Động cơ AC là gì? Hướng dẫn lựa chọn AC Motor

Động cơ điện xoay chiều (Alternating Current Motor) là một trong những loại động cơ phổ biến nhất hiện nay, được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như công nghiệp, dân dụng, điện lạnh, bơm nước, quạt công nghiệp và băng tải. Cùng MC&TT tìm hiểu Động cơ AC là gì? Hướng dẫn cách lựa chọn AC Motor nhé!

Động cơ AC là gì?

Động cơ AC (Alternating Current Motor) còn gọi Động cơ điện xoay chiều là loại động cơ điện sử dụng dòng điện xoay chiều để biến đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Năng lượng cơ học này được tạo ra từ lực tác dụng bởi các từ trường quay tạo ra bởi dòng điện xoay chiều chạy qua các cuộn dây của động cơ.

Động cơ AC hoạt động như thế nào?

Động cơ AC bao gồm hai thành phần chính: stato và rôto. Stato là phần tĩnh của động cơ, bao gồm một số lớp mỏng được quấn bằng dây cách điện, tạo thành lõi. Stato được cấu tạo bằng các khe giữ các dây dẫn (cuộn dây), dẫn dòng điện. Các dây dẫn này được cách điện với nhau để tránh đoản mạch. Số lượng khe và cuộn dây được cấu hình theo số lượng cực cụ thể; số lượng cực càng thấp thì tốc độ định mức càng cao. Tốc độ từ Động cơ AC được định nghĩa là RPM = 120*F/P trong đó F là tần số (Hz) của điện áp cung cấp và P là số cực.

Động cơ AC ba pha

Rotor được kết nối với trục của động cơ. Loại rotor phổ biến nhất được sử dụng trong động cơ AC là rotor lồng sóc, được đặt tên theo sự giống nhau của nó với bánh xe tập thể dục của loài gặm nhấm. Rotor được cân bằng bằng các ổ trục trên vỏ động cơ bao quanh stato. Thông thường, vỏ động cơ là một bộ tản nhiệt được chế tạo bằng thép giúp giảm nhiệt tỏa ra trong các cuộn dây nhiều lớp và bảo vệ các cuộn dây và rotor khỏi bị hư hỏng.

Phân loại động cơ điện xoay chiều AC

Động cơ AC có hai loại chính: động cơ không đồng bộ (asynchronous motor) và động cơ đồng bộ (synchronous motor).

Động cơ không đồng bộ

Động cơ không đồng bộ AC hoạt động dựa trên các nguyên lý từ tính. Một động cơ AC thông thường chứa một cuộn dây và hai nam châm cố định bao quanh một trục. Khi cấp điện cho cuộn dây, nó trở thành một nam châm điện, tạo ra một từ trường. Khi cuộn dây stato được cung cấp năng lượng điện, một từ thông được tạo ra từ dòng điện.

Trong động cơ AC không đồng bộ, dòng điện chỉ được cung cấp cho stato, còn Roto được thiết kế để làm ngắn mạch cuộn dây trong stato, từ đó tạo ra một từ thông khác trong rôto. Từ thông trong rôto sẽ luôn có độ trễ so với từ thông stato, nhưng sẽ quay so với từ trường. Điều này khiến mô-men xoắn được áp dụng cho trục và khiến trục quay. Sự khác biệt giữa tốc độ quay của rôto so với từ trường của stato được gọi là độ trượt.

Động cơ đồng bộ

Động cơ đồng bộ AC không phụ thuộc vào từ thông cảm trong rotor và stato để hoạt động. Thay vào đó, động cơ đồng bộ AC được chế tạo bằng nam châm trong stato, tạo ra từ trường quay. Trong động cơ đồng bộ, dòng điện được cung cấp cho rotor, rotor cũng có từ trường, thường được tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu. Sự quay được gây ra bởi sự tương tác giữa từ trường của stato với từ trường của rotor.

Không giống như động cơ không đồng bộ, rôto trong động cơ đồng bộ sẽ quay mà không có độ trễ. Chúng được gọi là đồng bộ vì ở trạng thái ổn định, tốc độ quay của rôto bằng với tốc độ của từ trường quay trong stato. Sự quay của rôto được đồng bộ với tần số cung cấp.

Cách chọn động cơ AC

Để chọn động cơ AC phù hợp cho ứng dụng của bạn, bạn sẽ cần xác định các thông số kỹ thuật cơ bản. Tính toán mô-men xoắn tải và tốc độ vận hành cần thiết. Hãy nhớ rằng động cơ cảm ứng và động cơ đảo chiều không thể điều chỉnh được; chúng cần có hộp số. Nếu cần, hãy chọn tỷ số truyền thích hợp. Tiếp theo, xác định tần số và điện áp cung cấp điện cho động cơ. Thông thường, động cơ AC ba pha được sử dụng trong các ứng dụng chuyển đổi công suất cao, trong khi động cơ AC một pha sẽ được sử dụng trong các dự án chuyển đổi công suất thấp.

Công thức động cơ AC

Bảo dưỡng động cơ AC

Động cơ AC có tuổi thọ trung bình khoảng 20.000 – 30.000 giờ hoạt động, với điều kiện động cơ hoạt động trong điều kiện thích hợp và theo thông số kỹ thuật của sản phẩm. Tuổi thọ động cơ AC sẽ khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất và cách vận hành.

Bảo dưỡng là chìa khóa để có hệ thống động cơ AC bền lâu. Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ động cơ AC:

Chất lượng vòng bi và cách bôi trơn
Hệ thống làm mát (quạt, thông gió)
Chất lượng nguồn điện (áp ổn định, không xung nhiễu)
Cân bằng tải – tránh quá tải, quá nhiệt
Chu kỳ khởi động/ngừng máy liên tục
Bảo trì định kỳ – vệ sinh, đo cách điện, kiểm tra tiếng ồn,…
Tránh để động cơ hoạt động trong môi trường bụi, ẩm mà không có bảo vệ

Động cơ AC có giá bao nhiêu?

Động cơ AC có thể là giải pháp tiết kiệm chi phí hợp lý cho các yêu cầu ứng dụng của bạn. Vì động cơ AC không sử dụng chổi than nên chi phí của động cơ thấp hơn và việc bảo dưỡng động cơ được giảm đáng kể. Động cơ AC một pha không nhất thiết phải có bộ điều khiển để vận hành, cho phép người dùng tiết kiệm chi phí thiết lập ban đầu.

Với ưu điểm vận hành ổn định, ít bảo trì, khả năng làm việc lâu dài trong môi trường khắc nghiệt, động cơ AC là lựa chọn tối ưu cho nhiều hệ thống truyền động hiện đại. Đồng thời, việc kết hợp với Biến tần (inverter) giúp động cơ AC dễ dàng điều chỉnh tốc độ và tiết kiệm điện năng.