ( cuộn đề ) .
Hình 5. Dây quấn Stator
– Rotor : gồm có lõi thép, trục và dây quấn
+ Lõi thép Rotor: cũng gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt ngoài lõi thép có các rãnh để đặt dây quấn, ở giữa có lỗ để lắp trục, có khi còn có các lỗ thông gió. Trục máy gắn với lõi thép Rotor và làm bằng thép tốt. Trục được đỡ trên nắp máy nhờ ổ lăn hay ổ bi.
+ Dây quấn: Tùy theo cấu tạo dây quấn phần quay, động cơ không đồng bộ 1 pha chia
ra làm hai loại: động cơ Rotor dây quấn và máy động cơ Rotor lồng sóc.
• Rotor lồng sóc : trong những rãnh của lõi thép đặt những thanh đồng, hai đầu nối ngắn mạch bằng hai vòng đồng tạo thành lồng sóc. Ở động cơ hiệu suất nhỏ, lồng sóc được sản xuất bằng cách đúc nhôm vào những rãnh lõi thép rôto, tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch .
Hình 6. Rotor lồng sóc
• Rotor dây quấn ( Wound Rotor ) : trong những rãnh của lõi thép đặt dây quấn, thường nối thành hình sao, ba đầu ra của nó nối với ba vành trượt bằng đồng trên trục Rotor. Ba vành trượt này cách điện với nhau và với trục. Tỳ trên ba vành trượt là ba chổi than để nối mạch điện với điện trở bên ngoài ( điện trở này hoàn toàn có thể là điện trở mở máy hoặc điện trở kiểm soát và điều chỉnh vận tốc ) .
Hình 7. Rotor dây quấn
+ Ngoài ra trong động cơ không đồng đồng bộ 1 pha còn có thêm Công tắc ly tâm. Do cuộn dây phụ chỉ hoạt động giải trí khi động cơ khởi đầu thao tác, khi vận tốc đạt tới 72 % ÷ 83 % vận tốc định mức cuộn dây phụ sẽ rời khỏi trạng thái thao tác, vì vậy cần có công tắc nguồn ly tâm. Sau khi vận tốc quay tăng cao, vì tính năng của lực ly tâm, làm cho tiếp điểm của công tắc nguồn ly tâm nhả ra, khiến cho cuộn dây phụ tách khỏi nguồn điện. Do cuộn dây phụ chỉ có tính năng khi khởi động, do đó số vòng dây tương đối nhiều, dây dẫn tương đối mảnh. Nếu công tắc nguồn ly tâm mất tính năng thì cuộn dây phụ sẽ thao tác liên tục, dẫn đến thao tác quá tải hoàn toàn có thể làm cuộn dây bị cháy .
Hình 8. Công tắc ly tâm
3. Nguyên lý hoạt động
Khi cuộn dây trên Stator được nối với nguồn điện xoay chiều 1 pha, dòng điện đi qua dây quấn sẽ tạp ra từ trường quay .
Trong quy trình quay từ trường này sẽ quét qua những thanh dẫn của Rotor, làm Open sức điện động cảm ứng. Vì dây quấn Rotor là kín mạch nên sức điện động này tạo dòng điện trong những thanh dẫn ( hoặc dây quấn ) của Rotor. Các thanh dẫn có dòng điện lại nằm trong từ trường, nên sẽ tương tác với nhau, tạo ra lực điện từ đặc vào những thanh dẫn .
Tổng hợp các lực này sẽ tạo ra moment quay đối với trục Rotor, làm cho Rotor quay theo chiều của từ trường.
4. Ứng dụng
Ngày nay động cơ điện 1 pha được dùng trong hấu hết mọi nghành, từ những động cơ nhỏ dùng trong lò vi sóng để hoạt động đĩa quay, đến những đồ nghề như máy khoan, hay những máy gia dụng như máy giặt, sự hoạt động giải trí của thang máy hay những mạng lưới hệ thống thông gió cũng dựa vào động cơ điện. Ở nhiều nước động cơ điện 1 pha được dùng trong những phương tiện đi lại luân chuyển .
Hình 1. Động cơ không đồng bộ 1 pha
Hình 10. Ứng dụng của động cơ không đồng bộ 1 pha
