Cấu tạo của máy điện không đồng bộ 3 pha

Máy phát điện không đồng bộ 3 pha là gì? Máy điện không đồng bộ có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Ứng dụng của máy điện không đồng bộ ba pha trong đời sống là gì? Mời bạn đọc theo dõi bài viết dưới đây để tìm ra câu trả lời nhé.

Máy phát điện không đồng bộ là gì?

Phát điện không đồng bộ là loại máy phát điện xoay chiều, hoạt động theo nguyên lý cảm biến điện từ và có tốc độ quay của roto chậm hơn so với tốc độ quay của từ trường.

Model phát điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là máy có thể làm việc với vai trò là một máy phát điện hoặc vai trò là một động cơ điện. Tùy vào những đặc điểm khác nhau mà trên thị trường có các loại máy điện không đồng bộ như sau.

• Theo kết cấu của vỏ máy chia thành 3 loại là máy điện kiểu kín, kiểu hở và kiểu bảo vệ.
• Theo số pha gồm các loại phát điện không đồng bộ 3 pha, 2 pha và 1 pha.
• Theo kiểu dây quấn roto thì được chia thành máy điện không đồng bộ roto dây quấn hoặc roto lồng sóc.

Cấu tạo của động cơ máy điện không đồng bộ 3 pha

Khái quát chung về cấu tạo, động cơ máy điện không đồng bộ 3 pha gồm có:

• Phần tĩnh (STATOR): Gồm khung, sắt từ và dây quấn;

Lõi thép Stator gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau tạo thành khối. Dây quấn được đặt vào rãnh của lõi sắt và cách điện đóng vai trò quan trọng trong việc trực tiếp tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng điện  năng thành cơ năng và ngược lại.

• Phần quay (ROTOR): Gồm Rotor, trục và bạc đạn.

Lõi sắt của Rotor bao gồm các lá thép kỹ thuật điện như của Stator, điểm khác biệt là giữa các lá thép không cách điện. Chúng được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá Rotor của máy. Mặt ngoài lõi thép được dập rãnh để hấp thụ từ và ở giữa có dập lỗ để lắp trục.

Trục mang Rotor quay trong lòng Stator có thể được cấu tạo từ thép cacbon từ 5 đến 45, trên trục có lõi thép, bạc đạn và quạt gió.

Cấu tạo máy điện 3 pha

• Vỏ máy điện không đồng bộ 3 pha là nơi cố định lõi sắt, dây quấn cũng như là nơi ghép nối nắp hay gối đỡ trục. Vỏ máy làm bằng gang, nhôm hoặc thép tùy thuộc vào loại máy với phương pháp chế tạo từ đúc hàn hoặc rèn. Có hai kiểu vỏ máy là vỏ máy có gân tản nhiệt trên bề mặt và vỏ máy có bề mặt ngoài nhẵn.

Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ 3 pha

Hãy xem xét, nguồn xoay chiều được kết nối với các cực stato của máy phát không đồng bộ. Từ trường quay sinh ra trong stato kéo roto chạy phía sau.

Bây giờ, nếu roto được tăng tốc độ đồng bộ bằng một động cơ chính, độ trượt sẽ bằng không. Do đó, momen xoắn thực sẽ bằng không. Dòng điện rôto sẽ trở thành 0 khi rôto chạy ở tốc độ đồng bộ.

Dòng điện roto quay với tốc độ lớn hơn tốc độ đồng bộ, thì độ trượt trở thành âm. Các dây dẫn roto cắt từ trường stato nên dòng điện roto được tạo ra theo chiều ngược lại.

Nguyên lý hoạt động máy phát điện không đồng bộ

Dòng điện roto được tạo ra này sẽ tạo ra một từ trường quay trong roto. Từ trường này đẩy lên từ trường stato. Điều này gây ra điện áp stato đẩy dòng điện chạy ra khỏi cuộn dây stato so với điện áp đặt. Như vậy, lúc này máy đang hoạt động như một máy phát điện không đồng bộ.

Máy điện không đồng bộ không phải là máy tự kích từ. Vì vậy, khi chạy như máy phát điện, máy lấy công suất phản kháng từ đường dây điện xoay chiều và cấp nguồn điện hoạt động trở lại đường dây. Công suất phản kháng là cần thiết để tạo ra từ trường quay. Công suất hoạt động được cung cấp trở lại trong đường dây tỷ lệ với độ trượt trên tốc độ đồng bộ.

Các phương pháp mở máy điện không đồng bộ 3 pha

Mômen mở máy của máy phát điện không đồng bộ 3 pha là momen tại thời điểm tốc độ n = 0.

Để mở được máy thì momen mở máy động cơ phải lớn hơn momen cản của tải lúc mở máy. Đồng thời, momen động cơ phải đủ lớn để thời gian mở máy trong phạm vi được cho phép.

Dòng điện mở máy lớn bằng 5-7 lần dòng điện định mức. Lưới điện công suất nhỏ có thể làm điện áp mạng điện bị tụt xuống. Điều này làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của các thiết bị khác. Vì thế, muốn mở máy điện ta phải làm giảm dòng điện mở máy. 

