Cách Quấn Motor 1 Pha: Tính Số Vòng, Vẽ Sơ Đồ, Sửa Chữa

Quấn motor 1 pha là thay toàn bộ cuộn dây stator (cuộn chạy và cuộn đề) đã cháy hoặc chạm, đúng số rãnh, số vòng, cỡ dây và sơ đồ cũ, để motor chạy lại như nguyên bản. Việc quấn lại đi theo trình tự: ghi thông số tem và số liệu cuộn cũ, tính số cực theo tốc độ, vẽ sơ đồ trải, làm khuôn và quấn bin, lót cách điện, lồng dây, đấu nối, tẩm sấy rồi chạy thử đo dòng. Người có đồng hồ vạn năng, mêgôm kế và chịu khó ghi chép thì quấn được motor bơm, motor quạt, motor máy xay 1 pha cỡ nhỏ.

1) Motor 1 pha và các cuộn dây cần quấn

Motor điện 1 pha thông dụng là motor không đồng bộ rotor lồng sóc, stator có hai cuộn: cuộn chạy (cuộn làm việc, LV) và cuộn đề (cuộn khởi động, KĐ), nguồn vào gồm một dây pha và một dây nguội. Cuộn đề đi nối tiếp với tụ để tạo dòng lệch pha, sinh từ trường quay giúp motor tự khởi động. Tùy loại, motor có tụ đề kèm công tắc ly tâm (cắt cuộn đề khi đạt khoảng 70–80% tốc độ), tụ ngậm chạy suốt, hoặc cả hai tụ.

Hỏng hay gặp nhất là cháy cuộn đề do công tắc ly tâm kẹt không nhả, cháy cuộn chạy do quá tải, kẹt bạc đạn hoặc điện áp lưới thấp. Ngoài ra còn nhóm motor vạn năng có chổi than (máy khoan, máy hút bụi, máy xay sinh tố), phần ứng quấn kiểu khác, được nói riêng ở mục 4.

2) Thông số điện của motor 1 pha cần biết trước khi quấn

• Giá trị tụ là khoảng phổ biến; luôn ưu tiên số ghi trên tem hoặc trên tụ cũ.
• Motor 1 pha lớn nhất thông dụng là 7.5kW, dòng khoảng 42–45A.
• Quấn lại xong, dòng không tải motor 1 pha thường 40–60% dòng định mức; cao hơn nhiều là số vòng ít.

Về biến tần: motor 1 pha có tụ và công tắc ly tâm không chạy với biến tần 3 pha thông thường. Có loại biến tần ra 1 pha chuyên dụng nhưng phải tháo tụ, dải điều tốc hẹp. Máy cần chỉnh tốc thường thay bằng motor điện 3 pha 220V đấu tam giác, chạy biến tần vào 1 pha ra 3 pha 220V, phù hợp tới khoảng 2.2kW.

3) Cách tính và vẽ sơ đồ quấn motor 1 pha

a) Ghi thông số và tính số cực

Trước khi tháo cuộn cũ, ghi lại: tem motor (công suất, điện áp, tốc độ, tụ), số rãnh stator Z, kiểu quấn, số vòng mỗi bin, cỡ dây cuộn chạy và cuộn đề (đo bằng thước panme sau khi đốt hoặc cạo men), bước quấn, cách đấu đầu dây. Từ tốc độ định mức với lưới 50Hz suy ra số cực 2p:

• Tốc độ khoảng 2800–2900 vòng/phút (đồng bộ 3000): 2p = 2.
• Khoảng 1400–1450 vòng/phút (đồng bộ 1500): 2p = 4.
• Khoảng 900–960 vòng/phút (đồng bộ 1000): 2p = 6.
• Khoảng 700–720 vòng/phút (đồng bộ 750): 2p = 8; khoảng 580 vòng/phút (đồng bộ 600): 2p = 10.

b) Chia rãnh cho cuộn chạy và cuộn đề

Motor 1 pha kiểu tụ khởi động thường chia cuộn chạy chiếm 2/3 số rãnh (ZA), cuộn đề chiếm 1/3 (ZB). Ví dụ stator 24 rãnh, 4 cực: ZA = 16, ZB = 8; số rãnh mỗi cực của cuộn chạy qA = 16/4 = 4, cuộn đề qB = 8/4 = 2. Motor tụ ngậm thì hai cuộn thường chia đều rãnh hơn. Kiểu quấn hay dùng là đồng tâm: các bin trong một tổ to nhỏ khác nhau, mỗi bin hơn kém nhau 2 rãnh, quấn liền thành tổ (quấn chập đôi, chập ba).

c) Vẽ sơ đồ trải

• Đánh số rãnh từ 1 tới 24 trên giấy, dùng hai màu bút hoặc nét liền cho cuộn chạy, nét đứt cho cuộn đề.
• Kẻ lần lượt 4 rãnh nét liền, 2 rãnh nét đứt, lặp tới hết 24 rãnh.
• Đánh mũi tên chiều dòng: mỗi cực đổi chiều một lần, cùng màu thì 4 mũi tên lên, 4 mũi tên xuống xen kẽ.
• Vẽ bin lớn nhất của mỗi tổ (bước 6 rãnh với ví dụ này), rồi các bin nhỏ hơn lồng trong lòng nó, nối các tổ theo chiều mũi tên.

Có sơ đồ rồi mới làm khuôn. Khuôn gỗ hoặc khuôn nhựa điều chỉnh được, chu vi bin bằng chu vi bin cũ đo được, cộng thêm vài mm cho đầu cuộn.

d) Quấn, lồng dây, tẩm sấy

• Lót giấy cách điện (giấy cách điện cấp F hoặc giấy kẹp mica) vào rãnh, giấy nhô ra hai đầu 5–8mm.
• Quấn bin trên khuôn đủ số vòng, đúng cỡ dây; bin cuộn chạy lồng trước, cuộn đề lồng sau, nằm trên.
• Nêm miệng rãnh bằng nêm tre hoặc nêm nhựa, lót giấy pha giữa cuộn chạy và cuộn đề ở đầu cuộn.
• Hàn nối đầu dây, lồng gen chịu nhiệt, bó đầu cuộn bằng dây gai hoặc dây thủy tinh.
• Đo thông mạch, đo cách điện, tẩm vecni và sấy khoảng 100–130°C tùy loại sơn tới khi khô cứng.

4) Quấn motor vạn năng có chổi than (máy hút bụi, máy khoan)

a) Quấn stator cực lồi

Stator motor vạn năng chỉ có hai cuộn quấn trên hai cực lồi, quấn trên khuôn gỗ đúng cỡ dây và số vòng cũ, bọc băng vải, lót bìa cách điện rồi lồng vào. Máy cần nhiều tốc độ (máy xay sinh tố nhiều nấc) thì có thêm các cuộn số nối tiếp với cuộn chính. Đổi chiều quay motor vạn năng bằng cách đổi chéo hai dây nối ra chổi than.

b) Quấn rotor có cổ góp

Phần ứng quấn kiểu xếp như máy điện một chiều hai cực, đầu dây nối ra cổ góp có ba kiểu: thẳng rãnh, lệch trái hoặc lệch phải, tùy vị trí chổi than so với đường trung tính. Số phiến góp K thường gấp đôi số rãnh Z để điện áp giữa hai phiến dưới khoảng 35V.

Ví dụ máy hút bụi 150W, 220V, 2 cực: Z = 10, K = 20, K/Z = 2, dây 0.16mm, 70 vòng mỗi bin. Bước quấn y1 = Z/2p − 1 = 10/2 − 1 = 4. Như vậy quấn 10 cuộn, mỗi cuộn 2 bin, tổng 20 bin, mỗi bin 70 vòng, quấn đuổi về bên trái, đánh dấu rãnh ngược chiều kim đồng hồ.

