Sơ đồ mạch điện không đồng bộ 3 pha

Lời giải chuẩn nhất cho câu hỏi: “Sơ đồ mạch điện không đồng bộ 3 pha ” và phần kiến thức mở rộng thú vị về động cơ không đồng bộ 3 pha do Top lời giải biên soạn là tài liệu hay dành cho các bạn học sinh và các thầy cô giáo tham khảo môn Vật lí 12. 

Trả lời câu hỏi: Sơ đồ mạch điện không đồng bộ 3 pha 

* Mạch tương đương của động cơ không đồng bộ 3 pha

- Động cơ cảm ứng là một thiết bị nổi tiếng hoạt động theo nguyên lý máy biến áp. Vì vậy, nó còn được gọi là máy biến áp quay.

- Mạch tương đương của động cơ cảm ứng cho phép ta đánh giá được các đặc tính hiệu suất trong điều kiện trạng thái ổn định. Một động cơ cảm ứng hoạt dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện áp và dòng điện. Điện áp và dòng điện được cảm ứng trong mạch Rotor từ hoạt động của mạch Stator. 

- Mạch tương đương của động cơ cảm ứng tương tự như của máy biến áp.

- Mạch tương đương khi động cơ đang quay thỏa phương trình cân bằng áp:

- Hình 2 trình bày mạch tương đương của động cơ khi Rotor đứng yên. Tại trạng thái này tần số phía Rotor và Stator bằng nhau. Trong thực tế trạng thái này xảy ra tại thời điểm động cơ khởi  động hay khi Rotor mang tải có momen tải quá lớn so với momen ra trên trục động cơ làm rotor bị ghìm đứng yên không quay.

- Muốn qui đổi mạch Rotor về phía Stator để đơn giản đi tác động của từ trường quay lên Rotor tương tự như mạch qui đổi đã thực hiện cho máy biến áp, ta cần thực hiện 2 lượt qui đổi:

  • Qui đổi mạch rotor từ tần số f₂ sang tần số f₁, (nói cách khác là qui đổi các thông số mạch Rotor lúc đang quay thành các thông số khác tương đương như lúc Rotor đứng yên).

 • Khi đã qui đổi mạch Rotor sang tần số f₁, chúng ta qui đổi Rotor về Stator.

Kiến thức mở rộng về động cơ không đồng bộ 3 pha 

1. Động cơ không đồng bộ 3 pha là gì?

- Động cơ điện 3 pha là 1 dạng máy điện không đồng bộ hoạt động sử dụng dòng điện xoay chiều 3 pha. Đây là loại động cơ điện được sử dụng thông dụng trong các ngành công nghiệp hoặc trong những dây chuyền sản xuất công suất lớn, cụ thể như các loại máy bơm ly tâm trục ngang, máy bơm ly tâm trục đứng…

- Dòng điện 3 pha trong động cơ điện khi chạy qua nam châm điện được 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. 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 rotor 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.

2. Cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha

- Động cơ không đồng bộ ba pha có hai phần chính để cho động cơ hoạt động là: 

+ Phần Stato (đứng yên) gồm cuộn dây đồng quấn trên khung được ghép lại bởi các lá thép kỹ thuật điện.Khi cho dòng điện chạy qua đó, điện năng sẽ biến đổi thành hệ thống các đường sức từ trường lông có hướng, khép kín trên mạch từ. 

+ Phần quay của động cơ (Rotor) được chia làm hai dạng, rotor lồng sóc và dây quấn. Nhưng trong thực tế, động cơ rotor lồng sóc chiến ưu thế hơn cả vì dễ dàng chế tạo và lắp đặt, chi phí giá thành rẻ hơn. Nó gồm các thanh đồng được đúc xuyên qua các rãnh của rotor và được nối tắt ở hai đầu, kèm theo cánh tản nhiệt và quạt làm mát.

3. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ 3 pha

- Những lá sắt trong động cơ điện 3 pha là những lá sắt rất mỏng để giúp giảm dòng điện xoáy đến mức nhỏ nhất có thể. Người có chuyên môn đều biết được rằng một lợi thế lớn nhất của động cơ điện 3 pha đó chính là nó có thể tự khởi động. Đồng thời, với mục đích tránh sự dao động của momen quay trong động cơ, các thanh dẫn truyền trong rotor của động cơ được thiết kế đặt xiên so với bộ phận trục quay.

- Trong cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha có sử dụng một chiếc rotor lồng sóc đã được thay vì sử dụng một vòng dây kín đơn giản. Loại rotor lồng sóc được cấu tạo bao gồm nhiều thanh dẫn được ngắn mạch 2 đầu, quá trình này được thực hiện bởi 2 vòng ngắn mạch.

- Sẽ có 1 khoảng nhỏ mô men quay chuyển động từ cặp thanh dẫn này sang cho cặp thanh dẫn tiếp theo của động cơ nếu các thanh dẫn trong động cơ điện 3 pha được đặt thẳng song song với trục. Đây là nguyên nhân gây ra sự dao động moment quay trong động cơ và làm rotor bị giật, gián đoạn khi quay. Với cách đặt theo hướng xiên các thanh dẫn rotor, trước khi mô men quay của động cơ điện 3 pha ngừng thì các cặp thanh dẫn khác cũng đi vào hoạt động. Do vậy, việc này giúp tránh được quá trình dao động của mô men quay.

- Nguyên lý hoạt động cơ bản của một động cơ điện xoay chiều 3 pha đó là: khi ta thực hiện cho dòng điện 3 pha có tần số f vào trong 3 dây quấn stator thì ngay lập tức chúng sẽ tạo ra từ trường quay bên trong động cơ với tốc độ là n₁ = 60f/ p. 

- Từ trường quay ở phía bên trong động cơ sẽ giúp bạn dễ dàng cắt lần lượt các thanh dẫn của phần dây quấn rotor cùng với cảm ứng của các sức điện động. Đồng thời, các dây quấn rotor cũng được thực hiện việc đấu nối kín mạch. Vì thế, sức điện động cảm ứng của động cơ điện 3 pha sẽ làm sinh ra dòng điện ở 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.

- Như ta đã biết, rotor n của động cơ điện 3 pha luôn có tốc độ quay nhỏ hơn tốc độ vốn có của từ trường quay n₁. Khi tốc độ quay của chúng bằng nhau thì lực điện từ bằng 0, trong dây quấn rotor sẽ không còn tồn tại cả sức điện động lẫn dòng điện cảm ứng.

- Công thức tính hệ số trượt của tốc độ là: s = (n₁n)/ n₁

- Công thức tính tốc độ của động cơ là: n= 60f/ p.(1s) (vòng/ phút).