Tìm hiểu một số thiết bị điện dân dụng mới và tính toán thiết kế một máy hàn điện công nghiệp và dân dụng

Những thiết bị này rất đa dạng và phong phú , để giúp người sử dụngđược thuận lợi trong việc sử dụng khai thác tốt các dụng cụ này cũng như bổsung những hiểu biết về một số thiết bị mới

Phần mở đầu

1.Lí do chọn đề tài

Ngày nay, nhờ ứng dụng những thành tựu của kĩ thuật điện tử mà các thiết

bị gia dụng từng bước được hoàn thiện và hiện đại hơn Các thiết bị khôngngừng ứng dụng những công nghệ mới ngày càng hiện đại đáp ứng nhu cầungày càng cao của con người như hệ thống điện chiếu sáng sử dụng một sốnguồn sáng mới, công nghệ tạo ôzôn, máy lọc nứơc, lò vi sóng và nhiều thiết bịkhác

Những thiết bị này rất đa dạng và phong phú , để giúp người sử dụngđược thuận lợi trong việc sử dụng khai thác tốt các dụng cụ này cũng như bổsung những hiểu biết về một số thiết bị mới ngoài những thiết bị chúng em

đã tìm hiểu trong học phần thiết bị điện dân dụng với sự giúp đỡ của thầy

Hoàng Kim Hải em đã lựa chọn đề tài khoá luận cho mình là : “ Tìm hiểu

một số thiết bị điện dân dụng mới và tính toán thiết kế một máy hàn điện công nghiệp và dân dụng”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu và tìm hiều cấu tạo, nguyên lí hoạt động cũng như ứng dụng của một số thiết bị điện dân dụng , thiết kế mô hình một máy hàn nhằm đáp ứng nhu cầu học tầp của sinh viên, trang bị sâu rộng những kiến thức thực tế trong quá trìnhdạy học Từ đó tạo ra hứng thú học tập để sinh viên tự nghiên cứu, mở rộng hơn kiến thức của mình về các thiết bị dân dụng trong đời sống hàng ngày

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu

Tìm hiểu về cấu tạo , nguyên lí, đặc điểm, ứng dụng của mốt số thiết bị điện dân dụng và thiết kế mô hình của một máy hàn điện

- Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu về một số thiết bị điện dân dụng trong thực tế, thiết kế một máy hàn

4.Nhiệm vụ nghiên cứu

- Cấu tạo, nguyên lí, đặc điểm, ứng dụng của một số thiết bị điện dân dụng tronggia đình và trong công nghiệp

- Thiết kế một máy hàn điện cụ thể

5 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập , tìm hiểu các thông tin về cấu tạo, nguyên lí làm việc của một số

thiết bị điện dân dụng

- Tính toán thiết kế một máy hàn điện.

6 Cấu trúc của đề tài

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo Nội dung chính của khoá

luận được chia làm 2 phần :

Phần 1 : Một số thiết bị điện dân dụng

Phần 2 : Thiết kế mô hình máy hàn

1.1 Ổn áp cơ điện tử

1.1.1 Giới thiệu chung

Đây là máy được dùng phổ biến hiện nay có phần cơ điện là một bộ tăng,giảmđiện vô cấp.Cuộn dây điện từ kiểu tự ngẫu được quấn vào lõi sắt “ silic” hình vành khăn Một động cơ ‘servo’ quay con trượt tiếp xúc vào lớp dây đã mài hếtcách điện để thay đổi số vòng AX cho phù hợp với điện áp vào U1 nhằm giữ điện áp U2 luôn ổn định Như hình vẽ sau:

- Động cơ sẽ đứng lại khi U2 đạt đúng định mức.

- Phần điện tử sẽ điều chỉnh động cơ servo hoạt động để U2 luôn ổn định ở 220V nhờ các mạch ‘trigơ’ dùng IC hoặc transitor

1.1.2 Nguyên lí làm việc

1.1.2.1 Nguyên lí làm việc của ổn áp dùng transitor

Hình1-2 : Sơ đồ nguyên lí ổn áp cơ điện tử dùng transitor

Trên hình vẽ là mạch ổn áp tự động có 12 transitor trong đó : các transitor

Q5-Q6 để khuếch đại tín hiệu dò áp; tiếp theo là các tầng ‘trigơ’ Q1-Q2 và Q3-Q4 ; cuối cùng tín hiệu vào các tầng sau để đóng mở điện cho động cơ servo 12V ở trạng thái: quay thuận, quay ngược hoặc ngừng lại, để ổn định điện áp ra U2

Các transitor Q9,Q10, Q11,Q12 dùng loại 2SC2383, còn lại là 2SC945

Điện áp một chiều 12V sau khi đã được nắn lọc (không vẽ ở sơ đồ) cấp vào động cơ DC qua Q9 và Q12 (A→ B) sẽ quay thuận chiều kim đồng hồ kéo con trượt

ở biến áp tự ngẫu cho tăng số vòng cuộn sơ cấp để giảm điện áp ra xuống mức quy định 220V

+ Nếu điện áp nguồn giảm, mạch sẽ tác động ngược lại Lúc này UB vào Q5

giảm, nên áp ở cực E giảm và UC tăng làm cho : Q1 dẫn mạnh, Q2 tắt và Q7 dẫn Ápcực E của Q6 giảm, nó sẽ dẫn mạnh nên Uc ở Q6 giảm : Q3 tắt và Q4 dẫn nên UB ở

Q8 tụt xuống thấp làm nó ngừng dẫn Q10 và Q11 sẽ mở Động cơ được cấp điện 1chiều 12V qua Q10 và Q11 (B → A) đã đảo chiều nên sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ, kéo con trượt ở biến áp tự ngẫu cho giảm số vòng cuộn W1 để tăng điện

