Motor 24V 300W là động cơ điện một chiều chổi than nam châm vĩnh cửu, công suất 300W, điện áp 24VDC, tốc độ định mức khoảng 1800 vòng/phút, mô-men định mức trên trục motor tính được khoảng 1,59 N.m. Khi ghép hộp số bánh răng GU, motor giảm tốc 24V 300W tạo ra mô-men lớn ở trục ra cho những cơ cấu nặng chạy điện ắc quy hoặc nguồn 24V: xe kéo hàng nội bộ, cổng trượt, tời kéo ngang, máy cuốn, băng tải tải nặng.
Động cơ 24V 300W được làm trên khung 90 mm (mã dạng 5DC300-24GU-18, hộp số 5GU) và khung 104 mm (mã dạng 6DC300-24GU-18, hộp số 6GU). Vì đây là mức công suất cao trong dải motor 24V thân Ø90, những vấn đề cần tính kỹ là dòng điện gần 17 A, nhiệt độ motor khi chạy lâu, sức chịu của hộp số ở tỉ số lớn và cách giữ tải khi dừng. Các mục dưới đây trình bày kích thước lắp đặt, bảng tốc độ – mô-men tính toán, mạch cấp điện, đảo chiều, điều tốc và cách vận hành an toàn.
Motor 24V 300W thuộc nhóm motor DC 24V kiểu nam châm vĩnh cửu: stator là nam châm gắn trong vỏ thép Ø90 mm, rotor quấn dây đồng có cổ góp, hai chổi than đưa dòng điện vào rotor. Ở công suất 300W, rotor và nam châm được kéo dài theo chiều trục trong cùng đường kính thân để đạt mô-men cần thiết ở tốc độ 1800 vòng/phút.
Những đặc điểm đáng chú ý của model:
Bản vẽ catalog dòng 5DC/6DC ghi đủ chiều dài cho mức 300W ở cả hai khung, nhưng bảng điện và bảng mô-men của catalog chỉ lập cho 120W và 250W. Do đó kích thước dưới đây lấy theo bản vẽ, còn mô-men và dòng điện là giá trị tính toán hoặc ước tính.
Khung 90 mm – 5DC300-24GU-18
Khung 104 mm – 6DC300-24GU-18
| Thông số | Giá trị | Cơ sở |
|---|---|---|
| Công suất | 300 W | 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 | ≈ 1,59 N.m | Tính toán: 9550 × 0,3 / 1800 |
| Dòng định mức | ≈ 15,5–17 A | Ước tính: 300 / (24 × 0,75–0,8) |
| Cấp cách điện | B (130 °C) | Độ tăng nhiệt cuộn dây < 80 °C |
| Điện trở cách điện | ≥ 20 MΩ | Megger 500 VDC |
| Độ bền điện môi | 1,5 kV trong 1 phút | Giữa cuộn dây và vỏ |
| Môi trường | −10 đến +40 °C, ẩm ≤ 85 % | Không đọng sương |
| Dây ra | UL1015 AWG20, 300 ± 10 mm | Đỏ (+), đen (−) |
Tốc độ trục ra bằng 1800 chia tỉ số; mô-men trong bảng bằng mô-men định mức motor 1,59 N.m nhân tỉ số, đúng cách catalog lập bảng cho dòng 5DC/6DC. Đây là giá trị tính toán, chưa trừ hiệu suất và chưa xét giới hạn cơ khí của hộp số.
