Động Cơ Điện 3 Pha: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Cách Bảo Dưỡng
Cấu tạo động cơ điện 3 pha gồm hai phần chính: stator (phần tĩnh, mang bộ dây quấn 3 pha đặt lệch nhau 120 độ điện) và rotor (phần quay, phổ biến nhất là rotor lồng sóc bằng nhôm đúc), cùng các bộ phận phụ như vỏ, nắp, ổ bi, trục, quạt làm mát và hộp cực. Khi cấp điện 3 pha 50Hz vào stator, dòng điện tạo ra từ trường quay với tốc độ n1 = 60f/p; từ trường này cảm ứng dòng điện trong rotor và kéo rotor quay chậm hơn từ trường khoảng 2–6% (hệ số trượt).
Động cơ điện 3 pha (motor 3 pha, mô tơ 3 pha không đồng bộ) có công suất phổ biến từ 0.09kW đến 315kW, chạy điện áp 220V/380V hoặc 380V/660V, tốc độ 2900, 1450, 960 hoặc 720 vòng/phút tùy số cực. So với động cơ điện 1 pha (công suất lớn nhất khoảng 7.5kW), motor 3 pha tự khởi động không cần tụ, mô men đều hơn, hiệu suất cao hơn và là loại động cơ chủ lực cho bơm, quạt, máy nén khí, băng tải, máy nghiền, máy trộn.
Nội dung
- 1. Cấu tạo động cơ điện 3 pha
- 2. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 3 pha
- 3. Điện áp, cách đấu sao – tam giác và dòng điện (ampe) của motor 3 pha
- 4. Biến tần phù hợp cho động cơ điện 3 pha
- 5. Phân loại động cơ điện 3 pha
- 6. Ứng dụng động cơ điện 3 pha không đồng bộ trong sản xuất
- 7. Vật liệu chế tạo và các công suất motor 3 pha phổ biến
- 8. Kiểm tra trước và sau khi vận hành động cơ 3 pha
- 9. Cách chọn động cơ điện 3 pha phù hợp
- 10. Lỗi thường gặp ở motor 3 pha và cách khắc phục
- 11. Cách tiết kiệm điện khi dùng động cơ điện 3 pha
- 12. Câu hỏi thường gặp về cấu tạo động cơ điện 3 pha
- 13. Kết luận
1. Cấu tạo động cơ điện 3 pha
Một motor điện 3 pha rotor lồng sóc tiêu chuẩn được ghép từ các nhóm bộ phận sau:
| Bộ phận | Vật liệu / cấu tạo | Chức năng |
|---|---|---|
| Vỏ (thân) motor | Gang đúc hoặc nhôm đúc, có gân tản nhiệt | Giữ lõi stator, tản nhiệt, bảo vệ cơ khí; có chân đế (B3) hoặc mặt bích (B5, B14) |
| Lõi thép stator | Lá thép kỹ thuật điện dày 0.35–0.5mm, sơn cách điện, dập rãnh | Dẫn từ, giảm tổn hao dòng điện xoáy (dòng Foucault) |
| Dây quấn stator | Dây đồng emay, cách điện cấp F (155°C) hoặc B (130°C), 3 cuộn lệch 120 độ điện | Tạo từ trường quay khi cấp điện 3 pha |
| Rotor | Lõi lá thép + thanh dẫn nhôm đúc nối tắt 2 đầu (lồng sóc), hoặc dây quấn + vành trượt (rotor dây quấn) | Sinh dòng điện cảm ứng và mô men quay |
| Trục | Thép C45, có rãnh then | Truyền mô men ra tải qua khớp nối, puly, hộp số |
| Ổ bi (bạc đạn) | Ổ bi cầu 62xx, 63xx; motor lớn dùng thêm ổ đũa NU | Đỡ trục, giữ khe hở không khí đều giữa rotor và stator |
| Nắp trước, nắp sau | Gang hoặc nhôm | Định tâm trục và ổ bi |
| Quạt và chụp quạt | Nhựa hoặc nhôm, chụp tôn | Làm mát kiểu IC411 (tự quạt bề mặt) |
| Hộp cực (hộp đấu dây) | Cầu đấu 6 cọc U1-V1-W1, W2-U2-V2, có ốc tiếp địa | Đấu sao (Y) hoặc tam giác (Δ), nối nguồn và nối đất |
| Nhãn máy (tem motor) | Tấm nhôm hoặc inox | Ghi công suất, điện áp, dòng điện, tốc độ, hiệu suất, cấp bảo vệ IP, cấp cách điện |
- Khe hở không khí giữa rotor và stator chỉ khoảng 0.25–1mm; ổ bi mòn làm rotor cọ stator, motor nóng và kêu.
