Động cơ xoay chiều một pha biến đổi điện năng từ ổ cắm điện thông thường trong nhà thành chuyển động thực tế cho nhiều thiết bị khác nhau trong gia đình. Chúng khác với động cơ ba pha ở chỗ chúng hoạt động chỉ với một sóng sin điện áp, điều này có nghĩa là chúng phù hợp hoàn hảo với hệ thống điện gia đình tiêu chuẩn của chúng ta. Nguyên lý hoạt động của chúng như thế nào? Về cơ bản, bên trong động cơ có cuộn dây stato tạo ra một từ trường đập mạch. Điều này tạo ra dòng điện trong rô-to thông qua nguyên lý cảm ứng điện từ mà chúng ta đã được học trong môn vật lý. Các loại phổ biến nhất bao gồm động cơ điện trở pha phân chia (split phase) và những động cơ sử dụng tụ điện để khởi động (capacitor start). Cả hai loại đều sử dụng các cuộn dây phụ hoặc tụ điện để tạo ra từ trường quay cần thiết, bởi vì nếu không thì động cơ sẽ không biết phải quay theo chiều nào khi mới cấp điện. Đó là lý do tại sao chúng ta thấy chúng hoạt động đáng tin cậy trong mọi thứ từ quạt trần, máy giặt cho đến máy nén tủ lạnh ở hàng triệu hộ gia đình mỗi ngày.
Động cơ xoay chiều một pha được sử dụng rộng rãi trong các hộ gia đình nhờ kích thước nhỏ gọn, hệ thống dây điện đơn giản và hiệu quả kinh tế. Chúng cung cấp đủ công suất (thường từ 0,25-1,5 HP) cho các thiết bị gia dụng yêu cầu hoạt động ngắt quãng hoặc có mức độ vận hành trung bình. Những ưu điểm chính bao gồm:
Những đặc tính này khiến chúng rất phù hợp với các thiết bị gia đình thông thường nơi độ tin cậy, giá thành phải chăng và sự dễ dàng trong tích hợp quan trọng hơn nhu cầu về mô-men xoắn công nghiệp cao.
Hầu hết các hộ gia đình đều sử dụng điện một pha vì họ đơn giản là không cần đến mức công suất mà hệ thống ba pha công nghiệp cung cấp, vốn thường dao động từ 5 đến 20 mã lực. Việc sử dụng điện một pha giúp giảm đáng kể chi phí lắp đặt, khoảng bằng một nửa so với trường hợp sử dụng điện ba pha, chủ yếu là do không cần dùng đến các máy biến áp phức tạp hay những cáp điện dày cồng kềnh mà hệ thống ba pha đòi hỏi. Động cơ ba pha chắc chắn mang lại những ưu điểm rõ rệt khi cần vận hành nhanh và hiệu quả các máy móc lớn, nhưng các thiết bị gia đình thông thường như máy lạnh và thậm chí các thiết bị nhà bếp vẫn hoạt động tốt với mức điện áp tiêu chuẩn từ 120 đến 240 volt từ hệ thống điện một pha. Cách bố trí này cũng phù hợp với tiêu chuẩn đã được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới cho nhu cầu điện trong các hộ gia đình.
Động cơ xoay chiều một pha cung cấp năng lượng cho 84% hệ thống lưu thông không khí dân dụng, mang lại hiệu suất đáng tin cậy và thiết kế gọn nhẹ, lý tưởng để duy trì sự thoải mái trong nhà. Khả năng tương thích với các mạch điện tiêu chuẩn 120V khiến chúng trở thành thành phần thiết yếu trong các hệ thống HVAC hiện đại.
Động cơ cung cấp luồng không khí cho các loại quạt khác nhau bao gồm quạt trần, hệ thống thông gió và quạt đứng, mỗi loại được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu thông gió cụ thể. Chẳng hạn, quạt trần thường xử lý từ 4.000 đến 8.000 foot khối không khí mỗi phút trong khi tiêu thụ không quá 60 watt điện năng. Hiệu suất này là nhờ thiết kế tụ điện phân cực vĩnh viễn (permanent split capacitor) giúp chúng vận hành mượt mà mà không lãng phí năng lượng. Đối với quạt thông gió, chúng thường sử dụng động cơ khởi động bằng tụ điện (capacitor start) vì chúng cần mô-men xoắn bổ sung để đẩy không khí qua hệ thống ống dẫn và loại bỏ độ ẩm dư thừa. Quạt đứng lại hoạt động theo cách khác, sử dụng động cơ PSC có thể điều chỉnh tốc độ giúp người dùng tinh chỉnh luồng không khí theo mức độ thoải mái của họ. Điều khiến các thiết kế động cơ này nổi bật là cấu tạo không chổi than (brushless), điều này mang lại độ bền ấn tượng với nhiều sản phẩm có thể hoạt động trên 15.000 giờ ngay cả khi chạy liên tục.
Khi nói đến các ứng dụng công suất thấp thường nằm trong khoảng từ 5 đến 20 watt, động cơ cảm ứng pha (shaded pole motors) hiện diện khắp mọi nơi. Chúng cung cấp năng lượng cho những cửa thông gió thông minh mà chúng ta thấy được lắp đặt trong các văn phòng và gia đình, cũng như nhiều loại quạt lưu thông không khí được kết nối với internet of things (IoT). Điều gì khiến chúng nổi bật? À, chúng vận hành cực kỳ yên tĩnh, dưới 25 decibel, gần như im lặng so với các loại động cơ khác. Ngoài ra, chúng hoạt động rất tốt với nhiều hệ thống tự động hóa khác nhau như Zigbee và giao thức mới hơn là Matter. Theo một số nghiên cứu gần đây của ngành công nghiệp năm 2024, khoảng bảy trong số mười lần nâng cấp hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí thông minh thực tế sử dụng các động cơ cảm ứng pha này vì chúng rất nhỏ gọn và dễ dàng tích hợp với nhiều loại cảm biến giúp kiểm soát tự động môi trường khí hậu trong nhà.
Quạt ly tâm động cơ một pha đạt hiệu suất khoảng 82% khi thông gió cho toàn bộ ngôi nhà, vượt trội so với quạt trục khi xét đến sự khác biệt về áp suất tĩnh là khoảng 34%. Các mẫu mới nhất còn được tích hợp nhiều tính năng giúp tăng độ bền. Chúng ta đang nói về các cuộn dây có thể chịu được nhiệt độ lên đến 155 độ Celsius mà không gặp vấn đề gì, vòng bi hầu như không cần bôi trơn theo thời gian, cùng với những động cơ ECM hiện đại giúp tiết kiệm khoảng hai phần ba lượng năng lượng bị lãng phí bởi các thiết kế cực từ cũ hơn. Dữ liệu thực tế từ các bài kiểm tra HVAC năm 2025 cho thấy một điều thú vị sau khi theo dõi gần 12 nghìn hệ thống đã lắp đặt ở nhiều điều kiện khí hậu khác nhau. Những cải tiến này thực sự có nghĩa là hầu hết các thiết bị sẽ không cần bảo trì lớn cho đến khoảng từ mười đến mười lăm năm sử dụng, khiến chúng trở thành lựa chọn khá tiết kiệm chi phí cho các chủ đầu tư quan tâm đến chi phí bảo trì dài hạn.
Trên toàn thế giới, động cơ cảm ứng một pha vận hành khoảng 72 phần trăm tất cả các máy bơm nước gia đình, hoạt động trực tiếp từ các đường điện gia dụng 120 hoặc 240 vôn tiêu chuẩn. Hầu hết các hộ gia đình sử dụng động cơ này để vận hành các máy bơm ly tâm khi cần lấy nước từ các giếng nông, trong khi các phiên bản đặt chìm được sử dụng cho các nguồn nước sâu hơn. Khi nói đến việc tiết kiệm năng lượng, các bồn áp lực tích hợp thực sự tạo ra sự khác biệt. Chúng lưu trữ nước có áp lực để động cơ không phải bật tắt liên tục – giảm khoảng từ 40 đến thậm chí 60 phần trăm số lần khởi động so với các hệ thống không dùng bồn chứa. Hệ thống khởi động bằng tụ điện đặc biệt cung cấp thêm lực đẩy cho các động cơ này lúc khởi động, khoảng từ 1.5 đến gấp đôi so với mức bình thường. Điều này giúp vượt qua lực cản ban đầu khi khởi động máy bơm, nhưng vẫn duy trì hiệu suất vận hành ổn định sau khi bắt đầu hoạt động.
Những động cơ này vượt trội trong nhiều nhiệm vụ quản lý nước khác nhau:
Các mẫu thông minh hiện kết nối với dự báo thời tiết thông qua cổng IoT, giảm 35% thời gian tưới vào những ngày mưa mà không cần can thiệp của người dùng.
Động cơ một pha với rotor được cân bằng chính xác và khoang cách âm có thể hoạt động êm hơn 55 decibel, khiến chúng trở thành lựa chọn tuyệt vời cho tầng hầm hoặc phòng kỹ thuật nơi tiếng ồn là yếu tố quan trọng. Các ổ trục kín cùng với lớp cách nhiệt loại F giúp những động cơ này chống chịu được điều kiện ẩm ướt, nghĩa là chúng thường hoạt động được vượt quá 10 nghìn giờ. Thử nghiệm thực địa được thực hiện vào năm 2023 cũng cho thấy một điều thú vị: khoảng 94 phần trăm các động cơ này vẫn duy trì hiệu suất ngay cả sau năm năm liên tục vận hành bơm nước thải hàng ngày. Điều này thật ấn tượng khi so sánh với các mẫu động cơ ba pha, vốn thường đòi hỏi bảo trì thường xuyên hơn theo thời gian. Hầu hết các thợ lắp đặt đều nhận thấy rằng điều này tạo ra sự khác biệt lớn về tổng chi phí trong suốt quá trình sử dụng.
Động cơ xoay chiều một pha (SPAMs) cung cấp nguồn công suất cơ học hiệu quả, tiết kiệm không gian cho các thiết bị gia dụng hàng ngày. Khả năng tương thích với điện áp tiêu chuẩn và thiết kế chắc chắn khiến chúng trở nên thiết yếu trong cả nhà bếp và văn phòng, mang lại hiệu suất ổn định ngay cả trong điều kiện không gian hạn chế.
Động cơ SPAM là thứ khiến những lưỡi dao quay trong các máy xay, máy trộn và máy xay sinh tố gia đình chúng ta. Hầu hết các thiết bị này hoạt động bằng động cơ có công suất dưới 500 watt. Tuy nhiên, đối với máy xay cà phê, chúng cần một cú sốc mô-men xoắn nhanh ngay lập tức để hạt cà phê luôn được xay đều. Máy xay hoạt động khác biệt hơn vì cần sự thay đổi tốc độ từ từ, đó là lý do vì sao nhiều thiết bị sử dụng các mạch điện trở bên trong. Loại động cơ này được thiết kế để xử lý việc khởi động và dừng liên tục mà chúng ta thường làm khi pha sinh tố hoặc thái rau củ nhanh giữa các bữa ăn. Chúng gần như được chế tạo riêng cho những khoảng thời gian hoạt động ngắn nhưng cường độ cao mà hầu hết mọi người trải qua hàng ngày.
Các nhà sản xuất cải tiến động cơ pha đơn bằng cách trang bị ổ bi kín và hệ thống treo giảm rung để tăng độ bền và giảm tiếng ồn. Thiết kế khởi động bằng tụ điện và PSC làm giảm âm thanh vận hành từ 40-60% so với các loại có chổi than, đảm bảo hoạt động êm ái trong không gian sống mở, nơi tiếng ồn từ thiết bị gia dụng có thể gây phiền toái.