Đối với động cơ roto dây quấn: dây quấn roto được nối với biến trở mở máy. Do đó để giảm dòng điện, đầu tiên ta để biến trở lớn nhất, sau đó giảm dần về không.

Đối với động cơ lồng sóc có thể áp dụng các phương pháp sau:

• Mở máy trực tiếp: đóng trực tiếp động cơ điện vào lưới điện. Dùng khi công suất nguồn điện lớn hơn nhiều so với công suất động cơ.
• Giảm điện áp stato khi mở máy
• Dùng điện kháng nối tiếp vào mạch stato
• Dùng máy biến áp tự ngẫu

Ứng dụng của máy điện không đồng bộ 3 pha

Máy phát điện không đồng bộ 3 pha thường ít được sử dụng trong đời sống hằng ngày. Nguyên nhân là do đặc tính làm việc của máy không tốt. Hiện nay, máy phát điện được ứng dụng rộng rãi nhất và cho hiệu suất làm việc cao chính là máy phát điện xoay chiều.

Ứng dụng động cơ không đồng bộ

Nếu máy phát điện không đồng bộ không được săn đón thì động cơ không đồng bộ lại được ứng dụng rộng rãi. Bộ phận này được chế tạo đơn giản, giá thành rẻ, vận hành đơn giản, hiệu suất làm việc cao và đặc biệt gần như không cần bảo trì máy. Chính vì những sự tiện lợi đó mà động cơ không đồng bộ 3 pha cho độ tin cậy cao.

Động cơ không đồng bộ đáp ứng được tối đa yêu cầu điều chỉnh tốc độ. Dãy công suất của chúng khá rộng, trải dài từ vài W đến hàng nghìn KW. Trên thị trường hiện nay hầu hết là động cơ ba pha, chỉ có một sống dòng 1 pha là có công suất động cơ nhỏ.

Trên đây là kiến thức tổng quan về máy phát điện không đồng bộ 3 pha. Hy vọng những kiến thức mà chúng tôi chia sẻ ở trên sẽ có ích với bạn.

Việt Nhật là đơn vị phân phối máy phát điện công nghiệp uy tín hàng đầu Việt Nam. Chuyên phân phối các dòng máy phát điện và phụ kiện chính hãng. Bên cạnh đó chúng tôi còn cung cấp dịch vụ bảo trì sửa chữa, lắp đặt toàn quốc. Cam kết miễn phí 100% khảo sát và lắp đặt máy. Khách hàng cần tư vấn xin liên hệ hotline dưới đây.

Công ty máy phát điện Việt Nhật chuyên bán và cho thuê máy phát điện công nghiệp uy tín tại TPHCM. Giao máy, lắp đặt, bảo trì, bảo hành tận nơi trên toàn quốc. Zalo/Hotline:0905.931.699

Tại nhiều đơn vị, nhà máy các hệ thống máy phát điện không đồng bộ đã và đang được sử dụng ngày càng phổ biến và rộng rãi hơn. Bên cạnh cách thức vận hành cùng các model máy, cấu tạo cùng nguyên lý vận hành máy phát điện không đồng bộ cũng đang nhận về vô số sự quan tâm từ phía người dùng. Trong bài viết dưới đây, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu rõ hơn về vấn đề này nhé!

Máy phát điện không đồng bộ ngày càng được ứng dụng phổ biến, rộng rãi hơn

Đặc điểm của máy phát điện không đồng bộ

Phát điện không đồng bộ là loại máy phát điện xoay chiều. Máy hoạt động theo nguyên lý cảm biến điện từ với tốc độ quay của roto chậm hơn tốc độ quay của từ trường. Về cơ bản các model phát điện không đồng bộ có tính thuận nghịch. Nghĩa là máy có thể làm việc với hai vai trò, một là máy phát điện hoặc một động cơ điện.

Dựa vào nguyên lý vận hành, cấu tạo cũng như số pha hoạt động, hiện trên thị trường các loại động cơ điện không đồng bộ ngày càng được cung ứng phổ biến và đa dạng hơn. Trong đó có thể kể đến một số loại tiêu biểu như:

• Theo kết cấu của vỏ: Máy được chia thành 3 loại là máy điện kiểu kín, kiểu hở và kiểu bảo vệ.
• Theo số pha: Gồm các loại phát điện không đồng bộ 3 pha, 2 pha  1 pha.
• Theo kiểu dây quấn Roto: Động cơ điện không đồng bộ được chia thành bộ roto dây quấn hoặc roto lồng sóc.

Bài viết nên đọc:
Máy phát điện đồng bộ là gì?
Máy phát điện 3 pha là gì?

