Tìm hiểu về sơ đồ nguyên lý 2 mạch đảo chiều quay động cơ 1 pha, nhưng trước tiên chúng ta sẽ tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ 1 pha.
Cấu tạo và nguyên lý động cơ một pha
Về cấu tạo: Stato động cơ 1 pha chỉ có dây quấn một pha, roto thường là roto lồng sóc. Khi làm việc dây quấn stato sẽ được nối với lưới điện xoay chiều một pha.
Nguyên lý làm việc: Khi dòng điện xoay chiều chạy vào dây quấn stato sẽ không tạo ra từ trường quay. Do sự biến thiên của dòng điện, chiều và trị số của từ trường thay đổi, nhưng phương của từ trường cố định trong không gian. Từ trường này được gọi là từ trường đập mạch.
Vì vậy ta cần có biện pháp mở máy cho động cơ 1 pha. Nghĩa là tạo cho động cơ 1pha một moment mở máy.
Ưu và nhược điểm của động cơ 1 pha
Động cơ điện 1 pha có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, sử dụng điện 1 pha. Do đó dùng làm các thiết bị dân dụng như quạt, máy giặt, bơm nước và sử dụng nhiều trong các hệ thống tự động.
Bên cạnh đó thì nhược điểm của động cơ 1 pha là hệ số cosφ thấp, tổn hao ở roto lớn, moment nhỏ, khả năng quá tải kém.
Moment mở máy động cơ một pha
Khi ta cấp điện vào động cơ không đồng bộ 1 pha, động cơ không thể tự quay. Để động cơ làm việc ta có thể dùng lực tác động cho động cơ quay theo một chiều nào đó. Sau đó roto sẽ tiếp tục làm việc và quay theo chiều ấy.
Phương pháp để động cơ 1 pha tự mở máy thường dùng là dùng dây quấn phụ hoặc vòng ngắn mạch ở cực từ.
Dùng dây quấn phụ mở máy
Với động cơ dùng dây quấn phụ, ngoài dây quấn chính còn có dây quấn phụ hay còn gọi là dây đề. Dây quấn phụ có thể làm được thiết kế để làm việc lâu dài như ở động cơ một pha hoặc chỉ làm việc lúc mở máy. Cuộn dây chỉ làm việc lúc mở máy sẽ được ngắt điện sau khi động cơ khởi động xong.
Mở máy động cơ 1 pha dùng dây quấn phụ
Dây quấn phụ sẽ được đặt trong rãnh stato để sinh ra một từ thông lệch một góc 90 độ trong không gian so với từ thông do cuộn chính sinh ra.
Và giữa dòng điện trong cuộn dây chính và cuộn dây phụ cần lệch pha nhau một góc 90 độ. Để tạo ra góc lệch pha 90 độ giữa dòng điện của hai cuộn dây ta sẽ nối tiếp cuộn dây phụ với tụ điện C.
Dòng điện ở dây quấn phụ và dây quấn chính sẽ sinh ra từ trường quay, từ đó tạo ra moment khởi động động cơ 1 pha. Loại động cơ có gắn thêm tụ điện sẽ có đặc tính mở máy tốt.
Động cơ có vòng ngắn mạch ở cực từ
Cấu tạo của động cơ này người ta sẽ chẻ cực từ và thêm vào đó một vòng ngắn mạch. Vòng ngắn mạch đóng vai trò như một cuộn dây quấn phụ mà khi được cấp điện thì tổng hợp từ trường cuộn dây chính và cuộn phụ tạo ra từ trường quay. Do đó động cơ tự tạo ra được moment mở máy.
Loại động cơ này được dùng trong cơ cấu truyền động tự động, thường gặp thấy nhất là loại quạt bàn nhỏ. Do động cơ chỉ thích hợp với loại công suất nhỏ 0.5 – 30W.
