Motor 24V 15W có mã 2DC15-24GN-18, là động cơ một chiều chổi than nam châm vĩnh cửu khung 60 mm, đầu trục răng GN, lắp hộp số 2GN. Ở 24VDC, motor ăn khoảng 1,25A khi kéo đủ mô-men định mức 0,08 N.m; trục ra sau hộp số quay từ 600 đến 6 vòng/phút (bản 1800) và cho mô-men cho phép từ 0,24 đến 23,8 N.m tùy tỉ số truyền.
Trong nhà xưởng, motor giảm tốc 24V 15W thường gặp ở băng tải mini cho dây chuyền lắp ráp, máy đóng gói, máy dán nhãn, bàn xoay gom sản phẩm, cơ cấu cấp phôi và các thiết bị đo kiểm. Lý do là điện áp 24V trùng với điện áp điều khiển trong tủ, motor đóng cắt bằng relay, chỉnh tốc bằng bộ điều tốc DC, an toàn cho người vận hành đứng cạnh băng chuyền.
Nội dung dưới đây dựa trên catalog của chính model này: kích thước lắp, thông số điện, bảng mô-men, cách tính băng tải, chọn nguồn 24V và bảo vệ, đảo chiều, điều tốc, cùng các lưu ý vận hành khi motor chạy theo ca. Model thuộc nhóm motor DC 24V.
Phần motor gồm vỏ thép Ø60 mm chứa nam châm vĩnh cửu, rotor quấn dây, cổ góp và cặp chổi than; phần hộp số 2GN là chuỗi bánh răng trụ ăn khớp nhiều cấp trong vỏ hợp kim. Đọc mã 2DC15-24GN-18: khung 60 mm (số 2), motor một chiều (DC), 15W, 24VDC, đầu trục răng GN, tốc độ có tải 1800 vòng/phút. Catalog có thêm phiên bản 3600 vòng/phút.
Đặc tính quan trọng của motor DC nam châm vĩnh cửu khi dùng trong dây chuyền: tốc độ gần như tỉ lệ với điện áp, mô-men tỉ lệ với dòng điện. Vì vậy chỉ cần thay đổi điện áp trung bình bằng bộ điều tốc là băng tải chạy nhanh hay chậm theo ý, và đo dòng là biết motor đang gánh bao nhiêu tải. Mô-men khởi động 0,1 N.m lớn hơn mô-men định mức 0,08 N.m, giúp motor khởi động được băng tải đang chất hàng.
Thông số chung theo catalog: cách điện cấp B; độ tăng nhiệt cuộn dây dưới 80 °C (đo bằng phương pháp điện trở); điện trở cách điện ≥ 20 MΩ với megger 500 VDC; chịu điện áp thử 1,5 kV trong một phút; nhiệt độ môi trường −10 đến +40 °C; độ ẩm ≤ 85 %, không ngưng tụ; dây ra UL1015 AWG20 dài 300 ± 10 mm.
Với băng tải nhôm định hình, motor thường treo bên hông đầu kéo qua một bát gá chữ L. Chiều dài 155 mm là phần nhô ra khỏi khung băng tải, cần tính để không vướng lối đi hay vướng thiết bị đặt cạnh.
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Mã model | 2DC15-24GN-18 |
| Công suất | 15 W |
| Điện áp định mức | 24 VDC |
| Tốc độ không tải | 2200 / 4400 vòng/phút |
| Dòng không tải | ≤ 0,5 A |
| Tốc độ có tải | 1800 / 3600 vòng/phút |
| Dòng định mức | 1,25 A |
| Mô-men định mức | 0,08 N.m |
| Mô-men khởi động | 0,1 N.m |
| Điện vào khi đủ tải | khoảng 30 W |
| Màu dây | đỏ (+), đen (−) |
Hộp 2GN có các tỉ số từ 1:3 đến 1:300. Mô-men cho phép trong bảng là giá trị catalog cho từng tỉ số; với bản 3600 vòng/phút, cùng tỉ số thì trục ra nhanh gấp đôi, mô-men xấp xỉ một nửa.
Bảng moment motor giảm tốc 24V 15W (tốc độ motor 1800 và 3600 vòng/phút)
| Tỉ số truyền | Tốc độ ra (motor 1800) vòng/phút | Mô-men cho phép (motor 1800) N.m | Tốc độ ra (motor 3600) vòng/phút | Mô-men cho phép (motor 3600) N.m |
|---|---|---|---|---|
| 1:3 | 600 | 0,24 | 1200 | 0,12 |
| 1:3,6 | 500 | 0,29 | 1000 | 0,14 |
| 1:5 | 360 | 0,4 | 720 | 0,2 |
| 1:6 | 300 | 0,48 | 600 | 0,24 |
| 1:7,5 | 240 | 0,6 | 480 | 0,3 |
| 1:9 | 200 | 0,72 | 400 | 0,36 |
| 1:10 | 180 | 0,8 | 360 | 0,4 |
| 1:12,5 | 144 | 1 | 288 | 0,5 |
| 1:15 | 120 | 1,19 | 240 | 0,6 |
| 1:18 | 100 | 1,43 | 200 | 0,72 |
| 1:20 | 90 | 1,59 | 180 | 0,79 |
| 1:25 | 72 | 1,99 | 144 | 0,99 |
| 1:30 | 60 | 2,39 | 120 | 1,19 |
| 1:36 | 50 | 2,87 | 100 | 1,44 |
| 1:40 | 45 | 3,18 | 90 | 1,59 |
| 1:50 | 36 | 3,98 | 72 | 1,99 |
| 1:60 | 30 | 4,75 | 60 | 2,38 |
| 1:75 | 24 | 5,97 | 48 | 2,96 |
| 1:90 | 20 | 7,16 | 40 | 3,58 |
| 1:100 | 18 | 7,96 | 36 | 3,98 |
| 1:120 | 15 | 9,55 | 30 | 4,78 |
| 1:150 | 12 | 11,9 | 24 | 5,95 |
| 1:180 | 10 | 14,3 | 20 | 7,15 |
| 1:200 | 9 | 15,9 | 18 | 7,95 |
| 1:250 | 7,5 | 19,1 | 15 | 9,55 |
| 1:300 | 6 | 23,8 | 12 | 11,9 |
Hộp số đi kèm
Hộp số mã 2GN(tỉ số)K, ví dụ 2GN30K tỉ số 1:30, ổ bi trục ra. Hộp trung gian 2GN10X lắp giữa motor và hộp chính khi cần tỉ số rất lớn. Motor GN chỉ đi được hộp GN cùng cỡ 60. Hộp không tự hãm, chiều quay trục ra phụ thuộc số cấp bánh răng nên phải chạy thử để xác định chiều thực tế trước khi đánh dấu dây thuận, nghịch.
Tính tốc độ băng tải
Vận tốc băng = π × đường kính rulô kéo × tốc độ trục ra. Ví dụ rulô Ø50 mm:
Tính lực kéo cho phép
Lực kéo tối đa ở mặt băng = mô-men cho phép / bán kính rulô. Với tỉ số 1:30, mô-men cho phép 2,39 N.m, bán kính 0,025 m: lực kéo tối đa khoảng 2,39 / 0,025 ≈ 96 N. Băng tải nằm ngang, mặt băng trượt trên tấm đỡ, hệ số ma sát khoảng 0,3: tổng khối lượng hàng và phần băng chịu ma sát 15 kg tạo lực cản khoảng 0,3 × 15 × 9,81 ≈ 44 N, nằm trong giới hạn với biên dư hơn gấp đôi. Công suất cơ thực tế khoảng 44 N × 9,4 / 60 m/s ≈ 7W, thấp hơn 15W định mức.
Chọn bộ nguồn tổ ong
Cho một motor 1,25A, bộ nguồn 24V 3A là lựa chọn tối thiểu hợp lý, vì khoảnh khắc khởi động dòng tăng vượt xa dòng định mức. Khi một tủ điều khiển nhiều băng tải, cộng dòng định mức của tất cả motor rồi nhân khoảng 1,5: bốn motor 24V 15W chạy cùng lúc có tổng dòng 5A, chọn nguồn khoảng 8–10A. Nếu các motor khởi động cùng một lúc, nên cho PLC khởi động lệch nhau vài trăm mili giây để dòng đỉnh không cộng dồn.
