Motor Quạt Điện: Cấu Tạo, Nguyên Lý, Thông Số Và Cách Sửa

Motor quạt điện là động cơ điện nhỏ, đa số là động cơ 1 pha 220V chạy tụ, quay cánh để tạo luồng gió trong quạt bàn, quạt đứng, quạt trần, quạt hút và quạt công nghiệp. Motor quạt gia dụng thường có công suất 30–80W, dùng tụ khoảng 1–2.5µF và cuộn số để chỉnh tốc; quạt công nghiệp dùng motor 1 pha hoặc 3 pha từ 0.18kW trở lên. Chọn hay sửa motor quạt điện cần nắm ba thứ: kiểu motor (AC có tụ, motor DC không chổi than), thông số tụ và số cực, loại bạc (bạc thau hay bạc đạn).

1) Motor quạt điện là gì

Motor quạt điện là phần biến điện năng thành chuyển động quay để kéo cánh quạt. Trong quạt dân dụng phổ biến nhất là motor không đồng bộ 1 pha có tụ ngậm (tụ chạy thường trực): một cuộn làm việc (LV, cuộn chạy) và một cuộn khởi động (KĐ, cuộn đề) đặt lệch nhau trong rãnh stator, cuộn đề nối tiếp tụ để tạo dòng lệch pha. Nhờ tụ, motor tự khởi động và chạy êm mà không cần công tắc ly tâm như motor bơm.

Ví dụ cụ thể với motor quạt trần loại phổ thông: stator 16 cực, 32 rãnh, xếp thành hai hàng; 16 rãnh trong quấn cuộn khởi động, 16 rãnh ngoài quấn cuộn làm việc. Một bộ số liệu quấn thợ hay dùng: cuộn KĐ 16 bối, khoảng 338 vòng/bối, dây 0.21mm; cuộn LV 16 bối, khoảng 308 vòng/bối, dây 0.25mm; tụ 2.2–2.5µF. Ở hộp nối, dây trắng thường là dây chung, dây đỏ là cuối cuộn LV, dây vàng là cuối cuộn KĐ. Mỗi hãng có thể khác màu, nên luôn đo lại bằng đồng hồ trước khi đấu.

2) Cấu tạo motor quạt điện

a) Phần điện

• Stator: lõi tôn silic ghép lá, trong rãnh quấn cuộn LV, cuộn KĐ và (ở quạt bàn, quạt đứng) thêm cuộn số để đổi tốc.
• Rotor: lồng sóc nhôm đúc ép trên trục. Quạt trần thì ngược lại, stator nằm trong, rotor là vỏ quay bên ngoài gắn cánh.
• Tụ điện: tụ ngậm 1–2.5µF, điện áp 250–450VAC, là linh kiện hỏng nhiều nhất của quạt.
• Cầu chì nhiệt: nằm trong cuộn dây ở nhiều quạt bàn, đứt khi motor quá nóng để chống cháy.

b) Phần cơ

• Bạc: bạc thau (bạc đồng ngậm dầu) ở quạt rẻ, bạc đạn (vòng bi) ở quạt tốt, quạt trần và quạt công nghiệp.
• Cánh quạt: 3 cánh hoặc 5 cánh, cánh mỏng hoặc cánh dày; cánh tạo chênh áp trước sau để đẩy gió.
• Thân, chân đế, cơ cấu tuốc năng (quay đảo) và lồng bảo vệ.

3) Nguyên lý hoạt động của motor quạt điện

Khi cấp điện 220V, dòng chạy trong cuộn LV và cuộn KĐ. Vì cuộn KĐ đi qua tụ, dòng trong nó lệch pha gần 90° so với cuộn LV; hai cuộn lại đặt lệch nhau trong không gian, nên trong lòng stator sinh ra từ trường quay. Từ trường quay cắt các thanh nhôm rotor, cảm ứng dòng điện, sinh lực điện từ kéo rotor quay theo, chậm hơn từ trường một chút (hệ số trượt).

Để đổi tốc, quạt bàn và quạt đứng quấn thêm cuộn số nối tiếp với cuộn LV: bấm số thấp thì nhiều vòng dây nối tiếp hơn, điện áp đặt lên cuộn LV giảm, từ trường yếu đi, quạt quay chậm. Quạt trần dùng hộp số (tụ hoặc dimmer) để giảm áp. Quạt dùng motor DC không chổi than (BLDC) thì board điều khiển đổi tốc bằng xung, tiết kiệm điện hơn ở số thấp.

4) Phân loại motor quạt điện

a) Theo loại bạc

Motor bạc thau rẻ, chạy êm lúc mới, nhưng sau 1–3 năm bạc khô dầu, quạt chạy nặng, kêu và quay chậm. Motor bạc đạn bền hơn, ít phải tra dầu. Cách phân biệt nhanh: kéo trục quạt theo chiều dọc, trục xê dịch được vài mm là bạc thau, trục đứng chặt là bạc đạn.

b) Theo công suất

• Motor quạt mini: vài W, chạy 5V, 12V DC, dùng tản nhiệt máy tính, quạt cầm tay.
• Motor quạt dân dụng: 30–80W, 220V, cho quạt bàn, quạt đứng, quạt trần, quạt hơi nước.
• Motor quạt công nghiệp: 0.18–7.5kW và lớn hơn, 1 pha 220V hoặc 3 pha 380V, cho quạt hút nhà xưởng, quạt ly tâm, quạt sấy nông sản.

c) Theo thiết bị sử dụng

Motor quạt dàn lạnh, dàn nóng điều hòa, motor quạt tủ lạnh, quạt trần, quạt hơi nước, quạt thông gió nhà tắm. Mỗi loại có kích thước, chiều quay và kiểu bắt riêng, nên khi thay phải mang mẫu cũ đi đối chiếu.

d) Theo nguồn điện

Motor AC 1 pha có tụ (phổ biến nhất), motor AC 3 pha (quạt công nghiệp), motor DC có chổi than (quạt nhỏ chạy pin), motor DC không chổi than BLDC (quạt trần DC, quạt đứng inverter, quạt dàn lạnh đời mới). Có thể tham khảo thêm bài so sánh động cơ chổi than và không chổi than.

5) Thông số điện của motor quạt: dòng điện, tụ, biến tần

• Số liệu là khoảng phổ biến, giá trị thực lấy theo tem của từng quạt.
• Tụ sai giá trị so với tem làm motor nóng hoặc yếu, dù quạt vẫn quay.
• Motor quạt 1 pha có tụ không chạy biến tần thông thường.

Quạt công nghiệp dùng motor điện 3 pha thì điều tốc bằng biến tần rất hiệu quả: chọn biến tần có dòng ra lớn hơn hoặc bằng dòng tem motor, dạng tải quạt bơm (tải nhẹ). Giảm tốc quạt còn 80% thì công suất tiêu thụ giảm còn khoảng 50%, vì công suất quạt tỷ lệ gần với lập phương tốc độ. Nguồn chỉ có 1 pha 220V thì dùng biến tần vào 1 pha ra 3 pha 220V cho motor tới khoảng 2.2kW, motor đấu tam giác. Xem thêm bài biến tần điều khiển tốc độ motor 3 pha.

6) Các lỗi thường gặp và cách sửa motor quạt điện

a) Quạt không quay, chỉ ù

Gần như chắc chắn do tụ hỏng hoặc bạc khô kẹt. Lấy tay xoay cánh: cánh nặng, quay không trơn là bạc; cánh trơn mà cấp điện chỉ ù, lấy tay đẩy nhẹ thì quay là tụ. Thay tụ đúng µF, đúng điện áp ghi trên tụ cũ.

b) Quạt quay chậm, yếu gió

Tụ giảm điện dung (tụ 1.5µF đo còn 0.8–1µF), bạc khô dầu, hoặc cuộn dây chạm vòng. Đo tụ bằng đồng hồ có thang µF, tra dầu máy may vào bạc thau, nếu vẫn yếu thì đo điện trở cuộn dây so với quạt cùng loại.

c) Cháy hoặc đứt bối dây motor quạt trần

Quạt trần ít khi cháy toàn bộ. Hay gặp nhất là đứt 1–2 bối do chập điện hoặc sét lan truyền, chỗ đứt thường sát mối hàn ra hộp nối. Cháy nặng thường đi kèm bạc kẹt (khô dầu, nước mưa dột vào), quạt quay chậm dần, cuộn dây chạy nóng lâu ngày làm giấy cách điện giòn; trường hợp đó phải thay bạc đạn (cỡ thường gặp 6202–6203 tùy model) và quấn lại toàn bộ.

Quy trình sửa bối dây đứt:

• Đánh dấu các đầu dây ra: rãnh nào, màu gì, đâu là dây chung. Cuộn trong là KĐ, cuộn ngoài là LV; xử lý cuộn KĐ trước.
• Tìm bối có màu sậm khác thường, ưu tiên các bối gần mối hàn. Không thấy thì cắt bối gần mối hàn nhất, rút ra tìm đầu dây, cạo sạch, đo thông mạch tới khi tìm được bối đứt. Ghi nhớ chiều đi của dây để quấn lại đúng chiều.
• Luồn gen số 1 dài khoảng 3cm, xoắn hai đầu dây, hàn thiếc với nhựa thông, kéo gen trùm mối hàn, gập đôi gen và xoắn vài vòng giữ gen.
• Dán băng dính hai mép rãnh để dây không trầy, quấn từng vòng tới điểm đánh dấu ban đầu, quấn xong bóc băng dính. Chỗ sang dây giữa hai bối có dạng hình sin là đúng.
• Hàn nối, bó cuộn, tẩm sơn, sấy, lắp và chạy thử. Thay một bối KĐ thì thường phải gỡ và quấn lại hai bối LV đè lên nó.

Thực tế một quạt trần bị sét đánh thường phải quấn lại 3–5 bối, nhiều thì tới 9 bối. Quấn lại toàn bộ 32 bối mất khoảng 8 giờ công thợ, nên nhiều trường hợp thay motor mới kinh tế hơn.

d) Sơ đồ đấu dây motor quạt có cuộn số

• Cuối cuộn LV nối đầu cuộn số 1, ra số 1.
• Cuối cuộn số 1 nối đầu cuộn số 2, ra số 2.
• Cuối cuộn số 2 nối đầu cuộn KĐ, ra số 3.
• Cuối cuộn KĐ nối một đầu tụ, đầu tụ còn lại nối đầu cuộn LV và ra dây nguồn.
• Dây nguồn thứ hai đi qua công tắc số, bật số nào quạt chạy tốc đó.

e) Quạt kêu, rung, quay không đều

Bạc mòn, trục cong, cánh lệch cân bằng, hoặc ốc bắt cánh lỏng. Quạt kêu rè rè theo tần số điện thường do lõi tôn lỏng hoặc tụ sai.

7) Ứng dụng motor quạt điện

• Motor quạt bàn, quạt đứng 220V cho gia đình, văn phòng, quán ăn.
• Motor quạt trần bạc đạn cho nhà ở, hội trường, nhà thờ, lớp học.
• Motor quạt hút công nghiệp 1 pha, 3 pha cho nhà xưởng may, xưởng cơ khí, trang trại chăn nuôi heo gà.
• Motor quạt ly tâm 3 pha cho hệ thống hút bụi gỗ, hút khói hàn, cấp gió lò hơi, lò sấy nông sản.
• Motor quạt dàn nóng, dàn lạnh điều hòa, motor quạt tủ lạnh, tủ mát, kho lạnh.
• Motor quạt DC không chổi than cho quạt trần DC tiết kiệm điện, quạt đứng điều khiển từ xa, quạt năng lượng mặt trời.

8) Ưu điểm và nhược điểm của từng loại motor quạt

a) Motor quạt AC 1 pha có tụ

• Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, rẻ, dễ thay tụ, dễ quấn lại, chạy thẳng điện 220V không cần board.
• Nhược điểm: hiệu suất thấp ở số nhỏ, quạt bàn 50W chạy số 1 vẫn tốn khoảng 30–35W.

b) Motor quạt DC không chổi than

• Ưu điểm: tiết kiệm điện khoảng 40–60% so với motor AC cùng cỡ, chỉnh được nhiều cấp tốc độ, chạy êm.
• Nhược điểm: phụ thuộc board điều khiển, hỏng board thì phải thay đúng mẫu, giá cao hơn.

c) Motor quạt 3 pha công nghiệp

• Ưu điểm: bền, công suất lớn, chạy biến tần được, dòng thấp hơn motor 1 pha cùng công suất.
• Nhược điểm: cần nguồn 3 pha hoặc biến tần 1 pha ra 3 pha.

9) Câu hỏi thường gặp về motor quạt điện

a) Người sắp mua motor quạt điện cần hỏi gì, xác minh gì

• Khi mua motor quạt thay thế cần đưa cho người bán những thông tin gì? Mang theo motor cũ hoặc chụp rõ tem: công suất W, điện áp, giá trị tụ µF, đường kính trục, chiều dài trục, khoảng cách lỗ bắt, chiều quay. Với quạt trần, đo thêm đường kính vỏ rotor và khoảng cách lỗ bắt cánh. Motor quạt dàn nóng, dàn lạnh điều hòa còn phải đúng số dây ra (thường 3–5 dây) và đúng kiểu AC hay DC.
• Làm sao biết motor quạt dùng bạc đạn hay bạc thau khi mua? Nắm trục kéo dọc: có độ rơ dọc vài mm là bạc thau. Hỏi thẳng người bán mã vòng bi (thường dạng 608, 6201, 6202). Motor quạt công nghiệp, quạt trần nên chọn bạc đạn vì chạy nhiều giờ liền.
• Dây đồng hay dây nhôm, kiểm tra thế nào? Nhìn chỗ đầu dây ra hoặc đầu bối qua khe thông gió: dây đồng màu đỏ cam dưới lớp men, dây nhôm màu bạc. Motor dây nhôm nhẹ hơn, rẻ hơn, nhưng chịu quá tải kém hơn và khó quấn lại. Quảng cáo "dây đồng 100%" thì cạo thử đầu dây ra để xác nhận.
• Chọn công suất motor quạt hút công nghiệp thế nào? Dựa theo lưu lượng gió và áp suất của quạt, không chỉ đường kính cánh. Ví dụ quạt hút vuông 1m nhà xưởng thường dùng motor khoảng 0.37–0.55kW; quạt ly tâm hút bụi gỗ đường ống dài cần 2.2–7.5kW. Lắp motor nhỏ hơn yêu cầu thì motor quá dòng, nóng, nhảy relay nhiệt.
• Giá motor quạt điện tham khảo khoảng bao nhiêu? Giá trung bình thị trường Việt Nam: motor quạt bàn, quạt đứng thay thế thường vài trăm nghìn đồng; motor quạt trần khoảng vài trăm nghìn tới hơn một triệu tùy bạc và dây; motor quạt công nghiệp 0.37–0.75kW 1 pha khoảng một tới vài triệu đồng; motor 3 pha lớn hơn thì theo công suất. Motor DC không chổi than kèm board thường đắt hơn motor AC cùng cỡ.

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

• Đấu dây motor quạt mới như thế nào cho đúng? Đo điện trở các cặp dây để xác định dây chung, cuối LV, cuối KĐ: cặp có điện trở lớn nhất là hai đầu LV + KĐ nối tiếp. Dây chung nối nguồn trung tính qua công tắc, tụ nối giữa cuối LV và cuối KĐ, dây nguồn còn lại vào cuối LV. Đấu xong cho chạy thử 5 phút, sờ vỏ chỉ ấm là đạt.
• Quạt quay ngược chiều sau khi thay motor thì sửa sao? Với motor tụ ngậm hai cuộn giống nhau (nhiều quạt trần, quạt hút), đổi vị trí tụ từ cuộn này sang cuộn kia là đổi chiều. Motor có cuộn LV và KĐ khác nhau thì đảo hai đầu của cuộn KĐ.
• Dùng quạt thế nào để bền và tiết kiệm điện? Quạt trần, quạt đứng chạy số vừa đủ mát; giữ cánh sạch, cánh bám bụi dày làm motor nặng tải. Quạt công nghiệp 3 pha lắp biến tần, chạy 40–45Hz thay vì 50Hz ở những giờ mát trời là giảm đáng kể tiền điện. Quạt bạc thau nhỏ 1–2 giọt dầu máy may mỗi năm.
• Quạt trần lắp xong bị lắc thì xử lý thế nào? Kiểm tra móc treo chắc chưa, ốc bắt cánh siết đều chưa, các cánh có cong lệch. Dùng bộ đối trọng nhỏ dán lên cánh, thử từng cánh một tới khi hết lắc.
• Quạt hút công nghiệp chạy một thời gian thì nhảy CB? Đo dòng bằng ampe kìm so với tem. Dòng cao: cánh bám bẩn, lưới chắn bít, bạc khô, hoặc điện áp lưới thấp. Dòng bình thường mà vẫn nhảy thì kiểm tra CB, relay nhiệt có chỉnh quá thấp không, mối nối có lỏng nóng không.

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

• Thay tụ sai giá trị cho motor quạt có sao không? Tụ nhỏ hơn: quạt khởi động yếu, phải đẩy tay mới quay. Tụ lớn hơn nhiều: cuộn KĐ quá dòng, motor nóng, cuộn đề cháy dần. Cách sửa: thay tụ đúng µF ghi trên tem hoặc tụ cũ, sai lệch trong khoảng ±10%, điện áp tụ từ 250VAC trở lên.
• Tra dầu nhớt xe máy hay mỡ vào bạc thau quạt? Dầu đặc, mỡ làm bít lỗ thấm của bạc thau, quạt càng nặng. Cách sửa: rửa bạc bằng xăng thơm, để khô, nhỏ dầu máy may loãng, xoay trục vài chục vòng cho dầu thấm.
• Sửa quạt mà không đánh dấu đầu dây, lắp lại bị sai số? Triệu chứng: số 3 lại chậm hơn số 1, hoặc một số không chạy. Cách sửa: đo điện trở từng dây ra so với dây chung, dây có điện trở nhỏ nhất là số nhanh nhất, lần lượt tăng dần là số chậm hơn, đấu lại vào công tắc theo thứ tự.
• Dùng motor quạt AC 1 pha với dimmer đèn để chỉnh tốc? Dimmer đèn loại rẻ làm motor kêu ù, nóng, hỏng tụ. Cách sửa: dùng hộp số quạt trần đúng loại hoặc bộ điều tốc dành cho motor.
• Đem motor quạt 3 pha cắm điện 1 pha bằng tụ để chạy tạm? Cách này làm motor chỉ ra khoảng 50–70% công suất, dễ nóng nếu tải quạt nặng. Cách chỉnh: dùng biến tần vào 1 pha ra 3 pha 220V, motor đấu tam giác, motor chạy đủ công suất và đổi tốc được.

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

• Khái niệm nào cần nắm trước khi học motor quạt? Dòng điện xoay chiều, lệch pha, điện dung tụ, từ trường quay, tốc độ đồng bộ n = 60f/p, hệ số trượt. Với motor quạt trần 16 cực ở 50Hz, tốc độ đồng bộ là 60×50/8 = 375 vòng/phút, quạt thực quay khoảng 250–350 vòng/phút, đây là bài tập tốt để hiểu hệ số trượt.
• Nên học loại motor nào trước motor quạt? Học motor 3 pha rotor lồng sóc trước để hiểu từ trường quay đơn giản nhất, rồi tới motor 1 pha có tụ đề và tụ ngậm (motor quạt là dạng tụ ngậm), sau đó mới tới motor DC không chổi than của quạt inverter. Có thể đọc thêm về động cơ điện 1 pha.
• Thứ tự thực hành hợp lý với motor quạt? Tháo một quạt bàn hỏng: nhận diện stator, rotor, bạc, tụ, cuộn số, cầu chì nhiệt. Đo điện trở từng cuộn, vẽ lại sơ đồ đấu. Thay tụ, thay bạc, lắp lại chạy thử. Sau đó mới tập nối bối dây đứt và quấn lại.
• Tự kiểm chứng bằng đồng hồ đo như thế nào? Đồng hồ vạn năng: đo điện trở cuộn LV, KĐ, cuộn số; đo điện dung tụ. Ampe kìm: đo dòng ở từng số, so với tem (quạt 50W ở 220V khoảng 0.23A). Mêgôm kế: cách điện cuộn dây với vỏ phải trên 1MΩ.
• Có tài liệu nào nên đọc tiếp? Sau motor quạt, đọc tiếp bài quấn và sửa motor 1 pha và bài dây đồng quấn motor để hiểu cách chọn cỡ dây, cách tính vòng.

Các dòng motor thường dùng làm quạt công nghiệp: motor điện 3 pha và motor điện 1 pha.

Bài liên quan:

• Quạt Hút Công Nghiệp: Cấu Tạo, Phân Loại Và Đặc Điểm Của Motor Quạt Hút Công Nghiệp
• Biến Tần Điều Khiển Tốc Độ Motor 3 Pha, Lợi Ích, Khái Niệm
• Cách Đấu Điện Motor 1 Pha, Đấu Tụ, Đảo Chiều
• Động Cơ Parma, Thương Hiệu Bán Chạy Nhất Việt Nam
• Giá Motor 3 Pha Hitachi, Toshiba, Mitsubishi, ABB, Siemens, Giá Quấn Lại Motor