SO SÁNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

Nói về động cơ điện xoay chiều thì được phân thành 2 loại chủ yếu: Động cơ điện đồng bộ và động cơ điện không đồng bộ. Để phân biệt được 2 loại trên, trước hết chúng ta tìm hiểu về khái niệm của từng loại nhé!

Khái niệm động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ

• Động cơ điện đồng bộ là cấu trúc đặc biệt mà tại đó rotor quay cùng tốc độ với tốc độ từ trường của stator, nên được gọi là đồng bộ. Bên cạnh đó, động cơ bước cũng là động cơ đồng bộ, thường được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng có liên quan đến quá trình điều khiển.
• Động cơ điện không đồng bộ: Hoạt động dự trên nguyên tắc cảm ứng điện tử, bản chất của nó căn cứ vào sự trượt giữa tốc độ quay từ trường tương đương với tốc độ quay chậm của rotor.

So sánh động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ

Khác nhau về động cơ

Động cơ đồng bộ : Stator có các khe dọc trục bao gồm các cuộn dây stator cho một số cực cụ thể. Nói chung, Rotor cực mạnh được sử dụng trên cuộn dây rotor được gắn. Cuộn dây rotor được cấp với nguồn cung cấp DC với sự trợ giúp của vòng trượt. Một cánh quạt với nam châm vĩnh cửu có thể sử dụng được.

Động cơ không đồng bộ : Stator cũng như động cơ đồng bộ.  Trong rotor lồng sóc, các thanh rotor được ngắn mạch vĩnh viễn với các vòng cuối. Trong rotor dây quấn, cuộn dây cũng bị ngắn mạch vĩnh viễn, vậy nên không cần vòng trượt.

Khác nhau về cấu tạo

Động cơ điện đồng bộ:

Hầu hết các động cơ điện đồng bộ ngày nay đều có một bộ phận quay (còn gọi là rotor) hay là phần cảm, bộ phận này được thiết kế kiểu cái lồng sóc, vì trông nó giống như cái lồng sắt để nhốt con sóc vậy.

Cái “lồng sóc” này thường bao gồm nhiều thanh đồng hoặc thanh nhôm được bố trí với nhau, đồng thời nối với nhau bằng 2 vòng dẫn điện nằm ở 2 đầu, làm cho các thanh bị ngắn mạch hoàn toàn với nhau. Phần lõi của rotor thường được thiết kế bằng thép.

Các rãnh chạy dọc theo phần rotor và số lượng rãnh thường sẽ nhỏ hơn số lượng rãnh của stator. Đồng thời, số lượng rãnh trên rotor cũng không được là ước của stator nhằm tránh gặp phải tình trạng mắc kẹt từ trường (tiếng Anh: magnetic interlock) trong khi khởi động động cơ.

Bên cạnh động cơ rotor lồng sóc, có nhiều loại động cơ có sử dụng các cuộn dây. Lợi thế của kiểu cấu tạo này nhằm giảm bớt được dòng khởi động của các loại động cơ nhờ vào các điện trở được đấu nối tiếp thẳng vào mỗi cuộn dây.

Lúc này, các cuộn dây sẽ tạo ra dòng điện nhờ vào kiểu bố trí 1 vòng trượt. Khi động cơ đã đạt được đến tốc độ mà chúng ta cần thì nó sẽ được chuyển qua 1 vòng ngắn mạch. Và khi đó, nó sẽ vận hành cũng giống như động cơ lồng sóc.

Động cơ điện đồng bộ được phân thành 2 loại như sau:

• Loại kích từ độc lập: Loại động cơ này có từ trở thanh đổi bao gồm rotor thép có bánh răng và kiểu cực lồi. Nếu muốn chuyển rotor sang một vị trí kế tiếp mạch điều khiển thì cần tuần tự chuyển công suất sang những cuộn dây một cách tuyến tính như động cơ bước.
• Kiểu kích từ trực tiếp: Dùng nam châm vĩnh cửu để vận hành. Thiết kế này sử dụng một rotor có chứa các nam châm vĩnh cửu nhằm có thể được lắp trên bề mặt hoặc ráp ở phía trong

Động cơ điện không đồng bộ:

Rotor bao gồm các vòng thép cùng với các dãy răng. Các răng này đều có tính từ thẩm (nên chúng có thể bị từ hóa), và các khu vực xung quanh đó thì cũng có độ từ thẩm nhưng yếu. Do đó, phần rotor này không cần đến các cuộn dây cũng như các vật liệu hiếm hoặc là nam châm.

Động cơ không đồng bộ không giống với động cơ điện từ, cũng không có các thanh rotor hay dòng điện tạo ra mô men trong rotor. Khi các thiết bị dẫn ở trên rotor từ trở thay đổi ít dần đi sẽ làm giảm bớt những hao tổn trên động cơ so với các động cơ điện thông thường khác.

Lực momen tạo ra bởi động cơ từ trở này được điều khiển bằng cách thay đổi cường độ dòng điện bên trong trường điện từ của stator. Tốc độ được điều khiển bằng cách điều khiển momen (thông qua các dòng của cuộn dây). Nó cũng như điều khiển tốc độ động cơ bằng dòng điện phần ứng bên trong động cơ DC sử dụng chổi than truyền thống.

Một động cơ sẽ tạo ra từ trường có tỷ lệ với dòng điện được đưa vào cuộn dây. Việc tạo ra momen không bị ảnh hưởng hay chi phối bởi tốc độ động cơ. Đây chính là điểm khác nhau của động cơ DC so với động cơ điện từ AC, trong khi tốc độ quay cao ở vùng từ trường bị yếu thì dòng rotor sẽ tăng độ trễ pha hơn so với từ trường stator để cho tốc độ motor (rpm) tăng lên.

Độ bền và khả năng tiết kiệm điện năng

Động cơ đồng bộ cần phải có 1 nguồn điện DC bổ sung vào để cung cấp năng lượng cho bộ phận cuộn dây rotor. Vòng trượt và bàn chải của động cơ cũng được yêu cầu sử dụng trong động cơ đồng bộ nhưng không phải là trong động cơ cảm ứng.

Động cơ đồng bộ luôn yêu cầu cơ chế khởi động cần bổ sung để vận tốc quay rotor gần với tốc độ của động cơ đồng bộ. Bên cạnh đó, động cơ cảm ứng lại không có cơ chế khởi động. Do đó, hệ số công suất của động cơ đồng bộ hiện nay có thể được điều chỉnh để trở thành độ trễ, thống nhất hoặc có thể dẫn đầu bằng cách thay đổi nguồn kích thích. Trong khi đó, động cơ cảm ứng lại luôn hoạt động ở hệ số công suất trễ.

Động cơ điện đồng bộ thường hoạt động hiệu quả, có độ bền cao hơn là động cơ cảm ứng. Tuy nhiên, động cơ đồng bộ lại có chi phí đắt đỏ hơn. Do đó, động cơ không đồng bộ sẽ có khả năng tiết kiệm năng lượng và chi phí thấp hơn.

Về hiệu suất làm việc

Động cơ đồng bộ: Các cực của stator chuyển động quay với tốc độ đồng bộ (Ns) khi chúng được cung cấp cùng với nguồn cung cấp 3 pha. Các cánh quạt thông thường được cấp với 1 nguồn cung cấp động cơ DC. Rotor cần được quay với tốc độ tương ứng với tốc độ đồng bộ trong suốt quá trình khởi động.

Nếu đúng là được thực hiện như vậy thì các cực của rotor sẽ được ghép từ tính với các cực của stator chuyển động quay và khi đó, phần rotor bắt đầu quay bằng với tốc độ đồng bộ. Động cơ điện đồng bộ luôn chạy ở tốc độ bằng với tốc độ của nó, tức là tốc độ trên thực tế sẽ bằng với tốc độ đồng bộtheo cách tính như sau: N = Ns = 120f/ P.

Động cơ cảm ứng: Khi stator đã được cung cấp với 1 nguồn cung cấp động cơ AC 2 pha hoặc 3 pha, khi đó từ trường quay (RMF) sẽ được tạo ra. Tốc độ tương đối giữa từ trường quay của phần stato và roto sẽ sản sinh ra dòng điện cảm ứng ở trong các dây dẫn của rotor. Dòng điện rôto sẽ làm tăng cường thông lượng rotor.

Theo như định luật của Lenz, hiện tại hướng của dòng điện cảm ứng này sẽ có xu hướng chủ yếu là chống lại nguyên nhân sản sinh ra nó,  nghĩa là tỷ lệ nghịch với tốc độ tương đương giữa RMF trong stator với rotor. Do đó, rotor lúc này cũng sẽ cố gắng bắt kịp với tốc độ của RMF và làm giảm dần tốc độ tương đối. Động cơ cảm ứng luôn hoạt động ở tốc độ nhỏ hơn của tốc độ đồng bộ, tức là N.

Ứng dụng trong thực tế đời sống

Động cơ điện không đồng bộ:

Cuộn dây stator của động cơ điện không đồng bộ thường được kết nối vào lưới điện xoay chiều, do đó cuộn dây rotor cũng không cần phải kết nối với các nguồn điện khác. Động cơ không đồng bộ lúc này có hiệu suất vận hành cao hơn, do đó, chúng cũng tương đương với hoạt động tốc độ không đổi từ không tải cho đến phạm vi đầy tải. Động cơ có thể đáp ứng các yêu cầu truyền tải của tất cả các máy móc sản xuất trong các nhà máy, khu công nghiệp, ngành nông nghiệp khác.

Động cơ điện không đồng bộ tạo ra các mẫu bảo vệ khác nhau để giúp cho động cơ phù hợp với nhu cầu sử dụng tùy vào điều kiện của môi trường khác nhau.

Động cơ đồng bộ:

Thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị cơ khí có công suất cao nhưng tốc độ thấp, chẳng hạn như máy nghiền bi và máy nén khí. Do tốc độ của động cơ điện không đồng bộ có về tốc độ quay cùng khác biệt với từ trường quay, cho nên hiệu suất điều chỉnh của tốc độ kém đi (ngoại trừ bộ phận động cơ cổ góp AC).

Đó là một giải pháp kinh tế và thuận tiện nhằm đem lại cho chúng ta sử dụng động cơ DC dành cho máy móc vận chuyển, nhà máy cán tôn, các máy móc công cụ lớn, máy in, máy nhuộm và công việc sản xuất giấy đòi hỏi 1 phạm vi tốc độ rộng lớn và trơn tru hơn.

Cần mua hàng và tư vấn kỹ thuật, liên hệ Động cơ Thành Thái:

Hotline 1: 0909.064.529

Hotline 2: 0966.596.219

Hotline 3: 0909.539.175