Trong các hệ thống sản xuất công nghiệp hiện đại, động cơ điện đóng vai trò then chốt trong việc vận hành máy móc và dây chuyền tự động hóa. Tuy nhiên, một trong những nguyên nhân hàng đầu gây hư hỏng động cơ là hiện tượng quá nhiệt – đặc biệt khi động cơ hoạt động liên tục, trong môi trường nóng hoặc tải lớn. Để bảo vệ động cơ khỏi nguy cơ cháy cuộn dây, cảm biến nhiệt PTC (điện trở sấy) đã trở thành giải pháp an toàn và hiệu quả được nhiều nhà máy lựa chọn.

Cảm biến nhiệt độ PTC (điện trở sấy) là gì

Stator (phần stato) của một động cơ với các cuộn dây (màu xanh) tạo từ trường khi có dòng điện đi qua. Các cảm biến nhiệt PTC (điện trở sấy) thường được đặt trong hoặc gần các cuộn dây này để theo dõi nhiệt độ bên trong động cơ và ngắt nguồn kịp thời khi có dấu hiệu quá nhiệt. 

Cảm biến nhiệt PTC (điện trở sấy) là điện trở nhiệt gốm bán dẫn có điện trở tăng mạnh khi nhiệt độ vượt ngưỡng nhất định”. Khi nhiệt độ cuộn dây tăng đến gần giá trị giới hạn định sẵn, điện trở của PTC sẽ tăng vọt và kích hoạt mạch bảo vệ, giúp bảo vệ động cơ khỏi hư hỏng do quá nhiệt. Đặc biệt, với động cơ điện, cảm biến PTC bảo vệ động cơ được thiết kế để gắn trực tiếp vào cuộn dây stato, đảm bảo tiếp xúc nhiệt tốt nhất giữa cảm biến và lõi dây quấn. Nhờ vậy, hệ thống bảo vệ động cơ sẽ phản ứng nhanh và đáng tin cậy hơn trong các trường hợp quá tải nhiệt.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến PTC

Về nguyên lý, cảm biến nhiệt PTC là loại nhiệt điện trở có hệ số nhiệt dương (Positive Temperature Coefficient). Khi nhiệt độ tăng, điện trở PTC cũng tăng (điện trở ở trạng thái bình thường rất thấp, nhưng khi đạt ngưỡng nhiệt định trước thì điện trở tăng lên rất nhanh). Ở nhiệt độ phòng, PTC duy trì điện trở rất nhỏ; khi nhiệt độ dây quấn động cơ lên đến gần điểm điểm nhảy nhiệt, điện trở của PTC tăng mạnh. Nhờ đặc tính này, khi cuộn dây động cơ quá nóng, cảm biến PTC sẽ nhanh chóng đưa tín hiệu điện trở lớn đến mạch điều khiển. Mạch điều khiển (rơle nhiệt hoặc bộ giám sát nhiệt) nhận biết và cắt nguồn điện động cơ để ngăn chặn hư hỏng do nhiệt. Cơ chế bảo vệ này cho phép động cơ hoạt động an toàn ngay cả khi làm việc tải nặng hoặc trong môi trường nhiệt độ cao, bởi vì chỉ cần một pha dây hoặc một cuộn dây quá nóng là cảm biến PTC sẽ phát hiện và phản ứng kịp thời.

Hướng dẫn cụ thể cách lắp đặt PTC trong hệ thống động cơ điện

Chuẩn bị cảm biến PTC và motor: Đầu tiên, tắt nguồn và chuẩn bị cảm biến PTC phù hợp với động cơ (chọn loại single hoặc triple sensor tương ứng với số pha của động cơ, đảm bảo nhiệt độ đáp ứng ngưỡng công suất và cách điện theo yêu cầu). Đọc kỹ thông số kỹ thuật của cảm biến (nguồn cấp đo thường là 2 – 5V DC và không vượt quá ~2.5V để tránh tự kích hoạt). Đảm bảo dây dẫn cảm biến đủ dài để có thể đi ra ngoài tủ điều khiển mà không bị kéo căng.

Chèn cảm biến PTC vào cuộn dây stato: Mở phần đầu cuộn dây stato (trước khi quấn sơn hoặc tẩm nhựa cách điện) để tạo khe hở cho cảm biến. Đặt điện trở PTC vào giữa mặt cắt ngang của cuộn dây ở vị trí trung tâm của cuộn cuối. Dẫn dây PTC song song với dây quấn động cơ (khoảng 40mm) để đảm bảo tiếp xúc nhiệt tốt nhất. Luồn dây cảm biến ra ngoài stato tại vị trí không chịu lực (không bị căng kéo, ít chịu rung). Trong quá trình này cần dùng công cụ phù hợp (cây nhựa hoặc kim loại nhẵn) để không làm đứt cách điện của cuộn dây khi tạo khe hở.

Cố định và dẫn dây cảm biến: Sau khi chèn cảm biến PTC, khâu lacing lại phần đầu cuộn dây theo yêu cầu khoảng cách cách điện. Đảm bảo rằng cảm biến nằm hoàn toàn giữa cuộn dây và các dây quấn quấn xung quanh, không có khe hở, để truyền nhiệt tốt nhất. Dùng dây buộc và băng dính nhiệt chuyên dụng để cố định dây dẫn PTC, tránh uốn gấp mạnh hoặc lỏng lẻo. Để dây PTC chạy qua một khối đấu nối riêng (terminal block) nhằm giữ cách ly với các dây cuộn động cơ khác.

Đấu nối điện cho cảm biến PTC: Đối với động cơ ba pha, mỗi pha nên có một cảm biến PTC riêng; các cảm biến này phải được đấu nối tiếp thành một mạch đo duy nhất. Dẫn dây cảm biến ra ngoài tủ điện và đấu nối vào rơle bảo vệ nhiệt hoặc bộ điều khiển nhiệt chuyên dụng (PTC relay). Ví dụ, có thể dùng bộ điều khiển rơle nhiệt có chức năng giám sát điện trở PTC, khi điện trở của cảm biến vượt ngưỡng cài đặt sẽ tác động ngắt khẩn cấp. Khi đấu nối, lưu ý phân biệt chân PTC và chân nguồn điều khiển trên bộ bảo vệ (thường ghi rõ "+" và "-" hoặc T1, T2). Đảm bảo toàn bộ cảm biến PTC và mạch đo được bọc cách điện, không tiếp xúc với mạch nguồn chính của động cơ.

Kiểm tra sau lắp đặt: Sau khi hoàn thành lắp đặt, sử dụng đồng hồ vạn năng đo trở mạch của cảm biến PTC để kiểm tra thông mạch – thường giá trị điện trở mỗi cảm biến ở nhiệt độ phòng là rất thấp (dưới ~250Ω). Kiểm tra tiếp điểm đấu nối trên rơle bảo vệ, đảm bảo không bị chập mạch. Ngoài ra, nên thực hiện kiểm tra cách điện (đo megaohm) cho cả stato và mạch cảm biến để đảm bảo cách điện đạt yêu cầu (không dò đất, không chạm giữa pha). Sau khi kiểm tra an toàn, có thể sơn hoặc tẩm nhựa cách điện cho cuộn dây nếu cần, chú ý nhiệt độ gia công không vượt quá mức chịu nhiệt của cảm biến PTC.

Xem thêm: https://enertechvn.com/detail/lam-the-nao-de-su-dung-cam-bien-nhiet-do-gioi-han-ptc-118.html

Quy trình lắp cảm biến nhiệt PTC (điện trở sấy)

Những lưu ý khi lắp đặt và sử dụng cảm biến PTC để đạt hiệu quả bảo vệ cao nhất

• Điện áp hoạt động thấp: Các PTC (điện trở sấy) động cơ thường chỉ hoạt động ở điện áp rất thấp (khoảng 2 – 5 V DC). Tuyệt đối không cấp trực tiếp điện áp cao vào cảm biến PTC (ví dụ không dùng nguồn 220VAC hoặc 24VDC thông thường) vì sẽ làm cảm biến tự nóng và kích hoạt sai. Trên thực tế, các nhà sản xuất khuyến cáo chỉ cấp ~2.5V DC vào mạch PTC và thường dán nhãn cảnh báo “CẤM cấp >2.5V” cho các hệ thống có khả năng nhầm lẫn.
   
• Bảo vệ cơ học và cách điện: Tránh uốn cong quá gấp, đè nặng hoặc chồng chéo dây cảm biến PTC trong quá trình lắp đặt. Tốt nhất đặt dây ở vị trí ít chịu rung động, dùng dây buộc hoặc kẹp cố định để không bị lỏng lẻo. Không để vòng dây thừa làm dây cảm biến chạm vào các bộ phận kim loại hay dây khác, tránh nhiễu và hỏng cảm biến. Ngoài ra, đảm bảo dây cảm biến và khối đấu nối được bọc cách điện tốt, ngăn ẩm ướt và hóa chất ăn mòn (ví dụ dùng ống co nhiệt cách điện, bọc vải chịu nhiệt cho phần tiếp xúc).
   
• Nối tiếp và kiểm tra mạch bảo vệ: Luôn đấu nối đầy đủ các cảm biến PTC của từng pha theo đúng nguyên lý nối tiếp để bộ bảo vệ có thể phát hiện tăng nhiệt ở bất kỳ pha nào. Sau khi đấu, kiểm tra điện trở mạch tổng (khi đồng hồ đo ở chế độ Ôm kế một chiều) để đảm bảo không bị đứt mạch hoặc đo trùng pha. Đo lại điện trở cảm biến sau khi lắp và mỗi tháng một lần để phát hiện sớm hư hỏng (PTC hở vòng sẽ báo lỗi trên rơle). Hầu hết các thiết bị bảo vệ PTC chuyên dụng đều có chức năng cảnh báo khi cảm biến hở mạch hoặc ngắn mạch, nên kiểm tra đèn báo lỗi hoặc chỉ báo trên thiết bị sau khi đóng điện.
   
• Kiểm tra sau cùng: Trước khi đưa động cơ vào hoạt động chính thức, tiến hành đo sơ bộ và thử nghiệm vận hành. Dùng dụng cụ chuyên dụng để giả lập nhiệt độ cao (nếu có) hoặc dùng bộ mô phỏng PTC (trong trường hợp sửa chữa) để thử xem rơle có kích hoạt đúng khi điện trở cảm biến đạt ngưỡng. Tiếp tục theo dõi thông số của PTC khi chạy thử nghiệm và ghi chép lịch bảo trì định kỳ. Việc kiểm tra định kỳ hệ thống bảo vệ PTC sẽ giúp phát hiện kịp thời các tình trạng: bộ bảo vệ không khớp thông số, cảm biến hỏng, dây dẫn bị hở… để thay thế kịp thời và đảm bảo hiệu quả bảo vệ cao nhất cho động cơ.

Lắp đặt cảm biến nhiệt độ PTC (điện trở sấy) là giải pháp hiệu quả cho việc giám sát và bảo vệ động cơ điện khỏi quá nhiệt. Khi được lắp đặt đúng cách – chèn vào cuộn dây stato, đấu nối thành mạch đo phù hợp và kết hợp với rơle bảo vệ chuyên dụng – PTC sẽ tự động phát hiện sự gia tăng nhiệt bất thường và ngắt điện kịp thời, giúp kéo dài tuổi thọ động cơ và giảm thiểu hư hỏng.

Kỹ Thuật Năng Lượng cung cấp dịch vụ lắp đặt cảm biến nhiệt độ PTC (điện trở sấy) chuyên nghiệp

Công ty Kỹ Thuật Năng Lượng chuyên cung cấp dịch vụ tư vấn và lắp cảm biến nhiệt PTC (điện trở sấy) bảo vệ động cơ công nghiệp. Với kinh nghiệm lâu năm và đội ngũ kỹ thuật viên tay nghề cao, chúng tôi cam kết mang đến giải pháp an toàn, chất lượng cao, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của khách hàng. Để được hỗ trợ kỹ thuật và báo giá, vui lòng liên hệ hotline: 0902 477 357 để được tư vấn nhanh nhất.

Thông tin liên hệ:

Địa chỉ: Tòa nhà EverRich I, 968 đường 3/2, phường 15, quận 11, TPHCM

Hotline: 0902 477 357

Website: https://enertechvn.com/

Email: contact@enertechvn.com

Facebook: https://www.facebook.com/enertechvn