Cách Đấu Dây Đảo Chiều Motor 1 Pha, Công Tắc Đảo Chiều Động Cơ 1 Pha

Đảo chiều động cơ 1 pha là đổi chiều dòng điện chạy qua cuộn đề (hoặc cuộn chạy) so với cuộn còn lại, để từ trường quay ngược lại và kéo rotor quay theo chiều mới. Việc này dùng cho quạt, máy bơm, máy trộn, tời, cửa cuốn, máy cưa, motor giảm tốc 1 pha. Cách làm phụ thuộc motor có 3, 4 hay 6 đầu dây ra và có công tắc ly tâm hay không; đổi chiều thường xuyên thì gắn công tắc đảo chiều xoay hoặc cặp contactor khóa chéo.

Một điều thợ mới hay nhầm: đổi chỗ dây nóng và dây nguội (L và N) ở ổ cắm thì motor 1 pha vẫn quay y chiều cũ. Phải đổi đầu ở bên trong cuộn dây, chứ không phải ở nguồn.

1) Vì sao động cơ 1 pha đảo chiều được

a) Cuộn chạy, cuộn đề và tụ điện

Stato của motor 1 pha có hai cuộn dây đặt lệch nhau 90 độ điện. Cuộn chạy (cuộn làm việc) quấn dây to, ít vòng, điện trở thấp. Cuộn đề (cuộn phụ, cuộn khởi động) dây nhỏ hơn, nhiều vòng hơn, nên điện trở đo được thường cao hơn cuộn chạy. Cuộn đề đi nối tiếp với tụ điện, tụ làm dòng trong cuộn đề sớm pha so với cuộn chạy.

Nếu chỉ có một cuộn chạy, từ trường sinh ra là từ trường đập mạch, nó chỉ "nhấp nháy" tại chỗ chứ không quay. Rotor đứng yên thì không có lực nào đẩy nó đi chiều nào cả, motor chỉ kêu ù và nóng. Chính hai dòng điện lệch pha trong hai cuộn mới tạo ra từ trường quay.

b) Nguyên lý đổi chiều quay

Từ trường quay với tốc độ đồng bộ n1 = 60f/p (f là tần số lưới 50Hz, p là số đôi cực). Motor 2 cực có n1 = 3000 vòng/phút, 4 cực là 1500 vòng/phút. Rotor lồng sóc luôn quay chậm hơn một chút, khoảng 2–10% (gọi là hệ số trượt), nên thực tế motor 4 cực chạy cỡ 1400–1450 vòng/phút.

Chiều của từ trường quay do cuộn nào sớm pha hơn quyết định. Đảo hai đầu cuộn đề (giữ nguyên cuộn chạy) thì dòng trong cuộn đề đổi dấu, cuộn đề từ "đi trước" thành "đi sau", từ trường quay ngược lại. Đảo hai đầu cuộn chạy, giữ nguyên cuộn đề, cũng cho kết quả tương tự. Đảo cả hai cùng lúc thì chiều quay không đổi.

2) Phân loại motor 1 pha theo số đầu dây và cách đảo chiều

a) Motor 3 dây ra (tụ thường trực, hai cuộn giống nhau)

Loại này gặp nhiều ở quạt, máy giặt, motor giảm tốc mini IKR, motor cửa cuốn. Hai cuộn dây gần như bằng nhau, có một dây chung (C) và hai đầu còn lại nối qua tụ. Cấp nguồn vào dây chung và một đầu tụ thì quay thuận, chuyển dây nguồn sang đầu tụ bên kia thì quay ngược. Chỉ cần một công tắc chuyển 1–0–2 là xong, không phải tháo hộp cực.

b) Motor 4 dây ra

Có hai đầu cuộn chạy và hai đầu cuộn đề đưa ra hộp cực. Đấu một đầu cuộn chạy chung với một đầu cuộn đề làm dây nguồn thứ nhất; đầu còn lại của cuộn đề qua tụ (và công tắc ly tâm nếu có) rồi chụm với đầu còn lại của cuộn chạy làm dây nguồn thứ hai. Muốn đổi chiều, tháo hai đầu cuộn đề ra và đổi chỗ cho nhau.

c) Motor 6 dây ra (hai nửa cuộn chạy)

Cuộn chạy chia làm hai nửa để đấu được 110V (song song) hoặc 220V (nối tiếp). Hai nửa này phải đấu đúng cực tính, nếu ngược thì từ trường triệt tiêu, motor không khởi động và dòng tăng vọt. Đảo chiều vẫn làm ở cặp dây cuộn đề như motor 4 dây.

d) Motor có công tắc ly tâm (tụ đề + tụ ngậm)

Motor bơm, máy nén, máy cưa từ 1.5kW trở lên thường có tụ đề (tụ khởi động, dung lượng lớn) cắt ra bằng vít/công tắc ly tâm khi motor đạt khoảng 70–80% tốc độ, sau đó chỉ còn tụ ngậm. Với loại này, lúc motor đang chạy mà gạt đảo chiều thì tụ đề đã bị cắt, motor thường cứ quay theo chiều cũ. Cần chờ motor dừng hẳn (hoặc gần dừng để công tắc ly tâm đóng lại) rồi mới đảo.

3) Cách xác định đầu dây khi mất ký hiệu

Motor dùng lâu, ký hiệu trên dây bị mờ hoặc thợ quấn lại không đánh dấu. Trước khi đảo chiều, cần biết dây nào là cuộn chạy, dây nào là cuộn đề.

a) Đo điện trở bằng đồng hồ VOM

Để đồng hồ thang Ω (thang 200Ω với đồng hồ số), đo lần lượt từng cặp dây. Hai dây thông nhau là cùng một cuộn. Với motor 4 dây, cặp có điện trở thấp hơn là cuộn chạy, cặp cao hơn là cuộn đề. Ví dụ một motor 0.75kW có thể đo cuộn chạy khoảng 3–5Ω, cuộn đề 8–15Ω; con số cụ thể tùy hãng nhưng tỷ lệ cuộn đề cao hơn thì gần như luôn đúng.

Với motor 3 dây, đo ba cặp: cặp có điện trở lớn nhất là hai đầu "ngoài" (bằng tổng hai cuộn), dây còn lại là dây chung C.

b) Dò cực tính hai nửa cuộn chạy ở motor 6 dây

Sau khi tách được cặp cuộn đề, còn hai cặp dây của cuộn chạy. Đấu nối tiếp hai cặp này vào đồng hồ để thang mA (hoặc mV), quay trục bằng tay thật đều. Đổi chiều đấu một cặp rồi quay lại; lần nào kim lên cao hơn là hai nửa đang cộng nhau, tức đấu đúng cực tính. Đánh dấu ngay bằng băng keo hoặc ống số.

c) Trình tự đổi chiều từng bước

• Cắt CB, chờ motor dừng hẳn, xả tụ bằng cách chập hai cực tụ qua một điện trở hoặc bóng đèn (tụ đề lớn còn giữ điện khá lâu).
• Mở hộp cực, chụp ảnh cách đấu đang có để lỡ sai còn trả lại được.
• Tháo hai đầu cuộn đề, đổi chỗ cho nhau, siết lại đầu cos.
• Đóng điện chạy thử không tải 1–2 phút, nghe tiếng, sờ vỏ, đo dòng bằng ampe kìm.

4) Công tắc đảo chiều motor 1 pha

Khi máy cần đổi chiều nhiều lần trong ca (máy trộn, tời, máy cuốn dây, bàn ren), mở hộp cực mỗi lần là không khả thi. Lúc đó người ta gắn công tắc đảo chiều dạng xoay hoặc dạng cần gạt, có ba vị trí: thuận (1) – dừng (0) – nghịch (2). Bên trong công tắc là các cặp tiếp điểm đã đi sẵn để khi xoay sang vị trí 2 thì đầu cuộn đề được đổi chỗ.

a) Thông số công tắc xoay thường gặp

• Góc xoay: 360 độ, ba vị trí 1–0–2.
• Dòng tải định mức loại nhỏ: 6A–10A; loại lớn có 16A, 20A, 25A, 32A.
• Điện áp định mức: tới 415V.
• Tiêu chuẩn chuyển mạch IEC 60947-3, an toàn điện IEC 60204-1.
• Tuổi thọ cơ khoảng 2.000.000 lần, tuổi thọ điện khoảng 100.000 lần ở dòng định mức.
• Mặt công tắc phổ biến 48 x 48 mm hoặc 64 x 64 mm.

Chọn dòng định mức của công tắc cao hơn dòng chạy của motor khoảng 1.5–2 lần, vì lúc khởi động dòng lên gấp 4–7 lần dòng định mức.

b) Cách đấu công tắc đảo chiều

Mỗi hãng in sơ đồ chân ở hông công tắc, thường đánh số 1–8. Nguyên tắc chung: cuộn chạy đấu thẳng vào nguồn, hai đầu cuộn đề đi vào hai cặp tiếp điểm chéo của công tắc. Ở vị trí 1, đầu A của cuộn đề nối pha, đầu B nối qua tụ; ở vị trí 2 thì ngược lại. Đấu xong, xoay qua lại vài lần khi chưa cấp điện, dùng VOM đo thông mạch từng vị trí để chắc chắn không có vị trí nào chập pha với nguội.

c) Đảo chiều bằng contactor, nút nhấn và khóa chéo

Máy chạy tự động hoặc điều khiển từ xa thì dùng hai contactor: K1 chạy thuận, K2 chạy nghịch, hai contactor được khóa chéo bằng tiếp điểm thường đóng (và khóa cơ nếu có) để không bao giờ cùng hút. Thêm rơ le nhiệt hoặc CB motor để bảo vệ quá tải. Với motor có công tắc ly tâm, có thể lắp thêm rơ le thời gian 2–5 giây để motor kịp dừng trước khi contactor chiều kia đóng.

Xem thêm sơ đồ cách đấu điện motor 1 pha 2 tụ, đấu tụ, đảo chiều tùy ý và bài nguyên lý đấu điện động cơ 3 pha sang 1 pha, mạch đảo chiều motor 3 pha.

5) So sánh các cách xác định dây và đảo chiều

• Đo VOM và đo bằng mA kế chỉ để nhận dạng dây, sau đó vẫn đổi đầu cuộn đề bằng tay hoặc qua công tắc.
• Công tắc xoay hợp với motor tới khoảng 2.2kW đổi chiều bằng tay; máy lớn hơn hoặc chạy tự động dùng contactor.
• Motor có công tắc ly tâm cần dừng hẳn trước khi đổi chiều.

6) Dòng điện, điện áp và biến tần cho motor 1 pha

Motor 1 pha dân dụng chạy điện 220V 50Hz, công suất phổ biến từ 0.18kW tới 7.5kW (7.5kW là cỡ lớn nhất hay gặp). Dòng điện tham khảo dưới đây giúp chọn công tắc, contactor, CB và tiết diện dây cho mạch đảo chiều.

• Dòng khởi động motor 1 pha gấp 4–7 lần dòng định mức, CB loại D hoặc CB motor đỡ nhảy vặt hơn.
• Điện áp tụt dưới 200V (cuối nguồn, dây nhỏ) thì dòng tăng và motor đề yếu.
• Số trên là tham khảo, dòng thật xem trên tem motor.

Về biến tần điều khiển tốc độ motor: motor 1 pha có tụ và công tắc ly tâm thường chạy với biến tần không ổn định vì tụ gặp điện áp băm xung tần số cao. Nơi cần chỉnh tốc độ và đảo chiều liên tục, cách thợ hay làm là dùng motor điện 3 pha đấu tam giác 220V cộng biến tần vào 1 pha 220V ra 3 pha 220V; đảo chiều chỉ cần bấm FWD/REV trên biến tần, có cài sẵn thời gian tăng giảm tốc nên không bị giật.

7) Ứng dụng của mạch đảo chiều motor 1 pha

• Máy trộn bột, máy trộn bê tông mini, máy trộn thức ăn chăn nuôi: quay thuận để trộn, quay nghịch để xả liệu hoặc gỡ kẹt.
• Tời kéo 220V, tời nâng hàng, cửa cuốn, cổng lùa: nâng – hạ, mở – đóng đều là đảo chiều, thường đi kèm động cơ giảm tốc để có lực kéo lớn ở tốc độ chậm.
• Máy cuốn dây, máy ren ống, máy taro: chạy tới để ren, chạy lui để rút mũi taro.
• Quạt hút – quạt đẩy, quạt thông gió nhà xưởng: một quạt có thể hút khí nóng ra hoặc đẩy gió mát vào tùy mùa.
• Băng tải nhỏ, máy sàng, máy đánh bóng, máy mài: đổi chiều để chạy hàng ngược hoặc mòn đá đều hai phía.
• Máy bơm 1 pha lắp ngược chiều: bơm ly tâm quay ngược vẫn ra nước nhưng lưu lượng và cột áp tụt mạnh, đảo đúng chiều theo mũi tên trên vỏ bơm sẽ lấy lại đủ nước.

8) Ưu điểm và hạn chế của từng cách đảo chiều

a) Đổi dây trong hộp cực

Ưu điểm là không tốn đồng nào, làm 5 phút xong. Hạn chế là mỗi lần đổi phải cắt điện, mở nắp; đầu cos tháo ra vặn vào nhiều lần dễ lỏng, chảy nhựa hộp cực.

b) Công tắc đảo chiều xoay

Gọn, rẻ, thao tác bằng tay ngay tại máy. Hạn chế: không có bảo vệ quá tải, người đứng máy có thể gạt nghịch khi motor còn quay nhanh, tiếp điểm bị hồ quang ăn mòn nếu dùng công tắc dòng thấp cho motor lớn.

c) Contactor khóa chéo hoặc biến tần

Điều khiển từ xa, có khóa chống chập, có rơ le nhiệt; biến tần còn chỉnh được tốc độ và tăng tốc êm. Hạn chế là chi phí và phải có tủ điện, người đấu cần đọc được sơ đồ mạch điều khiển.