Bảng moment motor giảm tốc 24V 300W (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 | 4,77 |
| 1:3,6 | 500 | 5,73 |
| 1:5 | 360 | 7,96 |
| 1:6 | 300 | 9,55 |
| 1:7,5 | 240 | 11,9 |
| 1:9 | 200 | 14,3 |
| 1:10 | 180 | 15,9 |
| 1:12,5 | 144 | 19,9 |
| 1:15 | 120 | 23,9 |
| 1:18 | 100 | 28,6 |
| 1:20 | 90 | 31,8 |
| 1:25 | 72 | 39,8 |
| 1:30 | 60 | 47,8 |
| 1:36 | 50 | 57,3 |
| 1:40 | 45 | 63,7 |
| 1:50 | 36 | 79,6 |
| 1:60 | 30 | 95,5 |
| 1:75 | 24 | 119 |
| 1:90 | 20 | 143 |
| 1:100 | 18 | 159 |
| 1:120 | 15 | 191 |
| 1:150 | 12 | 239 |
| 1:180 | 10 | 286 |
| 1:200 | 9 | 318 |
| 1:250 | 7,2 | 398 |
| 1:300 | 6 | 477 |
Hộp GU trục thẳng có 26 tỉ số từ 1:3 đến 1:300, bôi trơn mỡ kín, thêm hộp trung gian 1:10 khi cần tốc độ cực thấp. Chiều quay trục ra thay đổi theo số cấp bánh răng của từng tỉ số; motor DC chỉ cần đổi cực nếu chiều chưa đúng. Ngoài kiểu trục thẳng, motor 24V 300W được lắp với các hộp đổi hướng trục ra 90°:
Giữ tải khi dừng
Đây là câu hỏi quan trọng nhất với cơ cấu nặng. Hộp GU trục song song không tự hãm: mất điện là tải dốc, tải nghiêng có thể kéo trục quay ngược. Hộp trục vít NMRV ở tỉ số lớn có khả năng tự hãm một phần nhưng có thể trôi khi rung động, vì vậy không được xem là phanh an toàn. Cổng trên nền dốc, xe kéo lên dốc, tời kéo ngang có tải căng cần phanh điện từ loại mất điện là phanh đóng, hoặc khóa cơ khí.
Kích thước trục theo cấu hình
Đường kính trục và lỗ ghi theo từng cấu hình lắp ráp. Khi thay thế, đo trục, lỗ, rãnh then của máy đang dùng để đặt đúng cấu hình, tránh phải gia công lại moay-ơ hay khớp nối.
Các phép tính dưới đây lấy dòng thiết kế 17 A, cận trên của khoảng ước tính.
Bộ nguồn 24V từ điện lưới
Dòng liên tục của nguồn từ khoảng 1,5 lần dòng motor: 17 × 1,5 ≈ 25,5 A. Nguồn tổ ong 24V 30 A (720W) là mức phù hợp. Nguồn 24V 20 A tuy ghi 480W, cao hơn công suất motor, nhưng motor thực sự ăn khoảng 400W ở đầu vào khi đủ tải, cộng dòng khởi động gấp nhiều lần dòng chạy, nên nguồn rất dễ rơi vào bảo vệ. Nếu máy có nhiều motor chạy cùng lúc, cộng dòng của tất cả rồi mới nhân hệ số dư.
Ắc quy 24V
Hai bình 12V nối tiếp cùng loại, cùng dung lượng, cùng tuổi; sạc bằng bộ sạc 24V hoặc sạc cân bằng từng bình.
Hệ điện xe tải 24V khi máy phát sạc nằm khoảng 27,6–28,8V, motor quay nhanh hơn chút ít, chấp nhận được; nên kéo dây riêng từ cọc bình và có cầu chì riêng.
Tiết diện dây
Dây đồng cho dòng 17 A, sụt áp không quá 3% (0,72 V), tính cả dây đi và về; cỡ nhỏ nhất lấy 4 mm² để đi cùng cầu chì 25 A.
| Khoảng cách nguồn – motor | Tiết diện đồng tối thiểu | Sụt áp đi – về | Tỉ lệ sụt áp |
|---|---|---|---|
| 1 m | 4 mm² | 0,15 V | 0,6 % |
| 2 m | 4 mm² | 0,30 V | 1,2 % |
| 3 m | 4 mm² | 0,45 V | 1,9 % |
| 5 m | 6 mm² | 0,50 V | 2,1 % |
| 8 m | 10 mm² | 0,48 V | 2,0 % |
| 10 m | 10 mm² | 0,60 V | 2,5 % |
Cầu chì và CB
Cầu chì loại chậm khoảng 1,25–1,5 lần dòng chạy: 17 × 1,25–1,5 ≈ 21–25,5 A, chọn 25 A, đặt sát cọc dương ắc quy hoặc đầu ra nguồn. Dây phía sau cầu chì không nhỏ hơn 4 mm². CB, công tắc chính phải định mức điện một chiều. Với xe kéo, cổng tự động, nên có nút dừng khẩn cắt trực tiếp nguồn motor.
