Trong cảnh quan rộng lớn của động cơ điện, động cơ không đồng bộ của tụ điện giữ một vị trí duy nhất. Đây là một giải pháp khéo léo cho các ứng dụng đòi hỏi mô -men xoắn khởi đầu cao trong khi vẫn duy trì hiệu quả trong quá trình hoạt động. Thường được tìm thấy trong các thiết bị gia dụng, thiết bị công nghiệp và hệ thống HVAC, loại động cơ này kết hợp sự đơn giản với chức năng, làm cho nó trở thành một mặt hàng chủ lực trong vô số máy móc trên khắp thế giới.
Tại lõi của nó, động cơ không đồng bộ của tụ điện là một biến thể của động cơ cảm ứng một pha. Không giống như động cơ ba pha, tự nhiên tạo ra từ trường quay do nguồn điện nhiều pha của chúng, động cơ một pha phải đối mặt với một thách thức: chúng yêu cầu một cơ chế bổ sung để bắt đầu xoay. Đây là nơi tụ điện phát huy tác dụng, cung cấp sự tăng cường cần thiết để có được động cơ hoạt động trơn tru.
Cách nó hoạt động
Nguyên tắc cơ bản đằng sau Động cơ không đồng bộ tụ điện nằm trong việc sử dụng thông minh của một tụ điện và cuộn dây phụ trợ. Trong một động cơ một pha tiêu chuẩn, cuộn dây stato tạo ra một từ trường xung khi được cung cấp năng lượng bằng dòng điện xen kẽ (AC). Mặc dù trường này có thể duy trì vòng quay khi rôto di chuyển, nhưng nó thiếu sự thúc đẩy ban đầu cần thiết để vượt qua quán tính. Để giải quyết giới hạn này, động cơ kết hợp một cuộn dây thứ cấp, thường được gọi là "bắt đầu cuộn dây", và một tụ điện được kết nối nối tiếp với nó.
Khi động cơ được bật nguồn, tụ điện giới thiệu sự thay đổi pha giữa các dòng điện trong cuộn dây chính và cuộn dây bắt đầu. Sự khác biệt pha này tạo ra một từ trường quay, "khởi động" hiệu quả của rôto. Khi động cơ đạt đến tốc độ được xác định trước, theo cách thức 70% đến 80% tốc độ định mức của nó, một công tắc ly tâm sẽ ngắt kết nối cuộn dây bắt đầu và tụ điện khỏi mạch. Từ thời điểm này trở đi, động cơ hoạt động như một động cơ cảm ứng một pha thông thường, chỉ dựa vào cuộn dây chính để tiếp tục hoạt động.
Ưu điểm của động cơ không đồng bộ tụ điện
Một trong những tính năng nổi bật của động cơ không đồng bộ tụ điện là khả năng cung cấp mô-men xoắn khởi động cao. Điều này làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng như máy nén khí, tủ lạnh và máy giặt, nơi cần có lực đáng kể để bắt đầu chuyển động. Ngoài ra, việc sử dụng một tụ điện đảm bảo khởi động mịn và đáng tin cậy, giảm hao mòn trên các thành phần cơ học.
Một lợi thế khác là thiết kế tương đối đơn giản của động cơ. Bằng cách kết hợp chỉ một vài yếu tố bổ sung, tụ điện, bắt đầu cuộn dây và chuyển đổi, nó đạt được các đặc điểm hiệu suất mà đối thủ phức tạp hơn các loại động cơ phức tạp hơn. Hơn nữa, sự phụ thuộc của nó vào năng lượng AC một pha làm cho nó tương thích với các hệ thống điện thương mại và dân cư tiêu chuẩn, loại bỏ sự cần thiết của cơ sở hạ tầng chuyên dụng.
Thách thức và cân nhắc
Mặc dù động cơ không đồng bộ bắt đầu tụ điện mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó không phải là không có giới hạn của nó. Việc bao gồm một tụ điện và công tắc ly tâm giới thiệu thêm các điểm thất bại tiềm năng. Theo thời gian, các tụ điện có thể xuống cấp, dẫn đến giảm hiệu suất hoặc hoàn toàn trục trặc. Tương tự, bản chất cơ học của công tắc ly tâm có nghĩa là nó dễ bị mòn, đòi hỏi phải bảo trì hoặc thay thế định kỳ.
Hơn nữa, sự phụ thuộc của động cơ vào nguồn điện một pha có thể dẫn đến hiệu quả thấp hơn một chút so với các đối tác ba pha. Đối với các ứng dụng yêu cầu hoạt động liên tục ở mức tải cao, các thiết kế động cơ thay thế có thể phù hợp hơn. Tuy nhiên, đối với các nhiệm vụ không liên tục hoặc trung bình, động cơ không đồng bộ tụ điện vẫn là một lựa chọn thực tế và hiệu quả về chi phí.