Ví dụ máy khoan: stator 2 bin, dây 0.38mm, 190 vòng mỗi bin; rotor Z = 12, K = 24, quấn 12 cuộn gồm 24 bin, mỗi bin 33 vòng dây 0.3mm, tức mỗi rãnh 132 sợi.

c) Kiểm tra chập vòng rotor bằng đồng hồ

Không có máy kiểm tra rotor (Grolar), làm như sau: tháo dây chổi than, cấp điện xoay chiều vào stator qua bóng đèn 220V 75–100W để hạn dòng. Để đồng hồ vạn năng thang mV xoay chiều, đo điện áp giữa từng cặp phiến góp kề nhau, xoay rotor từ từ cho tới hết vòng. Các cặp phải có điện áp gần bằng nhau; cặp nào điện áp rất thấp hoặc bằng 0 là bin nối vào cặp đó bị chập, phải quấn lại.

5) Chọn dây đồng quấn motor 1 pha

• Dùng dây đồng emay cấp chịu nhiệt bằng hoặc cao hơn dây cũ (thường cấp 155°C hoặc 180°C, men kép).
• Giữ đúng đường kính dây cũ; nếu thiếu cỡ, có thể chập hai sợi nhỏ hơn có tổng tiết diện tương đương, ví dụ một sợi 0.8mm (0.503mm²) thay bằng hai sợi 0.57mm (2 × 0.255 = 0.51mm²).
• Dây nhôm rẻ hơn nhưng điện trở suất cao hơn khoảng 1.6 lần; thay đồng bằng nhôm cùng cỡ là motor nóng hơn.

Cách đo, quy đổi cỡ dây chi tiết xem bài dây đồng quấn motor.

6) Ứng dụng của việc quấn lại motor 1 pha

• Quấn lại motor bơm nước 1 pha 0.37–1.5kW cho giếng khoan, bơm tăng áp gia đình, bơm hỏa tiễn.
• Quấn lại motor máy nén khí 1 pha, máy cưa gỗ, máy mài, máy xay xát nhỏ.
• Quấn lại motor quạt trần, quạt công nghiệp 1 pha, motor máy giặt.
• Quấn lại rotor, stator motor vạn năng máy khoan cầm tay, máy hút bụi, máy xay sinh tố.
• Quấn lại motor giảm tốc 1 pha cho cửa cuốn, máy trộn thức ăn chăn nuôi.

7) Ưu điểm và hạn chế khi quấn lại motor 1 pha

a) Ưu điểm

• Chi phí quấn lại motor 1 pha thường thấp hơn mua motor mới, nhất là motor vỏ gang, motor kích thước đặc biệt.
• Giữ nguyên kích thước lắp đặt, không phải sửa bệ máy.
• Có thể nâng cấp cấp cách điện dây và giấy cách điện so với nguyên bản.

b) Hạn chế

• Quấn sai số vòng hoặc cỡ dây làm motor nóng, yếu hơn nguyên bản.
• Lõi thép đã bị cháy, chập lá thép thì tổn hao sắt tăng, quấn lại vẫn nóng.
• Motor nhỏ, giá rẻ thì công quấn có khi gần bằng giá motor mới.