áp ra đúng định mức quy định 220V

+ Khi điện áp ra ổn định, đạt định mức 220V thì điện áp trên RV không đủ làm

Q1 dẫn và cũng không đủ làm Q3 bão hoà nên Q7và Q8 đều ở trạng thái khóa

Động cơ ĐC không được cấp điện sẽ đứng ở vị trí nhất định( chỉnh RV có thể thay đổi được U2 ± vài %)

+ Trường hợp điện áp nguồn cao quá hoặc thấp dưới mức cho phép của ổn áp thì con trượt (nối với rôto) sẽ gạt vào công tắc K lắp ở 2giới hạn biên, nối mát chân

B của Q8, Q7 : động cơ mất điện, ổn áp tự động cắt điện

1.1.2.2 Nguyên lí làm việc của ổn áp có mạch điện tử dùng IC

Sơ đồ nguyên lí :

Hình1.3 Sơ đồ nguyên lí ổn áp cơ điện tử lioa

Các loại ổn áp điện tử ngày nay đều có mạch điện tử dùng IC thay cho linh kiện rời

Trên đây là mạch điện ổn áp cơ điện tử của hãng Lioa NL-1000NM có đến 3IC Trong đó IC1 ký hiệu HA17324 là IC điều khiển; IC2 là cầu cân bằng để chạy động

cơ ĐC dùng ký hiệu IC BA6209, Q1 là IC ổn áp DC 12V ; hai transitor T1 và T2 ký

hiệu 2SC945 định giới hạn trên (250V) và giới hạn dưới (150V) cho phạm vi điều chỉnh thay cho 2công tắc hành trình cơ khí K1,K2.

Nguyên lí làm việc : Tương tự như nguyên lí làm việc của mạch điện tử dùng transitor

1.2 Ổn áp sắt từ

- Loại ổn áp này rất đơn giản, làm việc ở trạng thái bão hoà từ Cấu tạo thường

có 2 phần khác nhau : một phần giống biến áp thông thường, còn phần kia được tính theo chế độ bão hoà từ Chúng có thể ghép chung vào một lõi chữ E không đốixứng(một nhánh có tiết diện lớn, còn nhánh kia nhỏ để đạt bão hoà)cũng có khi tách thành 2-3lõi riêng biệt cho dễ bố trí và điều chỉnh

Sơ đồ nguyên lí của ổn áp sắt từ có 3lõi :

Hình 1-3 : Sơ đồ nguyên lí bộ ổn áp sắt từ

Lõi dẫn từ hình vành khăn, trên đó có quấn cuộn dây L3 kiểu biến áp tự ngẫu

Tụ C được chọn và nối theo mạch cộng hưởng song song để giữ U ra thật ổn định Điện áp U2 ra được bù trừ nhờ cuộn kháng L1 và cuộn bù L2(lọc)

- Hoạt động : Giả sử U vào tăng quá 220V thì dòng điện I(có tính điện cảm) sẽ gây ra sụt áp tăng lên trên cuộn kháng L1, để giữ được U2 vẫn ở mức 220V, dòng điện I sẽ giảm xuống nhưng nhờ tụ C (có tính điện dung) ở L2 sẽ bù lại phần sụt áp này Chính vì vậy điện áp ra U2 luôn giữ được ổn định

- Nhận xét : Ổn áp cộng hưởng sắt từ phải làm việc ở chế độ bão hoà từ nên rất nóng, tổn hao điện nhiều, độ ổn định không bằng ổn áp điện tử nhưng tác động nhanh, nhạy hơn ổn áp cơ điện tử, độ bền cao, công suất phù hợp với dụng cụ điện gia đình nên vẫn được ưa chuộng

1.3 Ổn áp xoay chiều điện tử.

Ở những nơi mà điện nguồn không ổn định, dao động từ UV=190V đến 250V cóthể tự lắp lấy ổn áp để có Ura=220V dùng cố định cho một thiết bị

Dựa vào phương pháp điều khiển khống chế xung- pha bằng một mạch tạo dao động dùng các transitor và biến áp xung B2 tạo xung đồng bộ với tấn số của nguồn điện mạng(50-60Hz) Thysistor đóng vai trò là phần tử điều chỉnh điện áp qua biến

áp B1

Như hình vẽ sau:

Hình 1-4 : Sơ đồ nguyên lí bộ ổn áp điện tử

Điện áp trên tải được đưa tới tụ C2 qua một mạch phân áp(R18-R21) và qua cầu điôt ( VD10-VD11) Điện áp này tỷ lệ và gần bằng với điện áp thực trên tải Tín hiệu hồi tiếp thể hiện về những thay đổi của điện áp đầu ra của bộ ổn áp này được đưa qua chiết áp R4 vào mạch điều khiển Phần mạch điều khiển này bao gồm bộ tạo

xung T1-T2 và biến áp xung B2, điện áp chuẩn được tạo ra bởi mạch ổn áp

R13-R14 gây nên các sụt áp nên điện áp ra trên tải chỉ tăng ở mức 220±5V

-Khi điện áp mạng giảm dưới mức quy định thì bộ tạo xung sẽ làm việc, các thyristor sẽ thông(thông hoàn toàn khi điện áp này giảm xuống gần 200V) Lúc này dòng tải sẽ đi qua R15 và các thyristor Sụt áp trên R15 không đáng kể nệ điện áp

ra vẫn ở mức cho phép Điện trở R15 có tác dụng làm giảm biên độ dòng điện so sự thay đổi đột ngột trong quá trình này và nó cũng tiêu tán khoảng 5W

2 Quạt điện

Quạt điện là thiết bị dẫn động bằng điện nhằm tạo ra các luồng gió phục vụ lợi

ích con người và ngày càng được cải tiến từ chỗ dùng các công tắc để thay đổi tốc

độ quat dần dần cải tiến lên thay đổi tốc độ gió bằng mạch điện tử hay điều khiển tốc độ quạt bằng các điều khiển từ xa

2.1 Cấu tạo chung của quạt

Quạt điện nào cũng gồm 3 phần chính :

- Phần tĩnh (stato) được làm bằng những lá thép sillíc mỏng ghép lại thành hình trụ rỗng Trên stato được dập sẵn các cực hoặc các rãnh để quấn dây điện từ

- Phần động (rôto) cũng do các lá thép kỹ thuật điện ghép lại thành khối trụ Trên bề mặt rôto cũng có các rãnh đúc nhôm kín, tạo thành những thanh dẫn điện nối với nhau bằng vòng ngắn mạch ở 2 đầu Trên rôto có trục để lắp cánh quạt

- Phần nắp thường ở 2 đầu được lắp bạc hoặc vòng bi để cho rôto quay trơn

so với stato

2.2 Nguyên lí làm việc chung

Các loại quạt điện thông dụng đều là động cơ điện xoay chiều không đồng bộmột pha rôto lồng sóc

Khi cho điện xoay chiều 1pha vào các cuộn dây stato dòng điện I1 đi qua cuộndây sẽ sinh ra từ trường Φ1 Trong rôto lồng sóc có các thanh dẫn sẽ cảm ứng ra các sức điện động, nhờ có sự liền mạch ở hai đầu nên xuất hiện dòng điện I2 trong rôto, tương ứng là từ trường Φ2

Cả stato và rôto lúc này đều có từ trường nhưng không làm quạt tự quay được

vì đây chỉ là từ trường đập mạch khi đó nếu mồi bằng tay vào rôto quay theo chiềunào thì quạt sẽ quay theo chiều đó

Để tạo được mômen khởi động cho quạt điện người ta thường dùng 2phương pháp khởi động :

- Khởi động quạt điện bằng vòng chập

- Khởi động bằng cuộn dây phụ qua tụ điệna) Đối với quạt điện vòng chập

Đăc điểm của quạt là các cực đều lồi, trên mỗi cực chính của statođều được sẻ rãnh, tách ra 1/3 tạo thành cực từ phụ để nhét vào đó mộtvòng dây đồng gọi là vòng chập mạch Chính nhờ sự kết cấu như vậy màkhi nào cho điện xoay chiều pha vào cuộn dây, trên mỗi cực từ của quạt

sẽ xuất hiện 2từ trường: từ trường chính và từ trường phụ lệch pha nhau

do vậy mà mô men khởi động được tạo ra, để rôto tự quay theo chiều cócực từ phụ mà không cần lực khởi động bên ngoài

b) Đối với quạt điện chạy tụ

Đặc điểm stato của quạt chạy tụ là có nhiều rãnh (cực ẩn ) không đặt vòngchập mạch và ít nhất cũng có 2 cuộn dây : cuộn dây dây chính gọi là cuộn làmviệc(LV) được quấn bằng dây điện từ cỡ to và ít vòng Cuộn dây phụ gọi là cuộn khởi động( KĐ) được quấn bằng dây điện từ cỡ nhỏ hơn và nhiều vòng hơn, không nằm chung rãnh mà được đặt lệch trong không gian với cuộn làm việc một nửa bước cực Cuộn khởi động lại được nối tiếp qua 1tụ điện nên tuycùng nối một pha với cuộn làm việc nhưng đã tạo được sự lệch pha về thời gian làm stato sinh ra từ trường quay, do vậy mômen khởi động được tạo thành quạt tự khởi động dễ dàng

2.3 Quạt điều khiển từ xa bằng IC

Việt Nam đã chế tạo ra nhiều loại quạt bàn , quạt treo tường điều khiển từ xa

Cụ thể 1loại quạt có những chức năng sau: Điều khiển từ xa 5m; tắt mở hẹn giờ, gió từng cơn quay; kí hiệu bộ điều khiển từ xa ITFC -05V2.

Động cơ vẫn được chế tạo như quạt điện thường có tụ và 3 nấc 1-2-3 rồi đấu ra với một mảng “bo” điểu khiển bằng IC đặt dưới chân quạt

Mạch quạt điều khiển từ xa:

Hình2: Mạch quạt điện điều khiển từ xa Cấu tạo : dùng IC SC 820644-SIDF 086 được lắp thêm tụ C7 để chống nhiễunên làm việc rất ổn định Nguồn 220 V trước khi cấp vào IC được giảm áp và nắn,

lọc bằng các điện trở R1-R2-R3-R4, các điốt D1-D2 và các tụ C1÷C2 ; ổn áp bằng điốtzene.

Điều chỉnh tốc độ quạt có 3 cấp bằng cách ấn các nút trên bộ điều khiển từ xa :

Bộ phận nhận lệnh là tế bào quang điện Y Sau khi được khuếch đại sẽ đưa lệnh này vào IC để giải mã ; đầu ra sẽ tác động vào cực G của một trong các triac 97A3

để tiếp điện vào số 1, số 2 , hoặc số3(cuộn dây stato qua các triac), cho quạt quay nhanh hoặc chậm tuỳ ý muốn Quạt có thể thổi gió từng cơn, khi ấn phím 4 để IC tác động nhanh , đóng và ngắt theo chu kì ( trong một chu kì ở một thời gian t1 quạtđược nối trực tiếp vào nguồn, sang thời gian t2 điện lại được cắt và đóng theo kiểu xung để giảm công suất) Như vậy, gió sẽ ào ào rồi lại đến chu kì sau, tốc độ giảm chỉ hiu hiu tạo cảm giác dễ chịu cho người sử dụng

Các đèn Led tín hiệu số 1, số 2, số 3 , cho biết quạt chạy nhanh hay chạy chậm; đèn số 4 để báo quạt quay; số 5 là tín hiệu gió từng cơn còn đèn số 6,7,8,9 là đèn hẹn giờ

3 Đèn chiếu sáng

3.1 Đèn huỳnh quang

3.1.1 Cấu tạo đèn huỳnh quang

Đèn huỳnh quang thường có dạng hình ống , bên ngoài là ống thuỷ tinh bền chắn tia tử ngoại Hai đàu phía trong bố trí điện cực và bổ xung khí trơ hoặc

Kripton và lượng thuỷ ngân thích hợp

Cấu tạo :

Đa số các đèn huỳnh quang thông dụng thuộc loại catot nóng.

