Motor 24V 200W là motor DC chổi than nam châm vĩnh cửu chạy điện một chiều 24V, công suất 200W, tốc độ định mức khoảng 1800 vòng/phút, thường được ghép với hộp số bánh răng trục song song kiểu GU để thành motor giảm tốc 24V 200W. Với mô-men định mức trên trục motor khoảng 1,06 N.m, sau hộp số tỉ số 1:30 trục ra quay khoảng 60 vòng/phút và có mô-men tính toán gần 32 N.m, đủ kéo băng tải con lăn, máy khuấy, cơ cấu xoay, xe đẩy hàng cỡ vừa hay các cơ cấu chạy bằng nguồn tổ ong 24V trong tủ điện công nghiệp.
Động cơ 24V 200W được chế tạo trên hai cỡ khung: khung 90 mm (mã dạng 5DC200-24GU-18, đi hộp số 5GU) và khung 104 mm (mã dạng 6DC200-24GU-18, đi hộp số 6GU). Nội dung dưới đây đi lần lượt qua cấu tạo, kích thước lắp đặt của cả hai khung, bảng tốc độ và mô-men theo 26 tỉ số truyền, cách chọn nguồn, ắc quy, dây dẫn, cầu chì cho đúng dòng điện của motor dc 24v 200w, cách đảo chiều, chỉnh tốc và những lưu ý khi đưa vào máy thật.
Motor 24V 200W thuộc nhóm motor DC chổi than nam châm vĩnh cửu: stator là các miếng nam châm gắn trong vỏ thép thân tròn Ø90 mm, rotor quấn dây đồng có cổ góp, hai chổi than tì lên cổ góp để đưa dòng điện vào cuộn dây. Vì từ trường do nam châm tạo ra nên motor chỉ cần hai dây nguồn: dây đỏ nối cực dương, dây đen nối cực âm là chạy, không cần tụ, không cần biến tần hay driver bắt buộc như motor không chổi than.
Những điểm đặc trưng của model này so với motor giảm tốc xoay chiều cùng công suất:
Phiên bản có hộp số gồm motor 200W, hộp số GU cùng cỡ khung (5GU cho khung 90, 6GU cho khung 104) và tùy chọn hộp trung gian tỉ số 1:10 lắp xen giữa khi cần tốc độ trục ra rất thấp. Hộp số bánh răng trụ dùng mỡ bôi trơn kín, mặt hộp vuông bắt vít, trục ra có rãnh cavet để lắp nhông, puly hoặc khớp nối.
Catalog dòng motor DC 5DC/6DC chỉ công bố bảng điện chi tiết cho các mức 120W và 250W; mức 200W xuất hiện trên bản vẽ khung 90 và khung 104 với đầy đủ chiều dài. Vì vậy phần kích thước dưới đây lấy đúng theo bản vẽ, còn mô-men và dòng điện được tính từ công suất và tốc độ định mức, có ghi rõ là giá trị tính toán hoặc ước tính.
Hai cỡ khung có cùng thân tròn Ø90 mm nhưng khác mặt bích, khác trục, khác hộp số. Khi thay thế motor cũ, cần đo cạnh mặt bích và đường kính trục để biết máy đang dùng khung nào.
Khung 90 mm (5DC200-24GU-18)
Khung 104 mm (6DC200-24GU-18)
Bảng dưới gom các thông số chắc chắn của dòng motor 5DC/6DC và các giá trị tính từ công suất 200W. Dòng điện định mức không có trong catalog cho mức 200W nên chỉ ghi giá trị ước tính để chọn nguồn, dây và cầu chì; khi cần con số chính xác, đo bằng ampe kìm DC lúc motor chạy đúng tải.
| Thông số | Giá trị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Công suất | 200 W | Ghi trên mã motor |
| Điện áp | 24 VDC | Nguồn một chiều |
| Tốc độ định mức | 1800 vòng/phút | Tốc độ có tải dùng để tính |
| Mô-men định mức trên trục motor | ≈ 1,06 N.m | Tính toán: 9550 × 0,2 / 1800 |
| Dòng định mức | ≈ 10–11 A | Ước tính: P / (U × hiệu suất 0,75–0,8) |
| Cấp cách điện | B (130 °C) | Độ tăng nhiệt cuộn dây < 80 °C |
| Điện trở cách điện | ≥ 20 MΩ | Đo megger 500 VDC |
| Độ bền điện môi | 1,5 kV trong 1 phút | Giữa cuộn dây và vỏ |
| Môi trường làm việc | −10 đến +40 °C | Độ ẩm ≤ 85 %, không đọng sương |
| Dây ra | UL1015 AWG20, 300 ± 10 mm | Đỏ (+), đen (−) |
Hộp số GU có 26 tỉ số từ 1:3 đến 1:300. Tốc độ trục ra bằng 1800 chia cho tỉ số. Mô-men trong bảng là mô-men định mức motor (1,06 N.m) nhân tỉ số, đúng cách catalog lập bảng cho dòng 5DC/6DC; đây là giá trị tính toán, chưa trừ hiệu suất hộp số.
Bảng moment motor giảm tốc 24V 200W (tốc độ motor 1800 vòng/phút)
| Tỉ số truyền | Tốc độ trục ra (vòng/phút) | Mô-men trục ra tính toán (N.m) |
|---|---|---|
| 1:3 | 600 | 3,18 |
| 1:3,6 | 500 | 3,82 |
| 1:5 | 360 | 5,31 |
| 1:6 | 300 | 6,37 |
| 1:7,5 | 240 | 7,96 |
| 1:9 | 200 | 9,55 |
| 1:10 | 180 | 10,6 |
| 1:12,5 | 144 | 13,3 |
| 1:15 | 120 | 15,9 |
| 1:18 | 100 | 19,1 |
| 1:20 | 90 | 21,2 |
| 1:25 | 72 | 26,5 |
| 1:30 | 60 | 31,8 |
| 1:36 | 50 | 38,2 |
| 1:40 | 45 | 42,4 |
| 1:50 | 36 | 53,1 |
| 1:60 | 30 | 63,7 |
| 1:75 | 24 | 79,6 |
| 1:90 | 20 | 95,5 |
| 1:100 | 18 | 106 |
| 1:120 | 15 | 127 |
| 1:150 | 12 | 159 |
| 1:180 | 10 | 191 |
| 1:200 | 9 | 212 |
| 1:250 | 7,2 | 265 |
| 1:300 | 6 | 318 |
Ngoài kiểu liền hộp số trục thẳng, motor giảm tốc 24V 200W còn được lắp với hộp số vuông góc và hộp trục vít để đổi hướng trục ra 90°, phù hợp những máy không đủ chỗ cho motor nằm thẳng hàng với trục tải. Các cấu hình đang được lắp sẵn gồm:
Một vài lưu ý khi chọn giữa các cấu hình:
Phần lớn sự cố với motor dc 24v 200w không nằm ở motor mà ở mạch cấp điện: nguồn quá nhỏ tự ngắt khi khởi động, dây nhỏ gây sụt áp làm motor yếu và nóng, cầu chì chọn sai đứt liên tục hoặc không bảo vệ được dây. Các con số dưới đây lấy dòng ước tính 11 A làm cơ sở.
Chọn bộ nguồn tổ ong 24V
Trong nhà xưởng, motor 24V thường được cấp bằng nguồn xung (nguồn tổ ong) 24V đặt trong tủ điện. Dòng liên tục của nguồn nên từ 1,5 lần dòng motor trở lên: 11 A × 1,5 ≈ 16,5 A, tức nguồn 24V 20 A (480W) là mức tối thiểu hợp lý, nguồn 24V 25 A cho dư tốt hơn khi motor phải khởi động có tải nặng. Lý do phải dư là dòng khởi động của motor DC chổi than thường gấp khoảng 6–10 lần dòng chạy trong vài chục đến vài trăm mili giây; nhiều nguồn tổ ong có kiểu bảo vệ ngắt rồi tự khởi động lại, gặp đỉnh dòng này sẽ ngắt, khiến motor giật giật mà không lên được tốc độ. Cách khắc phục là chọn nguồn công suất lớn hơn, nguồn có khả năng chịu quá tải ngắn, hoặc cho motor khởi động mềm qua bộ điều tốc.
Nếu cùng một nguồn còn nuôi PLC, cảm biến, rơ le điều khiển, nên tách riêng nguồn cho motor hoặc ít nhất đi dây motor riêng từ cọc nguồn, vì mỗi lần motor khởi động điện áp sẽ võng xuống và có thể làm PLC khởi động lại.
Chạy bằng ắc quy 24V
Trên xe đẩy, máy di động, hệ 24V thường là hai bình 12V nối tiếp: cực dương bình thứ nhất nối cực âm bình thứ hai, hai cực còn lại là 24V. Hai bình nên cùng loại, cùng dung lượng, cùng tuổi và được sạc bằng bộ sạc 24V hoặc sạc cân bằng từng bình. Thời gian chạy ước tính bằng dung lượng sử dụng được chia cho dòng:
Ắc quy khởi động của ô tô làm việc tốt với dòng lớn trong thời gian ngắn, nhưng nếu ngày nào cũng xả sâu để chạy motor thì nhanh hỏng. Máy chạy nhiều giờ mỗi ngày nên dùng ắc quy xả sâu, AGM, gel hoặc lithium.
Tiết diện dây dẫn
Dây phải đủ lớn cả về khả năng chịu dòng lẫn sụt áp. Bảng dưới tính cho dây đồng, dòng 11 A, giữ sụt áp không quá 3% (0,72 V), có tính cả dây đi và dây về; tiết diện nhỏ nhất được lấy 2,5 mm² để đi cùng cầu chì 15–20 A.
| Khoảng cách nguồn – motor | Tiết diện đồng tối thiểu | Sụt áp đi – về | Tỉ lệ sụt áp |
|---|---|---|---|
| 1 m | 2,5 mm² | 0,15 V | 0,6 % |
| 2 m | 2,5 mm² | 0,31 V | 1,3 % |
| 3 m | 2,5 mm² | 0,46 V | 1,9 % |
| 5 m | 4 mm² | 0,48 V | 2,0 % |
| 8 m | 6 mm² | 0,51 V | 2,1 % |
| 10 m | 6 mm² | 0,64 V | 2,7 % |
Cầu chì và CB
Cầu chì bảo vệ dây là chính. Định mức nên khoảng 1,25–1,5 lần dòng chạy: 11 A × 1,25–1,5 ≈ 14–16,5 A, chọn cầu chì loại chậm (trễ) 15 A hoặc 20 A để không đứt lúc khởi động, đồng thời phải nhỏ hơn khả năng chịu dòng của dây. Đặt cầu chì càng gần nguồn hoặc cọc dương ắc quy càng tốt. Nếu dùng CB, chọn loại có định mức điện áp DC; CB chỉ ghi định mức AC dập hồ quang một chiều kém hơn.
Motor giảm tốc 24V 200W có hai dây ra: đỏ và đen. Nối đỏ vào cực dương, đen vào cực âm thì motor quay theo chiều kim đồng hồ (nhìn từ phía trục); đổi cực thì quay ngược chiều kim đồng hồ.
Mạch đảo chiều
Có thể đảo chiều bằng công tắc đảo chiều hai tầng (DPDT), cặp rơ le, contactor đảo chiều hoặc mạch cầu H. Tiếp điểm phải có định mức dòng một chiều lớn hơn dòng khởi động của motor, không chỉ lớn hơn 11 A dòng chạy; rơ le ghi 10 A cho điện xoay chiều thường chịu dòng một chiều thấp hơn nhiều vì hồ quang DC khó tắt. Luôn để motor dừng hẳn, khoảng 0,5–1 giây, rồi mới đảo chiều: đảo khi trục còn quay, điện áp nguồn cộng với sức phản điện động làm dòng vọt lên rất cao, dễ cháy tiếp điểm và gây sốc cho bánh răng.
Điều chỉnh tốc độ bằng PWM
Cách chỉnh tốc thông dụng là dùng bộ điều tốc DC băm xung (PWM) – xem các loại trong nhóm bộ điều chỉnh tốc độ motor. Bộ điều tốc giữ điện áp đỉnh 24V và thay đổi độ rộng xung, nên tốc độ giảm mà motor vẫn giữ được mô-men tốt hơn nhiều so với dùng điện trở hạ áp. Khi chọn bộ điều tốc cho motor 200W, lưu ý:
Dừng nhanh và giữ tải
Muốn trục dừng nhanh, có thể ngắt nguồn rồi nối tắt hai cực motor hoặc nối qua điện trở hãm: motor lúc này phát điện và tự hãm, lực hãm giảm dần theo tốc độ. Cách này không giữ được tải khi đã dừng; tải treo hoặc dốc vẫn cần phanh điện từ hoặc khóa cơ khí.
Lắp đặt cơ khí
Mỡ bôi trơn và tư thế lắp
Hộp số GU dùng mỡ bôi trơn kín, lắp được ở hầu hết tư thế. Khi lắp đứng trục quay xuống, chú ý mỡ có thể rỉ theo trục và nước đọng có thể chảy dọc trục vào hộp; nên có tấm che. Không đổ dầu nhớt lỏng vào hộp số dạng mỡ vì dầu sẽ rò ra ngoài.
Chạy rà và kiểm tra ban đầu
Vận hành an toàn và nhiệt độ
Chu kỳ làm việc và chổi than
Motor DC chổi than chạy được liên tục ở tải định mức nếu thông gió tốt, nhưng chổi than mòn dần theo giờ chạy. Motor DC chổi than cỡ nhỏ thường được nêu tuổi thọ chổi khoảng 1.000–3.000 giờ vận hành, phụ thuộc nhiều vào tốc độ, dòng điện, nhiệt độ, bụi và số lần khởi động. Một máy chạy hai ca mỗi ngày tích lũy khoảng 5.000 giờ một năm, nên cần lên lịch kiểm tra chổi than. Dấu hiệu chổi sắp hết: tia lửa ở cổ góp tăng, motor yếu, giật cục, lúc chạy lúc không.
Công suất 200W ở 24V là mức đủ mạnh cho máy cỡ vừa mà dòng điện vẫn dễ xử lý bằng dây 2,5–4 mm² và nguồn tổ ong thông dụng. Một số ứng dụng điển hình, kèm phép tính mẫu:
Băng tải con lăn và băng tải đai
Tốc độ băng v = π × D rulô × n trục ra. Với rulô Ø100 mm và tỉ số 1:30 (60 vòng/phút): v = 3,14 × 0,1 × 60 ≈ 18,8 m/phút. Mô-men tính toán ở 1:30 khoảng 31,8 N.m, nhân hiệu suất 0,8 còn khoảng 25 N.m, tương ứng lực kéo trên mặt rulô bán kính 0,05 m khoảng 500 N. Băng tải dốc lên phải chống trôi ngược khi dừng bằng phanh hoặc hộp trục vít; dùng bộ điều tốc có khởi động mềm để hàng không bị đổ.
Máy khuấy, máy trộn nhỏ
Máy khuấy bồn nhỏ thường cần 60–120 vòng/phút. Điểm cần chú ý là mô-men khởi động khi chất sệt đã lắng và tải hướng kính do cánh khuấy dài, nên chọn gối đỡ trục riêng nếu trục cánh dài. Không dùng motor chổi than cho bồn chứa dung môi, chất dễ cháy.
Xe đẩy hàng, xe gom hàng trong xưởng
Với bánh xe Ø200 mm, tỉ số 1:15 (120 vòng/phút), tốc độ xe khoảng 3,14 × 0,2 × 120 ≈ 75 m/phút, tức khoảng 4,5 km/giờ. Mô-men tính toán ở 1:15 khoảng 15,9 N.m, nhân 0,8 còn khoảng 12,7 N.m, lực đẩy ở bánh bán kính 0,1 m khoảng 127 N. Lực cản lăn trên nền xi măng phẳng với hệ số khoảng 0,02 cho xe tổng 300 kg là khoảng 0,02 × 300 × 9,81 ≈ 59 N, còn dư để tăng tốc và vượt gờ nhỏ; lên dốc thì phải cộng thêm thành phần trọng lực theo độ dốc. Motor giảm tốc công nghiệp kiểu hộp GU không phải motor xe chở người: không có hệ thống phanh xe, hộp số không thiết kế cho sốc mặt đường.
Cơ cấu xoay, bàn xoay, máy cuốn
Bàn xoay trưng bày, bàn xoay hàn, trục cuốn màng, cuốn dây chạy chậm ở tỉ số 1:100 đến 1:300 (18 đến 6 vòng/phút). Ở dải tỉ số này, mô-men tính toán rất lớn nhưng hộp số mới là giới hạn thật, nên tải thực tế cần giữ thấp hơn nhiều so với bảng và tránh khởi động giật.
Máy dùng nguồn tổ ong trong tủ điện
Máy đóng gói nhỏ, máy dán nhãn, cơ cấu cấp phôi dùng chung nguồn 24V với cảm biến và PLC rất thuận tiện, chỉ cần tính dư nguồn và đi dây riêng cho motor như đã nêu ở mục nguồn. Muốn tìm thêm cấp công suất khác cùng điện áp, có thể tham khảo nhóm motor DC 24V; tổng quan các dòng động cơ một chiều và xoay chiều nằm trong nhóm động cơ điện.
Motor 24V 200W ăn dòng bao nhiêu ampe? Catalog không công bố dòng định mức cho mức 200W. Ước tính theo công thức I ≈ P / (U × hiệu suất) với hiệu suất 0,75–0,8 cho kết quả khoảng 10–11 A khi chạy đúng tải. Tải nhẹ dòng thấp hơn, lúc khởi động dòng cao hơn nhiều lần trong thời gian ngắn.
Mô-men của motor giảm tốc 24V 200W là bao nhiêu? Trên trục motor khoảng 1,06 N.m ở 1800 vòng/phút. Sau hộp số, mô-men tính toán bằng 1,06 nhân tỉ số, ví dụ 1:20 khoảng 21,2 N.m, 1:50 khoảng 53,1 N.m; mô-men dùng được thực tế thấp hơn do hiệu suất hộp số và giới hạn cơ khí của hộp.
Khung 90 và khung 104 của động cơ 24V 200W khác nhau thế nào? Khung 90 có mặt bích 90 mm, lỗ cách 73,5 mm, đi hộp 5GU trục ra Ø12 mm; khung 104 có mặt bích 104 mm, lỗ cách 84,85 mm, đi hộp 6GU trục ra Ø15 mm và vấu định vị lớn hơn. Hai khung không lắp lẫn hộp số cho nhau.
Cắm motor 24V 200W vào điện 220V được không? Không. Motor nam châm vĩnh cửu chỉ dùng điện một chiều; cần nguồn chuyển đổi 220V xoay chiều sang 24V một chiều công suất đủ lớn, hoặc bộ điều tốc có chỉnh lưu cho đúng điện áp 24V.
Chạy motor 24V 200W bằng một bình 12V thì sao? Motor vẫn quay nhưng tốc độ còn khoảng một nửa và công suất ra giảm tương ứng, mô-men khởi động cũng yếu đi. Motor không hỏng, nhưng máy sẽ chậm và dễ đứng khi tải nặng.
Hộp số có giữ được tải khi tắt máy không? Hộp bánh răng trục song song GU không tự hãm, tải dốc hoặc tải treo sẽ kéo trục quay ngược. Hộp trục vít NMRV tỉ số lớn tự hãm một phần nhưng không thay được phanh; cơ cấu cần giữ tải phải có phanh điện từ hoặc khóa cơ khí.
Vì sao cắm nguồn tổ ong vào thì motor giật giật không chạy? Dòng khởi động vượt ngưỡng bảo vệ của nguồn khiến nguồn ngắt rồi tự bật lại liên tục. Dùng nguồn lớn hơn, nguồn chịu quá tải ngắn, hoặc bộ điều tốc có khởi động mềm sẽ hết hiện tượng này.
Motor giảm tốc 24V 200W chạy liên tục cả ngày được không? Được nếu tải không vượt định mức, motor được thông gió và nhiệt độ môi trường không quá 40 °C. Giới hạn chính là chổi than mòn theo giờ chạy, nên máy chạy nhiều ca cần theo dõi tình trạng chổi.
Motor dc 24v 200w đặt ngoài trời được không? Motor tiêu chuẩn chỉ chống bắn nước nhẹ, không chịu ngâm nước. Đặt ngoài trời cần mái che, hướng đầu dây xuống dưới, bịt kín hộp đấu dây; hơi ẩm lâu ngày làm cổ góp và chổi than bị oxy hóa.
Tốc độ thực tế thấp hơn bảng là do đâu? Tốc độ motor DC giảm theo tải và theo điện áp. Ắc quy yếu, dây nhỏ gây sụt áp, bộ điều tốc chưa vặn hết, cơ cấu kẹt hoặc tải nặng hơn định mức đều làm trục ra chậm hơn con số tính ở 1800 vòng/phút.
Motor có dùng làm máy phát điện được không? Motor DC nam châm vĩnh cửu khi bị quay sẽ phát ra điện một chiều, điện áp tỉ lệ tốc độ của motor. Muốn đạt gần 24V phải quay trục motor gần 1800 vòng/phút; quay ngược qua hộp số giảm tốc làm hộp chịu tải nặng, nhiều hộp không chịu được.
