Thông Số Kỹ Thuật Động Cơ Điện 3 Pha Và Động Cơ Điện 1 Pha

Thông số kỹ thuật motor điện là các giá trị ghi trên tem (nhãn) động cơ cho biết công suất (kW/HP), điện áp (V), dòng điện định mức (A), tần số (Hz), tốc độ (vòng/phút), số cực, hệ số công suất cos φ, hiệu suất (IE1–IE4), cấp cách điện, cấp bảo vệ IP và kiểu lắp đặt. Ví dụ một motor 3 pha 7.5kW 4 cực thông dụng có tem: 380V Δ / 660V Y, khoảng 15A, 50Hz, 1450 vòng/phút, cos φ khoảng 0,85, hiệu suất IE2–IE3, cách điện cấp F, IP55, vỏ 132M, kiểu lắp B3.

Đọc đúng thông số động cơ điện 3 pha và động cơ điện 1 pha giúp chọn motor đúng tải, đấu dây đúng điện áp, chọn aptomat, dây dẫn, biến tần phù hợp và phát hiện sớm motor chạy quá dòng. Bài viết dưới đây giải thích từng thông số, cách đọc tem motor và bảng tra dòng điện tham khảo theo công suất.

1. Các thông số kỹ thuật motor 3 pha quan trọng nhất

a) Công suất kW, HP (mã lực, ngựa)

• Công suất trên tem là công suất cơ đầu trục định mức, đơn vị kW hoặc HP; 1HP = 0,746kW, ngành động cơ thường làm tròn 1HP = 0.75kW.
• Dải công suất motor 3 pha phổ biến trong công nghiệp Việt Nam từ 0.37kW đến 160kW; các dải lớn hơn (200–315kW) thường dùng cho bơm, quạt, máy nén công suất lớn.
• Công suất điện tiêu thụ từ lưới lớn hơn công suất trên tem: P điện = P cơ / hiệu suất. Motor 7.5kW hiệu suất 89% tiêu thụ khoảng 8,4kW khi đầy tải.

b) Tốc độ (RPM) và số cực (Pole)

RPM (revolutions per minute) là số vòng quay trục motor trong 1 phút. Tốc độ đồng bộ n = 60 × f / số cặp cực; motor không đồng bộ thực tế quay chậm hơn tốc độ đồng bộ 2–6% do hệ số trượt.

• Ở lưới 60Hz, tốc độ tăng khoảng 20%: motor 4 cực đạt khoảng 1.750 vòng/phút.
• Cùng công suất, motor càng nhiều cực thì mô men xoắn càng lớn và khung vỏ càng to.
• Xem thêm các dòng motor tua chậm, motor tua nhanh, motor 6 pole và motor 8 pole.

c) Cấp cách điện (INS.CL, Insulation Class)

• Motor 3 pha hiện nay phổ biến cách điện cấp F, độ tăng nhiệt thiết kế cấp B (khoảng 80K) để có dự trữ nhiệt.
• Cứ vượt nhiệt độ cho phép khoảng 10°C, tuổi thọ cách điện dây quấn giảm khoảng một nửa.

d) Cấp bảo vệ IP (Ingress Protection)

IP gồm 2 chữ số: chữ số thứ nhất là khả năng chống vật rắn, bụi (0–6), chữ số thứ hai là khả năng chống nước (0–8).

e) Chế độ làm việc (Duty) và hệ số làm việc SF

• S1: làm việc liên tục ở tải định mức; phần lớn motor 3 pha thông dụng là S1.
• S2: làm việc ngắn hạn (ví dụ S2-30 phút), sau đó nghỉ đến khi nguội; S3–S6: làm việc chu kỳ đóng ngắt, ghi kèm % thời gian đóng điện (ví dụ S3-40%).
• SF (Service Factor): hệ số quá tải cho phép, ví dụ SF 1.15 nghĩa là motor chịu được tải 115% công suất tem trong điều kiện điện áp, tần số định mức, đổi lại nhiệt độ cuộn dây cao hơn và tuổi thọ giảm.
• AMB: nhiệt độ môi trường cho phép, tiêu chuẩn IEC là −15°C đến 40°C, một số motor ghi 45°C hoặc 50°C; cao độ lắp đặt tiêu chuẩn đến 1.000m.

2. Thông số điện áp, dòng điện và tần số của động cơ 3 pha

a) Điện áp (Voltage) và cách đấu sao, tam giác

• Điện 3 pha hạ thế tại Việt Nam là 380V/50Hz (dây – dây); điện 1 pha là 220V. Một số nhà máy, thiết bị nhập khẩu dùng 400V, 415V, 440V, 460V (60Hz) hoặc 660V, 690V.
• Tem ghi 220/380V Δ/Y: đấu tam giác (Δ) khi lưới 3 pha 220V, đấu sao (Y) khi lưới 380V. Thường gặp ở motor từ 3kW trở xuống.
• Tem ghi 380/660V Δ/Y: đấu tam giác khi chạy lưới 380V, có thể khởi động sao – tam giác. Thường gặp ở motor từ 4kW trở lên.
• Dao động điện áp cho phép thường ±5% (một số motor ±10%); điện áp thấp làm dòng tăng, motor nóng; điện áp cao làm dòng từ hóa tăng.
• Chi tiết cách đấu xem bài cách đấu dây motor 3 pha.

b) Dòng điện định mức (AMP, A) và dòng không tải

• Dòng định mức là dòng motor kéo ở đúng công suất, điện áp, tần số trên tem; tem có 2 điện áp sẽ ghi 2 giá trị dòng tương ứng.
• Dòng không tải thường bằng khoảng 30–50% dòng định mức (motor nhỏ dưới 1.5kW có thể 50–70%). Ví dụ motor dòng định mức 10A, dòng không tải 3–5A là bình thường.
• Dòng khởi động trực tiếp bằng khoảng 5–7 lần dòng định mức, kéo dài vài giây tùy quán tính tải.
• Ước lượng nhanh motor 3 pha 380V: dòng định mức khoảng 2A cho mỗi kW (tham khảo).

• Số ampe và aptomat trong bảng là giá trị tham khảo; dòng điện chính xác đọc theo tem motor.
• Motor 6 cực, 8 cực cùng công suất có dòng định mức cao hơn motor 4 cực khoảng 5–20%.
• Khởi động sao – tam giác hoặc biến tần cho phép chọn aptomat nhỏ hơn so với khởi động trực tiếp.
• Tiết diện dây tra theo dòng định mức tại bảng tra tiết diện dây dẫn.

c) Tần số Hz

• Lưới điện Việt Nam, châu Âu, Trung Quốc: 50Hz; Mỹ, Hàn Quốc, một phần Nhật Bản: 60Hz.
• Motor 50Hz chạy lưới 60Hz cùng điện áp: tốc độ tăng khoảng 20%, mô men giảm; motor 60Hz chạy lưới 50Hz cùng điện áp: dòng từ hóa tăng, motor nóng hơn.

d) Thông số liên quan khi dùng biến tần

• Chọn biến tần theo dòng định mức ghi trên tem motor: dòng ra định mức của biến tần bằng hoặc lớn hơn dòng motor; tải nặng (băng tải, máy nghiền, máy nén) thường chọn biến tần lớn hơn motor 1 cấp.
• Motor 380V dùng biến tần 3 pha 380V vào – 3 pha 380V ra; motor tem 220/380V có thể đấu tam giác 220V dùng biến tần 1 pha 220V vào – 3 pha 220V ra.
• Motor 3 pha thông dụng có quạt làm mát gắn trên trục, chạy biến tần dải khoảng 20–50Hz ổn định với tải bơm, quạt; chạy lâu dưới khoảng 20Hz với mô men đầy tải, lưu lượng gió làm mát giảm, motor nóng hơn.
• Motor biến tần chuyên dụng (ký hiệu YVP, YVF, Y3VP) có quạt làm mát độc lập và cách điện chịu xung PWM, chạy được dải tốc độ rộng; xem động cơ biến tần.

3. Ký hiệu chủng loại động cơ điện 3 pha

Thông tin các dòng tương ứng: motor phòng nổ, motor có phanh, motor giảm tốc, motor rung, động cơ rotor dây quấn.

4. Thông số kỹ thuật motor 1 pha

a) Điện áp, công suất, tốc độ

• Động cơ điện 1 pha (Single Phase Motor) dùng điện 220V (một số loại 110V, 200V, 230V), có 2 dây nguồn vào.
• Công suất motor 1 pha phổ biến từ 25W đến 3.7kW; motor 1 pha công suất lớn nhất là 7.5kW.
• Tốc độ thông dụng: 4 cực 1400–1450 vòng/phút, 2 cực 2800–2900 vòng/phút.
• Ký hiệu thường gặp: YL – motor 1 pha 2 tụ (tụ đề + tụ ngậm), mô men khởi động lớn; YC – motor 1 pha tụ khởi động, tải khỏe khi khởi động; YY – motor 1 pha chỉ có tụ chạy, tải nhẹ.

b) Dòng điện motor 1 pha 220V tham khảo

• Dòng motor 1 pha cao hơn motor 3 pha cùng công suất khoảng 2,5–3 lần.
• Số ampe, aptomat là giá trị tham khảo, đọc theo tem motor.
• Điện áp nông thôn tụt còn 190–200V làm dòng tăng, motor khó khởi động.

c) Tụ điện (Capacitor) của motor 1 pha

• Tụ đề (tụ khởi động): tụ hóa điện dung lớn, chỉ đóng vào mạch 1–3 giây khi khởi động qua công tắc ly tâm, giúp tăng mô men khởi động.
• Tụ ngậm (tụ chạy, tụ ngâm): tụ dầu hoặc tụ màng, nối thường trực với cuộn phụ khi motor chạy, giúp cải thiện cos φ, giảm dòng và chạy êm hơn.
• Đơn vị điện dung ghi trên tụ là µF (microfarad, ghi tắt MFD hoặc uF). Tụ đề motor 1 pha thường từ khoảng 100µF đến 600µF; tụ ngậm thường từ khoảng 8µF đến 60µF (tham khảo, theo tụ gốc và tem motor).
• Điện áp làm việc của tụ: tụ ngậm thường 400–450VAC, tụ đề 250–300VAC. Chi tiết xem chọn tụ điện cho motor và bài về công tắc ly tâm.

d) Biến tần cho motor 1 pha

• Motor 1 pha có tụ đề và công tắc ly tâm: khi tốc độ giảm dưới khoảng 70–80% định mức, công tắc ly tâm đóng lại, tụ đề nhận điện áp PWM của biến tần.
• Biến tần 1 pha vào – 1 pha ra trên thị trường chủ yếu dùng cho motor 1 pha chỉ có tụ chạy (quạt, bơm nhỏ).
• Nhu cầu điều tốc khi chỉ có điện 220V thường dùng motor 3 pha 220/380V đấu tam giác và biến tần 1 pha vào – 3 pha ra 220V.

5. Ký hiệu kích thước, kiểu lắp đặt và tiêu chuẩn chế tạo motor điện

a) Tiêu chuẩn chế tạo

• IEC: tiêu chuẩn Ủy ban Kỹ thuật Điện quốc tế, dùng phổ biến ở châu Âu, châu Á; kích thước theo mm, công suất theo kW.
• NEMA: tiêu chuẩn Hiệp hội các nhà sản xuất điện Hoa Kỳ, dùng ở Bắc Mỹ; kích thước theo inch, công suất theo HP, frame ghi dạng 143T, 184T, 256T…
• TEFC (Totally Enclosed Fan Cooled): motor kín, có quạt ngoài làm mát vỏ; ODP (Open Drip Proof): motor hở chống nhỏ giọt.

b) Mã vỏ (Frame size)

• Số trong mã vỏ IEC là chiều cao tâm trục tính từ mặt chân đế, đơn vị mm: 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315.
• Chữ phía sau là chiều dài thân: S (short – ngắn), M (medium – trung bình), L (long – dài). Ví dụ 90S và 90L cùng chiều cao tâm trục 90mm, 90L thân dài hơn, công suất lớn hơn.
• Cùng mã vỏ, kích thước lắp đặt (khoảng cách lỗ chân, đường kính trục) giữa các hãng theo IEC là tương đương, thay thế lẫn nhau được.

c) Kiểu lắp đặt (Mounting)

d) Quy đổi công suất và cách gọi trong ngành

• 1HP = 0,746kW, làm tròn 0.75kW; một số nơi gọi 0.75kW là "0.8kW".
• Miền Bắc hay dùng đơn vị kW, miền Nam hay dùng HP (ngựa).
• 3.7kW thường gọi là 4kW (5HP); 5.5HP tương ứng 4kW; "7 ngựa" thường hiểu là 7.5HP = 5.5kW; 10HP = 7.5kW.
• 37kW thường gọi là 38kW (50HP); 120HP hoặc 125HP tương ứng 90kW.
• "Motor kéo" là motor 4 cực 1400–1500 vòng/phút, gọi là "chậm" để phân biệt với motor 2 cực 2900 vòng/phút.

6. Hiệu suất, hệ số công suất và tiêu chuẩn tiết kiệm điện

a) Hệ số công suất cos φ

• Cos φ của motor không đồng bộ thường từ 0,70 đến 0,92; motor càng lớn, càng ít cực thì cos φ càng cao.
• Cos φ luôn nhỏ hơn 1; cos φ thấp làm dòng điện lớn hơn cho cùng công suất, tổn hao trên dây dẫn tăng.
• Motor chạy non tải (dưới 50% công suất) có cos φ giảm mạnh, có thể xuống 0,5–0,6.

b) Hiệu suất Eff (η %)

• Hiệu suất là tỷ lệ công suất cơ đầu trục trên công suất điện tiêu thụ; motor 0.75kW đạt khoảng 75–83%, motor 7.5kW khoảng 87–91%, motor 75kW khoảng 93–95%.
• Công thức dòng điện motor 3 pha: I = P / (√3 × U × cos φ × η). Ví dụ 7.5kW, 380V, cos φ 0,85, η 0,89: I ≈ 15,1A.
• Cách tính chi tiết xem tính công suất động cơ điện.

c) Cấp hiệu suất IE và EFF

• EFF3, EFF2, EFF1 là phân loại cũ của châu Âu (CEMEP), EFF1 cao nhất; nay thay bằng IE1–IE4.
• Motor 7.5kW 4 cực: IE1 khoảng 87%, IE2 khoảng 88,7%, IE3 khoảng 90,4% (tham khảo theo bảng IEC).
• Motor chạy 2 ca/ngày, mỗi điểm % hiệu suất tăng thêm giảm điện năng tiêu thụ tương ứng khoảng 1% năng lượng đầu vào.

7. Thông số kỹ thuật động cơ điện 1 chiều và động cơ đặc biệt

a) Động cơ điện 1 chiều (DC)

• Điện áp: 12V, 24V, 36V, 48V, 90V, 180V, 220V DC tùy loại; motor DC nhỏ dùng ắc quy, motor DC công nghiệp dùng bộ chỉnh lưu.
• Công suất và tốc độ: tốc độ thay đổi gần tỷ lệ với điện áp phần ứng, điều tốc bằng bộ điều khiển DC (PWM hoặc thyristor).
• Kiểu kích từ: nam châm vĩnh cửu, kích từ song song, nối tiếp, hỗn hợp; motor có chổi than cần thay chổi than định kỳ.
• Cấp cách điện, cấp IP, mã vỏ, kiểu lắp đọc giống motor xoay chiều; xem thêm motor 24V.

b) Động cơ điện đặc biệt

• Động cơ biến tần: điều chỉnh tốc độ bằng tần số, tem ghi thêm dải tần làm việc (ví dụ 5–100Hz) và quạt làm mát độc lập.
• Động cơ giảm tốc: tem ghi thêm tỷ số truyền (i), tốc độ ra và mô men ra (N.m); ví dụ motor 4 cực 1450 vòng/phút, i = 30, tốc độ ra khoảng 48 vòng/phút.
• Động cơ phòng chống cháy nổ (YBX3): tem ghi thêm ký hiệu chống nổ như Ex d IIB T4 hoặc Ex d IIC T4, số chứng nhận chống nổ.
• Động cơ có phanh: tem ghi thêm điện áp cuộn phanh (thường 99V DC hoặc 170V DC qua bộ chỉnh lưu) và mô men phanh.

8. Câu hỏi thường gặp về thông số kỹ thuật motor điện

a) Dành cho người đang khảo giá, sắp mua motor điện

• Khi hỏi mua motor điện cần cung cấp những thông số gì? Tối thiểu cần công suất (kW hoặc HP), số cực/tốc độ (ví dụ 4 cực 1450 vòng/phút), điện áp (1 pha 220V hay 3 pha 380V), kiểu lắp (chân đế B3, mặt bích B5, B35) và đường kính trục. Chụp ảnh tem motor cũ là cách nhanh nhất để có đủ thông số.
• Motor 3 pha 4 cực và 2 cực cùng công suất khác nhau thế nào? Motor 4 cực quay khoảng 1450 vòng/phút, mô men gấp khoảng 2 lần motor 2 cực 2900 vòng/phút cùng công suất, thân vỏ to và nặng hơn. Motor 4 cực dùng nhiều cho băng tải, hộp giảm tốc, máy khuấy; motor 2 cực dùng cho bơm ly tâm, quạt cao áp.
• Motor IE2 và IE3 chênh nhau bao nhiêu điện năng? Với motor 7.5kW 4 cực, hiệu suất IE3 cao hơn IE2 khoảng 1,7 điểm %. Motor chạy 16 giờ/ngày, 300 ngày/năm, đầy tải, chênh lệch khoảng 750–770kWh mỗi năm.
• Motor mã vỏ 132M của hai hãng khác nhau có lắp thay được không? Theo IEC, cùng mã vỏ thì chiều cao tâm trục, khoảng cách lỗ chân đế, đường kính trục tương đương nên phần lớn thay được. Nên đo lại đường kính trục, rãnh then và mặt bích trước khi thay.
• Motor IP44 và IP55 khác nhau ra sao, chọn loại nào? IP44 chống vật rắn trên 1mm và nước bắn tóe; IP55 chống bụi và tia nước áp lực thấp. Motor đặt ngoài trời có mái che, xưởng nhiều bụi thường chọn IP55 trở lên; xem các dòng motor điện 3 pha.

b) Dành cho người đã mua, cần hướng dẫn lắp đặt, đấu điện, sử dụng

• Tem ghi 220/380V Δ/Y thì đấu thế nào với điện 380V? Đấu sao (Y): nối chung 3 đầu cuối cuộn dây (W2, U2, V2) và đưa 3 pha vào U1, V1, W1. Nếu đấu nhầm tam giác vào 380V, cuộn dây chịu điện áp gấp √3 lần và cháy sau vài phút.
• Tem ghi 380/660V Δ/Y dùng điện 380V đấu thế nào? Đấu tam giác (Δ) khi chạy bình thường ở 380V. Motor loại này khởi động sao – tam giác được: khởi động ở sao giảm dòng khởi động còn khoảng 1/3, sau 5–10 giây chuyển sang tam giác.
• Đo dòng bao nhiêu thì motor đang chạy đúng tải? Dòng đo bằng ampe kìm ở từng pha nên nhỏ hơn hoặc bằng dòng định mức trên tem và chênh lệch giữa 3 pha dưới khoảng 5–10%. Dòng không tải bằng khoảng 30–50% dòng định mức là bình thường.
• Chọn rơ le nhiệt cho motor theo thông số nào? Đặt dòng tác động của rơ le nhiệt bằng khoảng 1,0–1,1 lần dòng định mức ghi trên tem tương ứng với điện áp đang dùng. Ví dụ motor 7.5kW tem ghi 15A thì chọn rơ le dải 12–18A, chỉnh khoảng 15–16A.
• Cài biến tần cần nhập những thông số nào từ tem motor? Thường gồm công suất định mức, điện áp, dòng định mức, tần số, tốc độ định mức và số cực; một số biến tần cần thêm cos φ. Nhập đúng dòng định mức giúp chức năng bảo vệ quá tải của biến tần hoạt động đúng.

c) Dành cho người gặp lỗi do dùng sai cách, cần cách khắc phục hoặc giải pháp tiết kiệm chi phí

• Motor chạy nóng dù dòng không vượt tem, nguyên nhân thường gặp là gì? Thường do quạt làm mát vỡ, nắp chụp quạt bị bít bụi, motor chạy biến tần lâu ở tần số thấp, môi trường trên 40°C hoặc điện áp lệch pha. Vệ sinh cánh tản nhiệt, kiểm tra quạt và điện áp 3 pha trước khi nghĩ đến thay motor.
• Motor nhập 60Hz dùng lưới 50Hz Việt Nam có sao không? Cùng điện áp, motor 60Hz chạy 50Hz sẽ quay chậm hơn khoảng 17% và dòng từ hóa tăng, motor nóng hơn. Motor tem ghi 460V/60Hz chạy 380V/50Hz có tỷ lệ V/Hz gần tương đương (khoảng 7,7 và 7,6) nên thường chạy được với công suất giảm theo tỷ lệ tần số.
• Chọn motor dư công suất quá nhiều có tốn điện không? Motor chạy dưới khoảng 40–50% công suất tem có cos φ và hiệu suất giảm, dòng phản kháng lớn. Ví dụ tải thực 3kW dùng motor 11kW, cos φ có thể xuống khoảng 0,5–0,6.
• Đấu motor 3 pha vào điện 1 pha bằng tụ có được không? Motor 3 pha tem 220/380V đấu tam giác có thể chạy điện 1 pha 220V bằng tụ, công suất đầu ra chỉ còn khoảng 60–70% công suất tem. Phương án biến tần 1 pha vào – 3 pha ra giữ được gần đủ công suất và điều chỉnh được tốc độ.
• Motor bị lệch dòng giữa các pha nguyên nhân do đâu? Thường do điện áp lưới lệch pha, tiếp điểm contactor mòn, đầu cốt lỏng hoặc cuộn dây chạm vòng. Lệch áp 1% có thể gây lệch dòng 6–10%; xem thêm bài motor bị lệch pha.

9. Kết luận

Thông số kỹ thuật motor điện trên tem gồm công suất, điện áp, dòng điện, tần số, tốc độ, cos φ, hiệu suất IE, cấp cách điện, cấp IP, mã vỏ và kiểu lắp. Nắm rõ các thông số này giúp chọn motor đúng tải, đấu đúng sao/tam giác, chọn aptomat, rơ le nhiệt, dây dẫn, biến tần phù hợp và kiểm tra motor bằng dòng điện thực tế. Các bảng dòng điện, aptomat trong bài là giá trị tham khảo, khi lắp đặt luôn đọc theo tem motor.

Bài viết liên quan:

• Động cơ điện 3 pha: cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng
• Động cơ điện 1 pha: cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng
• Giá động cơ điện 3 pha các hãng, các công suất
• Các phương pháp khởi động động cơ điện
• Động cơ điện: những loại mô tơ quan trọng nhất