Nguồn có kiểu bảo vệ ngắt rồi tự phục hồi (hiccup) dễ rơi vào vòng lặp tắt bật khi motor khởi động có tải: motor giật giật, nguồn kêu tích tích. Gặp hiện tượng này thì đổi sang nguồn công suất lớn hơn, hoặc dùng bộ điều tốc có chức năng tăng tốc mềm.
Tách nguồn động lực và nguồn điều khiển
Tia lửa ở cổ góp chổi than và sụt áp lúc khởi động có thể gây nhiễu cho PLC, màn hình, cảm biến analog. Ở dây chuyền có nhiều motor DC, dùng một nguồn 24V riêng cho motor và một nguồn khác cho mạch điều khiển giúp hệ thống ổn định hơn hẳn.
Ắc quy 24V cho thiết bị di động
Trên xe đẩy dụng cụ, xe kiểm tra hay thiết bị trưng bày lưu động, nguồn 24V tạo bằng hai bình 12V nối tiếp. Với hai bình 12V 20Ah, dùng 50 % dung lượng, motor chạy đủ tải khoảng 10 Ah / 1,25 A = 8 giờ. Bộ pin LiFePO4 24V 20Ah dùng khoảng 80 % cho khoảng 16 Ah / 1,25 A ≈ 12,8 giờ. Hai bình chì nối tiếp cần cùng loại, cùng dung lượng và sạc bằng bộ sạc 24V.
Cầu chì và CB
Mỗi motor một cầu chì DC loại chậm khoảng 2A hoặc CB DC 2A; cầu chì tổng cho nguồn chọn theo dây dẫn chính. Cầu chì riêng giúp một băng tải bị kẹt không làm sập cả tủ.
Dây dẫn
Ở 24V và 1,25A, sụt áp không phải là vấn đề lớn trong phạm vi một dây chuyền. Bảng tham khảo cho trường hợp tủ đặt xa băng tải:
| Chiều dài dây (một chiều) | Tiết diện dây đồng mềm | Sụt áp (V) | Tỉ lệ sụt áp |
|---|---|---|---|
| 10 m | 0,5 mm² | 0,97 | 4,1 % |
| 10 m | 0,75 mm² | 0,65 | 2,7 % |
| 10 m | 1,0 mm² | 0,49 | 2,0 % |
| 20 m | 0,5 mm² | 1,95 | 8,1 % |
| 20 m | 0,75 mm² | 1,30 | 5,4 % |
| 20 m | 1,0 mm² | 0,97 | 4,1 % |
| 30 m | 0,5 mm² | 2,92 | 12,2 % |
| 30 m | 0,75 mm² | 1,95 | 8,1 % |
| 30 m | 1,0 mm² | 1,46 | 6,1 % |
Motor có hai dây: đỏ là dương, đen là âm theo chiều quay chuẩn. Đổi cực thì trục đổi chiều. Trong tủ điện, nên đánh số dây motor (ví dụ M1+, M1−) thay vì chỉ dựa vào màu, vì sau cầu đấu dây có thể đổi màu.
Đảo chiều trong tủ điện
Hai relay trung gian 24VDC (một thuận, một nghịch) có tiếp điểm định mức dòng DC đủ lớn, đấu thành mạch cầu. Khóa chéo bằng tiếp điểm thường đóng của relay kia và bằng chương trình, chèn trễ khoảng 0,5–1 giây giữa dừng và chạy ngược. Lưu ý thông số tiếp điểm: relay ghi 10A ở tải xoay chiều có thể chỉ chịu dòng một chiều thấp hơn nhiều vì hồ quang DC khó tắt; xem đúng thông số dòng DC trên datasheet relay.
Module cầu H hoặc bộ điều tốc có đảo chiều
Khi cần đảo chiều thường xuyên, dừng mềm, hoặc điều khiển bằng tín hiệu từ PLC, dùng module cầu H hay bộ điều tốc DC có ngõ vào chạy, dừng, đảo chiều. Thiết bị loại này đảo chiều qua giai đoạn giảm tốc, tránh được cú sốc lên bánh răng.
Chỉnh tốc độ băng tải
Bộ điều tốc PWM 24V cho phép chỉnh tốc độ băng mà không thay hộp số, thường có núm vặn ở mặt tủ. Một số loại nhận tín hiệu analog để đồng bộ tốc độ với máy phía trước. Các bộ điều chỉnh tốc độ motor DC có tăng giảm tốc mềm và giới hạn dòng đặc biệt hữu ích cho băng tải: hàng không bị đổ khi khởi động, motor được bảo vệ khi kẹt.
Gá motor
Bát gá dày, phẳng, có lỗ thoát vấu trục ra và 4 lỗ theo vòng Ø82 mm. Bắt bu lông M5 xuyên lỗ Ø6 hoặc vít M5 vào lỗ ren sâu 10 mm (chiều dài vít ăn ren không quá 10 mm để không chạm vào bên trong hộp). Bát gá dạng rãnh dài giúp chỉnh căng xích, đai.
Căn trục
Trục ra Ø8 phay dẹt; khớp nối hoặc nhông có vít tì mặt dẹt, nên chấm keo khóa ren cho vít tì ở băng tải chạy đảo chiều. Căn đồng tâm giữa trục hộp số và trục rulô, lệch tâm làm ổ bi đầu ra nóng và mòn.
Mỡ bôi trơn
Hộp 2GN bôi trơn bằng mỡ kín, không cần bảo dưỡng trong điều kiện làm việc thông thường. Không bơm dầu vào hộp. Lắp motor theo hướng nào cũng được, chỉ cần tránh để chất lỏng rửa máy chảy vào phớt trục.
Chạy thử
Chạy không tải mỗi chiều vài phút, sau đó chạy băng với hàng thực. Đo dòng: ở tải bình thường dòng nằm dưới 1,25A. Ghi lại giá trị dòng này làm mốc; về sau nếu dòng cùng tải tăng dần, đó là dấu hiệu ma sát cơ khí tăng (ổ con lăn khô, băng lệch, căng quá).
Tần suất khởi động
Băng tải chạy theo nhịp (chạy, dừng chờ, chạy) khởi động hàng trăm lần mỗi ca. Mỗi lần khởi động là một đỉnh dòng và một cú sốc lên bánh răng. Dùng tăng tốc mềm vài trăm mili giây, tránh dừng gấp bằng cách đảo cực, giúp hộp số và chổi than bền hơn đáng kể.
Nhiệt độ và chổi than
Vỏ motor nóng tay khi chạy liên tục là bình thường. Motor đặt cạnh lò sấy, máy co màng, đèn sấy cần tấm chắn nhiệt vì nhiệt độ môi trường vượt 40 °C làm giảm tuổi thọ mỡ và cách điện. Chổi than mòn theo giờ chạy; dây chuyền chạy 2–3 ca nên có motor dự phòng và theo dõi dấu hiệu chạy yếu, tia lửa nhiều, chập chờn.
An toàn
Băng tải mini trong dây chuyền lắp ráp, kiểm tra
Băng tải PVC bản nhỏ, dài vài mét, tải hàng nhẹ như linh kiện điện tử, hộp nhỏ, chai lọ. Tốc độ 5–15 m/phút với rulô Ø50 tương ứng tỉ số 1:50 đến 1:18 như đã tính ở mục 3.
Bàn xoay gom hàng, bàn xoay cấp chai
Mâm xoay đường kính vừa phải đặt cuối máy chiết rót, máy dán nhãn để gom chai. Tốc độ mâm 5–20 vòng/phút, mâm đỡ bằng ổ bi riêng, motor chỉ truyền mô-men quay.
Cơ cấu cấp nhãn, cấp màng
Trục nhả cuộn nhãn, trục thu giấy đế, trục kéo màng trên máy đóng gói nhỏ, điều tốc theo cảm biến lực căng hoặc cảm biến vòng dây.
Vít tải định lượng, máy khuấy nhỏ
Vít định lượng bột, hạt nhỏ, cánh khuấy bồn nhỏ chất lỏng loãng. Với chất sệt cần tính mô-men khởi động khi vật liệu đã lắng, và che chắn motor khỏi hơi ẩm.
Thiết bị trên xe 24V
Xe tải, xe khách, xe chuyên dùng có hệ điện 24V. Motor dùng cho cơ cấu xoay biển quảng cáo, mâm xoay đèn, cuộn dây nhẹ. Khi máy nổ điện áp khoảng 27,6–28,8V, motor nhanh hơn định mức khoảng 15–20 %.
Các ứng dụng chịu tải nâng, tải treo, xe chở người hoặc cần giữ vị trí khi mất điện cần cơ cấu khóa riêng và không chỉ dựa vào motor này. Thông tin tổng quan về các dòng một chiều khác có ở danh mục motor DC.
Motor 24V 15W cần nguồn bao nhiêu ampe? Dòng định mức 1,25A; một motor nên dùng nguồn 24V từ 3A để có dư cho dòng khởi động. Nhiều motor chung nguồn thì cộng dòng rồi nhân khoảng 1,5.
Motor giảm tốc 24V 15W kéo băng tải dài bao nhiêu mét? Không tính theo chiều dài mà theo lực cản: khối lượng hàng trên băng, ma sát mặt trượt, độ căng băng. Với rulô Ø50 và tỉ số 1:30, lực kéo cho phép khoảng 96 N; tổng lực cản thực tế nên nằm dưới khoảng 60–70 % con số này.
Motor có tự hãm, giữ băng tải dốc khi dừng không? Không. Hộp số 2GN không tự hãm, băng tải dốc chở hàng sẽ trôi ngược khi motor tắt; cần cơ cấu chống ngược hoặc phanh.
Cấp 12V cho motor 24V 15W thì chạy được không? Chạy được nhưng chỉ khoảng nửa tốc độ, công suất ra giảm tương ứng, mô-men khởi động thấp hơn. Dùng được cho thử nghiệm, không nên dùng làm chế độ chạy chính.
Motor 24V 15W có chạy được 24/24 không? Được nếu tải thực tế dưới định mức, nhiệt độ quanh motor dưới 40 °C và có thông gió. Giới hạn là tuổi thọ chổi than, nên cần kế hoạch kiểm tra, thay thế khi máy chạy liên tục nhiều tháng.
Khi nào dùng bản 3600 vòng/phút? Khi cần tốc độ trục ra cao mà tải nhẹ, ví dụ băng tải chạy nhanh với hàng rất nhẹ. Cùng tỉ số, bản 3600 cho mô-men cho phép bằng khoảng một nửa bản 1800.
Vì sao motor chạy được một lúc thì bộ nguồn tắt? Có thể do nguồn quá nhỏ, nguồn quá nóng trong tủ kín, hoặc motor đang quá tải làm dòng vượt ngưỡng bảo vệ. Đo dòng motor khi chạy và kiểm tra nhiệt độ tủ điện.
Có thể điều khiển motor trực tiếp bằng ngõ ra PLC không? Ngõ ra transistor thường không đủ dòng cho 1,25A cộng dòng khởi động. Dùng relay trung gian hoặc bộ điều tốc DC có ngõ vào điều khiển.
Motor có gắn được encoder để đếm sản phẩm không? Model tiêu chuẩn không có encoder. Có thể gắn đĩa có lỗ hoặc cam lên trục rulô và dùng cảm biến tiệm cận để đếm vòng, hoặc đếm sản phẩm trực tiếp bằng cảm biến quang trên băng.
Motor kêu rít khi chỉnh chậm, có sao không? Tiếng rít thường do tần số PWM của bộ điều tốc nằm trong vùng tai nghe được, không hại ngay cho motor. Bộ điều tốc tần số cao khoảng 16–20 kHz sẽ êm hơn.
Đặt motor gần khu vực rửa máy có được không? Motor không chịu được nước xịt trực tiếp. Cần hộp che, hướng đầu dây xuống dưới, và che chắn khi vệ sinh máy bằng nước.
Động cơ 24V 15W 2DC15-24GN-18 thuộc nhóm động cơ điện một chiều; số liệu catalog ở trên đủ để chọn tỉ số, thiết kế gá lắp và tính nguồn cho băng tải hay cơ cấu tự động nhỏ.
