Động cơ điện 2 tốc độ

Động cơ điện 2 tốc độ – Giải pháp tối ưu

Trong một số trường hợp, thiết bị không cần thiết phải hoạt động 100% công suất liên tục. Nhằm tối ưu về hiệu quả sử dụng và tiết kiệm điện năng, động cơ 2 tốc độ ra đời để đáp ứng 2 mức công suất khác nhau của thiết bị. Thường tốc độ cao sẽ làm việc ở những tình huống khẩn cấp, tốc độ thấp sẽ hoạt động liên tục ở điều kiện làm việc bình thường. Navis xin giới thiệu một số đặc tính kỹ thuật của động cơ 2 tốc độ để quý vị tham khảo.

1. Động cơ điện 2 tốc độ là gì

Động cơ điện 2 tốc độ là một thiết bị chuyển hóa điện năng thành cơ năng, hoạt động dựa trên nguồn điện xoay chiều 1 pha hoặc 3 pha. Động cơ có thể hoạt động độc lập ở 2 mức tốc độ khác nhau giúp nhiều loại thiết bị sử dụng động cơ vận hành hiệu quả.

2. Cấu tạo

Cấu tạo động cơ 2 tốc độ tương tự động cơ 1 pha và 3 pha khác gồm ba bộ phận chính là Stato, Roto và vỏ thiết bị. Nhưng có khác biệt nhỏ về cách quấn dây và số đôi cực.

2.1. Cấu tạo Stato

Stato là phần tĩnh của động cơ, được cấu tạo từ lõi thép và dây quấn.

– Lõi thép stato có hình trụ do các lá thép từ kỹ thuật được dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành các rãnh hướng trục, lõi thép được ghép vào vỏ thiết bị.

– Dây quấn thường được làm bằng đồng, đôi khi để tối ưu chi phí có thểm làm bằng nhôm. Dây được bọc cách điện, tạo thành các búi và được đặt trong các rãnh của lõi thép.

Điểm đặc biệt của dây quấn là có thể thay đổi số cực nên có thể thay đổi tốc độ động cơ.

2.2. Cấu tạo Roto

Roto là phần quay gồm lõi thép từ, dây quấn và trục máy. Có hai kiểu roto thông dụng là lồng sóc và dây quấn.

– Lõi thép gồm các lá thép từ kỹ thuật được dập rãnh mặt ngoài ghép lại tạo thành các rãnh hướng trục, ở giữa có lỗ để lắp trục.

– Dây quấn được làm bằng thanh dẫn đồng (Roto lồng sóc) hoặc các sợi dây đồng quấn lại có cổ góp (Roto dây quấn).

Đối với động cơ công suất dưới 500 kW, điện áp thông dụng 380V thì thường dùng Roto lồng sóc. Đối với động cơ công suất lớn, sử dụng điện áp cao trên 660V thường sử dụng Roto dây quấn.

2.3. Vỏ động cơ

Vỏ động cơ là bộ phận bao bọc Stato và Roto, có kết cấu chân đỡ hoặc mặt bích. Có thể sử dụng ổ đỡ roto bằng bi hoặc bạc tùy theo tốc độ quay và tải hoạt động.

Thông thường vỏ động cơ được làm bằng hợp kim nhôm, thép hoặc gang đúc. Bề mặt vỏ có các rãnh để quạt thổi gió tản nhiệt làm mát động cơ.

Để ngăn bụi và nước xâm nhập, tại vị trí ghép nối sẽ có bố trí các gioăng cao su hoặc vật liệu tổng hợp. Cấp độ chống nước, bụi đã được tiêu chuẩn hóa. Động cơ hoạt động thông thường thì chỉ cần cấp chống nước IP55 hoặc IP56.

3. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động dựa vào lực từ trường. Khi ta cho dòng điện 3 pha có tần số f vào 3 đầu dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay p đôi cực, quay với tốc độ là n = 60f/p (vòng/phút).

Khi tăng số cực thì tốc độ giảm. Khi giảm số cực thì tốc độ tăng. Hai mức tốc độ thường gọi là tốc độ thấp và tốc độ cao. Tốc độ thấp thường bằng một nửa tốc độ cao.

Từ trường quay cắt các thanh dẫn của dây quấn roto cảm ứng các sức điện động, lực tương hỗ giữa roto của máy với từ trường thanh dẫn roto, kéo roto quay cùng chiều từ trường với tốc độ n.

Vì từ trường tác động tương hỗ nên tốc độ quay của roto không bằng tốc độ quay n của từ trường. Do đó, ta gọi là động cơ không đồng bộ.

4. Ưu điểm

– Có 2 tốc độ hoạt động độc lập, không cần biến tần.

– Tối ưu tiêu thụ điện năng.

– Tăng tuổi thọ thiết bị khi chạy tốc độ thấp không cần tải lớn.

– Chi phí đầu tư thấp, động cơ được thiết kế tương tự các loại thông thường.

5. Ứng dụng

Động cơ rất hiệu quả cho việc hệ thống cần hoạt động ở 2 chế độ vận hành, một số thiết bị thường sử dụng động cơ 2 tốc độ như:

– Trong hệ thống quạt công nghiệp như: Quạt ly tâm, quạt hướng trục, quạt hút mái, quạt phản lực, quạt thông gió nối ống.

– Hệ thống bơm, máy khuấy, máy trộn…

– Hệ thống băng chuyền, băng tải, cầu trục, máy công cụ…

6. Cách chọn động cơ điện 2 tốc độ

Việc chọn động cơ 2 tốc độ tương tự như việc chọn động cơ thông thường khác nhưng cần lưu về công suất ở mỗi cấp tốc độ sao cho phù hợp. Quy trình chọn động cơ như sau:

6.1. Xác định tải hoạt động

Ta cần xác định đặc điểm hoạt động của loại thiết bị đó để xem là tải nặng hay tải nhẹ.

– Thiết bị tải nhẹ thì yêu cầu moment khởi động nhỏ, tải tăng từ từ do đó ít gây quá tải động cơ. Các thiết bị tải nhẹ như: Quạt công nghiệp, bơm nước, máy thổi khí…

– Thiết bị tải nặng thì yêu cầu moment khởi động lớn, tải đã nặng ngay từ đầu, dễ gây quá tải động cơ. Các thiết bị tải nặng như: Các loại máy nghiền cát, đá, nghiền gỗ, máy trộn bê tông, máy ép, máy cán…

6.2. Chọn công suất động cơ

Sau khi xác định được loại tải, ta chọn công suất động cơ có thêm hệ số an toàn. Mỗi mức công suất, cường độ vận hành và tải hoạt động sẽ có hệ số an toàn khác nhau tùy theo loại thiết bị.

Hệ số an toàn này có thể tham khảo chi tiết tại các sổ tay thiết kế máy hoặc theo chuẩn của một số lĩnh vực. Có thể tham khảo sơ bộ như sau:

– Tải nhẹ: Bơm, quạt, máy nén… thường hệ số an toàn K từ 1.1 đến 1.4.

– Tải nặng: Máy nghiền, máy ép, máy trộn…thường hệ số an toàn K từ 1.5 đến 2.

6.3. Chọn tốc độ và điện áp

Tùy theo yêu cầu thiết kế mà tốc độ đồng bộ của động cơ với điện áp 380V, tần số 50Hz có tốc độ quay đồng bộ là 3000; 1500; 1000; 750 (vòng/phút). Cặp tốc độ của động cơ 2 tốc độ thường là 750/1500, 1000/1500, 1500/3000 (vòng/phút).

Tốc độ không đồng bộ phụ thuộc vào từng đơn vị sản xuất, thường thấp hợp tốc độ đồng bộ khoảng 5 đến 10%.

Đối với động cơ công suất nhỏ dưới 15 kW ta thường khởi động trực tiếp. Còn động cơ lớn hơn ta cần hệ khởi động biến tần hoặc sao/tam giác để đảm bảo an toàn cho động cơ và lưới điện.

6.4. Chọn kiểu lắp đặt và các thông số khác

– Kiểu động cơ chân đế, mặt bích, hoặc chân đế kết hợp mặt bích.

– Cấp cách điện: A – 105 ̊C, E – 120 ̊C, B – 130 ̊C, F – 155 ̊C, H – 180 ̊C.

– Cấp chống nước, bụi: IP54, 55…67.

– Hiệu suất động cơ: IE2, IE3.

Để được tư vấn chi tiết, cung cấp các bản vẽ kỹ thuật và báo giá tốt nhất, Quý khách vui lòng liên hệ với Navis theo các thông tin sau:

Hotline: 09848 26692  ||  Email: info@navisgroup.vn  ||  Website: navisgroup.vn