Cách Quấn Motor 3 Pha Đơn Giản Nhất, Sơ Đồ Quấn Động Cơ 3 Pha

Quấn motor 3 pha là thay toàn bộ bộ dây stato đã cháy hoặc lão hóa bằng bộ dây mới đúng số rãnh, số cực, bước quấn, số vòng và cỡ dây cũ, theo trình tự: ghi số liệu – làm khuôn – lót cách điện – quấn bối – lồng dây – đấu nhóm – đai dây – kiểm tra – tẩm sấy. Sơ đồ quấn động cơ 3 pha phổ biến là kiểu đồng tâm hoặc đồng khuôn, một lớp hay hai lớp. Bài này nói thêm cách cho motor 3 pha chạy điện 1 pha 220V bằng tụ, vì đây là việc thợ quấn motor được hỏi nhiều nhất.

1) Motor 3 pha và bộ dây stato

Motor 3 pha gồm stato và rotor. Stato có ba cuộn pha giống hệt nhau, đặt lệch nhau 120 độ điện, khi cấp điện 3 pha sẽ sinh từ trường quay. Rotor lồng sóc gồm các thanh nhôm (hoặc đồng) song song nối tắt hai đầu, bị từ trường kéo quay theo. Khi quấn lại motor, ta chỉ làm phần dây stato; rotor lồng sóc gần như không hỏng trừ khi nứt thanh.

Vài thông số cần biết khi quấn:

• Z – số rãnh stato: thường 24, 36, 48.
• 2p – số cực: 2, 4, 6, 8 cực.
• Bước cực τ = Z / 2p: ví dụ 36 rãnh 4 cực thì τ = 9 rãnh.
• q = Z / (2p x 3): số rãnh của một pha dưới một cực; 36 rãnh 4 cực thì q = 3.
• Bước quấn y: khoảng cách giữa hai cạnh của một bối dây, bằng τ (bước đủ) hoặc ngắn hơn (bước ngắn, hay dùng ở quấn hai lớp để giảm sóng hài).

2) Các bước quấn motor 3 pha

a) Ghi số liệu cũ và tháo dây

Trước khi phá dây cũ, ghi lại: tem máy, số rãnh, số cực, kiểu quấn, bước quấn, số bối mỗi nhóm, số vòng mỗi bối, số sợi chập và đường kính dây (đo bằng thước panme sau khi đốt sạch sơn), cách đấu nhóm, đấu sao hay tam giác. Chụp ảnh hai đầu bối dây. Thiếu số liệu này là quấn lại dễ sai số vòng, motor yếu hoặc nóng.

b) Làm khuôn

Đo một bối dây cũ còn nguyên để lấy chu vi, hoặc tính từ bước quấn và chiều dài lõi thép. Gia công khuôn theo chu vi đó; khuôn hơi to thì đầu bối thừa, tốn dây, khó đóng nắp; khuôn nhỏ thì lồng dây không lọt.

c) Lót cách điện rãnh

• Cách điện thân rãnh và miệng rãnh: giấy cách điện dày khoảng 0,2mm, cắt vừa kích thước rãnh, gấp mép.
• Cách điện đầu bối và giữa các pha: giấy khoảng 0,1mm.
• Nêm chèn miệng rãnh: tre, phíp hoặc nêm nhựa cách điện, vừa giữ dây vừa tăng cách điện.

d) Quấn bối, lồng dây vào rãnh

• Quấn thử một bối, lồng thử vào rãnh để chỉnh khuôn cho vừa.
• Quấn đủ các bối, vòng dây xếp song song, không chồng chéo; mối nối (nếu có) đặt ở đầu bối, hàn thiếc và lồng ống gen.
• Lồng dây: đưa đầu dây về phía có lỗ ra hộp cực, gạt từng sợi qua khe miệng rãnh, dùng dao tre đẩy dây vào gọn trong giấy cách điện, gấp giấy miệng rãnh và đóng nêm.
• Nắn đầu bối dây để chừa chỗ lồng các bối kế tiếp.

e) Lót pha, đấu nhóm, đai dây

• Lót giấy cách điện giữa các nhóm bối của các pha khác nhau ở phần đầu bối.
• Đấu liên kết các nhóm bối theo sơ đồ, mối nối lồng ống gen; dùng dây mềm nhiều sợi làm dây ra, hai màu cho đầu và cuối pha.
• Nắn tròn đều hai đầu bối, đủ rộng cho rotor đi vào; đai dây tại các chỗ giao nhau của các nhóm bối.

f) Kiểm tra, tẩm sấy

• Đo điện trở ba pha: phải bằng nhau, chênh vài phần trăm là tối đa.
• Đo cách điện pha – vỏ và pha – pha bằng megger 500V.
• Chạy thử không tải ngắn, đo dòng ba pha cân bằng, kiểm tra chiều quay.
• Tẩm sơn cách điện (vecni), sấy theo hướng dẫn của loại sơn để bộ dây cứng, chống ẩm, chống rung.

