Motor Có Phanh

Motor có phanh (còn gọi là motor có thắng từ, động cơ có thắng từ, động cơ phanh từ hay motor thắng đuôi) là động cơ điện 3 pha được gắn thêm bộ phanh điện từ ở đuôi motor. Khi mất điện hoặc ngắt máy, phanh tự đóng và giữ trục đứng yên gần như tức thời, nên motor 3 pha có thắng từ được dùng nhiều cho tời nâng, cầu trục, băng tải dốc, cửa cuốn công nghiệp và các máy cần dừng đúng vị trí. Bài viết giải thích cấu tạo, nguyên lý, thông số, cách chọn lực phanh theo công suất và bảng giá động cơ có thắng từ chân đế, mặt bích theo từng công suất.

1. Motor có phanh là gì?

Motor có phanh là tổ hợp gồm một động cơ điện xoay chiều 3 pha (thường là dòng Y3EJ vỏ gang hoặc GLEJ vỏ nhôm) và một bộ phanh điện từ lắp ở đuôi, phía sau quạt làm mát. Chữ "EJ" trong ký hiệu YEJ, Y3EJ, GLEJ chính là ký hiệu của động cơ có phanh điện từ.

Điểm khác biệt quan trọng nhất so với motor thường: phanh của động cơ có thắng từ là loại phanh thường đóng. Phanh được giữ chặt bằng lò xo và chỉ nhả ra khi cuộn hút được cấp điện. Vì vậy khi mất điện đột ngột, tải nâng không bị rơi và băng tải dốc không bị trôi ngược.

2. Cấu tạo motor có thắng từ

a. Phần động cơ điện

• Stator quấn dây 3 pha, rotor lồng sóc, trục ra và vòng bi hai đầu giống động cơ 3 pha thông thường.
• Trục phía đuôi được kéo dài để lắp đĩa phanh, vì vậy chiều dài motor có phanh dài hơn motor thường cùng công suất.
• Vỏ gang (Y3EJ) cứng vững, chịu va đập; vỏ nhôm (GLEJ) nhẹ hơn, tản nhiệt nhanh, phù hợp máy cần giảm khối lượng.

b. Bộ phanh điện từ (thắng đuôi)

• Cuộn hút nam châm điện: tạo lực từ để kéo phần ứng, nhả phanh khi motor chạy.
• Phần ứng (tấm sắt hút): di chuyển dọc trục, ép hoặc nhả đĩa phanh.
• Đĩa phanh có bố ma sát hai mặt: lắp trên trục đuôi qua moay-ơ then hoa (lục giác), quay cùng trục motor.
• Lò xo nén: tạo lực ép đĩa phanh, quyết định lực phanh (Nm).
• Bộ chỉnh lưu: đổi điện xoay chiều sang điện một chiều DC cấp cho cuộn hút. Phanh dòng SDZ1 phổ biến dùng điện DC 99V hoặc 170V.
• Tay nhả phanh bằng tay (tùy model): cho phép xoay trục khi mất điện để hạ tải hoặc căn chỉnh máy.

3. Nguyên lý hoạt động của động cơ có thắng từ

a. Khi cấp điện cho motor

Bộ chỉnh lưu cấp điện DC vào cuộn hút. Lực từ kéo phần ứng thắng lực lò xo, tạo khe hở giữa phần ứng và đĩa phanh. Đĩa phanh được giải phóng, trục motor có phanh quay tự do như động cơ thường.

b. Khi ngắt điện hoặc mất điện

Cuộn hút mất điện, lực từ biến mất. Lò xo đẩy phần ứng ép chặt đĩa phanh vào mặt bích cố định, ma sát trên hai mặt bố làm trục dừng lại và giữ nguyên vị trí. Thời gian phanh của động cơ phanh từ chỉ khoảng vài chục đến vài trăm mili giây, tùy công suất và cách cấp nguồn cho phanh.

