Motor cảm ứng hoạt động dựa trên nguyên lý gì?

Mô tơ cảm ứng là loại mô tơ AC được sử dụng rộng rãi, nguyên lý hoạt động của nó dựa trên định luật cảm ứng điện từ. Dưới đây là giải thích chi tiết về cách mô tơ cảm ứng hoạt động:

1. Cấu trúc

Mô tơ cảm ứng chủ yếu bao gồm hai phần: stator và rotor.

Stator: Stator là phần cố định, thường bao gồm lõi sắt ghép nhiều lớp và cuộn dây ba pha được nhúng trong các rãnh của lõi sắt. Các cuộn dây ba pha được kết nối với nguồn điện AC ba pha.

Rotor: Rotor là phần quay, thường làm bằng thanh dẫn điện (thường là nhôm hoặc đồng) và vòng cuối, tạo thành cấu trúc chuột lang. Cấu trúc này được gọi là "rotor chuột lang."

2. Nguyên lý hoạt động

2.1 Tạo ra trường từ xoay

Nguồn điện AC ba pha: Khi nguồn điện AC ba pha được áp dụng cho cuộn dây stator, dòng điện xoay chiều được tạo ra trong cuộn dây stator.

Trường từ xoay: Theo định luật Faraday về cảm ứng điện từ, dòng điện xoay chiều trong cuộn dây stator tạo ra một trường từ biến đổi theo thời gian. Vì nguồn điện AC ba pha có độ lệch pha 120 độ, các trường từ này tương tác để tạo thành một trường từ xoay. Hướng và tốc độ của trường từ xoay phụ thuộc vào tần số của nguồn điện và bố trí của cuộn dây.

2.2 Dòng điện cảm ứng

Cắt đường sức từ: Trường từ xoay cắt qua các đường sức từ trong các dẫn thể rotor. Theo định luật Faraday về cảm ứng điện từ, điều này gây ra một điện thế cảm ứng (EMF) trong các dẫn thể rotor.

Dòng điện cảm ứng: Điện thế cảm ứng tạo ra dòng điện trong các dẫn thể rotor. Vì các dẫn thể rotor tạo thành một mạch kín, dòng điện cảm ứng chảy qua các dẫn thể.

2.3 Tạo ra lực kéo

Lực Lorentz: Theo định luật lực Lorentz, sự tương tác giữa trường từ xoay và dòng điện cảm ứng trong các dẫn thể rotor tạo ra một lực, khiến rotor quay.

Lực kéo: Lực này tạo ra lực kéo, khiến rotor quay theo hướng của trường từ xoay. Tốc độ của rotor thấp hơn một chút so với tốc độ đồng bộ của trường từ xoay vì cần một độ trượt nhất định để tạo ra dòng điện cảm ứng và lực kéo đủ lớn.

3. Độ trượt

Độ trượt: Độ trượt là sự khác biệt giữa tốc độ đồng bộ của trường từ xoay và tốc độ thực tế của rotor. Nó được biểu diễn bởi công thức:

Trong đó:

s là độ trượt ns là tốc độ đồng bộ (đơn vị vòng/phút)

nr là tốc độ thực tế của rotor (đơn vị vòng/phút)

Tốc độ đồng bộ: Tốc độ đồng bộ 

ns được xác định bởi tần số 

f của nguồn điện và số cặp cực 

p trong mô tơ, được tính bằng công thức:

4. Đặc điểm

Đặc điểm khởi động: Trong quá trình khởi động, độ trượt gần như là 1, và dòng điện cảm ứng trong các dẫn thể rotor rất cao, tạo ra lực kéo khởi động lớn. Khi rotor tăng tốc, độ trượt giảm và dòng điện cảm ứng và lực kéo cũng giảm.

Đặc điểm hoạt động: Trong quá trình hoạt động ổn định, độ trượt thường nhỏ (0,01 đến 0,05), và tốc độ rotor gần bằng tốc độ đồng bộ.

5. Ứng dụng

Mô tơ cảm ứng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và gia dụng do cấu trúc đơn giản, hoạt động đáng tin cậy và bảo trì dễ dàng. Các ứng dụng phổ biến bao gồm quạt, bơm, máy nén và băng tải.

Tóm tắt

Nguyên lý hoạt động của mô tơ cảm ứng dựa trên định luật cảm ứng điện từ. Một trường từ xoay được tạo ra bởi nguồn điện AC ba pha trong cuộn dây stator. Trường từ xoay này gây ra dòng điện cảm ứng trong các dẫn thể rotor, tạo ra lực kéo, khiến rotor quay.