Motor 24V 25W mã 3DC25-24GN-18 là động cơ một chiều chổi than nam châm vĩnh cửu khung 70 mm, đầu trục GN ghép hộp số 3GN, làm việc ở điện áp 24VDC – mức điện áp điều khiển tiêu chuẩn trong tủ điện công nghiệp, xe tải, xe nâng nhỏ và robot tự hành. Thông số định mức theo catalog: 25W, 1,9A, mô-men 0,13 N.m, tốc độ có tải 1800 hoặc 3600 vòng/phút. Gắn hộp số, motor giảm tốc 24V 25W cho dải tốc độ trục ra từ 1200 vòng/phút (bản 3600, tỉ số 1:3) xuống 6 vòng/phút (bản 1800, tỉ số 1:300).
Với dòng chưa tới 2A, động cơ 24V 25W rất dễ tích hợp vào hệ thống đã dùng nguồn 24V: lấy chung bộ nguồn tổ ong với cảm biến và relay, kéo dây xa trong nhà xưởng mà không cần dây to, hoặc chạy bằng hai ắc quy 12V nối tiếp trên xe đẩy. Phần dưới đây tập trung vào những việc người lắp máy thật sự cần: kích thước bắt vít, mô-men theo từng tỉ số, chọn bộ nguồn khi một nguồn nuôi nhiều motor, điều khiển bằng PLC và relay, tính toán cho băng tải và xe đẩy. Model này nằm trong nhóm motor DC 24V giảm tốc.
Ký hiệu 3DC25-24GN-18 cho biết đủ thông tin để đặt đúng hàng: khung cỡ 3 (70 × 70 mm), motor DC, công suất 25W, điện áp 24V, đầu trục bánh răng GN, tốc độ có tải 1800 vòng/phút. Phiên bản tốc độ 3600 vòng/phút có cùng kích thước, cùng dòng điện, chỉ khác tốc độ quay của motor.
Những điểm kỹ thuật cần biết
Điện áp 24V cũng là mức điện áp an toàn khi chạm tay trong điều kiện khô, nên dòng motor này hay được chọn cho thiết bị đặt gần người thao tác: bàn làm việc có băng chuyền, máy đóng gói bán tự động, cơ cấu đẩy hàng, cửa tủ tự động.
Mặt bích motor trơn và mặt bích hộp số 3GN dùng chung kích thước 70 mm, vòng lỗ Ø82. Nhờ vậy, cùng một tấm gá có thể dùng cho motor trơn kéo đai trực tiếp hoặc cho motor giảm tốc.
Với khung nhôm định hình hay dùng trong băng tải và bàn thao tác, cách gọn nhất là gia công một tấm thép dày 5–6 mm khoan theo vòng lỗ Ø82, khoét lỗ giữa cho vấu Ø25, rồi bắt tấm này vào thanh nhôm bằng con trượt. Tấm gá mỏng hơn sẽ võng khi căng xích, làm trục ra chịu thêm tải uốn.
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Mã motor | 3DC25-24GN-18 |
| Công suất | 25 W |
| Điện áp | 24 VDC |
| Tốc độ không tải | 2200 vòng/phút (bản 1800), 4400 vòng/phút (bản 3600) |
| Dòng không tải | ≤ 0,6 A |
| Tốc độ định mức | 1800 hoặc 3600 vòng/phút |
| Dòng định mức | 1,9 A |
| Mô-men định mức | 0,13 N.m |
| Mô-men khởi động | 0,16 N.m |
| Khung, trục motor | 70 × 70 mm, trục bánh răng GN Ø8 |
| Cấp cách điện | B (130 °C) |
| Độ tăng nhiệt cuộn dây | < 80 °C (đo bằng phương pháp điện trở) |
| Điện trở cách điện | ≥ 20 MΩ, megger 500 VDC |
| Điện áp thử cách điện | 1,5 kV 50/60 Hz, 1 phút |
| Môi trường | −10 °C đến +40 °C, độ ẩm ≤ 85 %, không đóng băng, không đọng sương |
| Dây ra | UL1015 AWG20, 300 ± 10 mm, đỏ (+), đen (−) |
Bảng dưới liệt kê đủ 26 tỉ số của hộp số 3GN cho cả hai phiên bản tốc độ. Cột mô-men là giới hạn cho phép tối đa của hộp số ở mỗi tỉ số; tải vận hành nên giữ thấp hơn.
Bảng moment motor giảm tốc 24V 25W (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 |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 600 | 0,4 | 1200 | 0,2 |
| 3,6 | 500 | 0,48 | 1000 | 0,24 |
| 5 | 360 | 0,66 | 720 | 0,33 |
| 6 | 300 | 0,8 | 600 | 0,4 |
| 7,5 | 240 | 0,99 | 480 | 0,5 |
| 9 | 200 | 1,19 | 400 | – |
| 10 | 180 | 1,33 | 360 | 0,67 |
| 12,5 | 144 | 1,66 | 288 | 0,83 |
| 15 | 120 | 2,0 | 240 | 1,0 |
| 18 | 100 | 2,38 | 200 | 1,19 |
| 20 | 90 | 2,65 | 180 | 1,33 |
| 25 | 72 | 3,32 | 144 | 1,66 |
| 30 | 60 | 3,98 | 120 | 1,99 |
| 36 | 50 | 4,78 | 100 | 2,39 |
| 40 | 45 | 5,31 | 90 | 2,67 |
| 50 | 36 | 6,63 | 72 | 3,32 |
| 60 | 30 | 7,96 | 60 | 3,98 |
| 75 | 24 | 9,95 | 48 | 4,96 |
| 90 | 20 | 11,9 | 40 | 5,95 |
| 100 | 18 | 13,3 | 36 | 6,65 |
| 120 | 15 | 15,9 | 30 | 7,95 |
| 150 | 12 | 19,9 | 24 | 9,95 |
| 180 | 10 | 23,8 | 20 | 11,9 |
| 200 | 9 | 26,5 | 18 | 13,3 |
| 250 | 7,2 | 31,8 | 14,4 | 15,9 |
| 300 | 6 | 39,8 | 12 | 19,9 |
Cách dùng bảng khi biết tốc độ cần: chia tốc độ motor cho tốc độ trục ra mong muốn để được tỉ số gần đúng, chọn tỉ số chuẩn gần nhất, rồi đối chiếu mô-men. Ví dụ cần trục ra khoảng 100 vòng/phút: với bản 1800 chọn 1:18, mô-men cho phép 2,38 N.m; với bản 3600 chọn 1:36, mô-men cho phép 2,39 N.m. Hai lựa chọn gần như tương đương về mô-men, khác ở độ ồn và độ bền chổi than: motor quay 1800 vòng/phút êm và bền hơn, nên thường được ưu tiên khi tốc độ ra không quá cao.
Đầu trục GN của motor 3DC25-24GN-18 chỉ ăn khớp với hộp số 3GN. Mã hộp số ghi đủ cỡ, kiểu, tỉ số và loại bạc đạn, ví dụ 3GN50K là hộp 70 mm, bánh răng GN, tỉ số 1:50, bạc đạn bi. Khi đặt hàng thay thế, chỉ cần đọc mã trên tem hộp số cũ.
Tỉ số rất lớn với hộp trung gian 3GN10X
Một số cơ cấu cần tốc độ trục ra dưới 6 vòng/phút, như bàn xoay định vị chậm, cơ cấu mở van, máy quay mẫu thử. Hộp trung gian 1:10 chèn giữa motor và hộp số chính nhân tỉ số lên 10 lần: 3GN180K ghép 3GN10X cho tỉ số 1:1800, trục ra khoảng 1 vòng/phút với bản 1800. Hộp trung gian không làm tăng sức chịu tải của hộp chính, nên mô-men tải vẫn phải nằm trong giới hạn của hộp số chính.
Chiều quay và số cấp bánh răng
Mỗi cặp bánh răng trụ đảo chiều quay một lần, nên tùy tỉ số, trục ra quay cùng hoặc ngược chiều motor. Với hệ thống điều khiển tự động, chiều quay thực tế nên được xác nhận khi chạy thử rồi mới gán vào chương trình PLC hoặc ghi nhãn dây; đổi cực motor là cách sửa nhanh nhất nếu chiều không đúng.
Thay hộp số trên motor đang dùng
Chọn bộ nguồn tổ ong (nguồn xung) 24V
Nguồn nên có dòng liên tục khoảng 1,5 lần dòng định mức trở lên, tức từ 2,85A cho một motor. Nguồn 24V 3A chỉ vừa sát; nguồn 24V 5A (120W) cho một motor là thoải mái, khởi động có tải không bị nguồn tự ngắt. Lý do là dòng khởi động của motor chổi than lớn hơn dòng định mức nhiều lần trong vài chục đến vài trăm mili giây, và nhiều nguồn xung giá rẻ có chế độ bảo vệ kiểu ngắt rồi khởi động lại: motor giật cục, nguồn kêu tạch tạch, không chạy lên được.
Một nguồn nuôi nhiều motor
Trên dây chuyền, thường có nhiều motor 24V 25W dùng chung nguồn. Cách tính:
Dây dẫn đi xa trong nhà xưởng
Ưu điểm lớn của bản 24V là dòng nhỏ, đi dây xa vẫn ít sụt áp. Bảng tính sụt áp cho dòng 1,9A (dây đồng, tính cả dây đi và về):
| Chiều dài dây (một chiều) | Dây 0,75 mm² | Dây 1 mm² | Dây 1,5 mm² | Dây 2,5 mm² |
|---|---|---|---|---|
| 10 m | 0,89 V (3,7%) | 0,67 V (2,8%) | 0,44 V (1,8%) | 0,27 V (1,1%) |
| 20 m | 1,77 V (7,4%) | 1,33 V (5,5%) | 0,89 V (3,7%) | 0,53 V (2,2%) |
| 30 m | 2,66 V (11,1%) | 2 V (8,3%) | 1,33 V (5,5%) | 0,8 V (3,3%) |
Cầu chì và bảo vệ
Mỗi nhánh motor nên có cầu chì riêng khoảng 3A, loại tác động chậm để không đứt khi khởi động; hoặc dùng aptomat định mức DC. Cầu chì đặt tại tủ, sau nguồn, trước relay điều khiển. Khi một motor bị kẹt cơ khí, chỉ nhánh đó bị cắt, các motor khác trên dây chuyền vẫn chạy.
Chạy bằng hai ắc quy 12V nối tiếp
Xe đẩy, xe gom hàng, robot tự hành thường dùng hai ắc quy 12V nối tiếp thành 24V: cực dương bình thứ nhất nối cực âm bình thứ hai, hai cực còn lại cấp cho tải. Hai bình phải cùng loại, cùng dung lượng, cùng tuổi; sạc bằng bộ sạc 24V hoặc sạc cân bằng từng bình, nếu không bình yếu sẽ bị xả kiệt trước và hỏng sớm. Thời gian chạy ước tính với ắc quy chì xả 50% và LiFePO4 xả 80% (cột tải nhẹ giả định motor ăn 1A):
| Nguồn ắc quy | Dung lượng sử dụng | Thời gian chạy ở 1,9 A (tải định mức) | Thời gian chạy ở 1 A (tải nhẹ) |
|---|---|---|---|
| 2 ắc quy chì 12V 7Ah nối tiếp | 3,5 Ah | 1 giờ 51 phút | 3 giờ 30 phút |
| 2 ắc quy chì 12V 20Ah nối tiếp | 10 Ah | 5 giờ 16 phút | 10 giờ 00 phút |
| 2 ắc quy xả sâu 12V 100Ah nối tiếp | 50 Ah | 26 giờ 19 phút | 50 giờ 00 phút |
| Pin LiFePO4 24V 10Ah | 8 Ah | 4 giờ 13 phút | 8 giờ 00 phút |
Dùng điện xe tải, xe công trình 24V
Hệ điện 24V trên xe khi máy nổ được máy phát nâng lên khoảng 27,6–28,8V, motor quay nhanh hơn khoảng 15–20% so với ở 24V và vẫn làm việc bình thường. Lấy điện trực tiếp từ cọc ắc quy qua cầu chì riêng, đi dây riêng, không chung với hệ thống điện tử của xe.
Hai dây ra của motor: dây đỏ là dương, dây đen là âm khi cần quay chiều thuận. Đổi hai dây cho nhau thì motor quay ngược. Với motor trơn, đấu ngược cực không gây hỏng; nhưng ngõ vào nguồn của bộ điều tốc, mạch cầu H hay driver thì có phân cực, đấu ngược có thể cháy mạch.
Điều khiển chạy, dừng, đảo chiều từ PLC
Dừng chính xác bằng hãm động năng
Với băng tải dừng tại cảm biến, chỉ cắt nguồn thì motor còn quay theo quán tính một đoạn. Nối tắt hai cực motor ngay sau khi cắt nguồn (qua tiếp điểm thường đóng của relay) biến motor thành máy phát, hãm nhanh hơn nhiều. Có thể nối qua điện trở vài chục ôm để hãm êm hơn. Cách này không giữ được tải khi đã dừng, vì hộp 3GN không tự hãm.
Điều chỉnh tốc độ
Tốc độ thay đổi gần tỉ lệ với điện áp cấp vào, nên bộ điều tốc DC 24V kiểu PWM là cách chỉnh tốc độ phổ biến: vặn chiết áp để thay đổi tốc độ, nhiều loại tích hợp công tắc đảo chiều và khởi động mềm. Bộ điều tốc định mức khoảng 5A trở lên là đủ cho một motor 24V 25W. Các loại bộ điều tốc DC dùng cho dòng motor này có trong danh mục bộ điều chỉnh tốc độ motor. Một điểm cần biết: motor chổi than chạy vòng hở sẽ chậm lại khi tải tăng và khi điện áp ắc quy giảm; ứng dụng cần giữ tốc độ chính xác phải dùng thêm encoder và bộ điều khiển vòng kín, hoặc bộ điều tốc có bù tải.
Lắp đặt
Bôi trơn
Hộp 3GN được bôi mỡ sẵn từ nhà sản xuất và kín, không có lỗ châm dầu; vận hành bình thường không phải thêm mỡ. Không bơm dầu hay xịt dầu chống gỉ vào khe trục vì dung môi làm loãng mỡ.
Chạy rà và nghiệm thu
Vận hành an toàn và chu kỳ làm việc
Băng tải mini trên bàn thao tác, dây chuyền lắp ráp
Ví dụ băng tải dùng rulô Ø50 mm, cần tốc độ băng khoảng 10 m/phút. Tốc độ rulô = 10 / (π × 0,05) ≈ 64 vòng/phút. Với bản 1800, tỉ số 1:30 cho 60 vòng/phút, tốc độ băng khoảng 9,4 m/phút; mô-men cho phép 3,98 N.m, lấy 80% còn khoảng 3,2 N.m, lực kéo trên mặt rulô khoảng 3,2 / 0,025 ≈ 127 N. Băng tải chở hộp nhẹ trên bàn thường cần lực kéo thấp hơn nhiều, nên cấu hình này dư sức và motor chạy mát.
Xe đẩy hàng, xe gom phôi, robot tự hành cỡ nhỏ
Giả sử xe dùng bánh Ø100 mm, tổng lực cản khi chạy trên nền phẳng khoảng 40 N. Mô-men cần ở trục bánh = 40 × 0,05 = 2 N.m. Muốn xe chạy khoảng 0,3 m/giây, bánh cần quay khoảng 0,3 / (π × 0,1) × 60 ≈ 57 vòng/phút; tỉ số 1:30 (60 vòng/phút, 3,98 N.m) cho hệ số dư khoảng 1,6 sau khi trừ hiệu suất. Xe chở nặng hơn hoặc phải lên dốc thì lực cản tăng nhanh, cần tính lại. Xe chạy trên dốc phải có phanh riêng vì hộp số không giữ được xe khi dừng.
Máy đóng gói, máy dán băng keo, máy cấp liệu
Lấy chung nguồn 24V của tủ điều khiển, PLC điều khiển chạy dừng qua relay, bộ điều tốc chỉnh nhịp cấp liệu. Bản 3600 vòng/phút với tỉ số nhỏ hữu ích cho trục cuốn cần quay nhanh.
Cửa tủ, nắp máy, vách ngăn tự động
Tỉ số 1:100 đến 1:300 cho tốc độ 6–18 vòng/phút với mô-men 13,3–39,8 N.m, kết hợp công tắc hành trình hai đầu. Cơ cấu nên có giới hạn dòng hoặc cầu chì nhỏ để phát hiện vướng vật, bảo vệ người thao tác.
Thiết bị trên xe tải, xe công trình
Cơ cấu mở bạt, cuộn dây, quay đèn, rải vật liệu nhẹ chạy thẳng bằng điện 24V của xe. Môi trường bụi và rung cần bảo vệ đầu dây và siết lại bu lông định kỳ.
Motor 24V 25W thuộc dòng motor DC giảm tốc chổi than nam châm vĩnh cửu, một nhánh của nhóm động cơ điện dùng trong máy móc công nghiệp nhẹ.
Motor 24V 25W cần bộ nguồn tổ ong bao nhiêu ampe? Cho một motor, chọn nguồn 24V từ 3A trở lên, tốt nhất 5A để khởi động có tải không bị nguồn tự ngắt. Nhiều motor chạy đồng thời thì cộng dòng định mức 1,9A của từng motor rồi nhân khoảng 1,5.
Motor giảm tốc 24V 25W tiêu thụ bao nhiêu điện? Khoảng 45,6W khi chạy đủ tải định mức (24V × 1,9A). Chạy 8 giờ mỗi ngày ở định mức tiêu thụ khoảng 0,36 kWh; tải nhẹ hơn thì tiêu thụ ít hơn.
Cấp 12V cho động cơ 24V 25W thì sao? Motor vẫn quay nhưng tốc độ chỉ còn khoảng một nửa, công suất ra cũng giảm khoảng một nửa và mô-men khởi động yếu hơn. Motor không hỏng, nhưng thiết bị sẽ chậm và yếu.
Có thể dùng chung nguồn 24V của PLC cho motor không? Có thể nếu nguồn đủ công suất, nhưng nên tách nhánh motor bằng cầu chì riêng và tốt nhất là dùng nguồn riêng cho motor. Khi motor khởi động, sụt áp và nhiễu có thể làm PLC, màn hình hay cảm biến hoạt động sai.
Tốc độ trục ra thấp nhất và cao nhất là bao nhiêu? Với hộp số 3GN tiêu chuẩn: bản 1800 cho 6–600 vòng/phút, bản 3600 cho 12–1200 vòng/phút. Thêm hộp trung gian 1:10 thì tốc độ ra giảm thêm 10 lần.
Vì sao motor 24V 25W chạy bằng ắc quy chậm dần? Điện áp ắc quy giảm dần khi xả, mà tốc độ motor DC tỉ lệ gần thuận với điện áp. Ngoài ra dây nhỏ, đầu cos lỏng hoặc một trong hai bình nối tiếp đã yếu cũng làm tốc độ giảm.
Motor có dùng được cho robot tự hành cần chạy chính xác không? Motor chạy vòng hở thay đổi tốc độ theo tải và điện áp ắc quy, nên hai bánh của xe có thể chạy lệch nhau. Muốn chạy thẳng, dừng đúng vị trí cần gắn encoder ở trục bánh hoặc trục motor và dùng bộ điều khiển vòng kín.
Motor giảm tốc 24V 25W lắp thẳng đứng được không? Được, hộp số dùng mỡ kín nên lắp được mọi hướng. Khi trục ra hướng xuống, cần che chắn để nước hoặc dầu không chảy dọc trục vào hộp số.
Motor chạy có tiếng rít khi dùng bộ điều tốc, có hại không? Tiếng rít thường do tần số băm xung của bộ điều tốc nằm trong vùng tai nghe được, không hại motor. Bộ điều tốc tần số khoảng 16–20 kHz trở lên sẽ êm hơn.
Động cơ 24V 25W có dùng trong môi trường bụi, ẩm được không? Dùng được ở nơi có che chắn, độ ẩm không quá 85% và không đọng sương. Bụi bột, mạt kim loại làm bẩn cổ góp và mòn chổi than nhanh; môi trường ngâm nước hoặc có hơi dễ cháy thì không phù hợp.