Cấu tạo máy điện không đồng bộ

Nhìn chung hầu hết các model máy phát điện không đồng bộ trên thị trường đều có cấu tạo khá giống nhau. Cấu tạo máy gồm 2 phần chính là Stato và Roto. Ngoài ra còn có các bộ phận phụ đi kèm khác gồm: Nắp máy, ổ bi, trục máy, hộp dầu cực, quạt gió, hộp quạt,…

Cấu tạo của model phát điện không đồng bộ

Stato hay còn được gọi là phần tĩnh

Stato được cấu thành bởi các phần chính gồm lõi thép, dây quấn và phần phụ có vỏ máy và nắp máy. Trong đó:

• Lõi thép có dạng hình trụ đảm nhận nhiệm vụ dẫn từ, được làm từ các lá thép kỹ thuật điện. Phần thân được thiết kế dập rãnh rồi ghép lại thành các rãnh ép ở bên trong vỏ máy. Phía trêb ác lá thép được phủ sơn cách điện để chống bị ăn mòn, bị gỉ.
• Dây quấn được làm từ đồng nguyên chất có bọc cách điện, được đặt bên trong các rãnh của lõi thép để dòng điện xoay chiều đi qua và tạo ra từ trường quay.
• Vỏ máy được làm bằng nhôm hoặc gang chắc chắn, cứng cáp giúp cố định máy và lõi thép.

Roto hay phần quay

Roto được cấu thành từ các bộ phận chính như lõi thép, dây quấn và trục máy. Đây là bộ phận đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả công việc mà máy có thể đem lại. 

• Lõi thép của roto gồm các lá thép kỹ thuật lấy từ phần bên trong của lõi thép stato. Đặc biệt phía mặt ngoài lõi thép cũng được dập rãnh để đặt dây quấn. Phần giữa trục được dập lỗ để dễ dàng lắp trục.
• Trục thiết bị phát điện không đồng bộ được làm bằng thép không gỉ, có gắn lõi thép roto.

Động cơ máy phát điện không đồng bộ

Dây quấn 

Dây quấn của máy phát điện không đồng bộ có 2 loại là roto lồng sóc (roto ngắn mạch) và roto dây quấn. Cụ thể như sau:

• Roto lồng sóc: có các thanh đồng hoặc nhôm đặt tại rãnh sao cho chúng bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở 2 đầu. Đối với các máy có động cơ nhỏ, người ta thường đúc nguyên một khối thanh dẫn, quạt làm mát, cánh tản nhiệt và vành ngắn mạch. 
• Roto dây quấn: Có các vòng dây quấn tương tự như dây quấn ở stato và có cùng số cực từ như vậy. Dây quấn luôn được đấu với nhau thành hình sao có ba đầu ra được đấu vào ba vành trượt. Thông thường dây quấn roto sẽ được gắn vào trục quay của roto và cách điện với trục.

Nguyên lý vận hành máy phát điện không đồng bộ 

Máy phát điện hoạt động như nào? Dưới đây là nguyên lý vận hành chung của hầu hết các model động cơ điện không đồng bộ, cùng tham khảo ngay nhẻ!

Nối dây quấn của stato với lưới điện, sử dụng động cơ sơ cấp để kéo roto quay với tốc độ n (n > n1 và cùng chiều với n1). Lúc này, chiều của từ trường quét qua các thanh dẫn của roto sẽ quay ngược lại. Suất điện động và dòng điện roto ngược chiều với chiều của động cơ. Chiều của điện từ đặt lên roto ngược hướng với chiều quay của roto. Cùng lúc, mômen hãm được tạo ra giúp cân bằng với mômen quay động của cơ sơ cấp. Khi đó máy điện không đồng bộ sẽ làm việc ổn định hơn ở chế độ là một máy phát.

Nguyên lý vận hành máy phát điện không đồng bộ

Nhờ các từ trường quay của nguồn lưới điện, cơ năng của động cơ sơ cấp ở roto được biến đổi thành điện năng ở bộ phận stato. Để tạo từ trường quay lưới điện phải cung cấp cho máy một mức công suất phản kháng cản lại những lực tác động khác.

Trong trường hợp không có điện vào dây quấn stato người ta phải tiến hành kích từ cho máy. Đây chính là nhược điểm lớn nhất của loại phát điện không đồng bộ này. Đó cũng chính là nhược điểm lớn nhất khiến nó ít được ứng dụng trong các ngành công nghiệp.

Máy phát điện không đồng bộ đang được ứng dụng như thế nào?

Máy phát điện không đồng bộ rất ít được sử dụng trong đời sống do đặc tính cùng hiệu quả làm việc của máy. Tuy nhiên với vai trò là động cơ không đồng bộ thì lại được sử dụng khá phổ biến. Thiết bị được chế tạo khá đơn giản, giá thành rẻ, vận hành dễ dàng. Đồng thời thiết bị cũng được đánh giá cao về hiệu suất làm việc cũng như độ bền và khả năng vận hành bền bỉ, ổn định.  

Chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, nguyên lý vận hành của máy phát điện không đồng bộ. Nếu có thắc mắc hay nhu cầu tìm mua máy phát điện gia đình, máy phát điện lớn chính hãng quý khách hàng vui lòng liên hệ tới hotline: 0964 593 282 để được tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất.