luận văn đại học sư phạm 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 bổ sung 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 cácthiết bị gia dụng từng bước được hoàn thiện và hiện đại hơn Các thiết bịkhông ngừng ứng dụng những công nghệ mới ngày càng hiện đại đáp ứngnhu cầu ngày càng cao của con người như hệ thống điện chiếu sáng sửdụng một số nguồn sáng mới, công nghệ tạo ụzôn, máy lọc nứơc, lò vi súng

và nhiều thiết bị khác

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

bổ sung những hiểu biết về một số thiết bị mới ngoài những thiết bị chúng

em đã tỡm hiểu trong học phần thiết bị điện dõn 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 tỡm hiều cấu tạo, nguyên lí hoạt động cũng như ứngdụng của một số thiết bị điện dân dụng, thiết kế mô hình một máy hànnhằm đáp ứng nhu cầu học tầp của sinh viên, trang bị sõu rộng những kiếnthức thực tế trong quá trình dạy học Từ đó tạo ra hứng thú học tập để sinhviên tự nghiên cứu, mở rộng hơn kiến thức của mình về các thiết bị dândụng trong đời sống hàng ngày

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu

Tỡm hiểu về cấu tạo, nguyên lí, đặc điểm, ứng dụng của mốt số thiết

bị điện dõn 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 kếmột máy hàn

4 Nhiệm vụ nghiờn cứu

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

- Thiết kế một máy hàn điện cụ thể

5 Phương pháp nghiên cứu

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

một số thiết bị điện dõn dụng

- Tớnh 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 chớnhcủa khoá luận được chia làm 2 phần:

Phần 1: Một số thiết bị điện dõn dụng

Phần 2: Thiết kế mô hình máy hàn

Phần 1

MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐIỆN DÂN DỤNG

Các thiết bị điện sử dụng trong đời sống hàng ngày rất đa dạng,phong phú và ngày càng hiện đại, ở phần này giới thiệu một số thiết bị điệndõn dụng như: ổn áp, quạt, đèn chiếu sáng, máy lọc nước, máy hút ẩm vàmột số thiết bị khác

1 Ổn áp

Việc sử dụng máy tăng giảm điện để chạy các thiết bị điện, điện tử

có nhiều bất tiện như phải điều chỉnh bằng tay, kém tin cậy, không kịp thời

dù biến áp có cả bộ tự động cắt điện thì cũng gõy mất điện vì quá áp.Chớnh vì vậy, hiện nay người ta thích dùng máy ổn áp

Ổn áp là thiết bị có thể tự động ổn định được điện áp đầu ra trongmột phạm vi khá rộng dù điện áp lưới điện xoay chiều ở đầu vào biến động

Ổn áp xoay chiều thông dụng có 3 loại: ổn áp cơ điện tử, ổn áp sắt từ và ổn

áp điện tử

1.1 Ổn áp cơ điện tử

1.1.1 Giới thiệu chung

Đõy là máy được dùng phổ biến hiện nay có phần cơ điện là một bộtăng,giảm điện vô cấp.Cuộn dõy điện từ kiểu tự ngẫu được quấn vào lừi sắt

“silic” hình vành khăn Một động cơ ‘servo’ quay con trượt tiếp xúc vàolớp dõy đã mài hết cách 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:

Hình 1-1: Nguyên lí biến áp tự ngẫu quay bằng động cơGiả sử:

- U1 tăng động cơ sẽ quay thuận chiều kim đồng hồ đe tăng số vòng

W1

- U1 giảm thì động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ giảm số vòngphía điện vào (AX)

- 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 ổnđịnh ở 220V nhờ các mạch ‘trigơ’ dùng IC hoặc transitor

1.1.2 Nguyên lí làm việc

1.1.2.1 Nguyên lớ làm việc của ổn áp dùng transitor

Hình1-2: Sơ đồ nguyên lí ổn áp cơ điện tử dùng transitorTrên hình vẽ là mạch ổn áp tự động có 12 transitor trong đó: cáctransitor 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 chođộng cơ servo 12V ở trạng thái: quay thuận, quay ngược hoặc ngừng lại, để

Q6 tăng cao, nó sẽ tắt và UC cũng cao nờn: Q3 dẫn và Q4 tắt; vậy Q8 sẽ dẫnmạnh Q9 và Q12 sẽ mở

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

+ 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 Áp cực 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 chiềunên sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ, kéo con trượt ở biến áp tự ngẫu chogiảm 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 bóo hoà nên Q7và Q8 đều ởtrạng 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 phépcủa ổn áp thì con trượt (nối với rôto) sẽ gạt vào công tắc K lắp ở 2giới hạnbiên, nối mát chõn 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 lioaCác loại ổn áp điện tử ngày nay đều có mạch điện tử dùng IC thaycho linh kiện rời

Trên đõy là mạch điện ổn áp cơ điện tử của hóng Lioa NL-1000NM

có đến 3IC Trong đó IC1 ký hiệu HA17324 là IC điều khiển; IC2 là cầu cõn

12V ; hai transitor T1 và T2 ký hiệu 2SC945 định giới hạn trên (250V) vàgiới hạn dưới (150V) cho phạm vi điều chỉnh thay cho 2công tắc hành trình

nhỏ để đạt bóo hoà)cũng có khi tách thành 2-3lừi riêng biệt cho dễ bố trí vàđiều chỉnh.

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

Hình 1-3: Sơ đồ nguyên lí bộ ổn áp sắt từLừi dẫn từ hình vành khăn, trên đó có quấn cuộn dõy 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

- Nhận xét: Ổn áp cộng hưởng sắt từ phải làm việc ở chế độ bóo hoà

từ nên rất nóng, tổn hao điện nhiều, độ ổn định không bằng ổn áp điện tửnhưng tác động nhanh, nhạy hơn ổn áp cơ điện tử, độ bền cao, công suấtphù hợp với dụng cụ điện gia đỡnh nên vẫn được ưa chuộng

1.3 Ổn áp xoay chiều điện tử.

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

tử điều chỉnh điện áp qua biến áp B1

Việc so sánh tín hiệu hồi tiếp với điện áp chuẩn được thực hiện trêncực góp của T2; T2 thông nhiều hay ít là do mức tín hiệu hồi tiếp quyết

Nhờ đó tụ C3 sẽ được nạp đến điện áp làm việc của mạch ngưỡng T3,

T4 trước hoặc sau thời điểm ban đầu của mỗi chu kì Các điện trở R6,R8,R9

để hạn dòng; R7 làm giảm các ảnh hưởng của dũng ngược cực phát T2 tớicác quá trình xảy ra trong bộ tạo xung

Khi điện áp trên tụ C3 trở nên lớn hơn điện áp trên điện trở R11

(khoảng 0,7V) thì lập tức T3,T4 thông và tụ C3 phóng điện qua cuộn sơ cấpcủa biến áp tạo xung B2 Trên các cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện các xung ngắnđưa tới cực điều khiển G của Thyristor Th1, Th2 qua các điện trở hạn dòng

-Khi điện áp mạng giảm dưới mức quy định thì bộ tạo xung sẽ làmviệc, các thyristor sẽ thụng(thông hoàn toàn khi điện áp này giảm xuốnggần 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 dụnglàm 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 gióphục vụ lợi ích con người và ngày càng được cải tiến từ chỗ dùng các côngtắc để thay đổi tốc độ quat dần dần cải tiến lên thay đổi tốc độ gió bằng

Quạt điện nào cũng gồm 3 phần chớnh:

- Phần tĩnh (stato) được làm bằng những lá thép sillớc mỏng ghép lạithành hình trụ rỗng Trên stato được dập sẵn các cực hoặc các rónh để quấndõy điện từ

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

- Phần nắp thường ở 2 đầu được lắp bạc hoặc vòng bi để cho rôtoquay trơn so với stato

2.2 Nguyờn lớ làm việc chung

Các loại quạt điện thông dụng đều là động cơ điện xoay chiều khôngđồng bộ một pha rôto lồng sóc

Khi cho điện xoay chiều 1pha vào các cuộn dõy stato dòng điện I1 điqua cuộn dõy 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 xuấthiện 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 tựquay được vì đây chỉ là từ trường đập mạch khi đó nếu mồi bằng tay vàorôto quay theo chiều nào thì quạt sẽ quay theo chiều đó

Để tạo được mômen khởi động cho quạt điện người ta thường dùng2phương pháp khởi động:

- Khởi động quạt điện bằng vòng chập

- Khởi động bằng cuộn dõy phụ qua tụ điện

a) Đối với quạt điện vòng chập

Đăc điểm của quạt là các cực đều lồi, trên mỗi cực chớnh của statođều được sẻ rónh, tách ra 1/3 tạo thành cực từ phụ để nhét vào đó một vòng

nào cho điện xoay chiều pha vào cuộn dõy, trên mỗi cực từ của quạt sẽ xuấthiện 2từ trường: từ trường chớnh và từ trường phụ lệch pha nhau do vậy

mà mô men khởi động được tạo ra, để rôto tự quay theo chiều có cực từphụ 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 rónh (cực ẩn) không đặtvòng chập mạch và ít nhất cũng có 2 cuộn dõy: cuộn dõy dõy chớnh gọi làcuộn làm việc(LV) được quấn bằng dõy điện từ cỡ to và ít vòng Cuộn dõyphụ gọi là cuộn khởi động(KĐ) được quấn bằng dõy điện từ cỡ nhỏ hơn vànhiều vòng hơn, không nằm chung rónh mà được đặt lệch trong không gianvới cuộn làm việc một nửa bước cực Cuộn khởi động lại được nối tiếp qua1tụ điện nên tuy cùng nối một pha với cuộn làm việc nhưng đã tạo được sựlệch pha về thời gian làm stato sinh ra từ trường quay, do vậy mômen khởiđộng 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 điềukhiển 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 1-2-3rồi đấu ra với một mảng “bo” điểu khiển bằng IC đặt dưới chõn quạt

Mạch quạt điều khiển từ xa:

Hình2: Mạch quạt điện điều khiển từ xa

chống nhiễu nên làm việc rất ổn định Nguồn 220 V trước khi cấp vào ICđược giảm áp và nắn, lọc bằng các điện trở R1-R2-R3-R4, các điốt D1-D2 vàcác tụ C1ữC2 ; ổn áp bằng điốt zene

Điều chỉnh tốc độ quạt có 3 cấp bằng cách ấn các nút trên bộ điềukhiển từ xa: Bộ phận nhận lệnh là tế bào quang điện Y Sau khi đượckhuếch 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(cuộndõy stato qua các triac), cho quạt quay nhanh hoặc chậm tuỳ ý muốn Quạt

có thể thổi gió từng cơn, khi ấn phớm 4 để IC tác động nhanh, đóng và ngắttheo chu kì (trong một chu kì ở một thời gian t1 quạt được nối trực tiếp vàonguồn, sang thời gian t2 điện lại được cắt và đóng theo kiểu xung để giảmcông suất) Như vậy, gió sẽ ào ào rồi lại đến chu kì sau, tốc độ giảm chỉ hiuhiu 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 haychạy chậm; đốn số 4 để báo quạt quay; số 5 là tín hiệu gió từng cơn cũnđèn 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 thuỷtinh bền chắn tia tử ngoại Hai đàu phớa trong bố trí điện cực và bổ xungkhí trơ hoặc Kripton và lượng thuỷ ngõn thích hợp

Cấu tạo:

Đèn huỳnh quang có thể cấu tạo catot nóng hoặc catot nguội Catốtnóng được làm bằng sợi vonfram, cũn catốt nguội có dạng ống nhỏ bằngthép và đòi hỏi điện áp trên đèn rất lớn, do vậy đèn huỳnh quang catotnguội có hiệu quả ánh sáng thấp hơn nhưng có tuổi thọ cao hơn thích hợpvới ứng dụng ở các vị trí khó thay đèn

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 hoặcphổ 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 phầnnăng lượng của nó biến thành nhiệt, trong khi đó phần lớn năng lượng cũnlại xuất hiện dưới dạng một phổ liên tục có bước sóng phõn bố tuỳ theo bảnchất 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 liềulượng 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:

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

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

áp nguồn đặt lên hai cực của tắc te cú khớ làm cho tắc te phóng điện Kếtquả là bản lưỡng kim nóng lên và bị dãn nở chập mạch làm cho tắc tekhông 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 Nănglượng tích luỹ trong chấn lưu tạo nên quá điện áp quá độ khi hở mạch gâyphóng điện ban đầu trong đèn.

