Những điều cần biết về cấu tạo của động cơ điện 1 pha

Động cơ điện 1 pha là thiết bị quen thuộc trong cuộc sống của chúng ta. Đặc biệt, có ứng dụng trong việc duy trì nguồn điện. Các thiết bị điện trong gia đình sẽ ra sao nếu thiếu động cơ điện 1 pha?

Một động cơ điện gồm có hai phần chính là stator và rotor. Stato gồm các cuộn dây dẫn của ba pha điện quấn trên các lõi sắt. Chúng được bố trí trên một vành tròn để tạo ra từ trường quay. Rotor có tác dụng chính như một cuộn dây quấn trên lõi thép. Khi ta mắc động cơ vào mạng điện xoay chiều. Khi đó, từ trường quay do stator gây ra làm cho rôto quay trên trục. Chuyển động quay của hệ thống rotor được trục máy truyền ra ngoài. Từ đó được sử dụng để vận hành các máy công cụ hoặc các hệ thống chuyển động khác.

Động cơ điện có nhiều ứng dụng chính là hệ thống động cơ điện xoay chiều. Chúng được phân ra làm 2 loại chính là động cơ 3 pha và hệ thống động cơ điện 1 pha. Phân loại theo tốc độ gồm 2 loại cơ bản là động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ.

Trong bài viết này, do khuân khổ nên các bạn sẽ được tìm hiểu chi tiết về cấu tạo của động cơ điện 1 pha. Cụ thể những phần quan trọng không thể thiếu và công dụng của chúng. 

Phần cố định của động cơ điện một pha có gì?

Phần cố định của động cơ điện 1 pha sẽ bao gồm các phần chính:

• Vỏ máy
• Lõi sắt non
• Cuộn dây stato 
• Chụp che quạt 
• Và một số bộ phận khác

Vỏ máy của động cơ

Vỏ máy của động cơ điện 1 pha được làm từ nhiều nguyên liệu khác nhau. Trong đó phổ biến gồm có tấm thép, nhôm đúc và gang. Độ dày thường dao động từ 1,2:2m. Điều này nhằm làm giảm giá thành sản phẩm. Từ đó, giúp giảm trọng lượng của vỏ máy. 

Nhiệm vụ chính của vỏ máy dùng để giữ lõi sắt của phần cố định. Chúng giúp ngược chịu phụ tải.

Hình dạng của vỏ máy được làm thành hình đậy kín, có thể mở ra và phòng hộ. 

Vật liệu chế tạo vỏ máy thường dùng tấm thép dày 1,2÷2mm cuốn thành, mục đích là để giảm giá thành của sản phẩm. Đặc biệt, ưu điểm của vỏ máy đúc bằng nhôm là có trọng lượng nhẹ. 

Đặc điểm lõi thép stato 

Cấu tạo của lõi thép gồm lá tôn silic dày. Độ dày dao động từ 0,35 đến 0,5 mm. Chúng thường xếp chồng cố định lên nhau.

Cách thức xếp lõi thép diễn ra như sau: Đầu tiên, bạn xếp các tấm lá chồng lên nhau. Sau đó, tán ép chặt lại bằng đinh. Ngoài ra, một biện pháp hiệu quả khác chính là hàn hồ quang khí. Lúc này, khí ác gông sẽ cố định lá silic. Từ đó ép dập trực tiếp để bền chặt trong lớp vỏ bên ngoài. 

Đặc điểm cuộn dây stato

Cuộn dây cấu tạo nên từ 2 bối dây chính:

• Bối dây chính là cuộn dây làm việc
• Bối dây phụ là cuộn dây khởi động.

Hai bối dây này đặt lệch nhau một góc vuông 90 độ. 

Nguyên tắc để vận hành cuộn dây chính là có sự tương đồng về đường kính, số vòng quay và số cuộn dây. Ngoài ra, một nguyên tắc khác là: Khi động cơ điện quay thuận và quay ngược thì hai cuộn dây này đổi lại vị trí cho nhau. Khi quay thuận (theo chiều kim đồng hồ) thì cuộn dây chính sẽ làm việc.  Ngược lại, cuộn dây phụ khởi động, khi quay ngược, cuộn dây chính biến thành cuộn dây phụ. Cuộn dây phụ trở thành cuộn dây chính.

Thông thường đối với động cơ điện một pha, số vòng của dây giữa các cuộn dây chính và phụ không giống nhau. Đường kính của cuộn dây phụ thường sẽ nhỏ hơn.

