Phát minh ra động cơ không đồng bộ đã cách mạng hóa nền văn minh nhân loại. Hôm nay, chúng ta hãy cùng khám phá hoạt động bên trong của động cơ không đồng bộ. Động cơ không đồng bộ chủ yếu bao gồm hai thành phần: stato và rôto. Stato là một cuộn dây có ba cuộn dây được cung cấp năng lượng bởi điện xoay chiều ba pha.
Cuộn dây đi qua các khe stato, được tạo thành từ các tấm thép mỏng xếp chồng lên nhau có độ từ thẩm cao. Khi dòng điện ba pha chạy qua cuộn dây này, nó tạo ra một từ trường quay, là nguyên nhân khiến rôto quay. Để hiểu cách tạo ra từ trường quay và các đặc điểm của nó, có thể đơn giản hóa stato.
Ba cuộn dây được kết nối với nhau theo các khoảng cách 120 độ, tạo ra một từ trường xung quanh chúng khi có dòng điện chạy qua. Khi nguồn điện ba pha được áp dụng cho sự sắp xếp đặc biệt này, từ trường được tạo ra sẽ thay đổi hướng theo dòng điện xoay chiều tại các thời điểm cụ thể. Bằng cách so sánh ba ví dụ này, chúng ta có thể quan sát thấy một từ trường quay với cường độ đồng đều. Tốc độ mà từ trường quay được gọi là tốc độ đồng bộ. Hãy xem xét một dây dẫn kín được đặt bên trong từ trường quay này.
Theo định luật Faraday, một từ trường thay đổi sẽ tạo ra một suất điện động trong một mạch điện, từ đó tạo ra dòng điện. Hiện tượng này tương tự như một vòng dây mang dòng điện trong từ trường, tạo ra một lực điện từ trên vòng dây và khiến nó bắt đầu quay. Hiện tượng tương tự cũng xảy ra trong một động cơ không đồng bộ, trong đó thay vì một vòng dây đơn giản, người ta sử dụng một thứ gì đó giống như lồng sóc. Một từ trường quay được tạo ra bởi dòng điện xoay chiều ba pha chạy qua stato.
Trong ví dụ trước, dòng điện sẽ được tạo ra trong các thanh lồng sóc của vòng cuối bị ngắn mạch. Do đó, rôto sẽ bắt đầu quay. Đây là lý do tại sao loại động cơ này được gọi là động cơ cảm ứng.
Thay vì kết nối trực tiếp với rotor để tạo ra điện, người ta sử dụng cảm ứng điện từ. Các tấm lõi sắt cách điện được nhồi vào bên trong rotor để đạt được điều này. Bằng cách sử dụng các tấm sắt có kích thước nhỏ này, động cơ cảm ứng giảm thiểu tổn thất dòng điện xoáy và mang lại những lợi thế đáng kể. Về cơ bản, nó tự khởi động, vì cả từ trường và rotor đều quay. Tuy nhiên, tốc độ quay của rotor là bao nhiêu?
Để có được câu trả lời cho câu hỏi này, chúng ta cần xem xét các tình huống khác nhau. Hãy xem xét trường hợp tốc độ của rôto bằng tốc độ của từ trường. Vì cả hai đều quay với cùng tốc độ, nên từ trường sẽ không bao giờ cắt đứt vòng lặp. Do đó, sẽ không có suất điện động cảm ứng hoặc dòng điện nào được tạo ra. Điều này sẽ dẫn đến việc công suất được chuyển đổi trên các thanh rôto. Rôto sẽ dần chậm lại và khi tốc độ giảm, từ trường sẽ cắt đứt mạch rôto. Kết quả là, dòng điện và lực cảm ứng sẽ tăng trở lại. Sau đó, rôto sẽ tăng tốc. Tóm lại, rôto sẽ không bao giờ có thể bắt kịp tốc độ của từ trường.