9) Câu hỏi thường gặp về đảo chiều động cơ 1 pha

a) Người sắp mua motor 1 pha, công tắc đảo chiều cần hỏi gì, xác minh gì

• Motor này có đảo chiều được không, đảo ở đâu? Hỏi người bán motor có mấy dây ra hộp cực. Motor 4 hoặc 6 dây ra, hoặc 3 dây kiểu tụ thường trực thì đảo dễ. Một số motor máy bơm, máy nén đời cũ chỉ đưa ra 2 dây, cuộn đề đã đấu chết bên trong; muốn đảo phải mở nắp, tháo mối hàn, nên hỏi kỹ trước khi mua cho máy cần quay hai chiều.
• Trên tem cần xem những gì? Công suất kW hoặc HP, điện áp 220V, dòng định mức (A), tốc độ (1400–1450 vòng/phút là 4 cực, 2800–2900 là 2 cực), dung lượng tụ (µF và điện áp tụ, ví dụ 25µF 450V), cấp cách điện (B hoặc F) và cấp bảo vệ IP. Tem mà không ghi dòng hoặc ghi dòng thấp bất thường so với bảng ở mục 6 là dấu hiệu cần xem lại.
• Làm sao biết motor có đúng công suất như quảng cáo? Nhìn kích thước tâm trục và chiều dài thân so với motor cùng công suất của hãng quen. Motor quấn dây nhôm, lõi thép ngắn thường nhẹ hơn hẳn. Chạy thử có tải, đo dòng bằng ampe kìm: motor 1.5kW kéo tải gần đủ mà dòng đã vượt 11–12A, vỏ nóng ran sau 20 phút là motor yếu hơn số ghi.
• Chọn công tắc đảo chiều bao nhiêu ampe? Lấy dòng định mức motor nhân 1.5–2. Motor 0.75kW dòng khoảng 5–6A thì công tắc 10–16A; motor 2.2kW dòng 13–15A thì công tắc 25A trở lên. Công tắc 6A gắn cho motor 2.2kW sẽ đánh lửa ở tiếp điểm, cháy đen sau vài tuần.
• Giá motor 1 pha và công tắc đảo chiều khoảng bao nhiêu? Công tắc xoay đảo chiều 10–20A có giá trung bình thị trường Việt Nam khoảng vài chục đến vài trăm nghìn đồng tùy hãng; bộ contactor khóa chéo có rơ le nhiệt cao hơn. Motor 1 pha xem tham khảo ở trang giá motor 1 pha các công suất, so sánh cùng công suất, cùng số cực, cùng vật liệu dây quấn mới so được.

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

• Đấu xong mà motor kêu ù, không quay, phải lấy tay mồi mới chạy là sao? Gần như chắc chắn cuộn đề không có dòng: tụ hỏng (phồng, khô), công tắc ly tâm không đóng, hoặc đấu nhầm đầu cuộn đề vào chỗ khác. Cắt điện ngay, đo lại tụ bằng đồng hồ có thang µF, kiểm tra tiếp điểm ly tâm. Để motor ù lâu vài chục giây là cuộn chạy nóng nhanh, dễ cháy cuộn.
• Đảo chiều rồi thì có cần đổi tụ không? Không cần. Tụ vẫn nối tiếp với cuộn đề, chỉ là đầu vào cuộn đề đổi chỗ. Riêng motor 3 dây hai cuộn bằng nhau thì tụ chuyển từ cuộn này sang cuộn kia, dung lượng giữ nguyên.
• Chạy thử thế nào cho chắc? Lần đầu chạy không tải 1–2 phút, đo dòng bằng ampe kìm ở dây nguồn, nghe bạc đạn có kêu rè không. Sau đó lắp tải, đo lại dòng ở tải thường; dòng nằm dưới mức ghi trên tem và vỏ chỉ ấm tay sau 30 phút là đạt.
• Đổi chiều liên tục trong ca có hại motor không? Mỗi lần khởi động, dòng vọt lên gấp 4–7 lần, cuộn dây nóng thêm một chút. Vài lần mỗi giờ thì không đáng kể. Máy đảo chiều vài chục lần mỗi giờ (máy taro, tời nâng liên tục) thì nhiệt tích lũy nhanh, nên chọn motor dư công suất 20–30% hoặc chuyển qua motor 3 pha + biến tần để có tăng giảm tốc mềm.
• Muốn tiết kiệm điện khi dùng motor 1 pha có đảo chiều thì làm gì? Chọn motor đúng tải (motor chạy non tải dưới 50% có hệ số công suất thấp, hao điện vô ích), giữ dây nguồn đủ lớn để điện áp tại motor không tụt, thay tụ ngậm khi tụ đã giảm dung lượng (motor chạy yếu, dòng tăng), và tra mỡ bạc đạn đúng định kỳ để giảm ma sát.

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

• Đổi dây L và N ở phích cắm, motor không đổi chiều. Đây là lỗi phổ biến nhất. Triệu chứng: đổi đi đổi lại motor vẫn quay một chiều. Cách sửa: cắt điện, mở hộp cực, đổi hai đầu cuộn đề như mục 3c.
• Nhận nhầm cuộn đề là cuộn chạy. Dấu hiệu: motor đề yếu, dòng chạy cao hơn tem rõ rệt, sau 10–15 phút cuộn đề (dây nhỏ) nóng bốc mùi. Cách sửa: đo lại điện trở, cuộn điện trở cao hơn là cuộn đề, đấu tụ vào đúng cuộn này.
• Gạt đảo chiều khi motor còn đang quay nhanh. Với motor có công tắc ly tâm, motor vẫn quay chiều cũ và người dùng tưởng công tắc hỏng; với motor tụ thường trực thì máy bị giật mạnh, bể nhông, đứt dây curoa. Cách sửa: tập thói quen về vị trí 0, chờ motor dừng hẳn rồi mới qua chiều kia, hoặc gắn rơ le thời gian vào mạch contactor.
• Hai nửa cuộn chạy motor 6 dây đấu ngược cực tính. Triệu chứng: motor ù, không quay, CB nhảy hoặc dây nóng đỏ. Cách sửa: dùng mA kế dò lại cực tính như mục 3b, đánh dấu, đấu lại.
• Công tắc đảo chiều đấu sai chân gây chập. Triệu chứng: xoay sang vị trí 2 là nhảy CB hoặc nổ tóe lửa. Cách sửa: tháo hết dây, dùng VOM đo thông mạch từng cặp chân ở từng vị trí, vẽ lại sơ đồ trên giấy rồi mới đấu.
• Dùng tụ sai thông số. Tụ quá nhỏ thì đề yếu, tụ ngậm quá lớn thì cuộn đề nóng. Cách sửa: thay tụ đúng số µF trên tem motor, điện áp tụ 400–450V.

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

• Cần nắm những khái niệm nào trước khi học đảo chiều motor 1 pha? Điện áp, dòng điện, công suất và hệ số công suất cosφ; từ trường quay; tốc độ đồng bộ n = 60f/p; hệ số trượt; momen khởi động; vai trò của tụ điện trong việc tạo lệch pha. Thêm cấp cách điện (B, F, H) và cấp bảo vệ IP để đọc được tem máy.
• Nên học motor nào trước? Học motor 3 pha rotor lồng sóc trước vì nguyên lý từ trường quay rõ ràng nhất, đảo chiều chỉ cần đổi 2 trong 3 pha. Sau đó mới tới động cơ điện 1 pha để hiểu vì sao cần cuộn đề và tụ, rồi mới tới motor giảm tốc, motor có phanh.
• Thứ tự học hợp lý là gì? Đọc nguyên lý (xem bài cấu tạo và nguyên lý động cơ điện 1 pha), tập đo điện trở cuộn dây trên motor thật, tập đấu motor 4 dây quay hai chiều, rồi mới học mạch contactor khóa chéo, cuối cùng là biến tần.
• Tự kiểm chứng kiến thức bằng cách nào? Lấy một motor 1 pha cũ, đo điện trở hai cuộn và ghi lại; so với tem xem dòng định mức bao nhiêu; chạy không tải và có tải, đo dòng bằng ampe kìm, đo tốc độ bằng máy đo vòng quay để tính hệ số trượt. Tự tay làm một lần sẽ nhớ lâu hơn đọc mười trang sách.
• Có nên học thêm cách quấn motor không? Nên, vì hiểu cách quấn sẽ hiểu vì sao cuộn đề dây nhỏ, cuộn chạy dây to, vì sao cực tính quan trọng. Có thể tham khảo sơ đồ quấn động cơ 3 pha để làm quen với bước quấn và cách phân bố bối dây.

Đọc thêm: động cơ Parma, thương hiệu motor phổ biến tại Việt Nam; giá motor 3 pha Hitachi, Toshiba, Mitsubishi, ABB, Siemens.