4. Thông số kỹ thuật cơ bản của motor 3 pha có thắng từ

• Điện áp motor: 3 pha 380V (nối Y hoặc Δ tùy công suất), loại 220V/380V hoặc 380V/660V; tần số 50Hz.
• Điện áp cuộn phanh: DC 99V hoặc DC 170V qua bộ chỉnh lưu; ngoài ra có phanh AC 3 pha dòng JSDZ3 dùng trực tiếp 220V hoặc 380V.
• Tốc độ: 4 cực 1400–1450 vòng/phút (phổ biến nhất), 2 cực khoảng 2900 vòng/phút, 6 cực khoảng 950 vòng/phút.
• Dòng định mức ở 380V (4 cực): 0.37kW khoảng 1.1A, 0.75kW khoảng 2A, 1.5kW khoảng 3.7A, 2.2kW khoảng 5.1A, 3kW khoảng 6.8A, 4kW khoảng 8.8A, 5.5kW khoảng 11.7A, 7.5kW khoảng 15.6A, 11kW khoảng 22.5A, 15kW khoảng 30A, 22kW khoảng 43A.
• Lực phanh theo cỡ khung (phanh SDZ1): khung 71 = 4Nm, khung 80 = 8Nm, khung 90 = 15Nm, khung 100 = 30Nm, khung 112 = 40Nm, khung 132 = 80Nm, khung 160 = 150Nm, khung 180 = 200Nm.
• Cấp bảo vệ IP54/IP55, cách điện cấp F, kiểu lắp chân đế B3, mặt bích B5 hoặc vừa chân vừa bích B35.
• Chạy biến tần: motor có phanh dùng được với biến tần để điều chỉnh tốc độ, khởi động mềm; cuộn phanh cần nguồn riêng ổn định, không lấy từ đầu ra biến tần vì điện áp đầu ra thay đổi theo tần số.

5. Phân loại motor có phanh

a. Theo kiểu lắp

• Motor có phanh chân đế (B3): bắt bulong xuống bệ máy, nối trục qua khớp nối, puly hoặc nhông xích.
• Motor có phanh mặt bích (B5/B35): lắp trực tiếp vào hộp giảm tốc, đầu tời, bơm hoặc thân máy, đồng tâm tốt và gọn.

b. Theo vật liệu vỏ và khung

• Y3EJ vỏ gang: cứng vững, chịu rung, phù hợp cầu trục, tời, máy công trình.
• GLEJ vỏ nhôm: nhẹ, tản nhiệt nhanh, phù hợp băng tải, máy đóng gói, cửa cuốn.
• Khung gọn: cùng công suất nhưng dùng cỡ khung nhỏ hơn một bậc (vd 2.2kW khung 90, 4kW khung 100, 11kW khung 132), giá thấp hơn và gọn hơn; lực phanh theo cỡ khung nên thấp hơn bản khung chuẩn.

c. Theo loại phanh

• Phanh điện từ DC (SDZ1): phổ biến nhất, êm, lực phanh ổn định.
• Phanh điện từ AC 3 pha (JSDZ3): dùng trực tiếp điện 220V hoặc 380V, không cần bộ chỉnh lưu, phản hồi nhanh.

d. Motor có phanh ghép hộp số

Khi cần tốc độ chậm và lực lớn, động cơ có thắng từ mặt bích được ghép với hộp giảm tốc trục vít, cyclo hoặc bánh răng. Tham khảo thêm dòng motor giảm tốc có thắng từ cho tời, băng tải và cửa cuốn tốc độ thấp.

6. Ứng dụng của động cơ có thắng từ

• Tời nâng hạ, palang, cầu trục, cổng trục, thang nâng hàng, vận thăng công trình: giữ tải khi dừng hoặc mất điện.
• Băng tải nghiêng, băng tải dốc, gầu tải: chống trôi ngược khi dừng máy.
• Cửa cuốn công nghiệp, cửa trượt, cửa kho lạnh, barie: dừng đúng hành trình.
• Máy đóng gói, máy cắt định vị, máy chiết rót, bàn xoay phân độ: dừng chính xác theo chu kỳ.
• Máy trộn bê tông nâng gầu, máy ép, máy cuốn tôn, máy xả cuộn: dừng nhanh để giữ an toàn cho người vận hành.
• Xe di chuyển ray, xe chuyển phôi, hệ thống kho hàng tự động: hãm khi đến điểm dừng.

Motor có phanh thuộc nhóm motor công nghiệp. Với nhu cầu khác có thể xem thêm motor khuấy, motor phòng nổ, động cơ biến tần và motor kéo.

7. Ưu điểm của motor có thắng từ

• An toàn khi mất điện: phanh thường đóng nên tải nâng được giữ lại, không rơi tự do.
• Dừng nhanh, đúng vị trí: thời gian phanh ngắn, giảm quãng trôi do quán tính.
• Một bộ hoàn chỉnh: motor và phanh đồng bộ lực phanh, kích thước, không phải chế thêm phanh ngoài.
• Lực phanh chỉnh được: tăng giảm lực ép lò xo theo tải thực tế.
• Dễ thay thế: kích thước lắp đặt theo tiêu chuẩn IEC, thay được motor thường cùng cỡ khung (chú ý chiều dài lớn hơn).
• Bộ phanh rời thay được riêng: khi bố mòn hoặc cuộn hút hỏng có thể thay phanh theo đúng cỡ khung.

8. Cách chọn motor có phanh theo tải

• Công suất: tính theo tải thực tế cộng hệ số khởi động; tải nâng cần dư công suất hơn tải ngang.
• Lực phanh so với mô men motor: mô men định mức motor 4 cực ≈ 9550 × kW / 1450. Lực phanh tiêu chuẩn thường bằng khoảng 1.5–2 lần mô men định mức, vd 2.2kW (14.5Nm) dùng phanh 30Nm khung 100; 2.2kW khung gọn 90 có phanh 15Nm.
• Tải nâng hạ thẳng đứng: lực phanh quy về trục motor phải lớn hơn mô men do tải gây ra, tính cả quán tính puly, tang cuốn và nhông xích.
• Tần suất đóng cắt: máy dừng/chạy nhiều lần mỗi giờ làm bố phanh mòn nhanh và cuộn hút nóng hơn; chọn khung lớn hơn sẽ có lực phanh và diện tích bố lớn hơn.
• Kiểu lắp: chân đế cho truyền động puly, khớp nối; mặt bích cho lắp thẳng vào hộp số, tời.
• Môi trường: nơi bụi, ẩm, ngoài trời cần IP55 trở lên và che chắn bộ phanh.

9. Bảng giá motor có phanh

Bảng giá động cơ có thắng từ 3 pha 4 cực (1400–1450 vòng/phút), điện áp 380V, giá trung bình thị trường Việt Nam cho loại rẻ nhất ở mỗi công suất, gồm cả loại chân đế (B3) và mặt bích (B35).

• Giá là giá trung bình thị trường Việt Nam cho bộ motor kèm phanh điện từ, có thể thay đổi theo thời điểm và số lượng.
• Khung gọn (2.2kW khung 90, 4kW khung 100, 11kW khung 132, 18.5kW khung 160) có giá thấp hơn nhưng lực phanh theo cỡ khung nhỏ hơn bản khung chuẩn.
• Bản khung chuẩn tham khảo: 2.2kW khung 100 phanh 30Nm khoảng 5.240.000 đ; 4kW khung 112 phanh 40Nm khoảng 6.300.000 đ; 11kW khung 160 phanh 150Nm khoảng 12.600.000 đ.

10. Câu hỏi thường gặp về motor có phanh

• Motor có phanh và motor có thắng từ có khác nhau không? Không. Motor có phanh, motor có thắng từ, động cơ có thắng từ, động cơ phanh từ hay motor thắng đuôi đều chỉ cùng một loại: động cơ điện 3 pha gắn bộ phanh điện từ ở đuôi, ký hiệu thường gặp là YEJ, Y3EJ hoặc GLEJ.
• Khi mất điện, motor có thắng từ có giữ được tải không? Có. Phanh điện từ là loại thường đóng, lò xo ép đĩa phanh ngay khi cuộn hút mất điện, nên tải được giữ lại trong giới hạn lực phanh của từng cỡ khung (vd khung 100 là 30Nm, khung 132 là 80Nm).
• Lực phanh của động cơ có thắng từ bao nhiêu là đủ? Lực phanh tiêu chuẩn thường bằng khoảng 1.5–2 lần mô men định mức của motor. Với tải nâng hạ, lực phanh quy về trục motor phải lớn hơn mô men do tải và quán tính puly, tang cuốn gây ra.
• Motor có phanh 2.2kW lực phanh bao nhiêu Nm? Motor 2.2kW 4 cực có mô men khoảng 14.5Nm. Bản khung 100 dùng phanh 30Nm; bản khung gọn 90 dùng phanh 15Nm, giá rẻ hơn nhưng biên lực phanh thấp hơn.
• Motor 3 pha có thắng từ dùng điện bao nhiêu volt? Motor dùng điện 3 pha 380V 50Hz (một số loại 220V/380V hoặc 380V/660V). Cuộn phanh DC dùng điện 99V hoặc 170V qua bộ chỉnh lưu; phanh AC 3 pha JSDZ3 dùng trực tiếp 220V hoặc 380V.
• Dòng điện của motor có phanh 3kW, 5.5kW, 7.5kW là bao nhiêu ampe? Ở 380V, motor 4 cực 3kW khoảng 6.8A, 5.5kW khoảng 11.7A, 7.5kW khoảng 15.6A. Cuộn phanh chỉ tiêu thụ thêm dòng rất nhỏ, khoảng vài chục đến vài trăm mA.
• Động cơ có thắng từ chạy biến tần được không? Được. Biến tần giúp khởi động mềm, chỉnh tốc độ và giảm va đập khi phanh. Cuộn phanh cần nguồn riêng ổn định, không lấy từ đầu ra biến tần vì điện áp đầu ra thay đổi theo tần số.
• Nên chọn motor có phanh chân đế hay mặt bích? Chân đế (B3) phù hợp truyền động qua puly, khớp nối, nhông xích. Mặt bích (B5/B35) phù hợp lắp thẳng vào hộp giảm tốc, đầu tời, cửa cuốn, giúp đồng tâm tốt và gọn hơn.
• Motor có phanh vỏ nhôm và vỏ gang khác nhau thế nào? Vỏ gang (Y3EJ) cứng vững, chịu rung và va đập tốt, hợp cầu trục, tời. Vỏ nhôm (GLEJ) nhẹ, tản nhiệt nhanh, hợp băng tải, máy đóng gói, cửa cuốn.
• Motor có phanh khung gọn là gì? Là motor cùng công suất nhưng dùng cỡ khung nhỏ hơn một bậc, ví dụ 4kW khung 100 thay vì khung 112. Giá thấp hơn, gọn hơn, nhưng lực phanh và khả năng tản nhiệt theo cỡ khung nhỏ hơn.
• Thời gian phanh của motor có thắng từ là bao lâu? Thường từ vài chục đến vài trăm mili giây tùy công suất, quán tính tải và cách cấp nguồn cho cuộn phanh. Quãng trôi của tải sau khi ngắt điện vì vậy rất ngắn.
• Motor có phanh dùng cho tời nâng, cầu trục, palang được không? Được, đây là ứng dụng phổ biến nhất của động cơ có thắng từ. Với tải nâng thẳng đứng, motor có phanh thường được ghép với hộp giảm tốc để tăng mô men và lực giữ quy về trục tải.
• Motor có phanh có dùng cho băng tải dốc và cửa cuốn không? Có. Phanh điện từ giữ băng tải nghiêng không trôi ngược khi dừng và giữ cửa cuốn đứng đúng vị trí, kể cả khi mất điện.
• Có thể gắn phanh điện từ vào motor thường không? Motor thường không có trục đuôi kéo dài và mặt lắp phanh nên khó gắn. Cách phổ biến là dùng motor có phanh đồng bộ hoặc thay bộ phanh rời đúng cỡ khung (SDZ1 khung 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180) cho motor có phanh sẵn.
• Motor có phanh có tay nhả phanh bằng tay không? Nhiều model có tay gạt nhả phanh. Khi mất điện, tay gạt cho phép xoay trục để hạ tải từ từ hoặc căn chỉnh vị trí máy; sau khi thả tay, phanh tự đóng lại.