Sơ đồ 2 mạch đảo chiều quay động cơ 1 pha
Để đảo chiều quay động cơ 1 pha chúng ta cần phải thay đổi hướng của từ trường quay do cuộn làm việc và cuộn khởi động tạo ra. Có hai loại động cơ 1 pha là loại 4 dây và 3 dây sẽ có cách đảo chiều khác nhau:
1. Mạch đảo chiều quay động cơ 1 pha 4 dây
Loại động cơ này sẽ có 2 cuộn dây riêng biệt, mỗi cuộn dây được đưa ra 2 đầu dây. Ta có thể xác định cuộn dây làm việc và cuộn dây khởi động bằng cách đo điện trở của từng cuộn dây. Cuộn dây có điện trở cao hơn là cuộn khởi động, cuộn dây có điện trở thấp hơn là cuộn làm việc.
Để đảo chiều động cơ 4 dây này ta sẽ đảo chiều 1 trong hai cuộn cuộn làm việc hoặc cuộn khởi động. Hình dưới đây là cách đảo chiều động cơ 4 dây bằng cách đảo chiều cuộn làm việc.
Cách đảo chiều động cơ 1 pha 4 dây
Ta có thể điều khiển đảo chiều quay bằng 2 contactor 3 pha như hình bên dưới.
Sơ đồ đảo chiều động cơ 1 pha 4 dây
+ Contactor K1 điều khiển động cơ chạy chiều thuận.
Cuộn dây đề nối tiếp với tụ, đầu dây còn lại của cuộn đề nối với nguồn L thông qua tiếp điểm thứ 3 của K1. Đầu dây tụ còn lại nối trực tiếp với nguồn N.
Chân 1 của cuộn dây chạy nối với nguồn nguội N thông qua tiếp điểm thứ nhất của K1, chân 2 của cuộn dây chạy nối với nguồn L thông qua tiếp điểm thứ 2 của K2.
+ Contactor K2 điều khiển động cơ chạy chiều ngược lại
Cuộn dây đề có một đầu nối với nguồn L thông qua tiếp điểm thứ nhất của K2, đầu còn lại nối với tụ điện. Đầu còn lại của tụ nối trực tiếp với nguồn N. Do đó ta thấy cuộn dây đề không bị đổi thứ tự khi đóng K1 hoặc K2.
Chân 1 của cuộn chạy nôi với nguồn L thông qua tiếp điểm thứ 2 của K2, chân 2 cuộn đề nối với nguồn N thông qua tiếp điểm thứ 3. Do đó cuộn chạy bị đảo thứ tự so với khi contactor K1 đóng.
2. Mạch đảo chiều động cơ ra 3 đầu dây
Mạch đảo chiều động cơ 1 pha ra 3 đầu dây, nghĩa là bên trong động cơ cuộn đề và cuộn chạy được nối thành một điểm chung. Do đó 3 đầu dây sẽ là dây đề, dây chung và dây chạy. Lưu ý đối với động cơ ra 3 đầu dây thì chỉ nên đảo chiều khi 2 cuộn dây có cùng giá trị điện trở, nếu hai cuộn khác nhau đảo chiều sẽ gây nóng động cơ.
Việc đảo chiều động cơ này được thực hiện bằng cách thay đổi kết nối của tụ điện. Cụ thể hình bên dưới cho ta thấy khi chạy thuận thì tụ nối tiếp với cuộn 2, khi chạy ngược thì tụ điện nối tiếp với cuộn 1.
Cách đảo chiều quay động cơ 1 pha 3 đầu dây
Tương tự ta có thể đảo chiều động cơ 1 pha dùng contactor như hình sau. Ta chỉ cần sử dụng 2 tiếp điểm của contactor 3 pha.
Mạch đảo chiều quay động cơ 1 pha ra 3 đầu dây
+ Khi K1 đóng, K2 mở thì cuộn 1 nối với nguồn thông qua contactor K1, cuộn 2 nối tiếp với tụ sau đó mắc song song với cuộn 2.
+ Khi K2 đóng, K1 mở thì cuộn 1 nối tiếp với tụ sau đó mắc song song với nguồn thông qua contactor K2, cuộn 2 mắc song song với nguồn. Ta thấy tụ được thay đổi kết nối do đó động cơ chạy theo chiều ngược lại.
Tham khảo video đảo chiều động cơ 3 đầu dây của kênh Tôi Yêu Nghề
>>> Xem thêm:
4 loại contactor 3 pha thông dụng, nên sử dụng loại nào?