Sử dụng và chức năng của vòng trượt và chổi than trong động cơ cảm ứng

Vòng bi và chổi than trong động cơ cảm ứng chủ yếu được sử dụng trong động cơ cảm ứng có rotor quấn, chứ không phải trong động cơ cảm ứng có rotor lồng sóc. Trong động cơ cảm ứng có rotor quấn, việc sử dụng và chức năng của vòng bi và chổi than bao gồm các khía cạnh sau:

Vòng bi

Vòng bi là một vòng kim loại được cố định trên trục động cơ, thường làm bằng đồng. Số lượng vòng bi phụ thuộc vào thiết kế của động cơ và thường giống như số pha trong cuộn dây rotor. Các chức năng chính của vòng bi như sau:

• Chuyển điện năng: Vòng bi cho phép bộ đề kháng hoặc bộ điều khiển bên ngoài kết nối với cuộn dây rotor thông qua kết nối với mạch điện bên ngoài, do đó thay đổi độ đề kháng của cuộn dây rotor.

• Quay cơ học: Vòng bi quay cùng với rotor của động cơ để đảm bảo duy trì liên lạc tốt với chổi than trong khi rotor đang quay.

Chổi than

Chổi than là các thành phần cacbon hoặc hợp kim đồ họa được lắp đặt trong vỏ động cơ, tiếp xúc với vòng bi và truyền dòng điện. Các chức năng chính của chổi than như sau:

• Kết nối dẫn điện: Chổi than duy trì liên lạc với vòng bi, tạo thành đường dẫn điện cho phép mạch điện bên ngoài thiết lập kết nối điện với cuộn dây rotor.

• Bù mòn: Do ma sát giữa chổi than và vòng bi, chổi than được thiết kế như một bộ phận có thể thay thế để bù đắp sự mòn và đảm bảo liên lạc tốt trong thời gian dài.

Nguyên lý hoạt động của động cơ cảm ứng có rotor quấn

Cuộn dây rotor của động cơ cảm ứng có rotor quấn có thể được kết nối với mạch điện bên ngoài, thông qua vòng bi và chổi than, có thể được kết nối với đề kháng hoặc thiết bị điều chỉnh tốc độ bên ngoài. Mục đích chính của việc này là cải thiện hiệu suất khởi động hoặc đạt được điều khiển tốc độ:

•  Hiệu suất khởi động được cải thiện: Trong quá trình khởi động, đề kháng bên ngoài được kết nối thông qua vòng bi và chổi than có thể tăng đề kháng của cuộn dây rotor, từ đó tăng mô-men khởi động và giảm dòng khởi động. Khi động cơ tăng tốc đủ nhanh, đề kháng bên ngoài có thể được ngắn mạch hoặc dần dần giảm để khôi phục trạng thái hoạt động bình thường của động cơ.

• Điều khiển tốc độ: Bằng cách điều chỉnh đề kháng bên ngoài của cuộn dây rotor, tốc độ chạy của động cơ có thể được thay đổi. Phương pháp này được gọi là điều chỉnh tốc độ bằng đề kháng rotor.

Ưu điểm

• Tăng mô-men khởi động: Mô-men khởi động có thể được tăng đáng kể bằng cách tăng đề kháng rotor.

• Giảm dòng khởi động: Dòng khởi động có thể được kiểm soát hiệu quả để giảm tác động lên lưới điện.

• Khả năng điều khiển tốc độ: Một mức độ nhất định của điều khiển tốc độ có thể được đạt được thông qua đề kháng bên ngoài.

Nhược điểm

• Tăng độ phức tạp:So với động cơ cảm ứng có rotor lồng sóc, động cơ cảm ứng có rotor quấn đã thêm các thành phần như vòng bi và chổi than, làm cho cấu trúc động cơ phức tạp hơn.

• Nhu cầu bảo dưỡng: vòng bi và chổi than cần được kiểm tra và thay thế định kỳ, tăng chi phí bảo dưỡng.

• Mất hiệu suất: Tăng đề kháng rotor sẽ dẫn đến mất hiệu suất nhất định.

Cảnh huống áp dụng

Động cơ cảm ứng có rotor quấn thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu mô-men khởi động lớn hoặc điều chỉnh tốc độ, chẳng hạn như trong các ứng dụng công nghiệp như thiết bị khởi động nặng, cần cẩu và tời.

Tóm tắt

Vòng bi và chổi than đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối cuộn dây rotor với mạch điện bên ngoài trong động cơ cảm ứng có rotor quấn, thông qua đó hiệu suất khởi động của động cơ có thể được tối ưu hóa và điều khiển tốc độ có thể được thực hiện.