Động cơ 3 pha thường được sử dụng chủ yếu trong điện công nghiệp, khác với động cơ điện 1 pha thường được dùng trong điện dân dụng. Với công suất lớn hơn và khả năng sử dụng điện áp công nghiệp ổn định như 380V, 660V, động cơ 3 pha trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều ứng dụng công nghiệp hiện nay.
Động cơ 3 pha là loại động cơ điện thường được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực điện công nghiệp, không như loại động cơ điện 1 pha thường được dùng trong lĩnh vực điện dân dụng. Với khả năng hoạt động ổn định và hiệu suất cao, động cơ 3 pha là trụ cột quan trọng trong ngành công nghiệp hiện nay.
Động cơ 3 pha
Cấu tạo động cơ 3 pha
Cấu tạo động cơ 3 pha bao gồm hai phần chính: phần stator và phần rotor.
Phần stator: Bộ phận này được ghép cẩn thận từ các tấm thép kỹ thuật điện rất mỏng, bên trong được xẻ rãnh hoặc làm bằng khối thép đúc. Hình dưới đây cũng thể hiện cách mà các lá thép trong động cơ được gắn vào khung. Chỉ có một số lá thép đang được hiển thị ở đây, còn phần dây quấn đi qua các rãnh khe của stator.
Phần rotor: Đây là bộ phận quay của động cơ được ghép lại từ nhiều thanh kim loại để tạo thành một cái lồng có hình trụ. Rotor trong động cơ được chia thành 2 loại, đó là: rotor lồng sóc được tạo thành từ nhiều thanh kim loại song song cùng với dây quấn.
Động cơ 3 pha là loại động cơ chạy bằng dòng điện xoay chiều 3 pha và thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp hoặc dây chuyền sản xuất lớn. Khi được kết nối vào lưới điện 3 pha, nó tạo ra một trường quay, tác động lên rotor để tạo ra chuyển động quay trên trục. Chuyển động quay của rotor được truyền ra ngoài và được sử dụng để vận hành các máy công nghiệp và các cơ cấu chuyển động khác.
Phân loại động cơ 3 pha
Có nhiều cách phân loại động cơ 3 pha dựa trên các tiêu chí khác nhau như mục đích sử dụng, tốc độ quay, chế độ vận hành và nhiều tiêu chí khác. Dưới đây là một phân loại chi tiết và dễ hiểu về các loại động cơ 3 pha:
1. Phân loại động cơ 3 pha theo mục đích sử dụng
Loại 1: Động cơ 3 pha sử dụng phổ biến trong mọi ngành nghề
- Công suất phổ biến: Từ 0.09kW đến 315kW
- Kiểu dáng: Chân đế B3, mặt bích B5, chân đế mặt bích B35, mặt bích nhỏ B14
- Điện áp: 3 pha 380V/220V hoặc 380V/660V
- Công nghệ tiên tiến từ Úc
- Các loại động cơ IE1, IE2, IE3
Loại 2: Động cơ 3 pha phòng cháy nổ
- Công suất phổ biến: Từ 0.37kW đến 30kW
- Đường kính cốt trục: Từ 14mm đến 55mm
- Kiểu dáng: Chân đế B3, mặt bích B5, chân đế mặt bích B35
- Điện áp: 3 pha 380V/220V hoặc 380V/660V
- Động cơ được thiết kế để ngăn ngừa tia lửa bắn ra ngoài gây cháy nổ
Loại 3: Động cơ 3 pha có phanh thắng
- Công suất phổ biến: Từ 0.37kW đến 22kW
- Đường kính cốt trục: Từ 14mm đến 55mm
- Kiểu dáng: Chân đế B3, mặt bích B5, chân đế mặt bích B35
- Điện áp: 3 pha 380V/220V hoặc 380V/660V
- Động cơ được trang bị phanh giúp dừng ngay lập tức khi gặp sự cố
Loại 4: Động cơ 3 pha thay đổi được tốc độ
- Công suất phổ biến: 1HP, 2HP, 3HP, 5HP, 10HP
- Đường kính cốt trục: 19mm, 24mm, 28mm, 38mm
- Tần số thay đổi từ 50Hz đến 25Hz
- Tốc độ quay: Từ 1500 vòng/phút đến 600 vòng/phút
- Điện áp: 3 pha 380V/220V hoặc 380V/660V
- Động cơ có khả năng thay đổi tốc độ thông qua tần số
Loại 5: Động cơ 3 pha ruột quấn, cẩu trục, tời hàng
- Công suất phổ biến: Từ 5HP đến 30HP
- Đường kính cốt trục: 24mm, 28mm, 38mm, 42mm, 55mm
- Điện áp: 3 pha 380V
- Thích hợp sử dụng trong việc nâng hạ vật nặng, kéo tàu, băng tải, và các ứng dụng công nghiệp khác
2. Phân loại động cơ 3 pha dựa theo tốc độ quay
Loại 1: Motor tua chậm 4 pole 1400 – 1450 – 1500 vòng/phút
- Các sản phẩm thuộc loại động cơ 4 cực điện, còn được gọi là mô tơ chậm tua hoặc tua chậm.
Loại 2: Motor 2800 vòng phút 2 pole nhanh tua 2900 – 3000 RPM
- Các sản phẩm thuộc loại động cơ 2 cực điện, còn được gọi là động cơ điện nhanh tua.
Loại 3: Motor 6 pole chậm tua 900 – 960 – 1000 vòng phút
- Các sản phẩm thuộc loại động cơ 6 cực điện.
3. Phân loại động cơ 3 pha dựa theo chế độ vận hành của động cơ
- Chế độ vận hành thường xuyên, liên tục (S1)
- Chế độ vận hành ít, ngắn hạn (S2) gồm có: 10min, 30min, 60min và 90min.
- Chế độ vận hành dựa theo chu kỳ của động cơ.
4. Phân loại động cơ 3 pha dựa theo các đặc tính cơ khí
- Động cơ 3 pha có cấu tạo rôto quấn dây (KĐB).
- Động cơ 3 pha có cấu tạo rôto lồng sóc thông dụng (KĐB).
- Động cơ 3 pha cấu tạo lồng sóc có rãnh sâu.
- Động cơ 3 pha có cấu tạo lồng sóc không rãnh sâu.
5. Phân loại động cơ 3 pha theo công nghệ tiết kiệm năng lượng
- Loại động cơ không tiết kiệm năng lượng (IE1).
- Loại động cơ tiết kiệm năng lượng (IE2).
- Loại động cơ siêu tiết kiệm năng lượng (IE3).
- Loại động cơ hiệu suất cao tiết kiệm năng lượng (IE4).
Các loại động cơ điện 3 pha trên đây có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của mỗi ứng dụng. Việc lựa chọn loại động cơ phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động và tiết kiệm năng lượng.
Ứng dụng động cơ 3 pha
Động cơ điện 3 pha không đồng bộ chơi vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Được vận hành bằng điện áp 3 pha, động cơ này mang lại sự ổn định và hiệu suất cao. Hãy cùng khám phá những ứng dụng đa dạng của động cơ điện 3 pha:
- Máy bơm nước 3 pha: Chuyên cung cấp nước cho dây chuyền sản xuất và đáp ứng nhu cầu nước của các thiết bị công nghiệp khác nhau. Đặc biệt, chúng được sử dụng trong nồi hơi, tháp tản nhiệt, và hệ thống phòng cháy chữa cháy.
- Máy phát điện xoay chiều 3 pha: Động cơ 3 pha cung cấp nguồn điện cho các hệ thống và thiết bị công nghiệp lớn, đảm bảo vận hành liên tục và ổn định.
- Motor giảm tốc 3 pha: Được ứng dụng rộng rãi trong dây chuyền sản xuất phân bón, công nghệ sản xuất sắt thép, và các thiết bị sử dụng motor 3 pha, bao gồm cả máy tời trong ngành xây dựng.
- Motor kéo 3 pha: Với tốc độ cao, động cơ 3 pha này thường được sử dụng cho máy bơm nước yêu cầu vận tốc hoạt động nhanh và ổn định.
Tất cả những ứng dụng trên đều thể hiện tầm quan trọng của động cơ điện 3 pha trong các quy trình sản xuất và các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Động cơ điện ba pha đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất công nghiệp. Nhờ vào sự hoạt động ổn định, động cơ này trở thành trung tâm của nhiều quy trình công nghiệp.
Quy trình bảo dưỡng động cơ 3 pha
Dưới đây là quy trình bảo dưỡng động cơ điện 3 pha một cách chi tiết và dễ hiểu:
Quy trình Bảo dưỡng Động cơ Điện 3 Pha
- Kiểm tra âm thanh và tiếng ồn: Theo dõi thường xuyên âm thanh tiếng máy chạy để phát hiện sự bất thường.
- Kiểm tra nhiệt độ: Kiểm tra nhiệt độ của động cơ 3 pha trước, trong và sau khi vận hành để xác định sự quá nhiệt.
- Kiểm tra công suất tiêu thụ: Sử dụng ampe kế để kiểm tra công suất tiêu thụ năng lượng của động cơ và đảm bảo rằng nó không vượt quá giới hạn cho phép.
- Kiểm tra các điểm tiếp xúc: Kiểm tra mức độ tiếp xúc của cầu chì, cầu dao và các điểm khởi động khác để đảm bảo kết nối hoạt động đúng cách.
- Vệ sinh bên ngoài: Lau chùi sạch sẽ bên ngoài của động cơ 3 pha để tránh tình trạng bám bụi.
- Bảo dưỡng định kỳ: Thực hiện bảo dưỡng động cơ điện theo lịch trình khuyến cáo của nhà sản xuất để duy trì hiệu suất và tuổi thọ của nó.
- Bảo dưỡng động cơ trong môi trường khắc nghiệt: Trong môi trường có nhiều bụi bẩn hoặc hóa chất ăn mòn, cần tiến hành tiểu tu toàn bộ động cơ điện mỗi 3 tháng.
Các công việc cần thực hiện trong bảo dưỡng định kỳ:
1. Tiểu tu động cơ điện 3 pha:
- Lau sạch bên ngoài động cơ điện.
- Kiểm tra điện trở cách điện.
- Thổi sạch bụi bằng máy nén khí.
- Kiểm tra và siết chặt lại các bulong, đai ốc ở chân đế.
- Kiểm tra mỡ bò trong các bạc đạn động cơ điện và thêm mỡ nếu cần.
- Kiểm tra và điều chỉnh các thiết bị bảo vệ điện.
2. Trung tu động cơ điện 3 pha:
- Thường sau khi motor 3 pha hoạt động được 4000 giờ thì nên trung tu một lần.
- Kiểm tra lại bạc đạn và thay mới mỡ bò bạc đạn.
- Đo độ cách điện các bối dây (nếu cần thiết tiến hành sấy cuộn dây).
- Sửa chữa các lỗi, hư hỏng phát sinh trong quá trình vận hành.
Lưu ý khi thay thế bạc đạn:
- Rửa sạch mặt tiếp xúc của trục với vòng bi bằng dầu.
- Lau sạch trục và kiểm tra sao cho trên bề mặt không còn một vết gợn, sau đó bôi một lớp dầu nhờn hoặc vaselin mỏng.
- Luộc bạc đạn trong dầu khoáng chất tinh khiết ở nhiệt độ 70-80 độ C.
- Lắp vòng bi vào trục khi vẫn ở trạng thái nóng 70-80 độ C.
- Đưa dần bạc đạn vào trục bằng ống đồng có đáy kín lồi hoặc cảo.
- Sau khi lắp xong động cơ điện phải quay nhẹ và êm tay.
Cách bảo quản động cơ điện trong kho:
- Kho dùng để bảo quản động cơ điện phải có nền cao, khô ráo, không đọng nước, mái không bị dột, cửa gió và có ống thông hơi.
- Kiểm tra, bảo dưỡng động cơ điện trước khi nhập kho. Nếu động cơ điện đang được đóng thùng thì nên mở ra. Không để động cơ điện ở ngoài trời.
Nguyên lý vận hành động cơ 3 pha
- Tối ưu hóa dòng điện xoáy: Các lá sắt trong động cơ điện 3 pha được thiết kế mỏng để giảm thiểu dòng điện xoáy. Điều này mang lại một lợi thế lớn, cho phép động cơ tự khởi động một cách hiệu quả.
- Hướng xiên của thanh dẫn trong rotor: Các thanh dẫn truyền trong rotor được đặt xiên so với trục quay. Điều này nhằm mục đích tránh sự dao động của mô-men quay trong động cơ.
- Sử dụng rotor lồng sóc: Thay vì sử dụng vòng dây kín đơn giản, động cơ điện 3 pha sử dụng rotor lồng sóc gồm nhiều thanh dẫn được ngắn mạch 2 đầu. Quá trình ngắn mạch này tạo ra một hiện tượng quay động cơ ổn định hơn.
- Tạo từ trường quay: Khi dòng điện 3 pha được đưa vào cuộn dây stator, nó tạo ra từ trường quay. Từ trường này tác động lên rotor và tạo ra chuyển động quay.
- Hiện tượng cắt từ trường: Rotor cắt từ trường tạo ra bởi cuộn dây stator. Quá trình này tạo ra sự ngắn mạch và tạo ra các sức điện động trong rotor.
- Tạo Mô-men quay: Sự tương tác giữa từ trường quay và rotor tạo ra mô-men quay, đẩy rotor quay nhanh hơn.
- Tốc độ quay rotor: Tốc độ cuối cùng của rotor luôn nhỏ hơn tốc độ từ trường quay ban đầu.
- Các thông số quan trọng: Hệ số trượt (s) được tính bằng công thức s = (n1-n)/n1 và tốc độ của động cơ được tính bằng công thức n = 60f/p.(1-s).
Động cơ điện 3 pha hoạt động dựa trên việc tạo ra từ trường quay từ dòng điện 3 pha đầu vào, tác động lên rotor để tạo ra chuyển động quay. Sự điều chỉnh giúp rotor quay nhanh hơn, và nguyên tắc này cung cấp nền tảng cho hoạt động ổn định của động cơ điện 3 pha trong các ứng dụng công nghiệp.
Kiểm tra trước và sau khi vận hành động cơ 3 pha
A. Kiểm tra trước khi khởi động
- Nội dung trên biển máy: Đảm bảo thông tin trên biển máy đầy đủ và rõ ràng.
- Kiểm tra lắp ráp và môi trường xung quanh: Xác định xem môi trường xung quanh và cách lắp ráp có phù hợp không.
- Kiểm tra đấu dây: Đảm bảo đấu dây đúng cách, vỏ máy được tiếp đất đúng quy định.
- Kiểm tra điểm nối dây: Xác định xem điểm nối dây có bị lỏng không, tiếp xúc có tốt không.
- Kiểm tra nguồn điện: Xác định công tắc nguồn điện, cầu chì và rơle có dung lượng và quy cách phù hợp.
- Kiểm tra dầu bôi trơn và dây curoa: Kiểm tra lượng dầu bôi trơn và sức căng của dây curoa, xác định xem có lệch tâm không.
- Kiểm tra trục động cơ: Dùng tay xoay nhẹ trục động cơ để kiểm tra khả năng quay, kiểm tra lượng dầu tra có thích hợp.
- Kiểm tra cổ góp và chổi than: Xác định cổ góp có sáng bóng không, chổi than có vết bẩn không, kiểm tra sức ép của chổi than và tình trạng di động của nó.
- Kiểm Tra điện trở cách điện: Kiểm tra điện trở cách điện của các linh kiện.
- Xác định phương pháp khởi động: Xác định phương pháp khởi động phù hợp.
- Xác định chiều quay: Kiểm tra chiều quay của động cơ điện.
B. Kiểm tra sau khi khởi động
- Kiểm tra chiều quay: Xác định lại chiều quay của động cơ điện sau khi đã khởi động.
- Kiểm tra tiếng động và chấn động: Quan sát và nghe các tiếng động và chấn động không thường thấy khi khởi động và tăng tốc động cơ.
- Kiểm tra dòng điện khởi động: Xác định xem dòng điện khởi động có trong mức bình thường không.
- Kiểm tra thời gian khởi động: Xác định thời gian cần để động cơ khởi động có trong mức bình thường không.
- Kiểm tra tình trạng vòng dầu: Kiểm tra xem vòng dầu có quay không (đối với ổ trục bằng bạc).
- Kiểm tra phụ tải điện: Xác định dòng điện phụ tải có trong mức bình thường không, kiểm tra xem có mạch xung và không cân bằng không.
- Kiểm tra thiết bị khởi động: Xác định tình trạng hoạt động của thiết bị khởi động.
- Kiểm tra hệ thống làm mát và khống chế: Xác định xem hệ thống làm mát và hệ thống khống chế có hoạt động bình thường không.