Nhược điểm chính của động cơ cảm ứng một pha so với động cơ cảm ứng ba pha là gì?

Câu trả lời trực tiếp

Nhược điểm cốt lõi của một động cơ cảm ứng một pha so với động cơ cảm ứng ba pha về mặt cấu trúc: nó không thể tự tạo ra từ trường quay. Mọi điểm yếu khác - mô-men xoắn khởi động giảm, hiệu suất thấp hơn, độ rung tăng thêm, mức công suất đầu ra quá cao - dấu vết quay trở lại các kỹ sư phần cứng phụ trợ phải thêm vào chỉ để làm cho động cơ khởi động.

Trong điều kiện thực tế, động cơ một pha thường bị giới hạn ở mức tải dưới 5 HP (3,7 kW). Hiệu suất đầy tải thường chạy Thấp hơn 5 đến 15 điểm phần trăm hơn thiết kế ba pha tương đương và mô-men xoắn khởi động có thể chỉ bằng 100–175% mô-men xoắn đầy tải, so với 150–300% đối với động cơ ba pha.

Mô-men xoắn khởi động và vấn đề cuộn dây phụ

Nguồn điện ba pha tạo ra một trường quay và cấp điện tức thời vì ba cuộn dây của nó cách nhau 120 độ điện. Nguồn cung cấp một pha không thể thực hiện điều này một mình - từ trường của nó chỉ dao động dọc theo một trục, khiến rôto có mômen khởi động ròng bằng 0 ở trạng thái dừng. Để bù lại, các nhà sản xuất thêm cuộn dây thứ hai, tụ điện hoặc các cực bị che để giả mạo trường thứ hai đủ lâu để chuyển động.

• Động cơ chia pha - mômen khởi động gần 100–175% tải đầy đủ, nhưng dòng khởi động cao và có xu hướng quá nóng nếu khởi động kéo dài.
• Động cơ khởi động bằng tụ điện - mô-men xoắn khởi động mạnh hơn, lên tới 300–400% toàn tải, phải trả giá bằng công tắc ly tâm vốn là điểm hư hỏng thường gặp.
• Động cơ cực bóng — đơn giản nhất và rẻ nhất, nhưng mô-men xoắn khởi động thường giảm xuống chỉ còn 25–50% toàn tải, chỉ phù hợp với quạt hoặc máy bơm hạng nhẹ.

Động cơ ba pha không cần điều này. Từ trường của chúng vốn có trong hình dạng cuộn dây, mang lại cho chúng mô-men xoắn khởi động ổn định mà không cần tụ điện, cuộn dây khởi động hoặc công tắc để cuối cùng bị hao mòn.

Rung động, tiếng ồn và gợn sóng mô-men xoắn

Một trường dao động tạo ra mô-men xoắn dao động hai lần trong mỗi chu kỳ điện - ở tần số 60 Hz, một gợn sóng ở 120 Hz xuất hiện dưới dạng tiếng ồn có thể nghe được và rung động cơ học. Động cơ ba pha, với từ trường quay êm ái, giữ mô-men xoắn về cơ bản bằng phẳng trong suốt chu kỳ.

Kích thước, trọng lượng và chi phí cho mỗi mã lực

Đối với cùng mức mã lực, động cơ một pha thường lớn hơn và nặng hơn - có thêm đồng cho cuộn dây khởi động, cộng thêm không gian cho vỏ tụ điện hoặc cụm công tắc, không có yếu tố nào trong số đó góp phần tạo ra mô-men xoắn khi động cơ đạt tốc độ.

Điều trớ trêu là động cơ ba pha dù đơn giản và nhẹ hơn nhưng lại thường ít tốn kém hơn trên mỗi mã lực so với động cơ một pha có cùng mức công suất - khối lượng sản xuất cao hơn và ít bộ phận cần thiết hơn sẽ giúp giảm chi phí.

Độ tin cậy: Các thành phần khởi động là liên kết yếu

Mọi bộ phận được thêm vào để giải quyết vấn đề mô-men xoắn khởi động đều trở thành điểm hỏng hóc tiềm ẩn. Tụ điện khởi động bị suy giảm do nhiệt và tụ điện yếu là một trong những lý do phổ biến nhất khiến động cơ một pha kêu vo vo nhưng không bao giờ khởi động. Công tắc ly tâm dính; các vòng cực bóng mờ bị nứt dưới chu trình nhiệt.

Tóm tắt

Động cơ cảm ứng một pha đánh đổi hiệu suất để lấy khả năng tiếp cận. Mô-men xoắn khởi động thấp hơn, hiệu suất giảm, hệ số công suất thấp hơn, độ rung tăng thêm, mức công suất thực tế gần 5 HP, kích thước khung lớn hơn và các điểm hỏng hóc cơ học bổ sung là cái giá phải trả khi chạy trên nguồn điện một pha thông thường. Khi có nguồn điện ba pha và tải vượt quá một phần mã lực, nó vẫn là sự lựa chọn hiệu quả hơn, mượt mà hơn và đáng tin cậy hơn. Nếu không, động cơ một pha được lựa chọn kỹ càng — có kích thước vừa phải, với cơ chế khởi động mạnh mẽ — vẫn là con đường thiết thực nhất phía trước.