Cách kiểm tra tốc độ motor nhanh và chính xác

Trong hệ thống dây chuyền sản xuất công nghiệp hiện đại, sự đồng bộ và chính xác của các động cơ dẫn động là yếu tố tiên quyết để đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra. Bất kỳ sự sai lệch nào về vận tốc quay, dù là nhỏ nhất, cũng có thể dẫn đến hiện tượng lệch pha, gây hư hỏng nguyên liệu hoặc làm gián đoạn cả một quy trình liên hoàn.

Tuy nhiên, việc chỉ dựa vào thông số hiển thị trên màn hình điều khiển biến tần thường không phản ánh đúng thực trạng hoạt động của máy móc do các hao mòn cơ khí xảy ra theo thời gian. Các kỹ sư bảo trì cần một phương pháp độc lập để xác minh xem trục động cơ có thực sự quay đúng theo thiết kế hay không, từ đó đưa ra các quyết định bảo dưỡng kịp thời.

Giải pháp tối ưu nhất hiện nay là sử dụng máy đo tốc độ vòng quay chuyên dụng để kiểm tra trực tiếp tại hiện trường. Thiết bị này đóng vai trò như một trọng tài trung gian, cung cấp số liệu thực tế về chuyển động của trục quay, giúp đội ngũ kỹ thuật chuyển từ thế bị động sửa chữa sang chủ động dự đoán tình trạng máy móc.

Cách kiểm tra tốc độ motor nhanh và chính xác

I. SỰ KHÁC BIỆT GIỮA TÍN HIỆU ĐIỆN VÀ CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC

Trong lý thuyết điều khiển điện, tần số dòng điện cấp vào động cơ sẽ quyết định tốc độ quay của từ trường, từ đó kéo theo rotor quay. Tuy nhiên, đối với động cơ không đồng bộ ba pha – loại phổ biến nhất trong các nhà máy – luôn tồn tại một độ trượt nhất định giữa từ trường quay và tốc độ thực của trục. Khi tải trọng tăng lên, độ trượt này sẽ lớn hơn, nghĩa là trục động cơ sẽ quay chậm lại dù tần số điện cấp vào vẫn giữ nguyên ở mức 50Hz hay 60Hz.

Thực tế hiện trường còn phức tạp hơn nhiều so với lý thuyết phòng kỹ thuật. Một động cơ được hiển thị đang chạy 100% công suất trên tủ điện vẫn có thể cung cấp tốc độ đầu ra thấp hơn yêu cầu nếu các bộ phận truyền động gặp vấn đề. Ví dụ, trong các băng chuyền dài, sự giãn nở nhiệt của các con lăn hay sự lỏng lẻo của khớp nối mềm đều đóng góp vào sự sụt giảm vận tốc cuối cùng.

Nếu người vận hành chỉ tin vào màn hình điều khiển, họ sẽ không thể giải thích được tại sao năng suất dây chuyền lại giảm sút hoặc tại sao sản phẩm bị lỗi kích thước. Việc đo đạc vật lý tại trục quay là cách duy nhất để bóc tách vấn đề, xác định xem nguyên nhân đến từ phần điều khiển điện hay do sự xuống cấp của hệ thống cơ khí truyền động. Đây là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong quy trình chẩn đoán lỗi hệ thống.

II. PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT TÁC ĐỘNG ĐẾN SỐ VÒNG QUAY

Ảnh hưởng từ hệ thống dây đai và truyền động:

Trong các máy nén khí hoặc quạt công nghiệp cỡ lớn, lực truyền động từ motor sang trục tải thường thông qua dây curoa. Sau hàng nghìn giờ vận hành, dây đai sẽ bị lão hóa và giãn ra, dẫn đến hiện tượng trượt đai (belt slip). Lúc này, puly motor vẫn quay đủ tốc độ nhưng puly tải lại quay chậm hơn đáng kể. Việc đo kiểm chéo tốc độ tại hai đầu puly sẽ giúp kỹ thuật viên phát hiện ngay tình trạng trượt này mà không cần phải tháo lồng bảo vệ để kiểm tra độ căng dây bằng tay.

Lực ma sát nội tại trong ổ bi và gối đỡ:

Ma sát là kẻ thù lớn nhất của chuyển động quay. Khi mỡ bôi trơn trong bạc đạn bị khô hoặc nhiễm bụi bẩn, lực cản lăn sẽ tăng lên đột biến. Động cơ buộc phải sinh công nhiều hơn để thắng lực ma sát này, dẫn đến hiện tượng sụt giảm tốc độ quay (rpm) đi kèm với việc gia tăng nhiệt độ cục bộ. Một sự thay đổi nhỏ về tốc độ quay đo được cũng có thể là chỉ báo sớm cho việc vòng bi sắp bị kẹt hoặc vỡ, cho phép nhà máy lên kế hoạch thay thế trước khi trục bị bó cứng hoàn toàn.

