Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha - Vật lí 12 bài 18

Nội dung bài viết này của KhốiA.Vn sẽ giúp các em biết cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha (một loại động cơ điện xoay chiều thông dụng).

I. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ

- Động cơ điện xoay chiều là thiết bị biến điện năng thành cơ năng (gồm một dòng điện, một khung dây và một từ trường).

- Nguyên tắc hoạt động của động cơ 3 pha: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ và tác dụng từ trường quay. Khung dây dẫn đặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường với tốc độ nhỏ hơn (Động cơ không đồng bộ).

* Câu C1 trang 96 SGK Vật Lý 12: Hãy vận dụng các quy tắc xác định chiều của dòng điện cảm ứng và chiều của lực từ đã học ở lớp 11 để xác định chiều quay của khung MNPQ trong hình trên (hình 18.1 SGK Vật Lý 12).

> Giải câu C1 trang 96 SGK Vật Lý 12:

- Lực từ tác dụng lên khung dây bao giờ cũng có xu hướng làm cho khung dây quay đến vị trí sao cho từ thông qua khung cực đại.

- Lực từ sẽ làm cho khung dây theo chiều quay của vecto cảm ứng từ.

- Khi tốc độ quay của khung càng gần tốc độ quay của từ trường thì momen của lực từ càng nhỏ.

- Khi momen của lực từ cân bằng với momen của lực ma sát thì khung quay đều với tốc độ nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường quay.

II. Cấu tạo và nguyên tác hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha

1. Cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha

• Cấu tạo gồm 2 phần: Roto và Stato

- Roto: là khung dây dẫn có thể quay dưới tác dụng của từ trường quay. Để tăng hiệu quả, người ta thường ghép nhiều khung dây dẫn giống nhau chung trục quay tạo thành lồng hình trụ (roto lồng sóc).

- Stato: gồm ba cuộn dây giống hệt nhau, có trục đồng quy tại tâm O của vòng tròn, hợp với nhau một góc 120⁰ từng đôi một, tạo nên từ trường quay.

2. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ

- Tạo ra từ trường quay bằng cách cho dòng điện xoay chiều 3 pha đi vào trong stato gồm 3 cuộn dây giống nhau, đặt lệch nhau 120 trên một giá tròn thì trong không gian giữa 3 cuộn dây sẽ có một từ trường quay với tần số góc bằng tần số góc ω của dòng điện xoay chiều.

- Đặt trong từ trường quay một rôto lồng sóc (có tác dụng như một khung dây dẫn có thể quay dưới tác dụng của từ trường quay) có thể quay xung quanh trục trùng với trục quay của từ trường

- Rôto lòng sóc quay do tác dụng của từ trường quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ của từ trường. Chuyển động quay của rôto được sử dụng để làm quay các máy khác.

III. Bài tập Động cơ không đồng bộ ba pha

* Bài 1 trang 97 SGK Vật Lý 12: Phát biểu nguyên tắc của động cơ không đồng bộ.

> Giải bài 1 trang 97 SGK Vật Lý 12:

- Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ là dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và việc sử dụng từ trường quay.

* Bài 2 trang 97 SGK Vật Lý 12: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha.

> Giải bài 2 trang 97 SGK Vật Lý 12:

+ Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha: gồm hai bộ phận chính:

- Roto là khung dây dẫn có thể quay dưới tác dụng của từ trường quay.

- Stato là bộ phận tạo ra từ trường quay, gồm ba cuộn dây giống nhau đặt trên vòng tròn lệch nhau những góc 120^o.

+ Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha:

- Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và tạo ra từ trường quay bằng cách cho dòng điện ba pha chạy vào ba cuộn dây giống nhau đặt lệch nhau 120^o. Dòng điện trong ba cuộn dây tạo ra từ trường quay.

- Roto đặt trong từ trường quay sẽ quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường.