Các Loại Bộ Điều Chỉnh Tốc Độ Motor 220V Phổ Biến Nhất Hiện Nay

Bộ điều tốc motor 220V là cụm thiết bị cho phép thay đổi tốc độ quay của motor chạy điện 1 pha 220V, hoặc motor 3 pha chạy qua biến tần nguồn 220V, để máy chạy nhanh chậm theo đúng công đoạn. Có hai nhóm chính: điều tốc cơ khí (bộ biến tốc UDL quay tay) và điều tốc điện tử (bộ điều khiển tốc độ, biến tần) lắp kèm motor giảm tốc GHM, GVM, RV, WP, cyclo hoặc motor mini. Chọn đúng thì dựa vào ba con số: dải vòng/phút cần chỉnh, momen tải ở tốc độ thấp nhất và nguồn điện đang có tại xưởng.

1) Bộ điều tốc motor 220V là gì, chỉnh tốc độ bằng cách nào

Ngoài xưởng anh em hay gọi chung là "motor điều tốc", "bộ chỉnh tốc độ motor 220V" hay "bộ điều khiển tốc độ motor 1 pha". Thực tế có ba cách chỉnh tốc độ khác nhau, mỗi cách cho lực ở tốc độ thấp rất khác nhau.

a) Điều tốc cơ khí (biến tốc UDL)

Bộ biến tốc UDL dùng cơ cấu đĩa ma sát hành tinh: motor vẫn quay đủ 1400 vòng/phút, người vận hành vặn tay quay để đổi bán kính tiếp xúc, tốc độ trục ra thay đổi vô cấp trong khoảng tỉ lệ chừng 1:5 (ví dụ 200 – 1000 vòng/phút). Vì motor luôn chạy đúng điện áp và tần số nên dòng điện ổn định, motor không bị nóng thêm khi chỉnh chậm. Muốn chậm hơn nữa thì ghép thêm cấp bánh răng phía sau (UDL 2 cấp).

b) Điều tốc điện tử dùng SCR/TRIAC

Bộ điều khiển kiểu cắt pha (thường đi kèm motor mini và motor điều tốc công suất nhỏ, có cảm biến tốc độ phản hồi) giảm điện áp trung bình cấp cho cuộn dây để motor chậm lại. Cách này rẻ, gọn, nhưng khi chỉnh xuống dưới khoảng 50% tốc độ định mức thì momen tụt nhanh, motor dễ kêu ù và nóng. Hợp với tải nhẹ: băng tải nhỏ, máy chiết rót, máy khuấy mẫu.

c) Biến tần (điều khiển V/f hoặc vector)

Biến tần đổi tần số và điện áp cùng lúc nên giữ được momen ở tốc độ thấp tốt hơn hẳn. Với nguồn 220V 1 pha, cách phổ biến là dùng biến tần 1 pha vào 220V, ra 3 pha 220V, kéo motor 3 pha đấu tam giác (220V). Biến tần vector cho momen khởi động cao ở 3 – 5Hz, hợp với máy ép, máy đùn, máy khuấy đặc.

2) Các kiểu motor điều tốc 220V thường gặp

a) Bộ điều tốc motor 220V UDL 1 cấp

Bộ điều tốc motor 220V 1 pha UDL, tốc độ trục ra 200 – 1000 vòng/phút. Hay gặp ở máy ép gỗ, máy ép củi trấu, máy đùn nhựa làm xô chậu, máy sục khí nuôi tôm, máy khuấy bồn trộn nguyên liệu làm kẹo bánh, rượu bia.

• Tổng dài motor 0.75kW: 451 mm, 1.5kW: 520 mm, 2.2kW: 642 mm, 3.7kW: 667 mm
• Tổng cao motor 0.75kW: 255 mm, 1.5kW: 273 mm, 2.2kW: 345 mm, 3.7kW: 345 mm
• Đường kính trục 19 mm, 24 mm, 28 mm

b) Bộ điều tốc motor 220V UDL 2 cấp

Thêm một cấp bánh răng sau bộ biến tốc nên trục ra chậm hơn mà vẫn khỏe. Các dải tốc độ hay dùng: 200 – 1000, 200 – 400, 100 – 200, 40 – 200 và 10 – 50 vòng/phút. Truyền động êm, tháo lắp dễ, nhiều tư thế lắp.

• Tổng chiều dài motor 220V 750W: 547 mm, 1500W: 625 mm
• Tổng chiều cao motor 220V 750W: 248 mm, 1500W: 290 mm
• Đường kính trục 28 mm, 38 mm

c) Bộ điều tốc motor 220V RV (hộp số trục vít)

Bộ điều tốc motor 220V RV, tốc độ trục ra 2 – 300 vòng/phút. Trục ra vuông góc với trục motor, gọn khi lắp sát vách máy.

• Tổng dài motor 1HP: 578 mm, 2HP: 669 mm, 3HP: 815 mm, 5HP: 894.5 mm
• Chiều cao 1HP: 255 mm, 2HP: 273 mm, 3HP: 345 mm, 5HP: 345 mm
• Đường kính trục 25 mm, 28 mm, 35 mm, 42 mm

d) Motor điều tốc 220V chân đế GHM

Bộ điều chỉnh tốc độ motor 220V 1 pha GHM, tốc độ trục ra 2.5 – 299 vòng/phút, kiểu bánh răng trụ chân đế, trục ra song song trục motor.

• Tổng chiều dài motor 0.75kW: 662 mm, 1.5kW: 682 mm, 2.2kW: 899 mm, 3.7kW: 924 mm
• Tổng chiều cao motor 0.75kW: 255 mm, 1.5kW: 273 mm, 2.2kW: 345 mm, 3.7kW: 345 mm
• Đường kính trục ra 28 mm, 32 mm, 65 mm

e) Motor điều tốc 220V WP (WPDA)

Bộ điều khiển tốc độ motor 220V WPDA, tốc độ trục ra 3 – 100 vòng/phút, hộp trục vít gang, chịu va đập khá.

• Tổng dài motor 220V 750W: 613 mm, 1500W: 695 mm, 2200W: 915 mm, 3700W: 982 mm
• Tổng cao motor 220V 750W: 236 mm, 1500W: 268 mm, 2200W: 430 mm, 3700W: 480 mm
• Đường kính trục 28 mm, 32 mm, 45 mm, 55 mm

f) Motor điều tốc 220V cyclo chân đế và mặt bích

Điều chỉnh tốc độ động cơ 1 pha cyclo chân đế, tốc độ 4 – 96 vòng/phút. Hộp cyclo (hành tinh cycloid) chịu quá tải va đập tốt, hay dùng cho máy khuấy bồn.

• Tổng dài 1HP: 688 mm, 2HP: 812 mm, 3HP: 924 mm, 5HP: 997 mm
• Tổng cao 1HP: 258 mm, 2HP: 276 mm, 3HP: 348 mm, 5HP: 356 mm
• Đường kính trục 35 mm, 45 mm, 55 mm

Bản mặt bích dùng cho motor khuấy 1 pha cyclo, tốc độ 4 – 96 vòng/phút.

g) Motor điều tốc 220V mặt bích GVM

Motor điều khiển tốc độ vô cấp mặt bích GVM 1 pha, tốc độ trục ra 3 – 200 vòng/phút, bắt mặt bích thẳng vào thân máy.

• Tổng chiều dài motor 220V 750W: 662 mm, 1500W: 760 mm, 2200W: 899 mm, 3700W: 924 mm
• Đường kính trục 28 mm, 32 mm, 40 mm

h) Bộ điều khiển tốc độ motor 220V mini

Bộ điều khiển tốc độ motor 220V mini đi với động cơ giảm tốc mini (6W – 200W). Dải dùng ổn định thường từ khoảng một nửa đến đủ tốc độ định mức, ví dụ trục ra 100 vòng/phút chỉnh xuống được khoảng 50 vòng/phút mà vẫn giữ lực.

i) Bộ điều khiển tốc độ motor 220V mặt bích loại nhỏ

Loại mặt bích chữ nhật nhỏ, tốc độ trục thay đổi theo núm chỉnh, ví dụ từ 466 vòng/phút giảm xuống 400, 300, 250 và chậm nhất khoảng 223 vòng/phút.

3) Dòng điện, điện áp và biến tần đi kèm motor điều tốc

Chọn dây, CB và bộ điều khiển phải dựa trên dòng định mức ghi trên tem motor. Bảng dưới là dòng điện tham khảo của motor 4 cực (1400 – 1450 vòng/phút) ở các công suất hay dùng với bộ điều tốc:

• Số liệu là mức phổ biến của motor 4 cực; dòng thực tế đọc trên tem máy.
• Dòng khởi động trực tiếp gấp khoảng 5 – 7 lần dòng định mức; motor 1 pha còn phụ thuộc tụ đề.
• Biến tần nguồn 1 pha 220V chỉ kéo motor 3 pha đấu tam giác 220V, không kéo được motor 3 pha đấu sao 380V.

Motor 1 pha 220V trên thị trường lớn nhất khoảng 7.5kW. Từ 3kW trở lên dòng 1 pha khá lớn, nhiều xưởng chuyển sang motor điện 3 pha chạy biến tần để dây nhỏ hơn và chỉnh tốc độ êm hơn. Các mẫu motor 1 pha thông dụng xem thêm ở trang động cơ điện 1 pha.

4) Cách chọn bộ điều tốc motor 220V cho đúng tải

a) Tính tốc độ trục ra cần chỉnh

Ghi ra tốc độ chậm nhất và nhanh nhất máy cần. Ví dụ máy khuấy sơn cần 30 – 90 vòng/phút: chọn hộp giảm tốc cho ra khoảng 90 – 100 vòng/phút ở 50Hz, rồi dùng biến tần kéo xuống 30 vòng/phút (khoảng 15 – 17Hz). Nếu cần chậm tới 10 vòng/phút mà vẫn khỏe thì tăng tỉ số truyền thay vì ép biến tần xuống quá thấp.

b) Kiểm tra momen ở tốc độ thấp nhất

Momen trục ra (Nm) ≈ 9550 × công suất (kW) ÷ tốc độ trục ra (vòng/phút) × hiệu suất hộp. Motor 0.75kW, trục ra 50 vòng/phút, hộp bánh răng hiệu suất khoảng 0.94 cho chừng 134 Nm. Với điều tốc TRIAC, chỉnh xuống 25 vòng/phút thì momen thực tế còn thấp hơn nhiều so với con số tính; với biến tần vector thì gần giữ được momen định mức.

c) Chọn kiểu lắp

Chân đế (GHM, cyclo chân đế, UDL) cho máy đặt sàn; mặt bích (GVM, cyclo mặt bích) cho máy khuấy đặt trên nắp bồn; trục vít RV, WP khi trục ra cần vuông góc. Danh mục động cơ giảm tốc và hộp giảm tốc có đủ kiểu lắp để đối chiếu kích thước.

5) Ứng dụng của bộ điều tốc motor 220V

• Bộ điều tốc motor 220V cho băng tải: chỉnh tốc độ băng tải đóng gói, băng tải phân loại nông sản, băng tải sấy theo nhịp công nhân.
• Bộ điều chỉnh tốc độ motor máy khuấy: khuấy sơn, khuấy keo, khuấy hóa chất, trộn bột làm bánh kẹo, khuấy nha đường, ủ rượu bia; cần chậm lúc nạp liệu và nhanh lúc hòa tan.
• Motor điều tốc 1 pha cho máy ép, máy đùn: máy ép củi trấu, máy đùn nhựa làm xô chậu, máy đùn mì, máy ép viên thức ăn chăn nuôi.
• Điều tốc motor 220V cho nuôi trồng thủy sản: máy sục khí, máy cho tôm ăn tự động, máy quạt nước ao nhỏ dùng điện 1 pha gia đình.
• Bộ điều khiển tốc độ motor mini: máy chiết rót, máy dán nhãn, máy in lụa, máy quay rotisserie, quay ống sấy mẫu trong phòng thí nghiệm.
• Bộ điều tốc cho máy hàn xoay, bàn xoay hàn ống, bàn xoay trưng bày, máy cuộn dây, máy cắt ống chạy chậm.

6) Ưu điểm và nhược điểm từng cách điều tốc

a) Ưu điểm

• UDL cơ khí: không cần điện tử, chịu được môi trường bụi ẩm, motor chạy đủ tốc nên không nóng thêm khi chỉnh chậm.
• Điều tốc TRIAC: giá thấp, đấu dây đơn giản, gọn trong tủ nhỏ, chạy được trực tiếp với motor 1 pha 220V.
• Biến tần: dải chỉnh rộng, có tăng tốc giảm tốc mềm, bảo vệ quá dòng, đảo chiều bằng nút, giảm điện năng khi tải là bơm, quạt.
• Hộp giảm tốc đi kèm (GHM, GVM, RV, WP, cyclo) nhân momen lên nhiều lần nên motor nhỏ vẫn kéo được tải nặng.

b) Nhược điểm

• UDL: đĩa ma sát mòn dần, cần đúng loại dầu chuyên dụng; tỉ lệ chỉnh khoảng 1:5, hiệu suất thấp hơn hộp bánh răng.
• TRIAC: dưới khoảng 50% tốc độ momen yếu, motor kêu ù, nóng; công suất phù hợp thường dưới 200 – 250W.
• Biến tần: giá cao hơn, cần đấu motor 3 pha đúng điện áp, sinh nhiễu nếu dây motor dài và không có dây tiếp địa tốt.

7) Câu hỏi thường gặp về bộ điều tốc motor 220V

a) Người sắp mua bộ điều tốc motor 220V cần hỏi gì, xác minh gì

• Cần hỏi người bán những thông số nào trước khi chốt? Hỏi rõ bốn thứ: công suất motor (kW), điện áp (1 pha 220V hay 3 pha 220/380V), dải tốc độ trục ra thật sự (ví dụ 20 – 100 vòng/phút, không phải chỉ một con số) và cách điều tốc là cơ khí, TRIAC hay biến tần. Nhiều người chỉ nói "bộ điều tốc 1HP" rồi nhận về một bộ TRIAC chỉnh được nhưng xuống chậm thì máy không kéo nổi.
• Trên tem motor phải xem những gì? Tem chuẩn ghi công suất kW hoặc HP, điện áp, dòng điện A, tần số 50Hz, tốc độ (1400 – 1450 vòng/phút với 4 cực), cấp cách điện (thường F), cấp bảo vệ IP (IP54, IP55). Hộp số có tem riêng ghi tỉ số truyền, ví dụ i = 30. Lấy 1450 chia 30 ra khoảng 48 vòng/phút, đối chiếu với tốc độ người bán báo.
• Làm sao nhận ra hàng không đúng quảng cáo? Cân thử hoặc so trọng lượng: motor 0.75kW 4 cực vỏ gang hay nhôm thường nặng hơn hẳn motor quấn thiếu dây. Chạy không tải đo dòng bằng ampe kìm; motor 1 pha 0.75kW không tải mà ăn sát dòng định mức hoặc nóng ran sau 20 phút là dấu hiệu đáng nghi. Biến tần ghi 2.2kW nhưng dòng ra định mức chỉ khoảng 7A thì thực chất chỉ là cỡ 1.5kW.
• Chọn công suất bao nhiêu là vừa? Tính momen tải rồi cộng hệ số dự phòng 1.2 – 1.5 cho tải khuấy, ép, có va đập. Máy khuấy bồn 200 lít bột lỏng thường dùng 0.75kW; bồn 500 lít keo đặc thường 1.5 – 2.2kW. Tải mà hay đề, đảo chiều liên tục thì nên tính dư thêm một cấp.
• Giá khoảng bao nhiêu? Theo giá trung bình thị trường Việt Nam, bộ điều khiển tốc độ mini cho motor dưới 200W rẻ nhất; motor giảm tốc 0.75kW kèm biến tần 1 pha vào thường cao gấp khoảng 1.5 – 2 lần bộ không biến tần; UDL cơ khí nằm giữa. Có thể xem mặt bằng giá motor giảm tốc tại trang giá motor giảm tốc 3 pha để ước ngân sách.

b) Người đã mua bộ điều tốc motor 220V: lắp cho đúng, dùng cho bền

• Đấu điện biến tần 1 pha 220V với motor 3 pha thế nào? Nguồn L, N vào cọc R, S (hoặc L1, L2) của biến tần; ba cọc U, V, W ra motor. Trong hộp cực motor 220/380V phải đấu tam giác (ba thanh nối nằm dọc). Dây tiếp địa nối vỏ motor và cọc PE của biến tần. Xong mới cài thông số: điện áp 220V, dòng định mức theo tem, tần số 50Hz, tốc độ 1450 vòng/phút.
• Chạy thử lần đầu ra sao cho an toàn? Tháo khớp nối hoặc để tải nhẹ, cho chạy 10 – 15Hz xem chiều quay; quay ngược thì đảo hai trong ba dây U, V, W (hoặc đổi thông số chiều quay trong biến tần). Sau đó tăng dần lên 50Hz, dùng ampe kìm đo dòng, dòng có tải nên nằm dưới dòng tem.
• Thời gian tăng tốc, giảm tốc nên đặt bao nhiêu? Máy khuấy, băng tải nhẹ để 3 – 5 giây. Tải quán tính lớn như thùng trộn đầy, mâm xoay nặng để 8 – 15 giây; đặt quá ngắn biến tần hay báo lỗi quá dòng (OC) lúc chạy và quá áp (OV) lúc dừng.
• Chạy chậm lâu có hại motor không? Motor tự làm mát bằng quạt gắn đuôi trục, chạy dưới khoảng 20 – 25Hz lâu dài với tải nặng thì gió yếu, vỏ nóng lên. Cách xử lý: tăng tỉ số hộp số để motor chạy gần 50Hz, hoặc gắn quạt làm mát cưỡng bức độc lập.
• Bộ UDL cơ khí dùng thế nào cho bền? Chỉ vặn tay quay khi motor đang chạy; dùng đúng loại dầu dành cho biến tốc ma sát, thay dầu lần đầu sau khoảng 300 – 500 giờ, sau đó theo định kỳ của nhà sản xuất. Dầu bánh răng thường làm trượt đĩa, tốc độ ra chập chờn.
• Muốn tiết kiệm điện thì cài gì? Với tải bơm, quạt dùng chế độ V/f bậc hai hoặc chế độ tiết kiệm năng lượng; giảm 20% tốc độ quạt thì công suất tiêu thụ giảm gần một nửa. Với băng tải, máy khuấy để V/f tuyến tính hoặc vector, không cần chạy dư tốc độ.

c) Các lỗi người dùng thường mắc và cách chỉnh sửa

• Đấu motor 3 pha kiểu sao (380V) vào biến tần 1 pha ra 220V: motor chạy yếu, vừa có tải là đứng, dòng thấp bất thường. Cách sửa: tắt nguồn, chờ đèn biến tần tắt hẳn, mở hộp cực chuyển ba thanh nối sang kiểu tam giác, cài lại điện áp motor 220V.
• Dùng bộ TRIAC cho motor 1 pha có tụ đề và công tắc ly tâm: chỉnh chậm thì công tắc ly tâm đóng lại, tụ đề nóng phồng, motor kêu rè. Cách sửa: motor có tụ đề đổi sang điều tốc bằng biến tần với motor 3 pha, hoặc dùng loại motor điều tốc chuyên dụng chỉ có tụ ngậm.
• Chỉnh chậm quá mà không tăng tỉ số truyền: triệu chứng là motor nóng, kêu ù, tải vừa nặng là dừng. Cách sửa: tính lại tốc độ cần, đổi hộp giảm tốc tỉ số lớn hơn để biến tần chạy trong khoảng 25 – 60Hz.
• Không cài dòng định mức motor vào biến tần: motor 0.75kW mà biến tần để mặc định 2.2kW thì khi kẹt tải biến tần không cắt kịp, cuộn dây cháy. Cách sửa: nhập đúng dòng trên tem, bật bảo vệ quá tải motor (thường gọi là chức năng bảo vệ nhiệt điện tử).
• Lắp contactor giữa biến tần và motor rồi đóng cắt khi biến tần đang chạy: biến tần dễ báo lỗi, lâu dần hỏng tầng IGBT. Cách sửa: điều khiển chạy dừng bằng chân RUN/STOP của biến tần; contactor nếu có chỉ đặt phía nguồn vào.
• Đi dây motor dài trên 30 – 50 m không chống nhiễu: cảm biến, cân điện tử gần đó nhảy số, biến tần báo lỗi chạm đất. Cách sửa: dùng cáp có lưới chống nhiễu, nối đất hai đầu, hạ tần số sóng mang hoặc lắp cuộn kháng đầu ra.

d) Dành cho sinh viên cơ điện mới vào ngành: nên tìm hiểu gì trước

• Khái niệm nào cần vững trước? Công suất (kW, HP), momen xoắn (Nm), tốc độ đồng bộ (3000, 1500, 1000, 750 vòng/phút ở 50Hz theo số cực), hệ số trượt, tỉ số truyền và hiệu suất hộp số. Hiểu được công thức T = 9550 × P ÷ n là đọc được hầu hết catalogue motor giảm tốc.
• Nên học sản phẩm nào trước? Bắt đầu với motor 3 pha rotor lồng sóc, sau đó tới motor 1 pha chạy tụ, rồi mới tới motor giảm tốc và cuối cùng là bộ điều tốc, biến tần. Đọc thêm bài tỉ số truyền hộp giảm tốc trước khi học chọn motor điều tốc.
• Thứ tự học biến tần hợp lý? Đầu tiên là sơ đồ đấu nguồn và motor, sau đó là nhóm thông số cơ bản (tần số max, min, thời gian tăng giảm tốc, dòng motor), rồi mới tới điều khiển từ chân ngoài, chiết áp, PID và truyền thông Modbus.
• Tự kiểm chứng bằng dụng cụ gì? Đồng hồ vạn năng đo thông mạch và điện trở ba cuộn dây (ba giá trị phải gần bằng nhau), đồng hồ megaohm đo cách điện cuộn dây với vỏ (motor hạ thế thường cần trên 1 MΩ), ampe kìm đo dòng từng pha và máy đo tốc độ cầm tay để so với số trên biến tần.
• Đọc cấp cách điện, cấp bảo vệ ra sao? Cách điện cấp F chịu được 155°C, cấp B là 130°C; IP55 chống bụi và chống tia nước, IP44 chỉ chống vật rắn trên 1 mm và nước bắn. Hai thông số này quyết định motor chạy chậm, nóng, ẩm được bao lâu.

Nội dung có thể bạn quan tâm:

• Motor điều tốc: ứng dụng, các phương pháp điều khiển tốc độ
• Cấu tạo hộp giảm tốc, thiết kế và tính lực truyền động bánh răng
• Phương pháp tháo lắp hộp giảm tốc, bảo trì, sửa chữa
• Motor giảm tốc đảo chiều quay khi đấu điện
• Ưu nhược điểm motor giảm tốc cũ, giá cả, cách chọn
• Các loại hộp giảm tốc nhiều người dùng nhất châu Âu, châu Á
• Các motor giảm tốc rẻ nhất, bền nhất tại Việt Nam