Đặc điểm nắp máy

Tương tự như vỏ máy, vật liệu làm nắp máy cũng vậy. Yêu cầu dùng sai lắp ghép của nắp máy phải chính xác. Đặc biệt độ đồng tâm cao phải phù hợp với yêu cầu, tiêu chuẩn nhất định. Ngoài ra, phải cứng vững (độ chắc chắn) nhằm bảo đảm cho rôto hoạt động.

Khe hở (giữa rôto và stato) của động cơ điện không đồng bộ một pha là 0,2 đến 0,3mm. Khi lắp ráp và sửa chữa nếu không chính xác sẽ làm sẽ ảnh hưởng tới mức độ của khe hở. Từ đó, dẫn tới làm cho rôto và stato khi làm việc sẽ cọ sát vào nhau gây ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm

Đặc điểm bộ phận quay của động cơ điện 1 pha 

Bộ phận quay gồm có các bộ phận chính như:

• Lõi thép quay
• Cuộn dây rôto với cấu tạo thông thường có dạng lồng sóc)
• Trục quay chính
• Ổ quay trục
• Cánh quạt
• Công tắc ly tâm hoặc rơle

Ngoài ra, còn có tụ điện, biển nhãn hiệu và tổ hợp nối dây của động cơ điện 1 pha.

Lõi thép rôto là gì?

Lõi thép rôto cũng được chế tạo bằng cách ép chồng những lá tôn silic lên nhau. Khác với lõi thép stato là ở chỗ các rãnh có cấu tạo được dập nghiêng. Điều này để giảm thiểu sự chấn động và tiếng ồn. Đặc biệt đối với rãnh kín yêu cầu cách điện của các lá tôn silic không cao lắm. Chúng có thể không cần phải quét lớp sơn cách điện.

Đặc điểm cuộn dây rôto

Cuộn dây rôto thường được đúc bằng nguyên liệu nhôm. Chúng sử dụng loại nhôm nguyên chất với mã số L1÷L5. Khi sửa chữa, bạn tuyệt đối không được tiện đứt đầu của rôto. Nếu khi tiện nhỏ lại của đai đầu, điện trở của rôto sẽ tăng lên đáng kể. Điều này làm tổn hao công suất lớn. Từ đó làm cho tính năng làm việc của động cơ điện xấu đi.

Nếu bạn sử dụng thanh đồng thay cho nguyên liệu cơ bản là nhôm, điều gì sẽ xảy ra? Lúc này, điện trở giảm, tổn hao công suất thấp. Điều này giúp nâng cao hiệu suất của động cơ điện. Nhưng ảnh hưởng lớn đến momen. Cụ thể làm giảm tính năng khởi động của chúng.

Cấu tạo trục quay

Trục quay cần có yêu cầu khắt khe về các tiêu chuẩn như:

• Kích thước
• Hình dáng
• Độ cứng bề mặt

Khi không đáp ứng kỹ các tiêu chuẩn này, trục quay có thể bị cong. Từ đó tạo ra các khe hở làm tạo thành các sự cố trong quá trình vận hành.

Thông thường trục quay được chế tạo bằng thép cacbon số hiệu 45. Hoặc có thể là thép cacbon số 65 hoặc các loại thép đặc biệt khác.

Cấu tạo công tắc ly tâm

Do cuộn dây phụ chỉ hoạt động khi động cơ bắt đầu làm việc, khi tốc độ đạt tới con số nhất định. Cụ thể, từ 72% đến 83% tốc độ định mức cuộn dây phụ sẽ rời khỏi trạng thái làm việc, cho nên cần có công tắc ly tâm. 

Sau khi tốc độ quay tăng cao, dưới tác dụng của lực ly tâm. Chúng làm cho tiếp điểm của công tắc ly tâm nhả ra. Từ đó, khiến cho cuộn dây phụ tách khỏi nguồn điện. Do cuộn dây phụ chỉ có tác dụng khi chúng được khởi động. Điều này làm cho số vòng dây tương đối nhiều hơn, dây dẫn tương đối mảnh. Trường hợp công tắc ly tâm mất tác dụng thì cuộn dây phụ sẽ làm việc liên tục. Chúng dẫn đến làm việc quá tải có thể làm cuộn dây phụ bị cháy.

Động cơ điện một pha có cấu tao khá đặc trưng của một động cơ điện xoay chiều. Hy vọng các bạn đã nhận được những kiến thức hữu ích để ứng dụng trong thực tiễn nhiều hơn.