3) Sơ đồ quấn dây motor 3 pha

a) Quấn một lớp và hai lớp

Một lớp: mỗi rãnh chỉ chứa một cạnh bối. Đơn giản, nhanh, dùng nhiều ở motor nhỏ và vừa. Kiểu đồng tâm (các bối lồng vào nhau, bước khác nhau) dễ lồng dây; kiểu đồng khuôn (các bối cùng bước, xếp gối nhau) đầu bối đều hơn.

Hai lớp: mỗi rãnh chứa hai cạnh bối của hai bối khác nhau, thường dùng bước ngắn. Từ trường gần sin hơn, motor êm, ít nóng hơn; bù lại làm lâu và cần tay nghề cao, hay gặp ở motor công suất lớn.

b) Đấu sao và tam giác

Ba pha có 6 đầu ra U1–U2, V1–V2, W1–W2. Đấu sao: chụm U2, V2, W2, cấp điện vào U1, V1, W1. Đấu tam giác: nối U1–W2, V1–U2, W1–V2. Motor tem 220/380V thì lưới 380V đấu sao; motor 380/660V thì lưới 380V đấu tam giác.

4) Cho motor 3 pha chạy điện 1 pha 220V bằng tụ

Chỉ có điện 1 pha mà có sẵn motor 3 pha nhỏ, có thể dùng tụ làm việc (tụ thường trực) tạo pha thứ ba. Motor lúc này cho ra khoảng 60–70% công suất định mức, tốt lắm khoảng 80%, hợp với motor dưới khoảng 2–3kW kéo tải nhẹ khởi động.

a) Motor đấu tam giác

Motor tem 220/380V đấu tam giác để chạy 220V. Hai đỉnh tam giác nối vào L và N, tụ nối từ một trong hai đỉnh đó sang đỉnh thứ ba. Đổi đầu tụ sang đỉnh nguồn kia là đảo chiều quay.

b) Motor đấu sao

Motor tem 380/660V (hoặc chỉ ra 3 dây đã đấu sao bên trong) thì đấu sao, tụ nối tương tự giữa một đầu nguồn và đầu pha thứ ba. Momen và công suất thấp hơn rõ so với cách đấu tam giác của motor 220/380V.

c) Tính tụ làm việc theo công thức

C làm việc (µF) = k x I pha đm / U L, trong đó I pha đm là dòng định mức của một cuộn pha (A), U L là điện áp nguồn 1 pha (V), k phụ thuộc sơ đồ: sơ đồ hình 1: k = 4800; hình 2: k = 2800; hình 3: k = 1600; hình 4: k = 2740.

• Điện áp tụ làm việc: Uc lớn hơn khoảng 1,5 lần U L, với lưới 220V dùng tụ 400–450V.
• Tụ khởi động (nếu tải khởi động nặng): C khởi động = (2–3) x C làm việc, chỉ đóng vài giây lúc đề.

d) Tính tụ theo kinh nghiệm và ví dụ

Kinh nghiệm thợ: lưới 220V, motor đấu tam giác, cứ 1kW cần khoảng 65–70µF tụ làm việc.

• Ví dụ 1: motor 3 pha 220/380V, 0.6kW, đấu tam giác chạy 1 pha 220V: C làm việc ≈ 70 x 0,6 ≈ 42µF; tụ khởi động ≈ 84–126µF.
• Ví dụ 2: motor 1kW, 220/380V, 4,2/2,4A. Dòng một cuộn pha là 2,4A. Theo sơ đồ hình 1: C = 4800 x 2,4 / 220 ≈ 52µF; theo kinh nghiệm 65–70µF. Chọn khoảng 50–60µF rồi chỉnh theo dòng đo được; tụ khởi động khoảng 130–180µF nếu cần.

Chỉnh tụ chuẩn nhất là đo dòng ba cuộn bằng ampe kìm khi chạy có tải: tăng giảm tụ để dòng ba cuộn gần bằng nhau và không cuộn nào vượt dòng định mức pha.

