Các Phương Pháp Điều Khiển Tốc Độ Motor 3 Pha

Bạn đang sở hữu một cỗ máy mạnh mẽ với Motor 3 pha? Bạn muốn khai thác tối đa tiềm năng của nó, đồng thời đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng? Vậy thì "chìa khóa" bạn cần chính là bí quyết "thuần hóa" tốc độ Motor 3 pha.

Hãy tưởng tượng, bạn có thể điều khiển cỗ máy của mình một cách linh hoạt, dễ dàng như điều chỉnh tốc độ của một chiếc xe. Nhờ vào việc kiểm soát tốc độ Motor 3 pha hiệu quả, bạn sẽ mở ra cánh cửa đến vô số lợi ích: Nâng cao hiệu quả, bảo vệ động cơ, tiết kiệm năng lượng.

Bài viết này sẽ vén màn bí mật về các phương pháp điều khiển tốc độ Motor 3 pha, giúp bạn "thuần hóa" cỗ máy của mình một cách hiệu quả. Cùng khám phá thế giới của bộ điều khiển, bảng điều khiển, cảm biến, động cơ và ngõ ra, nơi ẩn chứa sức mạnh tiềm tàng của Motor 3 pha.

Hãy sẵn sàng để dấn thân vào hành trình chinh phục tốc độ, khai phá tiềm năng vô hạn của cỗ máy bạn sở hữu!

1. Khái niệm điều khiển tốc độ motor? 

Trước khi đi tìm hiểu về cách điều chỉnh tốc độ motor 3 pha, chúng ta cần làm rõ khái niệm điều khiển tốc độ motor  là gì? Motor điều chỉnh tốc độ thường được biết đến là 1 trong những loại động cơ có khả năng điều chỉnh tốc độ cho máy móc bằng cơ. Là thiết bị được điều khiển bằng cơ nên chúng có khả năng giảm tốc giúp cho mô men xoắn càng tăng lên.

Sau đây là các mẫu motor giảm tốc điều chỉnh tốc độ 3 pha thông dụng: 

Motor điều chỉnh tốc độ là thiết bị được điều khiển bằng cơ 

Motor điều chỉnh tốc độ có khả năng giúp bạn kiểm soát được quy trình cũng như giúp tiết kiệm điện năng. Đây cũng chính là ưu điểm khiến chúng được người dùng tin tưởng và sử dụng nhiều nhất hiện nay. 

Motor điều chỉnh tốc độ sẽ bao gồm có động cơ điện cùng với 1 bộ điều khiển. Hai thiết bị này thường được sử dụng chủ yếu trong quá trình điều chỉnh tốc độ hoạt động của động cơ. Đây cũng được xem là sự kết hợp độc đáo của động cơ tốc độ không đổi cùng với thiết bị cơ khí thì lại thường xuyên được điều chỉnh và thay đổi tốc độ.

2. Nguyên tắc điều khiển tốc độ motor 3 pha

Khi bạn muốn điều chỉnh số vòng quay của trục truyền thông qua hộp giảm tốc nhỏ thì sẽ phải mất thêm 1 khoản chi phí nhỏ để tiến hành lắp thêm hộp số giảm tốc lên phía trên của động cơ điện.

Điều đó cũng làm thay đổi số vòng quay của trục để tạo nên sự linh hoạt hơn cho động cơ.

Bạn sẽ rất khó để chế tạo ra được 1 động cơ điện có số vòng quay và mômen xoắn đúng theo ý muốn của mình. Đây được xem là tỷ số truyền động, số vòng quay và momen xoắn theo đó cũng tỷ lệ nghịch với nhau.

Sơ đồ nguyên tắc điều khiển tốc độ motor 3 pha

3. Phương pháp điều chỉnh tốc độ motor 3 pha 

a) Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi các cặp số đôi cực

Dây quấn stato có thể được nối thành bao nhiêu cặp số đôi cực khác nhau thì tốc độ động cơ cũng có bấy nhiêu cấp. Vì vậy, việc thay đổi tốc độ động cơ chỉ có thể thay đổi từng cấp 1 cách không bằng phẳng. Có nhiều cách để tiến hành thay đổi số đôi cực của phần dây quấn stato, chẳng hạn:

• Đổi cách nối dây để có được các cặp số đôi cực khác nhau, thường dùng trong động cơ điện 2 tốc độ, căn cứ theo tỷ lệ 2:1.
• Trên rãnh stato, bạn hãy đặt 2 dây quấn độc lập có các cặp số đôi cực khác nhau, thường thì để đạt 2 tốc độ theo tỷ lệ là 4:3 hoặc 6:5.
• Trên rãnh stato của động cơ có đặt 2 dây quấn độc lập luôn có cặp số đôi cực khác nhau, mỗi dây quấn của nó lại có thể thay đổi cách nối để có được các số đôi cực khác nhau.

Dây quấn rôto trong động cơ 3 pha không đồng bộ chính là rôto dây quấn có số đôi cực bằng với số đôi cực của toàn bộ dây quấn stato. Do đó, khi đấu lại dây quấn stato cho động cơ để có được các cặp số đôi cực khác nhau thì dây quấn rôto cũng phải được đấu lại, điều này sẽ không tiện lợi chút nào.

Ngược lại, cuộn dây quấn roto lồng sóc luôn thích ứng với bất kì cặp số đôi cực nào của dây quấn stato Do đó thích hợp cho động cơ điện thay đổi cặp số đôi cực để điều chỉnh tốc độ. Mặc dù điều chỉnh ở tốc độ nhảy cấp, nhưng motor 3 pha này có có ưu điểm đó là giữ nguyên độ cứng của đặc tính cơ.

b) Điều chỉnh tốc độ động cơ 3 pha bằng cách thay đổi tần số

Tốc độ của động cơ KĐB có giá trị bằng n = n1(1 - s) = (60f/ p) (1 - s). Khi hệ số trượt có sự thay đổi ít thì tốc độ sẽ tỷ lệ thuận cùng với tần số. Mặt khác, từ biểu thức E1=4.44f1W1Kdq Ømax, do đó, ta nhận thấy max lại tỷ lệ thuận với E1/ f1.

Nếu mong muốn giữ cho giá trị Ømax= const thì bạn cần phải điều chỉnh đồng thời, cả E/f. Điều này có nghĩa là động cơ phải sử dụng một nguồn điện đặc biệt, đó chính là các bộ biến tần, máy nén khí dùng trong công nghiệp.

Do sự phát triển mạnh mẽ như vũ bão của kĩ thuật vi điện tử và điện tử công suất nên các bộ biến tần cũng đã ra đời. Chúng đã mở ra một triển vọng vô cùng lớn trong lĩnh vực điều khiển động cơ điện xoay chiều bằng phương pháp thay đổi tần số. Sử dụng biến tần để giúp điều khiển động cơ theo các quy luật khác nhau (quy luật U/ f, điều khiển véc tơ..) đã tạo ra những hệ điều khiển tốc độ động cơ với nhiều tính năng vượt trội.

c) Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato

Ta đã biết, hệ số trượt giới hạn của Sth không hề phụ thuộc vào điện áp, nếu R’2 không đổi thì khi chúng ta thực hiện giảm tốc điện áp nguồn U, hệ số trượt tới hạn là Sth sẽ không còn là Mmax giảm tỷ lệ với U2.

Phương pháp này chỉ được áp dụng đối với máy mang tải, còn khi máy không mang tải mà có sự giảm điện nguồn, tốc độ lúc này cũng gần như không đổi.

d) Điều tốc bằng cách thay đổi điện trở của động cơ roto dây quấn

Thông qua vành trượt, chúng ta nối 1 con biến trở 3 pha để có thể điều chỉnh được vào trong dây quấn rôto. Với 1 mômen tải nhất định, khi đó điện trở phụ càng lớn bao nhiêu sẽ đồng nghĩa với giá trị của hệ số trượt ở điểm làm việc càng lớn bấy nhiêu (từ a - b - c), nghĩa là tốc độ động cơ lại càng giảm xuống. Vì mômen thường có tỷ lệ cùng với công suất điện trở Pđt, cho nên ta có: (r2/ s2)= ((r2 + rf)/ s)

Do Pđt của bản thân không đổi, dòng điện I2 cũng không đổi cho nên một bộ phận công suất cơ trước kia đã được biến đổi thành tổn hao đồng: I2 x Rf. Vì lúc đó công suất đưa vào được tính là không đổi nên dẫn đến hiệu suất giảm, đây cũng chính là nhược điểm của phương pháp này. Mặt khác, tốc độ điều chỉnh động cơ được nhiều hay ít còn phụ thuộc vào tải của máy lớn hay nhỏ.

Một sản phẩm bộ điều chỉnh tốc độ 3 pha đang được ưa chuộng hiện nay

4. Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ motor 3 pha

* Các thiết bị gồm có trên sơ đồ:  

• CD: Cầu dao đóng - ngắt mạch điện.
• CC1,CC2: Cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho các mạch động lực cũng như mạch điều khiển.
• D, MT, MN: Các nút dừng, mở theo chiều thuận và ngược.
• MΔ, MYY: Các nút nhấn để chọn tốc độ dành cho động cơ.
• T và N: Các công tắc tơ được khống chế để quay thuận và quay ngược.
• K1: Công tắc tơ nối cuộn dây stato của động cơ theo hình tam giác.
• K2, K3: Công tắc tơ nối cuộn dây stato của động cơ theo hình sao kép.
• RTr: Rơle trung gian nhằm đảm bảo trình tự chọn lựa tốc độ trước khi chọn chiều quay ngay vào thời điểm ban đầu.   
• RTZ và H: Rơle và công tắc tơ được khống chế trong quá trình hãm động năng.
• BA và CL: Máy biến áp và bộ chỉnh lưu nhằm mục đích cấp nguồn điện 1 chiều cho quá trình hãm của động năng.
• RN: Rơle nhiệt bảo vệ, tránh hiện tượng quá tải trong động cơ.
• Đ: Động cơ KĐB 3 pha 2 cấp tốc độ.   

* Nguyên lý hoạt động được áp dụng:

• Đóng CD để cấp nguồn cho mạch. Sau đó, chọn tốc độ bằng các nút ấn có hình MΔ hoặc MYY. Công tắc tơ được ký hiệu là K1 hoặc K2 và K3 có điện sẽ tác động nối bộ dây quấn stato theo dạng hình tam giác (tốc độ thấp) hoặc theo hình sao kép (tốc độ cao). 
• Đồng thời, bạn đóng tiếp điểm K1(1-22) hoặc tiếp điểm K2, K3 (1-21-22) lại và cấp điện cho RTr để chuẩn bị tiến hành chọn chiều quay với các nút nhấn MT hoặc MN. Công tắc tơ (T hoặc N) có điện sẽ tác động cấp điện cho động cơ khởi động, nhưng lại làm việc theo tốc độ cũng như chiều quay mà bạn đã chọn.

5. Bộ điều chỉnh tốc độ motor 3 pha

Link tìm hiểu chi tiết về thông số kỹ thuật và cách lựa chọn bộ điều chỉnh tốc độ motor 3 pha: bộ điều tốc motor.

Đặc điểm cấu trúc:

• Thiết kế được bố trí tối ưu nhằm giúp máy nhỏ và nhẹ hơn, dễ dàng cho việc vận chuyển và lắp đặt cũng như bảo trì.
• Thiết kế làm mát một cách hoàn hảo nhằm đảm bảo mức tăng nhiệt độ thấp hơn và tuổi thọ máy móc được nâng cao.
• Khả năng chống nhiễu cao là do sự tách mạch đối với dòng điện tải cao và dòng điện yếu.

Các tính năng đặc biệt của phần mềm FSt 650 anyhz:

• Loại G/ P là 1 trong những ứng dụng phổ biến với 3 loại điều khiển: V/ F, SVC và mô men xoắn.
• Momen khởi động cao, lên tới: 180%.
• Kiểm soát được tốc độ nhiều bước, điều khiển hệ PLC và PID đơn giản.
• Cổng đầu vào cũng như đầu ra đều có thể lập trình.
• Hoạt động không ngừng, cho dù có bị mất điện tạm thời.
• Có nhiều nguồn tham chiếu tần số.
• Điều chỉnh điện áp tự động (ký hiệu AVR).
• Chức năng bỏ qua tần số.
• Chức năng chống rung động.
• Chức năng bảo vệ lỗi hoàn hảo.

6. Điều khiển tốc độ Motor 3 pha trong các ứng dụng thực tế

Bơm nước

Bơm nước là một trong những ứng dụng quan trọng của điều khiển tốc độ motor 3 pha. Bằng cách sử dụng bộ điều chỉnh tốc độ, người dùng có thể điều chỉnh lưu lượng nước bơm phù hợp với nhu cầu sử dụng, giúp tiết kiệm năng lượng và tăng tuổi thọ cho thiết bị.

Ví dụ, trong các hệ thống tưới nông nghiệp, điều khiển tốc độ bơm nước có thể được sử dụng để điều chỉnh lưu lượng nước tưới phù hợp với mức độ ẩm đất và nhu cầu của cây trồng. Ngoài ra, trong các hệ thống xử lý nước thải, điều khiển tốc độ bơm nước cũng rất quan trọng để đảm bảo quá trình xử lý diễn ra hiệu quả và ổn định.

Quạt gió

Quạt gió là một trong những thiết bị được sử dụng rộng rãi trong các nhà xưởng, trang trại và khu vực công nghiệp khác. Bằng cách điều chỉnh tốc độ quạt gió, người dùng có thể kiểm soát lưu lượng gió và đảm bảo môi trường làm việc luôn được thông gió hiệu quả.

Ví dụ, trong các nhà xưởng sản xuất, điều khiển tốc độ quạt gió có thể giúp giảm nhiệt độ và tăng độ ẩm trong không khí, tạo môi trường làm việc tốt hơn cho công nhân. Trong các trang trại chăn nuôi, điều khiển tốc độ quạt gió cũng rất quan trọng để đảm bảo môi trường sống cho động vật luôn thoáng mát và khỏe mạnh.

Băng tải

Băng tải là một trong những thiết bị quan trọng trong các hệ thống sản xuất và lắp ráp. Bằng cách điều chỉnh tốc độ băng tải, người dùng có thể đảm bảo tốc độ sản xuất phù hợp với nhu cầu và đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn lao động.

Ví dụ, trong các hệ thống sản xuất linh kiện điện tử, điều khiển tốc độ băng tải có thể giúp đảm bảo tốc độ vận chuyển linh kiện phù hợp với tốc độ lắp ráp, giúp tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, trong các hệ thống vận chuyển hàng hóa, điều khiển tốc độ băng tải cũng rất quan trọng để đảm bảo an toàn khi vận chuyển hàng hóa nặng và dễ vỡ.

Máy CNC

Máy CNC là một trong những thiết bị quan trọng trong các hệ thống gia công chính xác. Bằng cách điều chỉnh tốc độ trục chính, người dùng có thể gia công vật liệu với tốc độ tối ưu, đảm bảo độ chính xác và tuổi thọ của máy.

Ví dụ, trong các hệ thống gia công kim loại, điều khiển tốc độ trục chính của máy CNC có thể giúp gia công vật liệu với tốc độ tối ưu, giúp tăng độ chính xác và chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, trong các hệ thống gia công gỗ, điều khiển tốc độ trục chính cũng rất quan trọng để đảm bảo tốc độ gia công phù hợp với từng loại gỗ khác nhau.

Ứng dụng trong đời sống

Điều khiển tốc độ motor 3 pha cũng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện gia dụng, như máy giặt, máy điều hòa và thang máy.

Ví dụ, trong máy giặt, tùy chỉnh tốc độ giặt phù hợp với từng loại vải có thể giúp bảo vệ quần áo tốt hơn và tăng tuổi thọ cho máy. Trong máy điều hòa, điều chỉnh tốc độ quạt gió giúp điều hòa hoạt động êm ái và tiết kiệm điện năng. Trong thang máy, điều chỉnh tốc độ thang máy đảm bảo sự êm ái khi di chuyển và an toàn cho người sử dụng.

In summary, điều khiển tốc độ motor 3 pha là một công nghệ quan trọng trong các ứng dụng thực tế, từ các ngành công nghiệp đến đời sống hàng ngày. Bằng cách sử dụng điều khiển tốc độ, người dùng có thể điều chỉnh các thiết bị theo ý muốn, tăng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

7. So sánh các phương pháp điều chỉnh tốc độ

8. Hướng dẫn sử dụng và bảo trì bộ điều chỉnh tốc độ motor 3 pha

Các bước lắp đặt và kết nối thiết bị

Trước khi sử dụng bộ điều chỉnh tốc độ motor 3 pha, người dùng cần thực hiện các bước lắp đặt và kết nối thiết bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Các bước lắp đặt bao gồm:

• Lắp đặt bộ điều chỉnh tốc độ vào motor 3 pha.
• Kết nối các dây dẫn điện với nguồn điện và motor 3 pha.
• Kiểm tra lại các kết nối để đảm bảo chúng được thực hiện đúng cách.

Cài đặt các thông số điều chỉnh tốc độ

Sau khi lắp đặt và kết nối thiết bị, người dùng cần cài đặt các thông số điều chỉnh tốc độ cho phù hợp với nhu cầu sử dụng. Các thông số điều chỉnh tốc độ bao gồm:

• Tốc độ quay của motor 3 pha.
• Hệ số khởi động và hệ số tăng tốc.
• Giới hạn tốc độ tối đa và tối thiểu.

Người dùng có thể tham khảo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất để biết cách cài đặt các thông số này một cách chi tiết.

Các chức năng chính của bộ điều khiển

Bộ điều chỉnh tốc độ motor 3 pha có nhiều chức năng chính để giúp người dùng điều khiển thiết bị một cách dễ dàng và hiệu quả. Các chức năng chính bao gồm:

• Bật/tắt thiết bị.
• Điều chỉnh tốc độ quay của motor 3 pha.
• Đổi chiều quay của motor 3 pha.
• Báo động khi có lỗi hoặc sự cố xảy ra.

Người dùng có thể sử dụng các nút bấm hoặc màn hình hiển thị để điều khiển các chức năng này.

Các thao tác vận hành cơ bản

Trong quá trình sử dụng bộ điều chỉnh tốc độ motor 3 pha, người dùng cần thực hiện các thao tác vận hành cơ bản để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định và hiệu quả. Các thao tác vận hành cơ bản bao gồm:

• Bật/tắt thiết bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
• Điều chỉnh tốc độ quay của motor 3 pha theo nhu cầu sử dụng.
• Đổi chiều quay của motor 3 pha khi cần thiết.
• Kiểm tra lại các kết nối và thông số điều chỉnh tốc độ để đảm bảo chúng được thiết lập đúng cách.

Các biện pháp bảo trì định kỳ

Để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất của bộ điều chỉnh tốc độ motor 3 pha, người dùng cần thực hiện các biện pháp bảo trì định kỳ theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Các biện pháp bảo trì định kỳ bao gồm:

• Kiểm tra bụi bẩn và quét sạch bộ điều chỉnh tốc độ định kỳ.
• Kiểm tra các kết nối và thay thế các linh kiện hư hỏng khi cần thiết.
• Kiểm tra và điều chỉnh lại các thông số điều chỉnh tốc độ định kỳ.

Ngoài ra, người dùng cũng nên liên hệ với nhà sản xuất hoặc đơn vị bảo trì chuyên nghiệp để thực hiện các biện pháp bảo trì sâu hơn khi cần thiết.

In summary, để sử dụng và bảo trì bộ điều chỉnh tốc độ motor 3 pha một cách hiệu quả, người dùng cần tuân thủ các hướng dẫn sử dụng và bảo trì cụ thể cho từng loại thiết bị. Bằng cách thực hiện các thao tác vận hành cơ bản và các biện pháp bảo trì định kỳ, người dùng có thể đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định và có tuổi thọ dài.

9. Các câu hỏi thường gặp

a) Có những phương pháp điều chỉnh tốc độ motor 3 pha nào?

Trả lời: Các phương pháp điều chỉnh tốc độ phổ biến gồm thay đổi cặp cực, thay đổi tần số, thay đổi điện áp và thay đổi điện trở roto. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng.

b) Mỗi phương pháp điều chỉnh tốc độ có ưu nhược điểm gì?

Trả lời:

• Thay đổi cặp cực: đơn giản nhưng tốc độ điều chỉnh theo từng cấp, không linh hoạt.
• Thay đổi tần số: linh hoạt, điều chỉnh vô cấp nhưng cần dùng bộ biến tần, chi phí cao.
• Thay đổi điện áp: dễ dàng thực hiện nhưng hiệu suất giảm, không an toàn cho động cơ.
• Thay đổi điện trở roto: điều chỉnh rộng nhưng hiệu suất giảm do tổn hao năng lượng.

c) Tôi nên chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ nào?

Trả lời: Lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng. Bạn nên tham khảo ý kiến kỹ thuật để chọn phương pháp phù hợp nhất.

d) Bộ biến tần là gì và vai trò của nó trong điều chỉnh tốc độ như thế nào?

Trả lời: Bộ biến tần là thiết bị điện tử biến đổi tần số của nguồn điện cung cấp cho motor, từ đó giúp điều chỉnh tốc độ motor 3 pha một cách linh hoạt và chính xác.

e) Sử dụng bộ điều chỉnh tốc độ có ảnh hưởng gì đến tuổi thọ của motor không?

Trả lời: Ngược lại, sử dụng bộ điều chỉnh giúp kéo dài tuổi thọ của motor bằng cách kiểm soát chính xác tốc độ, giảm thiểu hao mòn và quá nhiệt.

Kết luận

Bài viết "Phương Pháp Điều Khiển Tốc Độ Motor 3 Pha" đã trang bị cho bạn những kiến thức cần thiết để "thuần hóa" các cỗ máy điện xoay chiều này. Giờ đây, bạn không chỉ hiểu được các phương pháp điều khiển, mà còn có thể lựa chọn giải pháp phù hợp, tiết kiệm năng lượng và gia tăng hiệu quả vận hành.

Hãy nhớ rằng, việc tận dụng tối đa tiềm năng của Motor 3 pha không hề khó khăn. Chỉ cần nắm vững những điều cơ bản được chia sẻ trong bài viết, bạn đã có thể làm chủ tốc độ, làm chủ guồng máy của mình rồi!

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 tháp 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, Á
• Các motor giảm tốc rẻ nhất, bền nhất tại Việt Nam