- Cấp bảo vệ phổ biến là IP55 (chống bụi, chống tia nước); môi trường ẩm ướt nhiều có loại IP56, IP65.
- Thông số trên tem motor là căn cứ chính khi đấu điện, chọn aptomat, rơ le nhiệt và biến tần.
a) Stator – phần tĩnh tạo từ trường quay
Stator gồm lõi thép ghép từ nhiều lá thép kỹ thuật điện rất mỏng, mặt trong xẻ rãnh để đặt dây quấn. Lá thép được sơn cách điện và ép chặt trong vỏ, giúp giảm dòng điện xoáy và tổn hao sắt. Ba cuộn dây pha đặt lệch nhau 120 độ điện, 6 đầu dây đưa ra hộp cực để đấu sao hoặc tam giác.
b) Rotor – phần quay sinh mô men
Rotor lồng sóc gồm lõi thép có rãnh, trong rãnh là các thanh dẫn nhôm (hoặc đồng) được nối tắt hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch, trông giống một chiếc lồng hình trụ. Các thanh dẫn được đặt xiên một góc nhỏ so với trục để mô men quay liên tục, rotor chạy êm, không bị giật và giảm tiếng ồn từ.
Rotor dây quấn (động cơ ruột quấn) có bộ dây 3 pha nối ra 3 vành trượt và chổi than, cho phép đấu thêm điện trở ngoài để giảm dòng khởi động và tăng mô men khởi động. Loại này dùng nhiều cho cẩu trục, tời, máy nghiền tải nặng; xem thêm động cơ ruột quấn rotor dây quấn.
c) Vỏ, ổ bi, quạt làm mát và hộp cực
Vỏ gang dùng cho motor từ khoảng 5.5kW trở lên hoặc môi trường khắc nghiệt; vỏ nhôm nhẹ, tản nhiệt tốt, phổ biến ở motor nhỏ. Quạt gắn đuôi trục thổi gió dọc gân vỏ để làm mát, vì vậy tốc độ thấp thì lưu lượng gió cũng giảm. Hộp cực chứa cầu đấu 6 cọc và ốc tiếp địa; nắp hộp cực có gioăng cao su để giữ cấp bảo vệ IP.
2. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 3 pha
Khi đưa dòng điện xoay chiều 3 pha tần số f vào 3 cuộn dây stator, ba từ trường đập mạch lệch pha nhau 120 độ cộng lại thành một từ trường quay có tốc độ đồng bộ:
n1 = 60 × f / p (vòng/phút), trong đó f là tần số lưới (50Hz ở Việt Nam), p là số cặp cực.
Từ trường quay cắt qua các thanh dẫn rotor, cảm ứng sức điện động. Vì thanh dẫn được nối tắt nên sinh dòng điện rotor; lực điện từ giữa từ trường quay và dòng điện rotor kéo rotor quay cùng chiều với từ trường, với tốc độ n nhỏ hơn n1. Nếu n bằng n1 thì thanh dẫn không còn bị cắt từ thông, dòng cảm ứng và lực điện từ bằng 0 – đây là lý do gọi là động cơ không đồng bộ.
- Hệ số trượt: s = (n1 − n) / n1, thường 2–6% ở tải định mức (motor nhỏ trượt nhiều hơn motor lớn).
- Tốc độ thực tế: n = 60f/p × (1 − s).
- Đổi chiều quay: đảo 2 trong 3 dây pha cấp vào motor; chi tiết tại bài đảo chiều motor 3 pha.
| Số cực (pole) | Tốc độ đồng bộ n1 (50Hz) | Tốc độ thực tế thường gặp | Tên gọi thông dụng |
|---|---|---|---|
| 4 cực (2 cặp cực) | 1500 vòng/phút | 1400–1480 vòng/phút | Motor tua chậm, phổ biến nhất |
| 2 cực (1 cặp cực) | 3000 vòng/phút | 2800–2950 vòng/phút | Motor tua nhanh |
| 6 cực (3 cặp cực) | 1000 vòng/phút | 900–980 vòng/phút | Motor 6 pole |
| 8 cực (4 cặp cực) | 750 vòng/phút | 700–730 vòng/phút | Motor 8 pole, mô men lớn |
Cùng công suất, motor càng nhiều cực thì tốc độ càng thấp và mô men trục càng lớn. Mô men định mức tính gần đúng: M (Nm) = 9550 × P (kW) / n (vòng/phút); ví dụ motor 7.5kW 4 cực 1450 vòng/phút có mô men khoảng 49Nm, còn 7.5kW 6 cực 970 vòng/phút khoảng 74Nm. Xem thêm mô men xoắn.
3. Điện áp, cách đấu sao – tam giác và dòng điện (ampe) của motor 3 pha
a) Điện áp định mức và cách đấu dây
Tem motor 3 pha luôn ghi hai cấp điện áp, ứng với hai cách đấu:
| Điện áp ghi trên tem | Lưới 3 pha 380V đấu | Lưới 3 pha 220V đấu | Thường gặp ở |
|---|---|---|---|
| Δ/Y 220/380V | Sao (Y) | Tam giác (Δ) | Motor nhỏ, khoảng 0.09–3kW |
| Δ/Y 380/660V | Tam giác (Δ) | — | Motor từ khoảng 4kW trở lên, khởi động sao – tam giác được |
- Đấu nhầm motor 220/380V thành tam giác trên lưới 380V: dây quấn chịu điện áp gấp 1.73 lần, cháy motor sau vài phút.
- Motor 380/660V đấu sao trên lưới 380V: chạy được nhưng mô men chỉ còn khoảng 1/3, có tải sẽ nóng.
- Điện áp lưới dao động cho phép thường ±5% (theo IEC 60034-1, vùng A); lệch pha điện áp trên 2% làm motor nóng rõ rệt.
Sơ đồ chi tiết xem tại bài cách đấu dây motor 3 pha.
b) Dòng điện định mức, dòng khởi động và aptomat tham khảo
Ở lưới 380V, motor 3 pha 4 cực có dòng định mức xấp xỉ 2A cho mỗi kW. Dòng khởi động trực tiếp bằng khoảng 5–7 lần dòng định mức, kéo dài 1–5 giây tùy quán tính tải. Bảng dưới là giá trị tham khảo cho motor 4 cực 380V hiệu suất IE2; số chính xác phải đọc theo tem motor.
| Công suất | Dòng định mức tham khảo (380V) | Aptomat tham khảo (khởi động trực tiếp) | Dây đồng tham khảo |
|---|---|---|---|
| 0.75kW (1HP) | khoảng 1.8–2.0A | 6A | 1.5mm² |
| 1.5kW (2HP) | khoảng 3.4–3.7A | 10A | 1.5mm² |
| 2.2kW (3HP) | khoảng 4.8–5.1A | 10A | 1.5–2.5mm² |
| 3kW (4HP) | khoảng 6.4–6.8A | 16A | 2.5mm² |
| 4kW (5.5HP) | khoảng 8.5–8.8A | 20A | 2.5mm² |
| 5.5kW (7.5HP) | khoảng 11–11.7A | 25A | 4mm² |
| 7.5kW (10HP) | khoảng 15–15.6A | 32A | 4–6mm² |
| 11kW (15HP) | khoảng 21.5–22.5A | 50A | 6–10mm² |
| 15kW (20HP) | khoảng 29–30A | 63A | 10mm² |
| 22kW (30HP) | khoảng 42–43A | 80–100A | 16mm² |
| 30kW (40HP) | khoảng 56–57A | 100–125A | 25mm² |
| 37kW (50HP) | khoảng 69–70A | 125–160A | 35mm² |
- Số ampe, aptomat, tiết diện dây ở bảng là giá trị tham khảo; đọc dòng định mức trên tem motor để chỉnh rơ le nhiệt (thường đặt 1.0–1.1 lần dòng tem).
- Dây dài trên 50m hoặc đi ống kín cần tăng tiết diện; tra thêm bảng tra tiết diện dây dẫn.
- Motor 2 cực dòng thấp hơn một chút, motor 6–8 cực dòng cao hơn 10–20% so với 4 cực cùng công suất.
c) Các cách khởi động motor 3 pha
Motor nhỏ dưới khoảng 5.5–7.5kW thường khởi động trực tiếp (DOL). Motor lớn hơn dùng khởi động sao – tam giác (dòng khởi động giảm còn khoảng 1/3, mô men khởi động cũng còn 1/3), khởi động mềm (soft starter) hoặc biến tần. Chi tiết tại bài khởi động động cơ điện.
4. Biến tần phù hợp cho động cơ điện 3 pha
Motor 3 pha rotor lồng sóc là loại dễ điều khiển tốc độ nhất bằng biến tần: biến tần thay đổi tần số f nên thay đổi trực tiếp tốc độ n1 = 60f/p, đồng thời khởi động mềm, dòng khởi động chỉ khoảng 1.5 lần định mức.
| Nguồn cấp | Loại biến tần | Cách đấu motor | Công suất áp dụng |
|---|---|---|---|
| 3 pha 380V | Biến tần vào 3 pha 380V, ra 3 pha 380V | Theo tem: Y (220/380V) hoặc Δ (380/660V) | Mọi công suất |
| 1 pha 220V | Biến tần vào 1 pha 220V, ra 3 pha 220V | Motor 220/380V đấu tam giác (Δ) | Thường đến khoảng 2.2–3.7kW |
- Chọn biến tần có dòng ra định mức bằng hoặc lớn hơn dòng trên tem motor; tải nặng (băng tải, máy nghiền, máy ép) chọn biến tần tải nặng hoặc lớn hơn 1 cấp.
- Dưới khoảng 20–25Hz, quạt tự làm mát giảm gió, motor chạy lâu ở tần số thấp sẽ nóng hơn; dùng motor có quạt cưỡng bức để chạy liên tục tốc độ thấp.
- Trên 50Hz motor chuyển sang vùng công suất không đổi, mô men giảm theo tỷ lệ 50/f.
- Cáp từ biến tần tới motor dài trên khoảng 50m cần cuộn kháng đầu ra để giảm điện áp đỉnh lên cách điện dây quấn.
Nguyên lý chi tiết xem bài nguyên lý hoạt động của máy biến tần.
5. Phân loại động cơ điện 3 pha
a) Phân loại theo mục đích sử dụng
Động cơ điện 3 pha đa dụng dùng trong hầu hết các ngành công nghiệp:
- Công suất phổ biến: 0.09kW đến 315kW.
- Kiểu lắp: chân đế B3, mặt bích B5, chân đế mặt bích B35, mặt bích nhỏ B14.
- Điện áp: 3 pha 220/380V hoặc 380/660V.
- Cấp hiệu suất: IE1, IE2, IE3.
Động cơ điện phòng nổ (ký hiệu dòng YBX3) có vỏ và hộp cực dày, khe mặt ghép kín để ngọn lửa bên trong không thoát ra ngoài; dùng ở nơi có khí dễ cháy như CH4, C2H2, hầm mỏ, kho xăng dầu, nhà máy hóa chất:
- Công suất phổ biến: 0.37kW đến 30kW.
- Đường kính trục: 14mm đến 55mm.
- Kiểu lắp: B3, B5, B35; điện áp 3 pha 220/380V hoặc 380/660V.
Motor có phanh (motor thắng từ) dừng trục ngay khi mất điện, dùng cho băng tải dốc, thang chuyền, máy nâng hạ:
- Công suất phổ biến: 0.37kW, 0.75kW, 1.5kW, 2.2kW, 3.7kW, 5.5kW… đến 22kW.
- Đường kính trục: 14mm đến 55mm; kiểu lắp B3, B5, B35.
- Có cần gạt nhả phanh bằng tay ở dải 0.37kW – 18.5kW.
Động cơ 3 pha thay đổi tốc độ (motor biến tần) dùng khi cần chỉnh vòng quay theo công nghệ:
- Công suất phổ biến: 1HP, 2HP, 3HP, 5HP, 10HP; đường kính trục 19, 24, 28, 38mm.
- Dải tần số thường dùng 25–50Hz, tương ứng khoảng 600–1500 vòng/phút với motor 4 cực có quạt cưỡng bức.
- Kiểu lắp B3, B5, B35.
Động cơ 3 pha ruột quấn, motor cẩu trục, tời hàng làm việc nặng, mô men lớn, tốc độ 960 hoặc 720 vòng/phút (6 cực hoặc 8 cực); dùng nâng hạ, kéo tàu, băng tải, trộn bê tông, nghiền đá:
- Công suất phổ biến: 5HP, 10HP, 15HP, 20HP, 30HP.
- Đường kính trục: 24, 28, 38, 42, 55mm; điện áp 3 pha 380V.
b) Phân loại theo tốc độ quay (số cực)
Motor 3 pha có 4 cấp tốc độ chính: 4 cực, 2 cực, 6 cực và 8 cực. Bảng dưới tổng hợp các trang sản phẩm theo từng công suất.
Motor 4 cực (4 pole) 1400 – 1450 – 1500 vòng/phút – loại thông dụng nhất cho bơm, quạt, băng tải, hộp giảm tốc, còn gọi là motor tua chậm:
Motor 2 cực (2 pole) 2800 – 2900 – 3000 vòng/phút – motor tua nhanh cho bơm ly tâm, quạt cao áp, máy mài:
.jpg)
Motor 6 cực (6 pole) 900 – 960 – 1000 vòng/phút – motor 6 pole cho máy nghiền, máy trộn, quạt hút lớn cần mô men cao:
Motor 8 cực 700–750 vòng/phút xem tại danh mục motor 8 pole.
c) Phân loại theo chế độ làm việc
- S1 – làm việc liên tục: chạy tải định mức đủ lâu để nhiệt độ ổn định (bơm, quạt, băng tải).
- S2 – làm việc ngắn hạn: 10, 30, 60 hoặc 90 phút rồi nghỉ cho nguội hẳn.
- S3 – S6 – làm việc theo chu kỳ: đóng cắt lặp lại, ví dụ S3 40% (cẩu trục, tời), có thể kèm khởi động và hãm.
6. Ứng dụng động cơ điện 3 pha không đồng bộ trong sản xuất
- Bơm nước, bơm PCCC, bơm tuần hoàn: máy bơm nước 3 pha cấp nước dây chuyền, nồi hơi, tháp giải nhiệt, hệ thống chữa cháy.
- Motor giảm tốc 3 pha: motor giảm tốc cho băng tải, máy trộn phân bón, dây chuyền thép, máy tời xây dựng.
- Quạt công nghiệp, quạt hút bụi, máy thổi khí trong nhà xưởng, xử lý nước thải.
- Máy nén khí, máy nghiền đá, máy xay, máy cưa, máy ép cần mô men lớn và chạy liên tục.
- Motor rung 3 pha cho sàng rung, đầm bê tông, phễu cấp liệu; xem motor rung.
- Motor kéo tải qua puly – dây curoa cho máy chế biến gỗ, máy xay xát, máy chế biến thực phẩm.
7. Vật liệu chế tạo và các công suất motor 3 pha phổ biến
Chất lượng motor 3 pha phụ thuộc chủ yếu vào lõi thép (độ dày, độ tổn hao của lá thép), dây quấn (đồng nguyên chất, cấp cách điện F), ổ bi và độ đồng tâm khi gia công nắp – trục. Motor dây đồng, lõi thép tổn hao thấp đạt hiệu suất IE2, IE3, chạy mát và ít tốn điện hơn.
Các công suất motor điện 3 pha được dùng phổ biến nhất:
8. Kiểm tra trước và sau khi vận hành động cơ 3 pha
a) Kiểm tra trước khi khởi động
- Đối chiếu tem motor với nguồn: điện áp, tần số, cách đấu sao hoặc tam giác.
- Kiểm tra môi trường lắp đặt và cấp bảo vệ IP có phù hợp không.
- Kiểm tra vỏ motor đã nối đất, đầu cốt siết chặt, cầu đấu không lỏng.
- Kiểm tra aptomat, khởi động từ, rơ le nhiệt đúng dòng định mức.
- Đo điện trở cách điện bằng megaohm kế 500V: motor hạ áp thường cần đạt từ 1MΩ trở lên; motor để kho lâu, ẩm cần sấy khi giá trị thấp.
- Xoay trục bằng tay: trục quay nhẹ, không kẹt, không có tiếng cọ.
- Kiểm tra độ căng dây curoa, độ đồng tâm khớp nối.
- Với motor ruột quấn: kiểm tra vành trượt sáng bóng, chổi than tiếp xúc đều.
b) Kiểm tra sau khi khởi động
- Chiều quay đúng yêu cầu của máy.
- Thời gian khởi động bình thường, không có tiếng động hoặc rung lạ khi tăng tốc.
- Đo dòng 3 pha bằng ampe kìm: dòng không vượt dòng tem, chênh lệch giữa các pha không quá khoảng 10%.
- Sụt áp khi khởi động không ảnh hưởng thiết bị khác trên cùng lưới.
- Nhiệt độ vỏ sau 1–2 giờ chạy ổn định; vỏ motor cách điện cấp F có thể ấm 60–80°C khi đầy tải.
9. Cách chọn động cơ điện 3 pha phù hợp
- Công suất: tính theo tải thực, cộng thêm hệ số dự phòng 10–20%; tham khảo bài tính công suất động cơ điện.
- Tốc độ: 2 cực cho bơm ly tâm, quạt cao áp; 4 cực cho đa số máy và hộp giảm tốc; 6–8 cực cho tải mô men lớn, tốc độ chậm.
- Điện áp: lưới 380V chọn motor 220/380V (nhỏ) hoặc 380/660V (lớn, cần khởi động sao – tam giác); chỉ có điện 1 pha thì dùng biến tần 1 pha ra 3 pha 220V.
- Kiểu lắp: B3 chân đế, B5 mặt bích, B35 chân đế mặt bích, B14 mặt bích nhỏ; đối chiếu đường kính trục và tâm trục.
- Môi trường: IP55 tiêu chuẩn; nơi có khí cháy nổ dùng motor phòng nổ YBX3; tải dừng chính xác dùng motor có phanh.
- Hiệu suất: motor chạy trên 4.000 giờ/năm nên xem xét IE2, IE3 để giảm tiền điện.
10. Lỗi thường gặp ở motor 3 pha và cách khắc phục
| Hiện tượng | Nguyên nhân thường gặp | Cách xử lý |
|---|---|---|
| Motor không quay, kêu ù | Mất 1 pha, đứt dây, cầu chì đứt, tải kẹt | Đo điện áp 3 pha tại hộp cực, kiểm tra tiếp điểm khởi động từ, xoay thử trục; xem motor bị lệch pha |
| Motor nóng quá mức | Quá tải, đấu sai Y/Δ, điện áp thấp, quạt hỏng, bụi bám | Đo dòng so với tem, kiểm tra cách đấu, vệ sinh gân tản nhiệt |
| Rung mạnh | Lệch tâm khớp nối, bu lông chân lỏng, rotor mất cân bằng, ổ bi hỏng | Căn chỉnh đồng tâm, siết chân đế, thay ổ bi |
| Kêu rít, kêu lạo xạo | Ổ bi khô mỡ hoặc mòn, rotor cọ stator | Bơm mỡ hoặc thay ổ bi, kiểm tra nắp và trục |
| Nhảy aptomat khi khởi động | Aptomat nhỏ, dòng khởi động cao, chạm vỏ | Kiểm tra cách điện, chọn aptomat đặc tính motor hoặc khởi động sao – tam giác |
| Cháy cuộn dây | Mất pha kéo dài, ẩm, quá tải lâu | Quấn lại hoặc thay motor; tham khảo cách kiểm tra motor bị cháy |
- Motor mất 1 pha khi đang chạy vẫn quay nhưng dòng 2 pha còn lại tăng 1.7–2 lần.
- Rơ le nhiệt hoặc bảo vệ mất pha là thiết bị cắt nhanh nhất trong trường hợp này.
- Điện áp thấp hơn 10% so với định mức làm mô men giảm khoảng 19% và dòng tăng.
11. Cách tiết kiệm điện khi dùng động cơ điện 3 pha
- Chọn công suất sát với tải: motor chạy dưới 50% tải có hiệu suất và hệ số công suất cos φ giảm rõ.
- Dùng biến tần cho bơm, quạt: công suất tiêu thụ tỷ lệ với lập phương tốc độ, giảm 20% tốc độ tiết kiệm gần 50% điện.
- Dùng motor hiệu suất IE2, IE3 cho máy chạy liên tục nhiều giờ mỗi ngày.
- Bù công suất phản kháng bằng tụ bù để nâng cos φ, giảm dòng trên dây và tiền phạt cos φ.
- Giữ motor sạch, ổ bi đủ mỡ, căn chỉnh đồng tâm để giảm tổn hao cơ.
12. Câu hỏi thường gặp về cấu tạo động cơ điện 3 pha
a) Dành cho người đang khảo giá, sắp mua động cơ điện 3 pha
- Động cơ điện 3 pha cấu tạo gồm những bộ phận chính nào? Gồm stator (lõi thép lá + dây quấn 3 pha), rotor (lồng sóc hoặc dây quấn), trục, ổ bi, vỏ, nắp, quạt làm mát và hộp cực. Phần quyết định chất lượng nhiều nhất là lõi thép, dây đồng quấn và ổ bi.
- Motor 3 pha dây đồng và dây nhôm khác nhau thế nào? Dây đồng điện trở thấp hơn khoảng 40%, motor chạy mát hơn, hiệu suất cao hơn và chịu quá tải ngắn hạn tốt hơn. Motor dây nhôm nhẹ và rẻ hơn nhưng nóng hơn khi chạy đầy tải liên tục.
- Nên chọn motor 3 pha 2 cực hay 4 cực? Motor 4 cực 1450 vòng/phút phổ biến nhất, mô men gấp khoảng 2 lần motor 2 cực cùng công suất, phù hợp hộp giảm tốc, băng tải. Motor 2 cực 2900 vòng/phút dùng cho bơm ly tâm, quạt cao áp, máy mài.
- Vỏ gang và vỏ nhôm loại nào bền hơn? Vỏ gang cứng, chịu va đập và rung tốt, hợp môi trường nặng như mỏ đá, xi măng. Vỏ nhôm nhẹ hơn khoảng 30–40%, tản nhiệt tốt, hợp motor nhỏ, máy di động.
- Cấp hiệu suất IE1, IE2, IE3 có đáng quan tâm không? Với motor 11kW chạy 6.000 giờ/năm, chênh lệch 2–3% hiệu suất giữa IE1 và IE3 tương đương khoảng 1.300–2.000kWh điện mỗi năm. Máy chạy ít giờ thì chênh lệch tiền điện không đáng kể.
- Cấp bảo vệ IP55 có dùng ngoài trời được không? IP55 chống bụi và tia nước từ mọi hướng, dùng ngoài trời được khi có mái che mưa trực tiếp vào hộp cực. Nơi ngập nước, rửa áp lực cao có loại IP56, IP65.
b) Dành cho người đã mua, cần hướng dẫn lắp đặt, đấu điện, sử dụng
- Motor 3 pha 220/380V đấu sao hay tam giác khi dùng điện 380V? Đấu sao (Y): nối chung W2-U2-V2, cấp nguồn vào U1-V1-W1. Đấu tam giác trên lưới 380V làm dây quấn quá áp và cháy nhanh.
- Motor 3 pha 380/660V đấu thế nào ở lưới 380V? Đấu tam giác (Δ) khi chạy, có thể khởi động sao – tam giác để giảm dòng khởi động còn khoảng 1/3. Loại này thường gặp ở motor từ khoảng 4kW trở lên.
- Muốn đổi chiều quay motor 3 pha làm sao? Đảo vị trí 2 trong 3 dây pha cấp vào motor (ví dụ đổi L1 và L2), giữ nguyên dây thứ ba. Cần đảo chiều thường xuyên thì dùng bộ khởi động từ đảo chiều có khóa liên động.
- Nhà chỉ có điện 1 pha 220V có chạy được motor 3 pha không? Chạy được bằng biến tần vào 1 pha 220V ra 3 pha 220V, motor đấu tam giác, thường áp dụng đến khoảng 2.2–3.7kW. Cách dùng tụ điện chạy được motor nhỏ nhưng công suất chỉ còn khoảng 50–70%; xem chọn tụ điện cho motor.
- Chỉnh rơ le nhiệt cho motor 3 pha bao nhiêu ampe? Đặt bằng 1.0–1.1 lần dòng định mức ghi trên tem. Ví dụ motor 7.5kW 4 cực 380V dòng tham khảo khoảng 15A thì đặt rơ le khoảng 15–16.5A, số chính xác đọc theo tem motor.
- Motor mới mua về có cần chạy thử không tải không? Nên chạy không tải 10–30 phút để kiểm tra chiều quay, tiếng ổ bi và dòng 3 pha cân bằng. Dòng không tải motor 4 cực thường bằng khoảng 30–50% dòng định mức.
c) Dành cho người gặp lỗi do dùng sai cách, cần cách khắc phục hoặc giải pháp tiết kiệm chi phí
- Motor 3 pha kêu ù không quay là bị gì? Phần lớn do mất 1 pha (đứt cầu chì, tiếp điểm khởi động từ cháy, lỏng dây) hoặc tải kẹt. Cắt điện ngay, đo điện áp 3 pha tại hộp cực và xoay thử trục bằng tay.
- Motor 3 pha chạy rất nóng, sờ không được tay có sao không? Motor cách điện cấp F chạy đầy tải vỏ có thể 60–80°C nên sờ tay thấy rất nóng. Cần đo dòng: dòng vượt tem hoặc chênh pha trên 10% là quá tải, sai cách đấu hoặc lệch pha.
- Đấu nhầm tam giác vào 380V, motor còn dùng được không? Nếu cắt điện trong vài giây thì thường chưa hỏng; đo điện trở cách điện và điện trở 3 cuộn dây, nếu cân bằng và cách điện đạt từ 1MΩ thì đấu lại sao và chạy thử. Chạy lâu bị khét thì phải quấn lại.
- Motor cháy cuộn dây thì nên quấn lại hay mua mới? Motor từ khoảng 7.5–11kW trở lên, vỏ và trục còn tốt thì quấn lại thường rẻ hơn mua mới khoảng 40–60%. Motor nhỏ dưới 2.2kW chi phí quấn lại gần bằng motor mới.
- Bơm, quạt chạy 3 pha tốn điện, giảm thế nào? Lắp biến tần để chỉnh tốc độ theo nhu cầu: giảm 20% tốc độ tiết kiệm gần 50% điện năng của bơm, quạt. Kết hợp tụ bù nâng cos φ lên 0.9–0.95 để giảm dòng trên dây.
- Motor để kho lâu bị ẩm, xử lý thế nào trước khi chạy? Đo cách điện; nếu dưới 1MΩ thì sấy bằng đèn sấy hoặc tủ sấy 80–100°C trong vài giờ đến khi đạt. Chạy ngay khi cách điện thấp có thể gây chạm vỏ, cháy cuộn dây.
13. Kết luận
Cấu tạo động cơ điện 3 pha gồm stator tạo từ trường quay và rotor lồng sóc hoặc dây quấn sinh mô men, cùng vỏ, trục, ổ bi, quạt và hộp cực. Nắm rõ cấu tạo, nguyên lý n1 = 60f/p, cách đấu sao – tam giác, dòng điện định mức và cách dùng biến tần giúp chọn đúng motor, đấu điện an toàn, giảm hỏng hóc và tiết kiệm điện năng trong suốt thời gian sử dụng.