Tắc te nhiệt gồm một bóng đèn chân không nhỏ chứa một công tắclưỡng kim khép mạch khi nguội và một điện trở đốt nóng Khi có điện, điệntrở này và các điện cực mắc nối tiếp bị phát nóng theo hiệu ứng Joule làm

hở mạch bản lưỡng kim gõy quỏ điện áp khi hở mạch chấn lưu gây phóngđiện trong đèn

Hình vẽ cấu tạo tắc te nhiệt Trong cả hai trường hợp trờn nờn sử dụng một tụ điện có điện dungnhỏ cỡ vài nF làm tăng thời gian quá điện áp do đó mồi đèn dễ dàng hơn

Đó là các chấn lưu được chế tạo từ các lá tôn silic chất lượng caoChấn lưu sắt từ có đặc điểm: Cấu tạo đơn giản chắc chắn, tiêu thụcống suất khoảng 15- 20% công suất đèn,gõy nhiễu điện từ và tiếng ù, hệ

số cống suất thấp, thời gian mồi lõu, tuổi thọ cao…

Việc sử dụng lừi từ chất lượng cao và thiết kế tối ưu có thể tạo nênchấn lưu sắt từ chất lượng cao, tuy nhiên so với chấn lưu sắt từ chấn lưuđiện từ có nhiều ưu điểm hơn như: tiêu thụ công suất nhỏ, hoạt động trongdải điện áp rộng, mồi đốn nhanh, không có hiện tượng nhấp nháy, hệ sốcống suất cao…

+ Cấu tạo chấn lưu điện tử: Thực chất chấn lưu điện tử là bộ biếntần, biết đổi tần số từ tần số lưới 50Hz sang tần số cao trên 20kHz và dưới40kHz Trên 20kHz để tránh tấn số nghe thấy cũn dưới 40kHz là tấn sốdùng trong điều khiển hồng ngoại của các thiết bị điện tử

Sơ đồ khối chấn lưu điện tử gồm:

áp một chiều

áp xoay chiều có tần số cao từ 20-40kHz Với tần số cao sự phóng điệntróng chất khí có hiệu quả hơn

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

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 củamáy biến áp, khắc phục được hiện tượng bóo 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 vàmồi mềm

3.2 Một số đèn phóng điện

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

3.2.1 Đèn hơi thuỷ ngân

Đèn hơi thuỷ ngõn là loại đèn phóng điện mà trong đó phần lớn ánhsỏg được tạo ra do sự bức xạ của hơi thuỷ ngõn hoạt động ở áp suất riêngphần lớn hơn 105Pa

Lớp vỏ thuỷ tinh ngoài của đèn thuỷ ngõn được làm từ thuỷ tinhboro silicate có thể chịu nhiệt độ cao của đèn Bẩu thuỷ tinh bên ngoại hấpthụ nhiều các bức xạ tử ngoại phát ra từ hồ quang thuỷ ngõn Một số đènthuỷ ngõn có chế độ tự ngắt để tắt đốn khi bầu thuỷ bên ngoài bị vỡ, tránhbức xạ tử ngoại thoát ra ngoài

Tuổi thọ của đèn thuỷ ngõn cao nhưng sự duy trì quang thông kém,thường được sử dụng rộng rói ở các loại đèn giao thông, công xưởng…

Tuy nhiên đèn hơi thuỷ ngõn có chỉ số thể hiện màu thấp, hiệu quảnăng lượng thấp nên đèn thuỷ ngõn 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 nhuindi,thali, natri Vì iốt thuộc nhúm halogen nên những đèn có môi trườngnày gọi là đèn halogen kim loại

PLC- Đèn Metal halide và phổ màuĐặc điểm của đen halogen kim loại là màu sắc thay đổi theo thờigian sử dụng Khi làm việc hơi halogen kim loại nóng lên trong ống hồquang Vì nhiệt độ cao, sự già hoá nhanh làm thay đổi hỗn hợp hơihalogen 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 sửdụng 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 chỉnhđiện áp Nó được sử dụng rộng rói trong dải công suất 250- 2000W trongcác khu vực cần được thể hiện màu tốt như các công trình văn hoá, truyềnhình màu

Nhược điểm của đèn này là: giá thành cao, sau một thời gian sử dụngmàu 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 kiệnbán dẫn quang được sử dụng rộng rói trong nhiều lĩnh vực như đốn 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 nênchuyển tiêp p-n Khi đặt điện áp nhỏ lên chuyển tiếp sẽ tạo nên các điệntích di động chạy qua chuyển tiếp và biến đổi năng lượng dư thành nănglượng ánh sáng

Dòng điện chỉ chạy theo chiều từ p→n ở giữa miền tiếp xúc giữa 2lớp bán dẫn có ánh sáng phát ra vì điểm sáng rất bé nên phớa trên phải códạng nửa hình cầu để có thể phát tán ánh sáng tán xạ trong phạm vi 180o vềmọi hướng.

Để có màu sắc khác nhau người ta sẽ đưa thêm một số tạp chất khácnhau hoặc là trong lớp ‘nhựa’ cho thêm các chất huỳnh quang LED códòng 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 phổbiến vì nó kết hơp được ưu việt về tiết kiệm điện của đèn huỳnh quang vàđèn compact, có kích thước nhỏ gọn, bật tắt nhanh chúng…

3.3.2 Laser

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

Cấu tạo của laser gồm bốn bộ phận chớnh:

- 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, phõn tử trong đó

xảy ra bức xạ kích thích và là môi trường làm việc của laser Môi trường cóthể là chất rắn, chất lỏng, chất khí hoặc chất bán dẫn Tên thường gọi củalaser thường lấy theo môi trường tác dụng Ví dụ laser hồng ngọc có môitrường tác dụng là laser tác dụng là tinh thể hồng ngọc, laser CO2 có môitrường 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 trụcống làm tia sáng xếp thẳng hàng tạo nên hốc cộng hưởng ánh sáng Để duytrì bức xạ kích thích cực đại ánh sáng phải được duy trì với khoảng cáchlớn nhất có thể Hình dáng gương phản xác định quóng đường ánh sángtruyền qua môi trường tác dụng.Gương cầu lừm được sử để đổi hướng tiaphản 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 gươngphản chiếu có hệ số phản xạ thay đổi tuỳ loại laser.Gương truyền một sốphần trăm ánh sáng trong hốc cộng hưởng ra ngoài gọi là bộ ghép nối đẩura

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 ngọcLaser được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực khoa học công nghệ hiệnđại 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 hiệnnay do môi trường ô nhiễm nghiêm trọng nên tình trạng nứơc sạch đang làvấn đề cần giải quyết.Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật nhiều sảnphẩm máy lọc nước đã ra đời góp phần giải quyết vấn đề nước sạch

Cụ thể tỡm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy lọc nướcRO

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

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 bộtđược nén chặt tạo thành màng lọc Loại màng lọc này đảm bảo loại bỏ cáctạp chất hữu cơ hòa tan có kích thước nhỏ mà hai cốc lọc trên chưa loại trừ

hết Nước sau khi đi qua 3 màng lọc này đã được cải thiện đáng kể trướckhi đi vào màng lọc RO.

4 Cốc lọc RO: Nước đựơc bơm áp lực cao vào cốc lọc RO, dưới áplực lớn, hiện tượng thẩm thấu ngược xuất hiện, các phân tử H2O thấm quamàng có đường kính 0.0001 mircron đi ra miệng thu Tạp chất và các kimloại nặng sẽ theo dòng thải đi ra ngoài

5 Cốc lọc T33: Nước đã lọc được chứa trong bỡnh ỏp, sử dụng cốclọc 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 đõy xuất hiện hiện tượng thẩm thấu ngượcnhững tạp chất theo dòng thải ra ngoài qua đường thải, cũn nứơc sạch đượcđưa tới bình áp, trước khi đưa tới vòi nước thì nước được đi qua cốc lọcT33 để loại bỏ vi khuẩn phát sinh trước khi đưa ra sử dụng

5 Mỏy ụzụn

Chúng ta đã biết phân tử O2 của không khí có thể lóo hoỏ, phỏ huỷhầu hết các đơn chất, hợp chất vô cơ, hữu cơ tự nhiên hay nhân tạo do phảnứng oxy hóa Song nếu oxy(O) là nguyên tử thì sự làm sạch hơn rất nhiều,

vì vậy người ta đã chế tạo ra các chất chứa oxy để làm sạch như: thuốctớm(KMnO4), Nước Javen(NaClO), ozụn… 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 tạocỏc mỏy sản sinh ra ozụn sử dụng trong các hộ gia đình trong việc xử lýnguồn nước ăn, lọc bụi bẩn trong không khí, khử mùi thuốc lá, ẩm mốc,khử độc dư trong lượng hoá chất…