Dây đỏ nối dương, dây đen nối âm, motor quay thuận chiều kim đồng hồ; đổi hai dây cho nhau thì motor quay ngược.
Đảo chiều cho cơ cấu đóng – mở, tiến – lùi
Cổng trượt, xe kéo, tời ngang thường đảo chiều bằng contactor đảo chiều DC có khóa liên động hoặc bộ điều khiển cầu H. Định mức tiếp điểm phải theo dòng khởi động, không theo 17 A dòng chạy; rơ le chỉ ghi định mức xoay chiều chịu dòng một chiều kém hơn nhiều. Mạch điều khiển nên có trễ để motor dừng hẳn trước khi đổi chiều; đảo chiều khi đang quay khiến dòng vọt rất cao và tạo cú giật vào hộp số, then trục, khớp nối.
Công tắc hành trình và giới hạn dòng
Cơ cấu đóng – mở cần công tắc hành trình hai đầu để motor tự dừng đúng vị trí. Với cổng tự động, bộ điều khiển nên có giới hạn dòng để phát hiện vướng vật và dừng hoặc đảo chiều, tránh kẹp người.
Điều tốc PWM
Chỉnh tốc motor 24V 300W bằng bộ điều tốc DC băm xung – các loại tham khảo trong nhóm bộ điều chỉnh tốc độ motor. Bộ điều tốc nên có dòng liên tục khoảng 30 A trở lên, có giới hạn dòng, tăng tốc và giảm tốc mềm. Khởi động mềm đặc biệt có ích với motor 300W: giảm đỉnh dòng để nguồn không ngắt, giảm sốc cho bánh răng khi kéo tải nặng. Tần số PWM khoảng 16–20 kHz trở lên giúp motor không rít.
Hãm dừng
Nối tắt hai cực motor qua điện trở sau khi ngắt nguồn tạo hãm động năng, giúp xe hoặc cổng dừng nhanh. Khi hãm, motor phát điện ngược, bộ điều khiển phải chịu được năng lượng này. Hãm động năng không giữ được tải đứng yên; giữ tải là việc của phanh.
Lắp đặt cơ khí
Mỡ bôi trơn hộp số
Hộp GU dùng mỡ kín, không cần thay định kỳ trong điều kiện thường. Lắp được ở nhiều tư thế; trục quay xuống thì che chắn để nước không chảy theo trục vào hộp. Không đổ dầu lỏng vào hộp dạng mỡ.
Chạy rà
Nhiệt độ và chu kỳ làm việc
Ở công suất 300W, motor ăn khoảng 400W điện, nghĩa là gần 100W biến thành nhiệt trong thân motor. Vỏ ấm đến nóng tay khi chạy đủ tải là bình thường; nóng đến mức không giữ tay được vài giây hoặc có mùi khét là quá tải. Một số nguyên tắc:
Chổi than
Chổi than mòn theo giờ chạy; dòng lớn, nhiệt cao, bụi ẩm làm mòn nhanh hơn. Dấu hiệu cần kiểm tra: tia lửa ở cổ góp tăng, motor yếu, chạy giật, lúc chạy lúc không.
Xe kéo hàng, xe đẩy tải nặng
Bánh xe Ø250 mm, tỉ số 1:25 (72 vòng/phút): tốc độ ≈ 3,14 × 0,25 × 72 ≈ 56,5 m/phút, khoảng 3,4 km/giờ. Mô-men tính toán ở 1:25 khoảng 39,8 N.m, nhân hiệu suất 0,8 còn khoảng 31,8 N.m, lực đẩy ở bánh (bán kính 0,125 m) khoảng 255 N. Trên nền phẳng, lực cản lăn với hệ số khoảng 0,02 cho xe tổng 500 kg là khoảng 98 N, còn dư để tăng tốc và vượt gờ. Lên dốc phải cộng thành phần trọng lực theo độ dốc và bắt buộc có phanh giữ. Motor giảm tốc công nghiệp loại hộp GU không dùng cho xe chở người.
Cổng trượt, cửa kéo
Cổng trượt dùng bánh răng – thanh răng, motor đi hộp trục vít NMRV40 để có tự hãm một phần, kèm công tắc hành trình và bộ điều khiển có giới hạn dòng. Chạy bằng nguồn 24V có ắc quy dự phòng giúp cổng vẫn mở được khi mất điện lưới.
Tời kéo ngang, máy cuốn
Tời kéo xe goòng trên ray ngang, máy cuốn bạt, cuốn màng, cuốn dây chạy ở tỉ số 1:30 đến 1:60. Với tang cuốn Ø100 mm ở tỉ số 1:50 (36 vòng/phút), tốc độ cáp ≈ 3,14 × 0,1 × 36 ≈ 11,3 m/phút; mô-men tính toán 79,6 N.m cần đối chiếu với giới hạn hộp số trước khi dùng gần mức này. Tời nâng vật theo phương thẳng đứng không dùng hộp GU thiếu phanh.
Băng tải tải nặng, máy trộn
Băng tải dài chở bao, thùng nặng, máy trộn thức ăn chăn nuôi cỡ nhỏ cần mô-men khởi động lớn; motor 24V 300W đi hộp 6GU kèm bộ điều tốc khởi động mềm là cấu hình ổn định. Chất sệt đã lắng làm mô-men khởi động tăng cao hơn lúc chạy.
Nhóm motor DC gồm đủ các mức công suất và điện áp một chiều, thuộc danh mục lớn động cơ điện.
Motor 24V 300W ăn bao nhiêu ampe? Catalog không công bố dòng định mức cho mức 300W. Ước tính theo P / (U × hiệu suất) với hiệu suất 0,75–0,8 được khoảng 15,5–17 A khi chạy đủ tải; nên thiết kế nguồn, dây, cầu chì theo 17 A và đo lại khi chạy thực tế.
Mô-men của motor giảm tốc 24V 300W ở tỉ số 1:20 là bao nhiêu? Trục ra quay khoảng 90 vòng/phút, mô-men tính toán khoảng 31,8 N.m (1,59 × 20); mô-men dùng được thực tế khoảng 25 N.m sau khi trừ hiệu suất hộp số.
Nên chọn khung 90 hay khung 104 cho động cơ 24V 300W? Thông số điện như nhau. Khung 104 đi hộp 6GU trục Ø15 mm, vấu định vị lớn hơn và cứng vững hơn, thích hợp tải nặng, tải va đập; khung 90 gọn hơn, trục ra Ø12 mm, hợp với máy cần lắp vừa mặt bích 90 mm.
Nguồn 24V 20A có đủ chạy motor 300W không? Thường không đủ: motor ăn khoảng 17 A khi chạy đủ tải, dòng khởi động cao hơn nhiều, nguồn dễ ngắt bảo vệ. Nguồn 24V khoảng 30 A hoặc nguồn chịu quá tải ngắn kèm khởi động mềm sẽ ổn định hơn.
Motor dc 24v 300w dùng cho cổng trượt được không? Được với cổng nhẹ đến vừa, nên đi hộp trục vít, kèm công tắc hành trình, giới hạn dòng phát hiện vướng vật và phanh hoặc khóa giữ cổng nếu nền dốc.
Chạy motor 24V 300W bằng 12V thì có sao không? Motor không hỏng nhưng tốc độ chỉ còn khoảng một nửa, công suất ra và lực khởi động giảm rõ; máy thiết kế cho 24V thường không làm việc được như mong muốn.
Motor quay ngược khi tắt điện trên dốc là lỗi phải không? Không phải lỗi. Hộp bánh răng trục song song không tự hãm, tải dốc sẽ kéo trục quay ngược; cần phanh điện từ hoặc khóa cơ khí.
Motor giảm tốc 24V 300W chạy liên tục nhiều giờ được không? Được nếu tải không vượt định mức, motor thoáng gió và nhiệt độ môi trường không quá 40 °C. Chổi than là phần mòn theo giờ, máy chạy nhiều ca cần kiểm tra định kỳ.
Vì sao motor kêu rít khi dùng bộ điều tốc? Tần số băm xung của bộ điều tốc nằm trong vùng tai nghe được. Bộ điều tốc tần số khoảng 16–20 kHz trở lên chạy êm hơn.
Lắp hai motor 24V 300W chung một nguồn được không? Được nếu nguồn, dây chính và cầu chì tính theo tổng dòng của cả hai, khoảng 34 A khi cùng chạy đủ tải, cộng thêm dư cho lúc khởi động. Hai motor kéo chung một trục cứng có thể chia tải không đều.