5) Dòng điện, điện áp và biến tần

• Chạy bằng tụ, công suất ra chỉ khoảng 60–70% định mức.
• Tụ chỉ là điểm xuất phát, chỉnh lại theo dòng đo thực tế.
• Motor từ khoảng 3kW trở lên chạy bằng tụ hiệu quả thấp.

Cách hiện đại và giữ đủ công suất là dùng biến tần vào 1 pha 220V, ra 3 pha 220V: motor 220/380V đấu tam giác, biến tần chọn theo dòng định mức 220V của motor. Vừa đủ công suất, vừa chỉnh tốc độ, khởi động mềm, đảo chiều bằng nút bấm. Xem thêm các dòng motor điện 3 pha.

6) Ứng dụng của việc quấn lại motor 3 pha

• Motor bơm nước công nghiệp, bơm chìm bị cháy cuộn do mất pha, ngập nước: quấn lại bộ dây, thay bạc đạn, phớt.
• Motor quạt hút, quạt lò hơi, quạt làm mát: chạy lâu năm, cách điện lão hóa.
• Motor giảm tốc, motor máy nghiền, máy trộn: cháy do quá tải, kẹt tải; quấn lại rẻ hơn thay mới với công suất lớn.
• Motor đặc chủng khó mua mới: kích thước lắp đặt riêng, mặt bích lạ, motor hai tốc độ.
• Đổi điện áp, tần số: quấn lại motor 200V Nhật thành 380V, hoặc đổi số vòng cho lưới 50Hz.

7) Ưu điểm và nhược điểm của quấn lại motor

a) Ưu điểm

• Chi phí thấp hơn mua motor mới, nhất là motor từ vài chục kW trở lên.
• Giữ được motor đúng kích thước lắp đặt, không phải sửa bệ máy.
• Thời gian sửa nhanh nếu có sẵn số liệu và dây.

b) Nhược điểm

• Lõi thép bị nóng chảy, chạm chập lá thép do lần cháy trước thì motor quấn lại vẫn nóng, hiệu suất giảm.
• Chất lượng phụ thuộc tay nghề và vật liệu (dây đồng, giấy, sơn tẩm).
• Quấn sai số vòng, sai cỡ dây làm motor yếu hoặc nóng mà khó nhận ra ngay.

8) Câu hỏi thường gặp về quấn motor 3 pha

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

• Nên quấn lại hay mua motor mới? So giá quấn (gồm thay bạc đạn, tẩm sấy) với giá motor mới cùng công suất. Motor nhỏ dưới khoảng 2.2kW, giá mới thấp thì mua mới thường lợi hơn; motor lớn, motor giảm tốc, motor đặc chủng thì quấn lại hợp lý. Tham khảo giá motor 3 pha Hitachi, Toshiba, Mitsubishi, ABB, Siemens, giá quấn lại motor.
• Hỏi thợ quấn những gì? Dùng dây đồng loại gì, cấp cách điện của dây và giấy (cấp F là phổ biến), có tẩm sấy không hay chỉ quét sơn, có thay bạc đạn không, bảo hành bao lâu và có đo megger, đo dòng không tải trước khi giao không.
• Nhận motor về cần kiểm tra gì? Đo điện trở ba pha bằng nhau, cách điện cao, dòng không tải ba pha cân bằng và nằm trong khoảng hợp lý (thường 30–50% dòng định mức với motor 4 cực cỡ vừa). Dòng không tải quá cao là quấn thiếu vòng hoặc lõi thép hỏng.
• Dấu hiệu quấn ẩu? Đầu bối lổn nhổn, dây không đai, giấy cách điện thò ra lởm chởm, không tẩm sơn hoặc tẩm qua loa, dây ra mỏng, mối nối không lồng gen. Motor như vậy rung lâu ngày dễ chạm vỏ.
• Giá quấn motor 3 pha khoảng bao nhiêu? Giá trung bình thị trường Việt Nam tính theo công suất, số cực (nhiều cực tốn công hơn) và lượng dây đồng; motor cùng kW nhưng 6 cực, 8 cực thường đắt hơn 2 cực, 4 cực. Hỏi giá trọn gói gồm bạc đạn và tẩm sấy để so cho đúng.
• Motor cháy một pha thì có cần quấn lại cả ba pha không? Thợ có tay nghề có thể chỉ thay pha cháy nếu hai pha kia còn cách điện tốt. Nhưng motor cháy thường làm nóng cả bộ dây, giấy cách điện các pha khác đã giòn; quấn lại cả ba pha bền hơn và dòng ba pha cân bằng hơn. Hỏi thợ đo cách điện hai pha còn lại trước rồi mới quyết định.