5.1 Cấu tạo mỏy ụzụn (kiểu đơn giản phúng sét)

Cấu tạo mỏy ụzụn khỏ 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 chịuđược ozụn và nhiệt

4- Ống phóng điện

5.2 Nguyên lí hoạt động

Phương pháp phóng điện: Ozụn được tạo ra bằng cách mô phỏng quátrình tạo sấm sét trong tự nhiên Dưới tác động của một hiệu điện thế hàngngàn KV, phân tử oxy bị tách thành 2 nguyên tử oxy tự do.Các nguyên tửoxy tự do lại kết hợp với nhau tạo thành ozụn O3.

Hoạt động: Ban đầu không khí được hút vào bộ lọc hút ẩm và hútbụi, sau đó được dẫn vào buồng nộn Cựng lỳc, một dòng điện qua bộ tạoxung sét để nâng điện thế lên tới 6000- 8000V rồi được phóng vào buồngnạp Dòng điện cao thế gặp không khí trong buồng nạp sẽ sinh ra ụzụn(O3)

5.3 Ứng dụng của máy tạo ụzụn

Với các tính năng vượt trội điển hình như: Sát khuẩn, diệt mốc, làmsạch và trong lành không khí, phân huỷ độc tố của nông dựơc tồn dư…Mỏytạo ozụn được ứng dụng: Sát khuẩn, khử mùi đồ đạc giày dép quần áo ;Làm nước ngậm ụzụn để giặt trang phục ; xử lí sạch môi trường, làm tăngsức 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 thiểunhằm đảm bảo an toàn cho thiết bị cũng như đồ đạc,đối với dõn dựng thỡ

nó có tác dụng làm giảm độ ẩm trong nhà nhằm bảo vệ đường hô hấp tốthơn

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

1- Lọc khí 4- Quạt li tâm

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 ngượckhông khí vào máy qua giàn lạnh

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

+ Không khí khụ (đó được tách ẩm) đi qua giàn ngưng tụ thu thêmnhiệt của giàn ngưng truyền qua, sau đó dòng không khí ẩmvà khô sẽ đượcthoát ra phía sau máy

+ Cảm biến sẽ điều khiển mỏy lỳc 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 khụ…

7 Một số thiết bị điện dân dụng khác

7.1 Máy sấy tóc

Cấu tạocủa máy sấy tóc gồm có vỏ ngoài kiểu súng lục, có tay còloại kéo

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

Bên trong máy sấy tóc là cụm điện trở sinh nhiệt quấn trên tấm micahoặc 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

miệng gió kim loại khoảng 65oC

Dây điện trở sinh nhiệt bằng hợp kim Crụm- niken Đặc tính dây này

là chịu được nhiệt độ 1000oC lâu dài trong không khí và có điện trở suất ρ

Khi khi bật công tắc số 1, điện xoay chiều là 220V vào điện trở R1 đểsinh ra nhiệt mạnh nhất, đồng thời điện xoay chiều cũng vào chỉnh lưu CĐchuyển đổi thành 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 CĐgiảm xuống đủ 12V để quay động cơ (điện một chiều có nam châm vĩnhcửu) quạt gió thổi gió nóng ra ngoài mức độ mạnh nhất

Muốn giảm gió nóng thì ấn nút số 2, điện vào R1 nối tiếp thêm cả R2

để máy sấy giảm nhiệt xuống mức trung bình, quạt vẫn chạy mức gió nhiềunhất

Nấc số 3, điện phải đi qua điụt D → R2 → R1 nên máy sẽ làm việc ởchế độ thõp 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 cỏc dõynhiệt được cắt ra khỏi nguồn

Dưới đây là sơ đồ điện máy sấy tóc Model 3838, 1000W,220V/240V (Nhật) có 5 nấc dựng phớm ấn kiểu trượt cũng làm việc theonguyên tắc trên:

7.1.3 Một số lưu ý khi sử dụng

 Mỗi lận sấy tóc xong phải vặn công tắc về mức gió lạnh: dâyđiện trở được cắt điện còn quạt vẫn chạy để gió thổi làm mát cho nguội hẳnrồi mới rỳt phớch điện ra sẽ tăng được độ bền của máy.

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 dâyđiện trở để đốt nóng theo hiệu ứng Jun như: bếp điện,nồi cơm điện, lònướng…riờng lò vi sóng lại ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ Việcgia nhiệt thực phẩm được thực hiện nhờ điện trường E biến thiên, các phần

tử điện môi nằm trong điện trường bị phân cực, sự thay đổi hướng phân cựccần một năng lượng; chính năng lượng này làm nóng điện môi là thựcphẩm 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 chiềucao áp, thông qua khống chế từ sẽ làm cho năng lượng điện chuyển thànhnăng lượng vi sóng

Quá trình truyền lan của vi sóng trong lò, khi gặp các vật cản trênđường truyền sẽ cú cỏc hiện tượng: phản xạ, hấp thụ hoặc xuyên qua Tabiết rằng hầu hết các chất dẫn điện nhu: bạc, đồng, nhụm, sắt…cú thể phản

xạ sóng; còn các chất như: sành, sứ, thuỷ tinh, nhựa…thỡ vi sóng có thểxuyên qua mà không phản xạ

7.3.2 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động

Cấu tạo chủ yếu của lò gồm:

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

+ 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 đượcthì thực phẩm được chín đều hơn

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

3 cực có cấu tạo giống như các đèn điện tử trước khi có transitor Nógồm một hình trụ rỗng bằng kim loại, gồm một cực dương anụt(a) trong đóngười ta đặt những lỗ cộng hưởng Trụ rỗng có xếp những mạch cộng

hưởng tần số cao và ở giữa là cực âm catốt trong đó để một dây để đốtnóng, như hình vẽ bên.

+ Ống hướng sóng: Cấu tạo gồm những tấm bảng mang điện tích sẽhút hay đẩy các phân tử nước, đặc biệt những tấm bảng (blate) này thaynhau thay đổi thường xuyên điện tớch(điện dương đổi thành âm và ngượclại) 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:

50Hz

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 dẫnsóng vào trong khoang làm nóng (4) Sóng vi ba không thể xuyên quathành kim loại của khoang nay mà chỉ phản xạ quay lại trong khoang làmcác phần tử của thực phẩm thay đổi cực âm dương hàng trăm lần trong mộtgiây để cho thực phẩm chín rất nhanh

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

Phần 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY HÀN CHƯƠNG1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY HÀN

I Khái quát

1 Khái quát chung

Trong tất cả các phương phỏp ghộp nối các chi tiết với nhau thìphương pháp hàn điện có nhiều ưu việt hơn tất cả Chính vì vậy mà ngàynay nó được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp, xâydựng, chế tạo mỏy…và hàn điện đã trở thành một phần tất yếu không thểthiếu

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 phỏp chớnh:

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

- Hàn tiếp xúc: có 3 loại là hàn điểm, hàn đường và hàn nối

3 Các yêu cầu kĩ thuật đối với nguồn hàn

Để đảm bảo chất lượng của mối hàn, nâng cao năng suất của máy hàn,nguồn hàn của cỏc mỏy hàn phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kĩ thuật sau:

a) Điện áp không tải

Đối với công nghệ hàn điện yêu cầu điện áp thấp và dòng hàn lớn,

b) Bội số dòng ngắn mạch không được quá lớn λi

λi = Inm I 2 =1,2ữ1,4

Trong đó: λi -bội số dòng ngắn mạch

Inm - trị số dòng điện ngắn mạch (A)

I2 - trị số dòng điện hàn định mức (A)

Đặc tính ngoài của nguồn hàn hay còn gọi là đặc tính Vôn – ampecủa nguồn hàn biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hàn vào dòng hàn

U2=f(I2) Khi hàn mạch hở (I2=0), điện áp chính làđiện áp không tảicủa nguồn hàn (U20- điện áp thứ cấp không tải của nguồn hàn)

4 Hệ số tiếp điện của nguồn hàn

Máy hàn là loại máy làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại Đặc trưngquan trọng của chế độ này là hệ số tiếp điện

Hệ số tiếp điện TĐ% của nguồn hàn hồ quang được tính theo côngthức: