Mạch đảo chiều động cơ 3 pha, 1 pha là gì? Nguyên lý và sơ đồ đi dây

Mạch đảo chiều động cơ là một hệ thống điều khiển cho phép thay đổi chiều quay của động cơ điện (motor điện), đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và dân dụng. Đối với động cơ điện 1 pha (motor 1 pha) và  động cơ điện 3 pha (motor 3 pha), mạch đảo chiều có nguyên lý và sơ đồ đi dây khác nhau, nhưng đều hướng tới mục tiêu tối ưu hóa hiệu suất và linh hoạt trong hoạt động. Việc hiểu rõ về mạch đảo chiều động cơ giúp nâng cao khả năng ứng dụng và bảo trì thiết bị.

Vì sao cần đảo chiều động cơ điện?

Việc đảo chiều động cơ điện (motor điện) là một yếu tố quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và dân dụng. Dưới đây là một số lý do chính:

• Khi cần thay đổi hướng di chuyển của một thiết bị hoặc máy móc, việc đảo chiều động cơ là cần thiết. Ví dụ, trong các hệ thống băng tải, robot hoặc xe hơi điện, việc có thể điều chỉnh hướng di chuyển giúp tăng tính linh hoạt và hiệu quả trong sản xuất và vận chuyển.
• Việc đảo chiều động cơ cho phép điều khiển chính xác hơn trong các ứng dụng cần đến sự linh hoạt. Chẳng hạn, trong các máy móc tự động, việc có khả năng quay theo cả hai chiều giúp nâng cao hiệu suất làm việc và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động.
• Nhiều thiết bị tự động, như máy khoan, máy cắt hoặc máy ép, yêu cầu đảo chiều để thực hiện các chức năng khác nhau. Điều này giúp thiết bị hoạt động hiệu quả hơn và thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau mà không cần thay đổi động cơ.
• Trong một số trường hợp, việc đảo chiều động cơ có thể giúp giảm thiểu sự mài mòn hoặc hư hỏng cho các bộ phận cơ khí. Ví dụ, trong các cơ cấu truyền động, việc thay đổi chiều quay có thể giúp phân phối tải đều hơn, kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
• Bên cạnh đó, đảo chiều động cơ có thể giúp tối ưu hóa hiệu suất trong nhiều ứng dụng. Trong các hệ thống xử lý, việc đảo chiều có thể giúp làm sạch hoặc tái sử dụng nguyên liệu, tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Nguyên lý làm việc mạch đảo chiều

Sau đây sẽ là nguyên lý làm việc của mạch đảo chiều 1 pha và mạch đảo chiều 3 pha:

Nguyên lý đảo chiều của động cơ điện 1 pha

Để động cơ 2 chiều một pha hoạt động hiệu quả, stato của động cơ cần được cung cấp dòng điện xoay chiều. Khi dòng điện chạy qua các dây quấn của stato, nó sẽ tạo ra một từ trường quay. Tốc độ của từ trường này được xác định theo công thức:

n=60f/ p

Trong đó:

• f là tần số của nguồn điện (tính bằng Hz).
• p là số đôi cực của dây quấn stato.

Khi từ trường quay đi qua các thanh dẫn của roto, nó tạo ra một sức điện động cảm ứng. Do các dây quấn roto được thiết kế để tạo thành một mạch kín, sức điện động này sẽ sinh ra dòng điện trong các thanh dẫn của roto. Dòng điện này, khi nằm trong từ trường, sẽ tương tác với nhau và tạo ra lực điện từ.

Tạo momen quay

Tổng hợp các lực này sẽ tạo ra một mô men quay trên trục roto, khiến cho roto bắt đầu quay theo chiều của từ trường. Tuy nhiên, khi động cơ hoạt động, tốc độ quay thực tế của roto (ký hiệu là n) sẽ luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường (ký hiệu là n1). Điều này dẫn đến hiện tượng roto quay chậm hơn so với từ trường, và do đó động cơ này được gọi là động cơ không đồng bộ.

Hệ số trượt

Sự khác biệt giữa tốc độ roto và tốc độ từ trường được gọi là hệ số trượt, ký hiệu là S. Hệ số này phản ánh mức độ không đồng bộ giữa tốc độ của roto và tốc độ của từ trường. 

Thông thường, hệ số trượt nằm trong khoảng từ 2% đến 10%. Điều này có nghĩa là động cơ sẽ hoạt động hiệu quả trong một giới hạn nhất định, giúp đảm bảo rằng roto luôn theo kịp từ trường nhưng vẫn duy trì một mức độ trượt nhất định để tạo ra mô men quay cần thiết cho hoạt động của động cơ.

Nguyên lý đảo chiều của động cơ điện 3 pha

Động cơ điện 3 pha là một loại động cơ được sử dụng phổ biến trong công nghiệp nhờ vào hiệu suất cao và khả năng hoạt động mạnh mẽ. Để đảo chiều quay của động cơ 3 pha, người ta thường thực hiện việc thay đổi thứ tự kết nối của ba dây pha. Các dây này thường được ký hiệu là 1, 2 và 3. Nguyên lý đảo chiều này dựa trên cách mà từ trường quay được tạo ra trong stato của động cơ.

Khi động cơ 3 pha được cung cấp điện, dòng điện xoay chiều sẽ đi qua các dây quấn stato (ký hiệu là 1, 2 và 3). Dòng điện này sẽ tạo ra một từ trường quay với tốc độ xác định, phụ thuộc vào tần số của nguồn điện và số đôi cực của động cơ.
Từ trường quay được tạo ra bởi sự chuyển tiếp của dòng điện trong các dây pha. Thứ tự này rất quan trọng, vì nó xác định chiều quay của từ trường và do đó ảnh hưởng đến hướng quay của roto.

Để thay đổi chiều quay của động cơ, chỉ cần đảo vị trí của hai dây pha bất kỳ trong ba dây pha (1, 2, 3). Ví dụ, nếu bạn hoán đổi dây 1 và dây 2, thứ tự cung cấp điện sẽ thay đổi, dẫn đến việc từ trường quay cũng thay đổi hướng. Kết quả là roto sẽ quay theo chiều ngược lại.

Mạch đảo chiều động cơ 1 pha

Mạch đảo chiều cho động cơ 1 pha thường sử dụng công tắc hoặc rơ le để thay đổi hướng dòng điện chạy qua dây quấn của động cơ. Dưới đây là mạch điều khiển động cơ đảo chiều 1 pha:

Mạch đảo chiều động cơ 3 pha

Mạch đảo chiều cho động cơ 3 pha phức tạp hơn, nhưng nguyên lý vẫn dựa trên việc thay đổi thứ tự kết nối của ba dây pha. Dưới đây sẽ là sơ đồ mạch điện đảo chiều quay 3 pha:

Hướng dẫn cách đảo chiều

Sau đây sẽ là hướng dẫn cách đảo chiều cho motor 1 pha và motor 3 pha:

Cách đảo chiều động cơ điện 1 pha

Để đảo chiều động cơ điện 1 pha, bạn có thể thực hiện theo các bước dưới đây. Quy trình này sẽ thay đổi hướng quay của động cơ, giúp bạn điều chỉnh hoạt động của thiết bị một cách hiệu quả.

Bước 1: Mở nắp nộp cực

Trước tiên, hãy ngắt nguồn điện để đảm bảo an toàn. Sau đó, tìm vị trí nắp nộp cực trên động cơ. Sử dụng dụng cụ phù hợp (như tua vít hoặc cờ lê) để mở nắp này. Hãy cẩn thận khi tháo nắp để không làm hỏng các bộ phận xung quanh.

Bước 2: Tháo ốc ở 2 chỗ có lá thép

Tiếp theo, xác định vị trí của hai ốc vít giữ lá thép bên trong động cơ. Sử dụng dụng cụ tháo ốc (như tua vít) để tháo hai ốc này ra. Đảm bảo bạn giữ lại các ốc vít để lắp lại sau này.

Bước 3: Đổi vị trí 2 lá thép cho nhau

Sau khi đã tháo ốc, bạn sẽ thấy hai lá thép. Đây là các bộ phận quyết định chiều quay của động cơ. Hãy cẩn thận đổi vị trí của hai lá thép cho nhau. Đảm bảo rằng chúng được lắp đặt đúng cách và không bị lệch hay hỏng hóc.

Bước 4: Lắp ốc và kiểm tra kết nối

Cuối cùng, lắp lại các ốc đã tháo trước đó để giữ lá thép ở vị trí mới. Kiểm tra kỹ lưỡng tất cả các kết nối để đảm bảo không có dây nào bị lỏng lẻo hoặc hư hỏng. Sau khi hoàn tất, đóng nắp nộp cực lại.

Kết nối lại nguồn điện và kiểm tra xem động cơ có quay đúng theo chiều mong muốn hay không. Nếu động cơ quay theo chiều ngược lại, bạn đã thành công trong việc đảo chiều quay của động cơ điện 1 pha.

Cách đảo chiều động cơ điện 3 pha

Để đảo chiều động cơ điện 3 pha, bạn chỉ cần thay đổi thứ tự kết nối của hai trong ba dây pha. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết từng bước để thực hiện quá trình này.

Bước 1: Đánh dấu thứ tự ban đầu

Trước tiên, hãy xác định và đánh dấu các dây pha của động cơ theo thứ tự ban đầu từ 1 đến 3, từ trái sang phải. Đây là bước quan trọng để đảm bảo bạn biết rõ thứ tự kết nối ban đầu trước khi thực hiện bất kỳ thay đổi nào. Việc đánh dấu có thể được thực hiện bằng băng dính hoặc nhãn dán để tránh nhầm lẫn.

Bước 2: Ngắt nguồn điện

Trước khi tiến hành bất kỳ thao tác nào, hãy ngắt nguồn điện để đảm bảo an toàn. Điều này giúp bạn tránh nguy cơ điện giật hoặc hư hỏng thiết bị trong quá trình thao tác.

Bước 3: Thực hiện đảo chiều

• Giữ nguyên dây 1: Dây pha 1 sẽ được giữ nguyên vị trí, không thay đổi.
• Đảo dây 2 và dây 3: Tiến hành hoán đổi vị trí của dây 2 và dây 3. Cụ thể, bạn sẽ tháo dây 2 ra khỏi vị trí của nó và lắp vào vị trí của dây 3, đồng thời tháo dây 3 ra và lắp vào vị trí của dây 2.

Bước 4: Kiểm tra kết nối

• Sau khi thực hiện hoán đổi, hãy kiểm tra kỹ lưỡng các kết nối để đảm bảo rằng tất cả các dây đều được gắn chặt và đúng vị trí. Đặc biệt, hãy chắc chắn rằng dây 1 vẫn ở vị trí ban đầu và không bị thay đổi.
• Sau khi đã kiểm tra tất cả các kết nối một cách cẩn thận, bạn có thể kết nối lại nguồn điện.

Bước 6: Kiểm tra hoạt động của động cơ

Cuối cùng, bật nguồn điện và kiểm tra xem động cơ có quay theo chiều ngược lại như mong đợi hay không. Nếu động cơ hoạt động đúng theo chiều mới, bạn đã thành công trong việc đảo chiều động cơ điện 3 pha.

Lưu ý khi thực hiện cách đảo chiều động cơ điện

Khi thực hiện mạch đảo chiều motor 1 pha và 3 pha, có một số lưu ý quan trọng cần xem xét để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Dưới đây là những điểm cần chú ý:

• Đảm bảo động cơ được thiết kế cho việc đảo chiều. Một số động cơ có thể không phù hợp với việc thay đổi chiều quay thường xuyên.
• Luôn ngắt nguồn điện trước khi thực hiện bất kỳ thay đổi nào trong mạch điện hoặc đảo chiều. Điều này giúp tránh nguy cơ bị điện giật hoặc hư hại thiết bị.
• Đảm bảo rằng công tắc hoặc rơ le được sử dụng có khả năng chịu tải phù hợp với động cơ và có tính năng đảo chiều an toàn.
• Theo dõi quy trình đảo chiều một cách chính xác. Đối với động cơ 1 pha, cần phải hoán đổi các đầu dây quấn một cách đúng cách. Đối với động cơ 3 pha, chỉ cần hoán đổi hai dây pha bất kỳ.
• Sau khi thực hiện mạch đảo chiều quay motor, theo dõi hoạt động của động cơ để đảm bảo rằng nó hoạt động đúng theo mong đợi và không phát ra tiếng ồn bất thường hay có dấu hiệu quá tải.
• Đảm bảo rằng tải mà động cơ đang kéo không vượt quá khả năng của nó khi thay đổi chiều. Nếu tải quá nặng, động cơ có thể bị hư hại.
• Thực hiện bảo trì định kỳ cho động cơ và các bộ phận liên quan để đảm bảo rằng chúng luôn trong tình trạng tốt và sẵn sàng hoạt động hiệu quả.

Kết luận

Mạch đảo chiều động cơ là một thành phần thiết yếu trong hệ thống điều khiển động cơ điện, giúp thay đổi chiều quay một cách linh hoạt và hiệu quả. Bằng cách áp dụng các nguyên lý phù hợp cho động cơ 1 pha và 3 pha, người dùng có thể tối ưu hóa hoạt động của thiết bị trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Việc nắm vững sơ đồ đi dây và nguyên lý hoạt động của mạch đảo chiều động cơ sẽ hỗ trợ trong việc bảo trì và nâng cấp hệ thống một cách hiệu quả.