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

• Lắp motor quấn lại có gì khác motor mới? Không khác: đấu đúng sao/tam giác theo tem, CB và rơ le nhiệt theo dòng tem, nối đất vỏ. Chạy không tải trước, đo dòng ba pha, rồi mới lắp tải.
• Theo dõi motor sau khi quấn thế nào? Tuần đầu đo dòng có tải và nhiệt vỏ mỗi ngày. Dòng ổn định, vỏ không nóng hơn trước khi cháy là đạt. Nếu nóng hơn rõ, mang lại thợ kiểm tra số vòng và lõi thép.
• Chạy motor 3 pha bằng tụ trên điện 1 pha có hại motor không? Nếu chọn tụ đúng và tải chỉ khoảng 60–70% công suất motor thì chạy được lâu. Tụ sai hoặc tải đủ 100% thì một cuộn pha quá dòng, motor nóng và cháy cuộn đó.
• Muốn motor bền và đỡ tốn điện? Tránh mất pha (lắp rơ le bảo vệ mất pha, lệch pha), tránh quá tải, giữ quạt gió và lá tản nhiệt sạch, tra mỡ bạc đạn đúng chu kỳ, dùng biến tần cho bơm, quạt tải thay đổi.
• Motor đi quấn vì cháy mất pha, làm sao để không cháy lại? Tìm nguyên nhân mất pha: cầu chì đứt một pha, contactor rỗ tiếp điểm, cos lỏng. Thay cầu chì bằng CB 3 pha, lắp rơ le mất pha, kiểm tra siết cos định kỳ.

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

• Đấu ngược một nhóm bối. Triệu chứng: motor ù, chạy yếu, một pha dòng cao, nóng nhanh. Cách sửa: dùng la bàn hoặc bi sắt thử từ trường khi cấp điện một chiều nhỏ vào từng pha, tìm nhóm ngược cực tính và đấu lại.
• Quấn thiếu vòng hoặc dây to hơn. Triệu chứng: dòng không tải cao, motor nóng dù tải nhẹ. Cách sửa: đối chiếu lại số liệu cũ; sai nhiều thì phải quấn lại.
• Quấn thừa vòng hoặc dây nhỏ hơn. Triệu chứng: motor yếu, tốc độ tụt nhiều khi có tải. Cách sửa: tương tự, quấn lại đúng số liệu.
• Không lót cách điện giữa pha ở đầu bối. Chập pha – pha sau một thời gian rung. Cách sửa: tháo, lót giấy, tẩm sấy lại; chập cháy rồi thì quấn lại pha đó.
• Chọn tụ quá lớn khi chạy motor 3 pha bằng điện 1 pha. Cuộn nối với tụ quá dòng, nóng. Cách sửa: đo dòng ba cuộn, giảm tụ tới khi dòng gần cân bằng.

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

• Khái niệm cần nắm trước? Từ trường quay, số cực và tốc độ đồng bộ, bước cực, q, bước quấn, hệ số dây quấn, mật độ dòng điện trong dây, cấp cách điện, đấu sao – tam giác, điện áp pha và điện áp dây.
• Nên học quấn loại motor nào trước? Bắt đầu với motor 3 pha 24 rãnh 4 cực quấn một lớp đồng tâm, dễ vẽ sơ đồ, dễ lồng. Sau đó tới 36 rãnh, 2 cực, rồi quấn hai lớp. Motor 1 pha và motor vạn năng học sau, xem bài nguyên lý và kỹ thuật quấn dây động cơ điện vạn năng.
• Thứ tự học hợp lý? Vẽ sơ đồ trải → tính toán τ, q, bước → tháo một motor hỏng, ghi số liệu → quấn lại → đo kiểm → chạy thử → học tính toán quấn mới khi mất số liệu.
• Tự kiểm chứng bằng đồng hồ đo thế nào? Đo điện trở từng pha, đo cách điện, chạy không tải đo dòng và tốc độ; so với motor cùng loại chưa quấn lại. Thử chạy motor bằng tụ trên điện 1 pha, đo dòng ba cuộn khi đổi tụ để thấy ảnh hưởng.
• Bài nền nên đọc kèm? Giáo trình động cơ điện 3 pha, 1 pha và phân loại động cơ điện, cấu tạo, nguyên lý.

Đọc thêm: động cơ Parma; cách đấu điện motor 1 pha, đấu tụ, đảo chiều tùy ý.