SPAM hiện khá phổ biến trong các thiết bị văn phòng ngày nay, cung cấp năng lượng cho mọi thứ từ bộ phận cấp giấy, lưỡi cắt trong những chiếc máy in công nghiệp cỡ lớn, máy quét mà ai cũng ngán ngẩm khi phải chờ đợi, và cả những chiếc máy hủy tài liệu có thể nghiền nát hàng đống giấy tờ. Điều khiến chúng nổi bật là khả năng khởi động cực nhanh rồi cũng tắt ngay lập tức mà không bị nóng chảy, điều này rất quan trọng khi các văn phòng phải xử lý hàng ngàn trang giấy mỗi ngày. Các mẫu mới còn được trang bị công nghệ cảm biến thông minh. Những cảm biến này sẽ điều chỉnh mô-men xoắn theo tình hình thực tế bên trong máy. Nhờ đó, giấy ít bị kẹt ở những vị trí sai và các công ty tiết kiệm được chi phí điện năng vì động cơ không chạy quá tải khi không có việc gì xảy ra.
Hầu hết các gia đình đều sử dụng động cơ xoay chiều một pha vì chúng được thiết kế để tiết kiệm chi phí và dễ dàng lắp đặt. Những động cơ này hoạt động hoàn toàn bình thường với nguồn điện dân dụng thông thường, do đó không cần đến các hệ thống đấu nối phức tạp có thể tiêu tốn nhiều ngân sách như những gì hệ thống công nghiệp đòi hỏi. Việc các động cơ này không sử dụng chổi than cũng đồng nghĩa với việc ít có các bộ phận bị mài mòn theo thời gian. Phần lớn người dùng chỉ cần kiểm tra bạc đạn một lần mỗi năm, điều này khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các thiết bị như quạt trần, máy bơm nước và máy nén khí trong gia đình. Người dùng rất yêu thích sự đơn giản của loại động cơ này. Theo các khảo sát gần đây, khoảng ba phần tư chủ nhà tiếp tục sử dụng các động cơ này cho nhu cầu cơ bản trong nhà vì chúng hoạt động đáng tin cậy mà không gây phiền phức.
Trước đây, động cơ một pha thường gặp khó khăn trong việc tạo đủ mô-men xoắn khởi động, nhưng mọi thứ đã thay đổi khá nhiều trong thời gian gần đây. Những động cơ này hiện nay được trang bị mạch khởi động tụ điện cùng với thiết kế cuộn dây cải tiến hơn, giúp tăng mô-men xoắn ban đầu từ khoảng 30 đến 50 phần trăm. Kết quả là, chúng có thể khởi động đáng tin cậy các thiết bị như tủ lạnh, máy bơm áp lực và các quạt lớn trong hệ thống HVAC mà không làm giảm hiệu suất trong quá trình vận hành. Chẳng hạn, hãy nhìn vào các động cơ phân pha và động cơ PSC ngày nay, chúng vẫn duy trì hiệu suất khoảng từ 85 đến 90 phần trăm ngay cả khi hoạt động mạnh, điều mà thực tế còn đáp ứng được các quy định khá nghiêm ngặt như yêu cầu của Đạo luật Tiêu chuẩn Tối thiểu Năng lượng và Khí nhà kính tại Úc.
Dự báo tăng trưởng cho thị trường động cơ cảm ứng một pha khu vực Châu Á Thái Bình Dương nhìn chung khá tích cực, dự kiến đạt mức tăng trưởng hàng năm khoảng 7,2 phần trăm cho đến năm 2028. Điều này xuất phát từ việc các nhà sản xuất ngày càng tích hợp hệ thống HVAC thông minh và các thiết kế tương thích với công nghệ Internet of Things (IoT). Các mẫu mới trên thị trường hiện nay được trang bị cảm biến có thể tự động điều chỉnh tốc độ và tiêu thụ ít điện năng hơn khi không cần thiết, giảm lượng điện năng lãng phí trong thời gian không hoạt động từ khoảng 18 đến thậm chí 22 phần trăm. Ngành công nghiệp vẫn tiếp tục nghiên cứu các phương pháp kết nối trực tiếp những động cơ này với bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời và các hệ thống quản lý năng lượng trong gia đình, biến chúng thành một phần quan trọng trong các giải pháp tự động hóa nhà ở xanh của tương lai.
Tin Tức Nổi BậtBản quyền © 2025 bởi Changwei Transmission (Jiangsu) Co., Ltd — Chính sách bảo mật
EN