Thành phần hỗn hợp các phốtpho có thể thay đổi màu ánh sáng hoặc phổ của đèn

3.1.2 Hiện tượng phóng điện trong đèn huỳnh quang

Khi cho chùm tia đơn sắc đập vào một chất huỳnh quang một phần năng lượng của nó biến thành nhiệt, trong khi đó phần lớn năng lượng còn lại xuất hiện dưới dạng một phổ liên tục có bước sóng phân bố tuỳ theo bản chất của chất huỳnh quang

Như vậy tia sơ cấp đóng vai trò kích thích để chất huỳnh quang phát xạ tia thứ cấp Màu sắc bức xạ thứ cấp phụ thuộc vào bản chất và liều lượng của bột huỳnh quang bao phủ trong ống và áp suất trong đèn

Sự phóng điện huỳnh quang:

thể hiện trên hình vẽ sau

Sự phóng điện của đèn huỳnh quang

3.1.3 Các thống số của đèn huỳnh quang

Các kí hiệu của đèn huỳnh quang:

CW đèn ánh sáng trắng lạnh tiêu chuẩn

WW đèn ánh sáng ấm tiêu chuẩn

CWX đèn ánh sáng lạnh deluxe

WWX đèn ánh sáng trắng

ES đèn tiết kiệm năng lượng

HO đèn có quang thông cao

Kích thước và công suất tiêu chuẩn của đèn ống huỳnh quang:

0,6m- 20/18 W ; 1,2m- 36/40W ; 1,5m- 68/65W ; 2,4m- 110W

3.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính năng của đèn huỳnh quang

Có 5 yếu tố ảnh hưởng đến tính năng của đèn huỳnh quang là:

a Tắc te

Có 2 loại là tắc te có khí và tắc te nhiệt:

- Tắc te có khí :Là một bóng đèn có khí rất nhỏ có các điện cực gần nhau trong đó một điện cực là bản lưỡng kim mắc song song với đèn ống như trênhình vẽ

Khi đóng mạch, hình thành mạch điện kín tạo nên từ nguồn qua chấn lưu, một điện cực, tắc te và qua một điện cực khác về nguồn Khi đó điện áp nguồn đặt lên hai cực của tắc te có khí làm cho tắc te phóng điện Kết quả là bản lưỡng kim

nóng lên và bị dãn nở chập mạch làm cho tắc te không phóng điện nữa, nhiệt độ giảm đi Sau một khoảng thời gian ngắn, bản lưỡng kim hở mạch kéo theo mạch điện qua chấn lưu hở mạch Năng lượng tích luỹ trong chấn lưu tạo nên quá điện

áp quá độ khi hở mạch gây phóng điện ban đầu trong đèn

- Tắc te nhiệt gồm một bóng đèn chân không nhỏ chứa một công tắc lưỡng kim khép mạch khi nguội và một điện trở đốt nóng Khi có điện, điện trở này và các điện cực mắc nối tiếp bị phát nóng theo hiệu ứng Joule làm hở mạch bản lưỡng kim gây quá điện áp khi hở mạch chấn lưu gây phóng điện trong đèn

Hình vẽ cấu tạo tắc te nhiệt

Trong cả hai trường hợp trên nên sử dụng một tụ điện có điện dung nhỏ cỡ vài

nF làm tăng thời gian quá điện áp do đó mồi đèn dễ dàng hơn

- Chấn lưu sắt từ có tổn hao thấp:

Đó là các chấn lưu được chế tạo từ các lá tôn silic chất lượng cao

Chấn lưu sắt từ có đặc điểm : Cấu tạo đơn giản chắc chắn, tiêu thụ cống suấtkhoảng 15- 20% công suất đèn,gây nhiễu điện từ và tiếng ù, hệ số cống suất thấp, thời gian mồi lâu, tuổi thọ cao…

- Chấn lưu điện tử

Việc sử dụng lõi từ chất lượng cao và thiết kế tối ưu có thể tạo nên chấn lưu sắt từ chất lượng cao, tuy nhiên so với chấn lưu sắt từ chấn lưu điện từ

có nhiều ưu điểm hơn như : tiêu thụ công suất nhỏ , hoạt động trong dải điện

áp rộng, mồi đèn nhanh, không có hiện tượng nhấp nháy, hệ số cống suất cao…

+ Cấu tạo chấn lưu điện tử : Thực chất chấn lưu điện tử là bộ biến tần, biết đổi tần số từ tần số lưới 50Hz sang tần số cao trên 20kHz và dưới 40kHz Trên 20kHz để tránh tấn số nghe thấy còn dưới 40kHz là tấn số dùng trong điều khiển hồng ngoại của các thiết bị điện tử

Sơ đồ khối chấn lưu điện tử gồm :

 Mạch mồi và điều khiển sáng

Trong chấn lưu điện tử thường sử dụng 2 loại bộ nghịch lưu : Bộ nghịch lưu nguồn dòng kiểu cộng hưởng và bộ nghịch lưu cộng hưởng nguồn áp Trong thực

tế thường sử dụng bộ nghịch lưu cộng hưởng nguồn áp

Sơ đồ bộ nghịch lưu nguồn áp kiểu cộng hưởng

Ở sơ đồ trên : tụ C1 ngăn dòng một chiều chạy qua cuộn sơ cấp của máy biến

áp, khắc phục được hiện tượng bão hoà Sơ đồ này thường được sử dụng trong chấn lưu đèn huỳnh quang Khi cung cấp cho đèn catôt nóng, tụ C2 thường đặt giữa 2 điện cực đảm bảo đốt nóng ban đầu điện cực và mồi mềm

3.2 Một số đèn phóng điện

Các đèn phóng điện có ống hồ quang kích thước nhỏ, cường độ cao làm bằng thạch anh hoặc gốm trong suốt Các ống hồ quang này chứa các điện tích và hơi kim loại làm việc ở nhiệt độ cao

3.2.1 Đèn hơi thuỷ ngân

Đèn hơi thuỷ ngân là loại đèn phóng điện mà trong đó phần lớn ánh ság được tạo ra do sự bức xạ của hơi thuỷ ngân hoạt động ở áp suất riêng phần lớn hơn

105Pa

Lớp vỏ thuỷ tinh ngoài của đèn thuỷ ngân được làm từ thuỷ tinh boro

silicate có thể chịu nhiệt độ cao của đèn Bẩu thuỷ tinh bên ngoại hấp thụ nhiều các

bức xạ tử ngoại phát ra từ hồ quang thuỷ ngân Một số đèn thuỷ ngân có chế độ tự ngắt để tắt đèn khi bầu thuỷ bên ngoài bị vỡ, tránh bức xạ tử ngoại thoát ra ngoài.

Tuổi thọ của đèn thuỷ ngân cao nhưng sự duy trì quang thông kém, thường được

sử dụng rộng rãi ở các loại đèn giao thông, công xưởng…

Tuy nhiên đèn hơi thuỷ ngân có chỉ số thể hiện màu thấp , hiệu quả năng lượng thấp nên đèn thuỷ ngân cao áp có xu hướng bị loại bỏ

3.2.2 Đèn Halogen kim loại

Khi cho thêm vào môi trường muối iot của các kim loại nhu indi,thali, natri Vì iốt thuộc nhóm halogen nên những đèn có môi trường này gọi là đèn halogen kim loại

PLC- Đèn Metal halide và phổ màu

Đặc điểm của đen halogen kim loại là màu sắc thay đổi theo thời gian sử dụng Khi làm việc hơi halogen kim loại nóng lên trong ống hồ quang Vì nhiệt độcao, sự già hoá nhanh làm thay đổi hỗn hợp hơi halogen do vậy quang thông và màu sắc của đèn cũng thay đổi.

Đèn có vị trí vạn năng, nghĩa là có thể treo ở vị thrí bất kỳ, dễ sử dụng Tuy nhiên vị trí tốt nhất là nghiêng 15o so với phương thẳng đứng, khi đó quang thông

và tuổi thọ đạt cực đại

Các đèn halogen kim loại không làm việc được với bộ điều chỉnh điện áp Nó được sử dụng rộng rãi trong dải công suất 250- 2000W trong các khu vực cần đượcthể hiện màu tốt như các công trình văn hoá, truyền hình màu

Nhược điểm của đèn này là : giá thành cao, sau một thời gian sử dụng màu bị thay đổi

3.3 Một số nguồn sáng mới

3.3.1 Đèn LED

Là tên gọi tắt của điốt phát quang (Light Emitting Diode) là linh kiện bán dẫn quang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như đèn hiệu, đèn biển báo đèn quảng cáo LED có tuổi thọ cao,tiêu thụ công suất nhỏ

Cấu tạo :

Phần chủ yếu của một LED là tinh thể bán dẫn InGaN tạo nên chuyển tiêp p-n Khi đặt điện áp nhỏ lên chuyển tiếp sẽ tạo nên các điện tích di động chạy qua chuyển tiếp và biến đổi năng lượng dư thành năng lượng ánh sáng Dòng điện chỉ chạy theo chiều từ p→n ở giữa miền tiếp xúc giữa 2 lớp bán dẫn có ánh sáng phát ra vì điểm sáng rất bé nên phía trên phải có dạng nửa hình cầu để có thể phát tán ánh sáng tán xạ trong phạm vi 180o về mọi hướng

Để có màu sắc khác nhau người ta sẽ đưa thêm một số tạp chất khác nhau hoặc là trong lớp ‘nhựa’ cho thêm các chất huỳnh quang LED có dòng định mức cực đại là 350mA,và hiệu điện thế định mức là 10V

Ngày nay người ta dùng OLED tức LED làm bằng bán dẫn hữu cơ để làm LED cho ánh sáng trắng LED trắng đang bắt đầu được dùng phổ biến vì

nó kết hơp được ưu việt về tiết kiệm điện của đèn huỳnh quang và đèn compact, có kích thước nhỏ gọn, bật tắt nhanh chóng…

3.3.2 Đèn sulfur

Là loại đèn không cực ánh sáng phát ra do bức xạ của các nguyên tử sulfurtrong môi trường khí argon khi bị kích thích bằng vi sóng.

Cấu tạo của đèn

PLC-Đèn sunfur và phổ màu

Đèn này không chứa thuỷ ngân, bền màu, ít bị già hoá, thời gian khởi động rất ngắn, hiệu suất cao, rất sáng…Đây là đèn lý tưởng để chiếu sáng trong nhà tại những nơi diện tích rộng như nhà máy,nhà thi đấu…

3.3.2 Laser

Laser hay máy phát lượng tử là tên viết tắt của cụm từ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ( sự phát sáng đơn sắc dựa trên hiện tượng khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ kích thích)

Cấu tạo của laser gồm bốn bộ phận chính :

- Môi trường hoạt chất

- Cơ cấu phản xạ

- Bộ ghép nối đầu ra

- Cơ cấu kích thích

Môi trường hoạt chất là tập hợp các nguyên tử, ion, phân tử trong đó

xảy ra bức xạ kích thích và là môi trường làm việc của laser Môi trường có thể

là chất rắn, chất lỏng, chất khí hoặc chất bán dẫn Tên thường gọi của laser thường lấy theo môi trường tác dụng Ví dụ laser hồng ngọc có môi trường tác dụng là laser tác dụng là tinh thể hồng ngọc, laser CO2 có môi trường tác dụng

là khí cacbonic…

Cơ cấu phản xạ là các gương phản xạ ở đầu cuối môi trường hoạt chất,

được sử dụng như bộ phản xạ Gương phản xạ ánh sáng dọc theo trục ống làm tia sáng xếp thẳng hàng tạo nên hốc cộng hưởng ánh sáng Để duy trì bức xạ kích thích cực đại ánh sáng phải được duy trì với khoảng cách lớn nhất có thể Hình dáng gương phản xác định quãng đường ánh sáng truyền qua môi trường tác dụng.Gương cầu lõm được sử để đổi hướng tia phản xạ

Cơ cấu ghép nối đầu ra Cơ cấu phản xạ ánh duy trì ánh sáng trong hốc

cộng hưởng cộng hưởng để ánh sáng ra được điểu khiển bằng gương phản chiếu có hệ số phản xạ thay đổi tuỳ loại laser.Gương truyền một số phần trăm ánh sáng trong hốc cộng hưởng ra ngoài gọi là bộ ghép nối đẩu ra

Cơ cấu kích thích là thiết bị để đưa năng lượng vào môi trường hoạt chất

Sơ đồ máy phát laser hồng ngọc :

Sơ đồ máy phát laser hồng ngọc

Laser được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực khoa học công nghệ hiện đại Trong kĩ thuật chiếu sáng laser được sử dụng trong chiếu sáng trang trí và chiếu sáng lễ hội và quảng cáo

4 Máy lọc nước

Nước là nguồn sống không thể thiếu đối với con người nhưng hiện nay

do môi trường ô nhiễm nghiêm trọng nên tình trạng nứơc sạch đang là vấn

đề cần giải quyết.Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật nhiều sản phẩm máy lọc nước đã ra đời góp phần giải quyết vấn đề nước sạch

Cụ thể tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy lọc nước RO

- Biến thế 110V/220V , ra DC 24V cấp điện cho bơm RO

- Bơm RO tạo ra áp suất cao để đẩy nước

- Công tắc hạ áp

- Bình dự trữ nước lọc

- Các van : van ngắt sau khi máy dừng, nguồn nước ngắt hoặc không có nứơc;

van giới hạn dòng chảy ; van tự động rửa màng

Sơ đồ cấu tạo :

3 Cốc III (3-III): Sử dụng màng có chứa than hoạt tính dạng bột được nén chặt tạo thành màng lọc Loại màng lọc này đảm bảo loại bỏ các tạp chất

hữu cơ hòa tan có kích thước nhỏ mà hai cốc lọc trên chưa loại trừ hết Nướcsau khi đi qua 3 màng lọc này đã được cải thiện đáng kể trước khi đi vào màng lọc RO

4 Cốc lọc RO: Nước đựơc bơm áp lực cao vào cốc lọc RO, dưới áp lực lớn, hiện tượng thẩm thấu ngược xuất hiện, các phân tử H2O thấm qua màng có đường kính 0.0001 mircron đi ra miệng thu Tạp chất và các kim loại nặng

sẽ theo dòng thải đi ra ngoài

5 Cốc lọc T33: Nước đã lọc được chứa trong bình áp, sử dụng cốc lọc T/33 (10) đấu giữa bình và van lấy nước

Tác dụng: loại bỏ tạp chất, vi khuẩn phát sinh nếu có

Nguyên lí hoạt động như sau:

Biến thế cung cấp điện cho bơm RO, bơm tạo ra áp lực đẩy nước qua

3 cột lọc tới cốc lọc RO tại đây xuất hiện hiện tượng thẩm thấu ngược nhữngtạp chất theo dòng thải ra ngoài qua đường thải, còn nứơc sạch được đưa tới bình áp, trước khi đưa tới vòi nước thì nước được đi qua cốc lọc T33 để loại

bỏ vi khuẩn phát sinh trước khi đưa ra sử dụng

5.Máy ôzôn

Chúng ta đã biết phân tử O2 của không khí có thể lão hoá, phá huỷ hầuhết các đơn chất, hợp chất vô cơ, hữu cơ tự nhiên hay nhân tạo do phản ứngoxy hóa Song nếu oxy(O) là nguyên tử thì sự làm sạch hơn rất nhiều, vìvậy người ta đã chế tạo ra các chất chứa oxy để làm sạch như : thuốctím(KMnO4), Nước Javen(NaClO), ozôn… Trong đó dùng ozon là tiện lợihơn cả và an toàn bởi nó không bền, luôn tự phân giải và cuối cùng chỉ cònoxy vô hại và không có tạp chất nào khác Người ta đã ứng dụng và chế tạocác máy sản sinh ra ozôn sử dụng trong các hộ gia đình trong việc xử lý

nguồn nước ăn, lọc bụi bẩn trong không khí, khử mùi thuốc lá, ẩm mốc, khửđộc dư trong lượng hoá chất…

Quá trình hình thành ozôn có thể bằng phương pháp phóng điện hoặc tạo ozôn bằng tia cực tím

5.1 Cấu tạo máy ôzôn ( kiểu đơn giản phóng sét)

Cấu tạo máy ôzôn khá đơn giản, gồm 3 bộ phận chính: buồng nạp, bộ phận phóng điện và bộ tạo xung sét

Sơ đồ cấu tạo :

1-Bộ phận hẹn giờ tắt

2- Bộ tạo xung sét đơn giản :

Sơ đồ mạch tạo xung đơn giản :

3-Bơm khí màng rung 50Hz có màng bơm làm bằng cao su chịu được ozôn và nhiệt.