8) Câu hỏi thường gặp về quấn motor 1 pha

a) Người sắp mang motor 1 pha đi quấn cần hỏi gì, xác minh gì

• Cần hỏi thợ những gì trước khi giao motor đi quấn? Hỏi dùng dây đồng hay nhôm, cấp chịu nhiệt của dây và giấy cách điện, có thay bạc đạn và tụ không, có tẩm sấy hay chỉ quét sơn, bảo hành bao lâu. Nên hỏi luôn họ có đo dòng sau quấn và ghi lại cho mình không.
• Làm sao biết thợ quấn đúng số liệu cũ? Đề nghị thợ ghi số vòng, cỡ dây, số bin khi gỡ cuộn cũ. Nhận motor về, đo điện trở cuộn chạy và cuộn đề, so với motor cùng loại còn tốt; đo dòng không tải và có tải so với tem. Motor 0.75kW 220V mà dòng có tải vượt 6.5A là đáng xem lại.
• Nhận biết motor bị quấn bằng dây nhôm thay cho đồng? Nhìn đầu dây ra chỗ hàn nối: nhôm màu trắng bạc, khó hàn thiếc nên thường bấm cos hoặc hàn bằng thuốc riêng. Cân thử: cuộn dây nhôm nhẹ hơn hẳn.
• Có nên quấn lại hay thay motor mới? So sánh chi phí: motor 1 pha nhỏ 0.37kW vỏ nhôm thì quấn lại và mua mới chênh không nhiều; motor 2.2–3kW vỏ gang, motor có kích thước lắp đặt đặc biệt thì quấn lại thường kinh tế hơn. Lõi thép cháy xém, rãnh vênh thì nên thay.
• Giá quấn motor 1 pha tham khảo bao nhiêu? Giá trung bình thị trường Việt Nam phụ thuộc công suất, dây đồng hay nhôm, có thay bạc đạn và tụ hay không: motor 0.37–0.75kW thường vài trăm nghìn đồng; motor 1.5–3kW có thể lên mức một tới vài triệu đồng. Hỏi giá trọn gói gồm vật tư.

b) Người đã quấn xong motor 1 pha: lắp cho đúng, dùng cho tối ưu

• Đấu lại motor 1 pha sau khi quấn thế nào? Xác định đầu cuộn chạy (điện trở nhỏ hơn) và cuộn đề (điện trở lớn hơn). Cuộn chạy nối thẳng vào nguồn; cuộn đề nối tiếp tụ đề và công tắc ly tâm, hoặc tụ ngậm, rồi song song với cuộn chạy. Xem thêm sơ đồ ở bài cách đấu điện motor 1 pha 2 tụ.
• Chạy thử motor sau quấn như thế nào? Đo cách điện bằng mêgôm kế 500V, trên 1MΩ mới cấp điện. Chạy không tải 15–30 phút, đo dòng, sờ vỏ: chỉ ấm là đạt. Nghe tiếng công tắc ly tâm nhả sau 1–2 giây khởi động.
• Dùng motor sau quấn sao cho bền? Lắp CB và relay nhiệt chỉnh khoảng 1.1 lần dòng tem; với nơi điện yếu cuối nguồn, dùng ổn áp hoặc dây nguồn đủ tiết diện để điện áp không dưới khoảng 200V khi motor chạy. Không cho motor khởi động liên tục nhiều lần trong vài phút.
• Motor chạy được nhưng yếu hơn trước khi quấn? Kiểm tra tụ đề, tụ ngậm đúng giá trị chưa, đo dòng. Dòng thấp, yếu lực: số vòng quá nhiều. Dòng cao, nóng: số vòng ít hoặc cỡ dây nhỏ. Cả hai trường hợp phải nhờ thợ kiểm lại số liệu.
• Đổi chiều quay motor 1 pha sau khi quấn? Đảo hai đầu của cuộn đề (hoặc cuộn chạy, chỉ một trong hai). Motor tụ ngậm hai cuộn giống nhau thì chuyển tụ từ cuộn này sang cuộn kia.