Sự không ổn định của nguồn điện lưới:

Tại các khu công nghiệp, điện áp lưới không phải lúc nào cũng bằng phẳng. Vào giờ cao điểm sản xuất, hiện tượng sụt áp có thể xảy ra khi các máy công suất lớn khởi động. Mô-men xoắn của động cơ tỉ lệ thuận với bình phương điện áp, do đó sụt áp sẽ làm giảm khả năng kéo tải của motor, khiến tốc độ quay bị trồi sụt thất thường. Thiết bị đo tốc độ sẽ ghi nhận được những dao động này, giúp kỹ sư điện phân biệt được lỗi do nguồn điện hay lỗi do cơ khí.

III. CÔNG NGHỆ ĐO QUANG HỌC KHÔNG TIẾP XÚC

Để đáp ứng yêu cầu khắc nghiệt của môi trường sản xuất liên tục, công nghệ đo quang học phản xạ đã trở thành tiêu chuẩn vàng cho các thiết bị kiểm tra tốc độ hiện đại. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc phát và thu tín hiệu ánh sáng, cho phép thực hiện phép đo mà hoàn toàn không cần chạm vào vật thể đang quay. Điều này giải quyết triệt để bài toán an toàn lao động khi phải làm việc với các trục quay tốc độ cao hoặc các chi tiết máy nằm sâu trong lồng bảo vệ.

Quy trình đo diễn ra thông qua việc dán một miếng băng phản quang nhỏ lên trục hoặc cánh quạt. Cảm biến quang học trên máy đo sẽ phát ra chùm tia LED hoặc Laser tập trung. Mỗi khi vị trí dán băng phản quang quay qua chùm tia, ánh sáng sẽ dội ngược lại cảm biến, tạo thành một xung tín hiệu. Bộ vi xử lý bên trong sẽ đếm tần suất các xung này và chuyển đổi thành đơn vị vòng/phút (RPM) với độ chính xác cực cao, sai số thường chỉ nằm trong khoảng 1-2 vòng ngay cả ở tốc độ hàng chục nghìn vòng/phút.

Điểm ưu việt của công nghệ này nằm ở khả năng đo từ xa. Các thiết bị tiên tiến cho phép khoảng cách đo lên đến 500mm hoặc hơn, giúp kỹ thuật viên giữ khoảng cách an toàn với các nguồn nhiệt hoặc các bộ phận chuyển động nguy hiểm. Hơn nữa, vì không có ma sát tiếp xúc, phương pháp này không gây ảnh hưởng đến vận tốc của các trục quay nhỏ hoặc các động cơ siêu tốc (như máy mài, máy ly tâm), nơi mà việc áp một đầu đo cơ khí vào có thể làm chậm motor hoặc gây nguy hiểm cho người đo.

IV. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU ĐỂ CHẨN ĐOÁN SỨC KHỎE MÁY MÓC

Số liệu tốc độ vòng quay không đứng độc lập mà là một mảnh ghép quan trọng trong bức tranh tổng thể về sức khỏe thiết bị. Khi kết hợp dữ liệu RPM với các thông số vận hành khác, kỹ sư có thể đưa ra các kết luận chính xác về tình trạng máy:

Trường hợp dòng cao - tốc thấp: Nếu ampe kìm báo dòng điện tiêu thụ tăng cao nhưng máy đo tốc độ lại báo số vòng quay giảm thấp hơn định mức, đây là dấu hiệu rõ ràng của quá tải cơ khí. Nguyên nhân có thể do kẹt bạc đạn, hộp số thiếu dầu bôi trơn hoặc tải trọng đầu ra đang bị mắc kẹt. Năng lượng điện đang bị tiêu tốn để thắng lực ma sát thay vì tạo ra chuyển động hữu ích.
Trường hợp dòng thấp - tốc đạt/cao: Nếu motor quay đạt tốc độ yêu cầu hoặc cao hơn một chút nhưng dòng điện lại thấp bất thường, hệ thống đang chạy non tải hoặc không tải. Điều này thường xảy ra khi dây đai bị đứt, khớp nối bị gãy hoặc cánh bơm bị mòn hoàn toàn, khiến motor quay "lồng không" mà không kéo theo tải trọng thực tế.
Dao động tốc độ liên tục: Nếu giá trị đo trên màn hình nhảy liên tục với biên độ rộng, điều này cho thấy sự bất ổn trong hệ thống điều khiển (như biến tần bị nhiễu) hoặc tải trọng thay đổi đột ngột (như băng tải bị vấp, liệu cấp không đều).

Việc ghi nhận lịch sử đo đạc cũng đóng vai trò quan trọng. Một sự suy giảm tốc độ từ từ theo tháng là biểu hiện của hao mòn tự nhiên, trong khi sự sụt giảm đột ngột báo hiệu sự cố cấp bách cần can thiệp ngay lập tức.

V. TÍNH LINH HOẠT TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN ĐO ĐẠC KHÓ KHĂN

Thực tế công việc của nhân viên bảo trì hiếm khi diễn ra trong điều kiện lý tưởng. Họ thường xuyên phải đối mặt với những vị trí đo chật hẹp, thiếu ánh sáng hoặc các trục quay có hình thù phức tạp không thể dán băng phản quang. Chính vì vậy, thiết kế của các dòng máy đo hiện đại phải đảm bảo tính thích ứng cao nhất. Trong những trường hợp trục quay bị che khuất hoặc bề mặt quá bẩn, đầy dầu mỡ khiến phương pháp quang học không khả thi, khả năng chuyển đổi sang chế độ đo tiếp xúc trở thành cứu cánh. Bằng cách gắn thêm các đầu nối hình chóp hoặc bánh xe, thiết bị có thể đo trực tiếp tốc độ vòng quay hoặc tốc độ dài của băng tải (mét/phút) một cách dễ dàng.

Môi trường nhà xưởng với tiếng ồn và độ rung lắc lớn cũng gây khó khăn cho việc đọc số liệu tức thời. Các tính năng hỗ trợ như giữ giá trị đo hay ghi nhớ giá trị lớn nhất cho phép người đo tập trung vào thao tác tay ở vị trí khó, sau đó đưa máy ra vùng an toàn để đọc kết quả. Màn hình hiển thị cũng được tối ưu với độ tương phản cao để nhìn rõ trong bóng tối hầm máy hoặc dưới ánh nắng gay gắt khi làm việc ngoài trời. Sự linh hoạt này biến thiết bị đo tốc độ từ một công cụ phòng thí nghiệm trở thành "vũ khí" thực chiến đắc lực, sẵn sàng hoạt động bền bỉ trong túi đồ nghề của mọi kỹ sư bảo trì.

VI. TRẢI NGHIỆM MUA SẮM THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG TẠI HIOKIVIETNAM

Việc trang bị một thiết bị đo lường chuẩn xác là khoản đầu tư thông minh cho sự ổn định của cả dây chuyền sản xuất. Hioki Vietnam tự hào là đơn vị cung cấp các dòng thiết bị đo lường điện và phi điện hàng đầu, mang đến cho khách hàng sự an tâm tuyệt đối về chất lượng và dịch vụ.

Tại Hioki Vietnam, chúng tôi hiểu rằng mỗi ngành công nghiệp có những đặc thù riêng biệt. Do đó, đội ngũ tư vấn kỹ thuật luôn sẵn sàng lắng nghe nhu cầu thực tế của bạn để đề xuất dòng sản phẩm phù hợp nhất, tránh lãng phí tính năng hoặc không đáp ứng đủ yêu cầu kỹ thuật. Các sản phẩm được phân phối đều đảm bảo nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, đi kèm với chế độ bảo hành chính hãng và hỗ trợ kỹ thuật trọn đời.

Khi lựa chọn mua sắm tại Hioki Vietnam, bạn sẽ nhận được:

Sự đa dạng về danh mục sản phẩm, từ các dòng máy phổ thông đến các thiết bị phân tích chuyên sâu.
Tài liệu hướng dẫn sử dụng chi tiết, hỗ trợ chuyển giao công nghệ để đội ngũ của bạn làm chủ thiết bị nhanh nhất.
Dịch vụ hậu mãi tận tâm, đảm bảo thiết bị luôn hoạt động ở trạng thái tốt nhất trong suốt vòng đời sử dụng.
Cam kết về độ chính xác và độ bền bỉ của thiết bị, giúp bạn duy trì các tiêu chuẩn khắt khe trong quản lý chất lượng sản phẩm.

Việc kiểm soát chặt chẽ tốc độ động cơ là chìa khóa để đảm bảo sự ổn định và đồng nhất trong sản xuất công nghiệp. Sự sai lệch dù nhỏ cũng có thể là dấu hiệu của những vấn đề cơ khí tiềm ẩn cần được xử lý sớm. Thông qua việc sử dụng các công cụ đo đạc chuyên dụng và áp dụng quy trình kiểm tra bài bản, doanh nghiệp có thể chủ động trước các sự cố máy móc.

Sản phẩm liên quan