4- Ống phóng điện

5.2 Nguyên lí hoạt động

Phương pháp phóng điện : Ozôn được tạo ra bằng cách mô phỏng quá trình tạo sấm sét trong tự nhiên Dưới tác động của một hiệu điện thế hàng ngàn KV, phân tử oxy bị tách thành 2 nguyên tử oxy tự do.Các nguyên tử oxy tự do lại kết hợp với nhau tạo thành ozôn O3

Hoạt động : Ban đầu không khí được hút vào bộ lọc hút ẩm và hút bụi, sau đó được dẫn vào buồng nén Cùng lúc, một dòng điện qua bộ tạo xung sét để nâng điện thế lên tới 6000- 8000V rồi được phóng vào buồng nạp Dòng điện cao thế gặp không khí trong buồng nạp sẽ sinh ra ôzôn (O3)

5.3 Ứng dụng của máy tạo ôzôn

Với các tính năng vượt trội điển hình như : Sát khuẩn, diệt mốc, làm

sạch và trong lành không khí, phân huỷ độc tố của nông dựơc tồn dư…Máy tạo ozôn được ứng dụng : Sát khuẩn, khử mùi đồ đạc giày dép quần áo ; Làm nước ngậm ôzôn để giặt trang phục ; xử lí sạch môi trường, làm tăng sức đề kháng, phòng chống dịch bệnh, khử độc tố…

6 Máy hút ẩm

Máy hút ẩm rất cần cho môi trường khí hậu VN (nóng và ẩm ) và cácphòng máy cao cấp để làm giảm độ ẩm trong phòng xuống mức tối thiểu nhằm đảm bảo an toàn cho thiết bị cũng như đồ đạc ,đối với dân dùng thì nó

có tác dụng làm giảm độ ẩm trong nhà nhằm bảo vệ đường hô hấp tốt hơn Máy hút ẩm có nhiệm vụ hút hơi ẩm trong không khí và đưa qua một hệ thống làm lạnh để làm ngưng tụ thành nước

6.1 Cấu tạo máy hút ẩm

Máy hút ẩm có cấu tạo như một máy điều hoà nhỏ

6.2 Nguyên lí làm việc của máy hút ẩm

Khác với máy làm lạnh thì thổi khí lành ra máy hút ẩm lại hút ngược không khí vào máy qua giàn lạnh

Cơ chế vận hành như sau: +Quạt li tâm hút không khí ẩm qua lọc khí để lọc bớt một phần lớn bụi bẩn sau đó đi qua giàn bay hơi, ở đây không khí sẽ được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ điểm sương hơi ấm trong không khí ngưng tụ thành nước và được xả ra ngoài ống dẫn

+ Không khí khô (đã được tách ẩm) đi qua giàn ngưng tụ thu thêm nhiệt của giàn ngưng truyền qua, sau đó dòng không khí ẩmvà khô

sẽ được thoát ra phía sau máy

+ Cảm biến sẽ điều khiển máy lúc tắt, lúc mở để đảm bảo duy trì độ ẩm đặt ra và giảm tiêu tốn chi phí năng lượng

6.3 Phạm vi ứng dụng của máy hút ẩm

 Phòng thí nghiệm, máy tính, bệnh viện

 Phòng điều khiển trung tâm, tổng đài thông tin…

Phòng bảo quản , lưu trữ thu viện, cất giữ nguyên liệu khô…

7 Một số thiết bị điện dân dụng khác

7.1 Máy sấy tóc

7.1.1 Cấu tạo và thông số chủ yếu của máy sấy tóc

Cấu tạocủa máy sấy tóc gồm có vỏ ngoài kiểu súng lục, có tay cò loạikéo

hoặc nút ấn với nhiều tốc độ gió mạnh yếu, nhiệt độ nóng lạnh khác nhau

Bên trong máy sấy tóc là cụm điện trở sinh nhiệt quấn trên tấm mica hoặc sứ và một động cơ điện một chiều cỡ nhỏ 12V để thổi gió

Gió nóng thổi ra trên 60o nên miệng gió bằng nhựa phải chịu được nhiệt độ này; độ nóng ngay đầu miệng gió bằng nhựa khoảng 35oC đầu miệng gió kim loại khoảng 65oC

Dây điện trở sinh nhiệt bằng hợp kim Crôm- niken Đặc tính dây này là chịu được nhiệt độ 1000oC lâu dài trong không khí và có điện trở suất ρ = 1,1 ÷ 1,2 Ωmm2/m

Dây to cỡ nào thì phụ thuộc vào công suất của máy; còn chiều dài l thì tuỳ điện áp

7.1.2 Nguyên lí hoạt động

Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy sấy tóc :

Hoạt động :

Khi khi bật công tắc số 1, điện xoay chiều là 220V vào điện trở R1 để sinh ranhiệt mạnh nhất, đồng thời điện xoay chiều cũng vào chỉnh lưu CĐ chuyển đổithành điện một chiều để cấp điện cho quạt gió

Nhờ có điện trở R1 và R2 làm giảm điện áp nên ở đầu ra của CĐ giảm xuống

đủ 12V để quay động cơ (điện một chiều có nam châm vĩnh cửu) quạt gió thổi giónóng ra ngoài mức độ mạnh nhất

Muốn giảm gió nóng thì ấn nút số 2, điện vào R1 nối tiếp thêm cả R2 để máysấy giảm nhiệt xuống mức trung bình, quạt vẫn chạy mức gió nhiều nhất

Nấc số 3, điện phải đi qua điôt D → R2 → R1 nên máy sẽ làm việc ở chế độthâp nhất

Muốn tắt nhiệt đi, còn quạt vẫn chạy để thổi gió mát thì bật công tắc T, điện vẫn vào cầu chỉnh lưu để chạy quạt, còn mạch điện vào các dây nhiệt được cắt ra khỏi nguồn

Dưới đây là sơ đồ điện máy sấy tóc Model 3838, 1000W, 220V/240V (Nhật)

có 5 nấc dùng phím ấn kiểu trượt cũng làm việc theo nguyên tắc trên:

7.3 Lò vi sóng

7.3.1 Khái niệm về sự gia nhiệt ở lò vi sóng

Các dụng cụ gia nhiệt dùng trong nhà bếp phần lớn đều dùng dây điện trở để đốt nóng theo hiệu ứng Jun như : bếp điện,nồi cơm điện, lò nướng…riêng lò vi sóng lại ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ Việc gia nhiệt thực phẩm được thựchiện nhờ điện trường E biến thiên, các phần tử điện môi nằm trong điện trường bị phân cực, sự thay đổi hướng phân cực cần một năng lượng; chính năng lượng này làm nóng điện môi là thực phẩm cá, thịt…tần số gia nhiệt phải hàng nghìn MHz

Lò tần số cao ở đây gọi là lò vi sóng được tạo ra từ điện một chiều cao áp, thông qua khống chế từ sẽ làm cho năng lượng điện chuyển thành năng lượng vi sóng Quá trình truyền lan của vi sóng trong lò, khi gặp các vật cản trên đường truyền

sẽ có các hiện tượng : phản xạ, hấp thụ hoặc xuyên qua Ta biết rằng hầu hết các

chất dẫn điện nhu : bạc, đồng, nhôm, sắt…có thể phản xạ sóng; còn các chất như : sành, sứ, thuỷ tinh, nhựa…thì vi sóng có thể xuyên qua mà không phản xạ.

7.3.2 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động

a) Cấu tạo

Cấu tạo chủ yếu của lò gồm:

- Biến áp đặc biệt có ổn áp và có nhiều cuộn dây

- Nguồn một chiều (qua đèn nắn)

+ Bộ tăng nhiệt vi sóng là nơi đặt thực phẩm ( hốc tạo dao động) được làm bằng một tấm kim loại bề mặt phủ một lớp không khí nhiễm từ, bên cạnh có nhứng lỗ nhỏ để thoát hơi ẩm Có loại quay , chuyển động được thì thực phẩm được chín đều hơn

+ Máy phát sóng cao tần có cống suất lớn nó hoạt động như một đèn điện tử

3 cực có cấu tạo giống như các đèn điện tử trước khi có transitor Nó gồmmột hình trụ rỗng bằng kim loại, gồm một cực dương anôt(a) trong đó người

+Ống hướng sóng : Cấu tạo gồm những tấm bảng mang điện tích sẽ hút hay đẩy các phân tử nước , đặc biệt những tấm bảng (blate) này thay nhau thay đổi thường xuyên điện tích(điện dương đổi thành âm và ngược lại) Các tấm bảng này sẽ hút hay đẩy các phân tử nước làm cho các phân tử nước hoạt động nhanh nên va chạm nhau.

+ Sơ đồ khối mạch điện lò vi sóng:

b) Nguyên lí làm việc

Sau khi cấp điện 220V, f=50Hz vào biến áp (1) có nhiều cuộn dây ; cuộn thứ cấp ít vòng nhất cảm ứng ra điện áp 4,3V để nung ‘catot’ khống chế (3) Cuộn dây nhiều vòng tạo ra cao áp rồi qua thực hiện nắn điện bội áp cho ra điện một chiều 2KV cung cấp vào hai cực giữa ‘anot’ và ‘catot’ đèn

Nhờ mạch điều khiển (2) đèn khống chế tạo ra vi sóng qua ống dẫn sóng vào trong khoang làm nóng (4) Sóng vi ba không thể xuyên qua thành kim loại của khoang nay mà chỉ phản xạ quay lại trong khoang làm các phần tử của thực phẩm thay đổi cực âm dương hàng trăm lần trong một giây để cho thực phẩm chín rất nhanh

50Hz

- Nếu nấu theo cách thông thường thì bên ngoài thực phẩm nóng trước, phía trong thực phẩm nóng sau còn lò vi sóng lại đồng thời cấp nhiệt đều toàn bộ khối thực phẩm cả trong lẫn ngoài nóng cùng một lúc, chín đều

và không bị cháy và cũng không bị ngoài chín trong sống

CHƯƠNG1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY HÀN

1 Khái quát chung

Trong tất cả các phương pháp ghép nối các chi tiết với nhau thì phương pháp hàn điện có nhiều ưu việt hơn tất cả Chính vì vậy mà ngày nay nó được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp, xây dựng, chế tạo máy…và hàn điện đã trở thành một phần tất yếu không thể thiếu

Phương pháp hàn điện có những ưu điểm nổi bật sau :

 Khả năng ghép nối các chi tiết cao với chất lượng mối hàn tốt

 Chi phí sản xuất hạ, cho năng suất lao động cao

 Ít tiêu hao nguyên vật liệu

 Bảo vệ môi trường vệ sinh công nghiệp

 Công nghệ đơn giản, khả năng cơ giới hoá và tự động cao

2 Phân loại

Có 2 phương pháp chính :

- Hàn hồ quang : có 3 loại hàn bằng tay, hàn tự động và hàn bán tự động