Động cơ một pha với cuộn dây phụ mở máy MM có cấu tạo phức tạp. Trong thực tế có loại động cơ một pha với vòng ngắn mạch ở cực từ.
Nguyên lý cấu tạo của động cơ này như hình 2.58a. Trên 2 cực từ ở Stator có quấn cuộn dây một pha kích từ KT. Đầu mỗi cực từ có xẻ rãnh và đặt vào đó một vòng ngắn mạch NM (hình 2.58b) chiếm khoảng 1/3 tiết diện cực từ. Vòng ngắn mạch NM bằng đồng.
53
KT
HÌNH 2.58. Nguyên lý cấu tạo của động cơ một pha có vòng ngấn mạch ở cực từ (a) và cấu tạo cúa vòng ngắn mạch (b).
Cuộn kích từ một pha KT tạo ra từ thông đập mạch cp(), từ thông này xuyên qua mạch từ trong đó có vùng cực từ đặt vòng ngắn mạch Nĩvì. Phầri từ trường nàý sẽ tặo ra dỗng cảm ửng tròng vòng ngắri mạch. Từ trường 9' của dòng cărH ứng trong vòrig ngắri mạch chống lại sự biến thiên của từ thông đập mậch qua vùng có vồtig ỉìgẳn mạch, nghĩa là ộ ’ ngược hướng với 9 0 khi tp0 tăng lên và cùng hướhg với 9o khí 9o giảtli xuống. Sự biếri thiên của 9o và 9' nhừ hình 2.59.
Ta xét từ trường tổng trong vùng rotor tại các thời điểm tị, t2, t3,... Giả sử khi từ trường (ị)0 > 0 thì hướng từ trêh xuống dừới, còri khi 9o < 0 thì hướng từ dưới lêrt trên.
, d(p()
Tai thời điếm tj, từ trường 9o > 0 và đang tăng > 0 ). Vòng ngắn mach cảm ứng sẽ dt
sinh ra từ trường cp’ hướng lên, ngược chiều (p(). Như vậy, từ trường tổng trong vùng vòng ngắh mạch bị yếu đi. SỊr phân bổ dubhg Stic sẽ có dạng hình 2.6ơb. Từ trườiig tổng cp sẽ lệch hướng theo mũi tên ở hình 2.59 vé phía phải - dưới tại thời điểm t).
Tại thời điểm t 2, từ trường đập mạch 9(> đạt giá trị cực đại ( = 0 ). Từ trường cp’ của dt
vòng ngắn mạch cảm ứng trong vòng NM bằng 0 (cp’ = 0). Tò trường tổng chính là 9 0 như hình 2.59 tậi thời điểm t2 vâ phân bổ đường sức tứ như hình 2.60b.
Tại thời điểm t 3, từ trường đập mạch 9o vẫn dương (cpo > 0) nhưng yếu dần ( < 0 ).
dt
Từ trường <p’ của dòng ngắn mạch cảm ứng sẽ cùng chiều với 9(). Kết quá, từ trường trong vung vòng ngắn mạch mạnh lên. Sự phân bổ đưchìg sức như hình 2.60c. Từ trường tổng sẽ lệch thèó hướng mũi tên cp sang trái phía dưổú (hình 2.59 tại thcH diểm t3).
Giải thích tương tự cho các thời điểm tiếp theo t4, t5,... ta thấy mũi tên chỉ hướng từ trường tổng 9 trong vùng rotor quày cùng chiều kim đổng hồ với tốc độ 1 vồng qíiay trortg 1 chu kỳ đập mạch của iừ trường 9(). Nói cách khác là tầh số quay bằng tần số của dòng điện một pha khi số đôi cực bằng 1.
5 4
Ta có thể kết luận: do có vòng ngắn mạch ở các cực từ, từ trường đập mạch trở thành từ trường quay dạng ellipse và tạo ra mômen mở máy khoảng (20 4- 40) % Mdm.
Để giảm từ trường tản và cân bằng từ thông trong vùng có vòng ngắn mạch NM và trong vùng không có vòng ngắn mạch, động cơ một pha thường có 2 tấm sắt ST gọi là shunt từ nối liền 2 mép các cực từ khác tên (hình 2.58a) hoặc làm tăng khoảng cách khe hở không khí ở vùng cực không có vòng ngắn mạch.
Bội số mômen mở máy của các động cơ một pha có vòng ngắn mạch lihư vừa
trình bày cũng chỉ tăng không quá 0,6
HÌNH 2.59. Từ trường quay của động cơ một pha có vòng ngắn mạch ở cực từ.
/ k M = V
^ min
M(tm
V
= 0,6
V o >° Vo >ũ Vo >°
HÌNH 2.60. Sự phân bổ đường sức từ tổng tp tại các thời điểm t Ị ta), t2(b) và t3(c) ở hình 2.59.
Dải công suất của động cơ này là từ vài phần w đến khoảng 300W và được sử dụng rộng rãi trong dân dụng vì kết cấu đơn giản, rẻ. Động cơ cũng được sử dụng trong một số hệ điều khiển công nghiệp.
5 5
Nhược điểm của động cơ loại này là không đảo chiểu được, hiệu suất thấp (10 + 40) %, cosíp thấp (0,4+0,6) và khả nãng quá tải nhỏ ( M ''ị
X = —^ = 1,1 + 1,3
l M dm )
Khi công suất nhỏ, động cơ một pha có vòng ngắn mạch ở cực từ thường có nguyên lý cấu tạo như hình 2.61.
Cuộn dây một pha 4 cuốn trên lõi sắt 3 ghép lại từ những lá thép kỹ thuật điện. Rotor lồng sóc 2 đặt giữa hai cực từ có vòng ngắn mạch 1 bằng đổng.