Cấu tạo động cơ 3 pha, nguyên lý và ứng dụng

Khác với động cơ điện 1 pha thường được dùng trong lĩnh vực điện dân dụng, động cơ điện 3 pha thường được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực điện công nghiệp. Vậy cụ thể động điện 3 pha là gì, cấu tạo động cơ 3 pha cũng như nguyên lý hoạt động ra sao? Hãy cùng Phương Linh tìm hiểu rõ hơn qua nội dung bài viết dưới đây để có cái nhìn đúng hơn về dòng động cơ này nhé!

Động cơ điện 3 pha là gì?

Động cơ điện 3 pha là một dạng máy điện không đồng bộ sử dụng dòng điện xoay chiều 3 pha. Động cơ 3 pha chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp, các dây chuyền sản xuất lớn như máy bơm li tâm trục đứng, trục ngang...
Dòng điện 3 pha khi chạy qua nam châm điện đặt lệch trên một vòng tròn sẽ tạo ra từ trường quay. Và các cuộn dây sẽ được bố trí tương tự như cách bố trí đường dây trong máy phát điện 3 pha. Song, đối với động cơ điện 3 pha, dòng điện được đưa từ ngoài vào bên trong các cuộn dây 1, 2, 3.
Khi motor điện xoay chiều 3 pha được đem đấu nối vào dòng điện 3 pha thì từ trường quay cũng sẽ được tạo ra để nhằm làm roto quay trên trục. Roto truyền chuyển động ra ngoài thông qua qua trục máy giúp vận hành các cơ cấu chuyển động hay các chuyển động của máy công cụ.

Ưu điểm motor điện 3 pha

Có thể kể đến một số ưu điểm chính của motor điện 3 pha như:

Công suất - Hiệu suất cao: So với motor điện một pha cùng kích thước, motor điện 3 pha có công suất và hiệu suất cao hơn, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành.
Mô-men xoắn mạnh: Cấu tạo của động cơ 3 pha giúp cung cấp mô-men xoắn mạnh hơn so với motor điện một pha. Từ đó nâng cao khả năng vận hành và đáp ứng cho các ứng dụng yêu cầu công suất và mô-men xoắn lớn.
Dễ dàng khởi động: Không cần sử dụng các thiết bị khởi động bổ sung, motor điện 3 pha có khả năng khởi động trực tiếp một cách dễ dàng và mạnh mẽ hơn so với motor điện một pha.
Ổn định và đồng bộ: Nhờ cấu tạo động cơ điện 3 pha với ba dây điện và pha điện áp phân phối đều nhau, mà motor điện 3 pha hoạt động ổn định và đồng bộ hơn, đảm bảo sự cân bằng và ổn định trong quá trình vận hành.
Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ: So ới motor điện một pha cùng công suất, động cơ 3 pha có kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ hơn, giúp tiết kiệm không gian và thuận tiện trong việc lắp đặt và vận chuyển.
Ứng dụng đa dạng: Động cơ 3 pha được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, xây dựng, nông nghiệp và gia dụng.
Tuổi thọ cao: Với ít bộ phận chuyển động và không có bộ chuyển đổi, động cơ điện 3 pha ít hỏng hóc và yêu cầu ít bảo trì, tuổi thọ cao hơn.

Cấu tạo động cơ điện 3 pha

Cấu tạo motor điện 3 pha chủ yếu bao gồm 2 bộ phận chính là phần động (roto) và phần tĩnh (stato). Trong đó:

Phần rotor là bộ phận quay của động cơ, có dạng hình trụ rỗng được ghép lại từ nhiều thanh kim loại. Trong động cơ, roto được chia thành 2 loại là roto lồng sóc (được tạo thành từ nhiều thanh kim loại song song) và dây quấn.
Phần stato là bộ phận đứng yên, được ghép cẩn thận từ các tấm thép kỹ thuật điện siêu mỏng. Bên trong bộ phận này được xẻ rãnh hoặc làm bằng khối thép đúc.

Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 3 pha

Nguyên lý hoạt động cơ bản động cơ điện 3 pha là khi cho dòng điện 3 pha tần số f vào 3 dây quấn stato thì ngay lập tức chúng sẽ tạo ra từ trường quay bên trong động cơ với tốc độ là n1 = 60f/ p.
Lúc này, từ trường quay ở phía bên trong động cơ sẽ cắt lần lượt các thanh dẫn của dây quấn rotor và cảm ứng các sức điện động. Các dây quấn rotor cũng được thực hiện việc đấu nối kín mạch.
Vì vậy, sức điện động cảm ứng của động cơ điện 3 pha sẽ làm sinh ra dòng điện bên trong các thanh dẫn rotor. Khi đó, lực tác dụng tương hỗ của từ trường quay của máy cùng với thanh dẫn mang dòng điện rotor sẽ gây cho rotor quay nhanh hơn với tốc độ n < n1, quay đồng thời cùng với nó và cùng chiều với n1.
Thông thường, roto n của động cơ điện 3 pha luôn duy trì tốc độ quay nhỏ hơn tốc độ quay vốn có của từ trường n1. Nếu 2 tốc độ này bằng nhau thì dây quấn roto sẽ không còn sức điện động, dòng điện cảm ứng và lực điện từ là bằng 0.
Công thức tính Hệ số trượt của tốc độ: s = (n1-n)/n1
Công thức tính Tốc độ của động cơ: n= 60f/p.(1-s) (vòng/phút)

Các công thức của động cơ điện 3 pha.

Công thức tính công suất thực tế của động cơ

P = Vrms Irms cos φ.

Trong đó:

P là công suất thực, được tính bằng watt (W)
V rms là điện áp rms = V đỉnh/ 2, đơn vị tính theo vôn (V)
I rms là dòng điện rms = I pic/ 2, đơn vị tính theo ampe (A)
φ là góc được tính bằng giai đoạn khác biệt cùng với giai đoạn trở kháng giữa điện áp và dòng điện.

Công thức tính công suất phản kháng

Công thức tính công suất phản kháng hay công suất lãng phí của động cơ được tính như sau:

Q = Vrms Irms sin φ.

Trong đó:

Q là công suất phản kháng được đo trong volt – ampere – Reactive (VAR)
V rms gọi là điện áp rms = V đỉnh/ 2, được tính theo đơn vị Vôn (V)
I rms được gọi là dòng rms = I pic / 2, được tính theo đơn vị Ampe (A)
φ là góc được tính = giai đoạn khác biệt của giai đoạn trở kháng ở giữa điện áp và dòng điện.

Công thức tính công suất suất biểu kiến

S = V rms I rms

Trong đó:

S là công suất biểu kiến ở trong Volt-ampe (VA)
V rms là điện áp rms = V đỉnh/ 2 được tính theo Vôn (V)
I rms là dòng rms = I pic / 2 trong đơn vị Amperes (A)

Công thức tính hiệu suất động cơ

Công thức tính hiệu suất động cơ được tính như sau:

H = A/ Q.

Trong đó:

A chính là công mà động cơ điện thực hiện được, đơn vị tính là Jun (J).
Q là nhiệt lượng do nhiên liệu do động cơ bị đốt cháy tỏa ra ngoài. Đơn vị tính là Jun (J).

Ứng dụng của motor điện 3 pha

Hoạt động bằng điện áp 3 pha ở tần số 50Hz và có thể hoạt động ổn định nên động cơ điện 3 pha hiện nay được sử dụng vô cùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống
Có thể kể đến một số ứng dụng cơ bản và thông dụng của động cơ điện 3 pha như:

Động cơ điện của máy bơm nước 3 pha: Được sử dụng chuyên để cấp nước cho dây chuyền sản xuất công nghiệp, các loại tháp tản nhiệt, ngành nồi hơi, đặc biệt là hệ thống cứu hỏa, phòng cháy chữa cháy...
Động cơ điện của motor giảm tốc: Được sử dụng trong các dây chuyền băng tải chuyển nông sản trong kho, dây chuyền sản xuất phân bón, công nghệ sản xuất sắt thép, motor 3 pha của máy tời dùng trong xây dựng, công nghiệp...
Động cơ điện của motor kéo 3 pha: Được sử dụng cho động cơ của các loại máy bơm nước cao áp...

Hy vọng thông qua nội dung bài viết trên đây của Phương Linh, quý bạn đọc đã hiểu rõ hơn về cấu tạo động cơ 3 pha, hỗ trợ tích cực trong việc lựa chọn và sử dụng công cụ lao động. Hiện Phương Linh đang kinh doanh nhiều loại động cơ điện chất lượng, được thị trường đánh giá cao. Quý khách hàng nếu có nhu cầu, hãy liên hệ ngay với Phương Linh để được tư vấn và hỗ trợ tốt nhất nhé!

PHƯƠNG LINH - TĂNG GIÁ TRỊ VỮNG NIỀM TIN