Về mặt cấu trúc, động cơ cảm ứng chủ yếu được phân thành hai loại:
Cấu tạo đơn giản với rôto làm bằng các thanh nhôm hoặc đồng dẫn điện tạo thành một vòng khép kín, giống như một “lồng sóc”.
Chi phí bảo trì thấp, được sử dụng rộng rãi trong quạt, máy bơm và các ứng dụng khởi động tải nhẹ khác.
Cuộn dây rôto được kết nối với điện trở bên ngoài thông qua vòng trượt, cho phép điều chỉnh đặc tính khởi động.
Thích hợp cho các thiết bị khởi động tải nặng như cần cẩu và máy nghiền.
Tốc độ của động cơ cảm ứng luôn thấp hơn một chút so với tốc độ đồng bộ, sự chênh lệch này được gọi là độ trượt (thường khoảng 3%). Đặc điểm của nó bao gồm:
• Độ nhạy tải: Độ trượt tối thiểu khi không tải (gần với tốc độ đồng bộ) và tăng tuyến tính khi có tải.
• Điều kiện khắc nghiệt: Khi tải vượt quá mô-men xoắn cực đại (mô-men xoắn đánh thủng), động cơ có biểu hiện:
✓ Giảm tốc độ nhanh
✓ Tăng dòng điện stato (lên tới 5-7 lần dòng định mức)
✓ Nhiệt độ cuộn dây tăng quá mức (nguy cơ hỏng cách điện)
• Dòng khởi động cao: Dòng khởi động trực tiếp có thể đạt tới 4-7 lần dòng định mức.
→ Thiết kế lồng đơn: Dòng khởi động cao nhất
→ Thiết kế thanh sâu/lồng kép: Giảm dòng khởi động 20-30% thông qua hiệu ứng bề ngoài.
• Giải pháp cổ điển:
✓ Khởi động Star-Delta: Giảm dòng điện xuống 1/3 mức khởi động toàn điện áp, nhưng mô-men xoắn cũng giảm 67%.
✓ Ứng dụng: Máy bơm ly tâm, máy nén khí và các thiết bị khởi động tải nhẹ khác.
• Điện trở rôto có thể điều chỉnh: Đạt được thông qua điện trở bên ngoài:
✓ Giới hạn dòng khởi động ở mức 2-3 lần dòng định mức.
✓ Tăng mômen khởi động lên 200-250% giá trị định mức.
• Ứng dụng điển hình:
✓ Thiết bị tải nặng như máy nghiền bi và tời nâng.
✓ Các kịch bản công nghiệp yêu cầu khởi động/dừng thường xuyên.
1. Phổ biến Ổ tần số thay đổi (VFD) Công nghệ
Cho phép khởi động mềm thông qua điều khiển VVVF, loại bỏ hiện tượng tăng vọt dòng khởi động trong động cơ lồng sóc.
Cải thiện hiệu suất hoạt động từ 5-15% so với động cơ rôto dây quấn có điều khiển tốc độ dựa trên điện trở.
2. Diễn biến thị trường
Thị phần của động cơ rôto dây quấn đã giảm từ 40% những năm 1980 xuống còn dưới 15% hiện nay.
Động cơ lồng sóc được trang bị VFD chiếm ưu thế (trên 70% thị trường động cơ công nghiệp).
|
Loại động cơ |
Ứng dụng lý tưởng |
Phân tích kinh tế kỹ thuật |
|
Chuồng Sóc Tiêu Chuẩn |
Hoạt động liên tục, bắt đầu tải nhẹ |
Chi phí mua sắm thấp, hiệu quả IE3 |
|
Rôto vết thương |
Khởi động tải nặng, kiểm soát tốc độ |
Bảo trì cao, đang bị loại bỏ |
|
Chuồng sóc VFD |
Kiểm soát tốc độ chính xác, trang bị thêm tiết kiệm năng lượng |
Hiệu quả tổng thể tối ưu |
Động cơ cảm ứng vẫn là trung tâm của các ứng dụng công nghiệp do cấu trúc đơn giản và độ tin cậy cao. Với những tiến bộ trong lĩnh vực điện tử công suất, động cơ lồng sóc đã được hồi sinh nhờ tích hợp VFD, trong khi động cơ rôto dây quấn đang dần bị loại bỏ. Trong tương lai, việc áp dụng các tiêu chuẩn hiệu suất siêu cao cấp IE5 sẽ thúc đẩy động cơ cảm ứng hướng tới mật độ công suất cao hơn và các chức năng thông minh hơn.
