Động cơ điện chịu nhiệt

Động cơ điện chịu nhiệt – Bền bỉ vượt giới hạn

Trong hoạt động sản xuất, có nhiều công đoạn yêu cầu thiết bị phải làm việc được ở nhiệt độ cao trong khoảng thời gian nhất định, thậm chí là hoạt động liên tục ở nhiệt độ cao. Chính vì thế, động cơ điện chịu nhiệt là một trong những thiết bị không thể thiều trong dây chuyền công nghệ. Với nhiều ưu điểm và ứng dụng của mình, động cơ chịu nhiệt đã giúp hệ thống thiết bị hoạt động ổn định, tin cậy và bền bỉ. Navis xin giới thiệu sơ bộ một số nội dung về động cơ điện để quý vị có thêm những lựa chọn phù hợp.

1. Động cơ điện chịu nhiệt là gì

Động cơ điện chịu nhiệt là một thiết bị chuyển đổi điện năng thành cơ năng, có thể hoạt động ở điều kiện nhiệt độ cao liên tục hoặc giới hạn về thời gian. Đây là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống hút khói PCCC cũng như trong nhiều ngành công nghiệp khác.

2. Cấu tạo động cơ điện chịu nhiệt

Động cơ chịu nhiệt thường là loại động cơ 3 pha, do đó cấu tạo tương tự như động cơ 3 pha gồm Stato, Roto và vỏ nhưng khác về một số vật liệu chịu nhiệt.

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 tráng men chịu nhiệt đặc biệt, tạo thành các búi dây và được đặt trong các rãnh của lõi thép.

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. Nếu sử dụng bi thì cần dùng loại chịu nhiệt theo mức độ chịu nhiệt của động cơ.

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

Với động cơ chịu nhiệt, vỏ được thiết kế đặc biệt để hạn chế nhiệt truyền vào dây quấn. Tùy theo yêu cầu chịu nhiệt mà lớp vỏ này và dây tráng men giúp động cơ có thể chịu nhiệt đến 450 ̊C/2 giờ.

Ngoài ra, để ngăn bụi và nước thì phần gioăng cũng cần được làm bằng vật liệu chịu nhiệt như Teflon, sợi thủy tinh…

3. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động dựa vào lực từ trường, tương tự như động cơ điện 3 pha. 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).

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 3 pha.

4. Phân loại

Các loại động cơ chịu nhiệt phổ biến là kiểu động cơ không đồng bộ 3 pha, do đó ta có thể phân loại như sau:

– Đông cơ điện chịu nhiệt ngắn hạn: Đa số trong các hệ thống PCCC thường yêu cầu động cơ có khả năng chịu nhiệt từ 250 đến 300 ̊C trong 2 giờ.

– Động cơ chịu nhiệt dài hạn: Một số công trình, lĩnh vực đặc biệt yêu cầu động cơ có thể chịu được nhiệt độ tới 450 ̊C trong 2 đến 4 giờ liên tục.

– Động cơ chịu nhiệt liên tục: Ở một số dây chuyền công nghệ yêu động cơ làm việc ở nhiệt độ cao liên tục. Thường mức nhiệt mà động cơ có thể đáp ứng là dưới 200 ̊C.

5. Ưu điểm

– Hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ cao.

– Nếu hoạt động ở điều kiện bình thường thì tuổi thọ vượt trội so với động cơ thường.

– Hiệu suất hoạt động cao, thường trên 85%.

– Dải công suất lớn, tương tự động cơ 3 pha.

6. Ứng dụng

Động cơ điện chịu nhiệt được ứng dụng nhiều trong cả dân dụng và công nghiệp như:

– Trong các thiết bị như: Quạt ly tâm, quạt hướng trục, quạt hút mái, quạt phản lực, quạt thông gió nối ống.

– Hệ thống thông gió, hút khói, PCCC cho tòa nhà cao tầng.

– Hệ thống lò hơi, lò nung, lò sấy.

– Trong các lĩnh vực luyện kim, xi măng, nhiệt điện…

7. Cách chọn động cơ điện chịu nhiệt

Tùy theo mức độ chịu nhiệt và cường độ làm việc mà ta cần chọn động cơ theo quy trình cơ bản sau:

7.1. 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…

7.2. 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.

7.3. 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).

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.

7.4. Xác định mức độ chịu nhiệt và các thông số khác

– Cần xác định rõ yêu cầu chịu nhiệt là ngắn hạn, dài hạn hoặc chịu nhiệt liên tục.

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

– 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