c) Các lỗi thường mắc khi quấn motor 1 pha và cách chỉnh sửa

• Đấu ngược chiều một tổ bin, motor gầm và không chạy? Triệu chứng: dòng rất cao, motor rung, nóng nhanh. Kiểm tra bằng la bàn: cấp điện một chiều thấp (ví dụ 6–12V qua điện trở hạn dòng) vào cuộn, rê la bàn quanh lòng stator, các cực phải đổi N–S xen kẽ; cực nào trùng dấu là tổ đó đấu ngược, đảo hai đầu tổ.
• Quấn thiếu vòng hoặc nhầm cỡ dây? Triệu chứng: motor chạy nhưng nóng, dòng không tải cao. Cách sửa: đếm lại số vòng một bin mẫu, đối chiếu ghi chép; sai nhiều thì phải gỡ quấn lại, không có cách chữa tạm.
• Dây bị trầy men khi lồng vào rãnh, chạm vỏ? Triệu chứng: rò điện ra vỏ, CB chống giật nhảy. Đo cách điện từng cuộn với vỏ để khoanh vùng, kiểm tra miệng rãnh có ba via, lót lại giấy cách điện, thay bin bị trầy.
• Công tắc ly tâm không được kiểm tra khi lắp lại? Cuộn đề mới quấn cháy sau vài ngày vì công tắc không cắt. Cách sửa: vệ sinh tiếp điểm, kiểm tra lò xo quả văng, nghe tiếng tách khi motor lên tốc; thay công tắc nếu tiếp điểm rỗ.
• Không tẩm sấy hoặc sấy chưa khô? Cuộn dây rung khi chạy, cọ mòn men, ẩm vào gây chạm. Cách sửa: tẩm vecni cách điện, sấy đủ thời gian theo loại sơn, kiểm tra cuộn cứng chắc mới lắp.

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

• Khái niệm cần nắm trước khi học quấn motor 1 pha? Số cực và tốc độ đồng bộ n = 60f/p, số rãnh mỗi cực mỗi pha q, bước quấn y, kiểu quấn đồng tâm và quấn xếp, cấp cách điện (B, F, H), mật độ dòng điện trong dây (thường 4–6 A/mm² với motor nhỏ), vai trò tụ đề và tụ ngậm.
• Nên học quấn loại motor nào trước? Bắt đầu với motor 3 pha rotor lồng sóc nhỏ để hiểu sơ đồ trải đều nhau giữa các pha, rồi tới motor 1 pha có cuộn chạy và cuộn đề không đều, sau đó motor quạt nhiều tốc độ, cuối cùng mới tới motor vạn năng có cổ góp, vì phần ứng cổ góp khó nhất.
• Thứ tự thực hành hợp lý? Tháo một motor 1 pha cháy, ghi chép số liệu, vẽ lại sơ đồ trải. Tập làm khuôn, quấn bin, lồng dây trên stator cũ. Đấu nối, tẩm sấy, chạy thử và đo dòng, so với tem.
• Tự kiểm chứng bằng đồng hồ đo và tem máy thế nào? Đo điện trở cuộn chạy và cuộn đề trước và sau quấn; đo cách điện bằng mêgôm kế; đo dòng không tải và có tải bằng ampe kìm, tính công suất đầu vào P = U × I × cosφ (cosφ motor 1 pha khoảng 0.85–0.95 với tụ ngậm) để so với tem.
• Tài liệu nên đọc thêm? Bài motor quạt điện để hiểu motor tụ ngậm có cuộn số, và nhóm động cơ điện 1 pha để xem các kiểu motor 1 pha trên thực tế.

Bài liên quan:

• Cách Đấu Điện Motor 1 Pha, Đấu Tụ, Đảo Chiều
• Giá Motor 1 Pha Các Công Suất
• Động Cơ Điện 1 Pha Các Công Suất, Ứng Dụng, Cấu Tạo
• Các Lỗi Thường Gặp Của Motor Điện, Cách Kiểm Tra Và Bảo Dưỡng
• Biến Tần Điều Khiển Tốc Độ Motor 3 Pha, Lợi Ích, Khái Niệm
• Động Cơ Parma, Thương Hiệu Bán Chạy Nhất Việt Nam
• Giá Motor 3 Pha Hitachi, Toshiba, Mitsubishi, ABB, Siemens, Giá Quấn Lại Motor