Giáo trình Sửa chữa bộ nguồn (Nghề: Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Giáo trình Sửa chữa bộ nguồn cung cấp cho người học những kiến thức như: Sửa chữa nguồn AC; sửa chữa nguồn DC; sửa chữa mạch tạo xung - ổn áp; sửa chữa biến thế; sửa chữa Mạch điều khiển; sửa chữa mạch công suất. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây.

Bài Sửa chữa Biến Mục tiêu Phân tích sơ đồ nguyên lý biến Khắc phục cố hư hỏng biến Tính cẩn thận, tỉ mỉ, đảm bảo an toàn tuyệt đối công việc 4.1 Thiết kế biến Cấu tạo máy biến Máy biến áp bao gồm ba phần chính: Lõi thép máy biến áp (Transformer Core) Cuộn dây quấn sơ cấp (Primary Winding) Cuộn dây quấn thứ cấp (Secondary Winding) Lõi thép: Được tạo thành thép mỏng ghép lại, hình dáng có hai loại: loại trụ (core type) loại bọc (shell type) Loại trụ: tạo thép hình chữ U chữ I Một lượng lớn từ trường sinh cuộn dây sơ cấp không cắt cuộn dây thứ cấp, hay máy biến áp có từ thơng rị lớn Để cho từ thơng rị nhất, cuộn dây chia với nửa cuộn đặt trụ lõi thép Loại bọc: tạo thép hình chữ E chữ I Lõi thép loại bao bọc cuộn dây quấn, hình thành mạch từ có hiệu suất cao, sử dụng rộng rãi 62 Phần lõi thép có quấn dây gọi trụ từ, phần lõi thép nối trụ từ thành mạch kín gọi gông từ Dây quấn máy biến áp: Được chế tạo dây đồng nhơm, có tiết diện hình trịn hình chữ nhật Đối với dây quấn có dòng điện lớn, sử dụng sợi dây dẫn mắc song song để giảm tổn thất dòng điện xốy dây dẫn Bên ngồi day quấn bọc cách điện Dây quấn sơ cấp (Primary Winding) Dây quấn thứ cấp (Second Winding) Hình 4.1 Hình dạng máy biến áp pha loại trụ Hình 4.2 Hình dạng máy biến áp pha loại bọc Dây quấn tạo thành bánh dây ( gồm nhiều lớp ) đặt vào trụ lõi thép Giữa lớp hdây quấn, dây quấn dây quấn lõi thép phải cách điện tốt với Phần dây quấn nối với nguồn điện gọi dây quấn sơ cấp, phần dây quấn nối với tải gọi dây quấn thứ cấp Các phần phụ khác Ngồi phận kể trên, để MBA vận hành an tồn, hiệu quả, có độ tin cậy cao MBA cịn phải có phần phụ khác như: Võ hộp, thùng dầu, đầu vào, đầu ra, phận điều chỉnh, khí cụ điện đo lường, bảo vệ Điện áp định mức cuộn dây sơ cấp thứ cấp Điện áp sơ cấp định mức U1đm (V, kV): Là điện áp qui định cho dây quấn sơ cấp 63 Điện áp thứ cấp định mức U2đm (V, kV): Là điện áp dây quấn thứ cấp máy biến áp không tải điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp định mức Chú ý với máy biến áp pha điện áp định mức điện áp pha, máy biến áp ba pha điện áp điện áp dây Dòng điện định mức cuộn dây sơ cấp thứ cấp Dòng điện định mức(A): Là dòng điện qui định cho cuộn dây máy biến áp ứng với công suất định mức điện áp định mức Với máy biến áp pha: I 1dm  S dm S ; I dm  dm ; U dm U 1dm Với máy biến áp ba pha: I1dm  S dm 3U1dm ; I dm  S dm ; 3U dm (2.1) Hiệu suất MBA: = U I S2 = 2 = (75 - >90)% U I S1 (2.2) Nếu  =  S1 = S2  U2đm I2đm = U1đm I1đm Ngoài máy biến áp cịn ghi thơng số khác như: Tần số định mức fđm, số pha m, sơ đồ tổ nối dây quấn, điện áp ngắn mạch Un%, chế độ làm việc, phương pháp làm mát,… Công suất định mức máy biến áp (S) Công suất định mức Sđm (VA, kVA): Là công suất biểu kiến đưa dây quấn thứ cấp máy biến áp 4.2 Kỹ thuật quấn dây Các bước quấn dây máy biến áp - Bước 1: Cố định khuôn vào máy quấn dây Khi lắp khuôn vào máy quấn dây cần ý việc cố định khuôn quấn, khuôn không cố định chắn xảy lỗi trình quấn như: sai sót số vịng dây, khn dây bị lệch gây thẩm mỹ cho lõi MBA Bước 2: Lót giấy cách điện cho lớp dây Để đảm bảo cho MBA hoạt động ổn định lâu dài, tránh trường hợp xước lớp cách điện dây quấn ta nên lót lớp băng keo giấy giấy cách điện cho lớp dây 64 Bước 3: Tiến hành quấn dây cuộn sơ cấp MBA Sau tính tốn tiết diện số vịng dây quấn sơ cấp MBA bắt đầu tiến hành vào dây cuộn sơ cấp Khi quấn ta đặt đầu vào cuộn sơ cấp rãnh sâu khuôn nhựa việc quấn dây dễ dàng tránh trường hợp chồng chéo dây đặt rãnh cao tiếp ta quay máy quấn dây đến số vòng cần quấn để tạo cuộn sơ cấp cho MBA Do sơ cấp MBA có cấp điện áp nên có đầu dây Bước 4: Tiến hành quấn dây cuộn thứ cấp MBA · Trước tiến hành quấn dây cuộn thứ cấp ta cần phải cách điện thật tốt lớp dây cuộn sơ cấp thứ cấp Vì phần dễ gây hư hỏng cho MBA cách điện không tốt Cách vào dây cuộn thứ cấp tương tự cuộn sơ cấp chúng khác điểm cuộn thứ cấp có đến cấp điện áp (5 đầu dây ra) Do quấn đủ số vịng cấp tính ta bắt đầu đầu dây cho cấp Nhưng tổng thể chúng cuộn Khi dây cho cấp cần lót lớp cách điện để đảm bảo tính cách điện cho cuộn dây Mỗi đầu cuộn thứ cấp cần lồng thêm ống gen chịu nhiệt để đẩm bảo an tồn cúng MBA làm việc ống lồng khơng bị biến dạng nóng Bước 5: Cách điện cho lõi MBA Sau quấn đủ số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp MBA, ta tiến hành cách điện cho lõi MBA cách quấn lớp keo giấy bên lớp giấy cách điện bên Tránh trường hợp quấn nhiều làm cho lõi MBA to so với lõi E, I Do cần quấn lớp vừa đủ khoảng đến lớp Khi quấn cách điện lõi MBA cần đảm bảo tính thẩm mỹ, chắn khơng cách điện tốt nguy hiểm lớp cách điện bên dây quấ bị xước Đồng thời mặt MBA nên cần ý phần 4.3 Kỹ thuật lắp mạch từ Bước 1: Tiến hành vào lõi thép E, I cho MBA Khi tiến hành vào lõi thép cho MBA cần cẩn thận không lõi thép không ép chặt gây nên tiếng ồn cho MBA 65 Chúng ta phải vào xen kẽ thép chữ E, 1:1 (1 bên phải bên trái xen kẽ nhau) hay 3:3; 5:5, tuỳ thuộc vào người lắp đặt thơng thường tỉ lệ 1:1 phổ biến Và theo nguyên tắc để vào lõi thép cho vừa với tiết diện khung nhựa Khi thép chữ E vào vị trí ta tiến hành vào thép chữ I khe hở xen kẽ thép chữ E Do khoảng cách thép nhỏ nên ta dùng búa cao su gõ nhẹ để dễ vào thép Sau vào đủ thép E, I ta tiến hành chỉnh sửa lõi thép búa cao su cho chúng ép chặt với để không gây nên tiếng ồn cho MBA Không nên gõ mạnh vào thép chúng mỏng gây biến dạng MBA Bước 2: Tiến hành lắp khung ép chặt cho MBA Khi hoàn tất trình chỉnh sửa, ta tiến hành cố định khung ép chặt cho MBA bu lông đai ốc Khi cố định MBA cần ép thật chặt để không gây nên tiếng ồn MBA đưa vào hoạt độn Bước 3: Tiến hành kiểm tra cấp điện áp cho MBA Ta tiến hành cấp điện cho MBA hoạt động, sau dùng VOM kiểm tra xem điện áp đầu vào điện áp đầu có yêu cầu đề hay không, sai số 5% Nếu MBA sai số điện áp lớn hay phát nóng q trình làm việc, nên kiểm tra lại cơng thức tính tốn để có giải pháp cho hợp lý Chúng ta nên thử MBA nơi khác xem độ lệch áp nơi có ảnh hưởng nhiều đến điện áp đầu khơng Nếu thông số đầu vào ổn định ta tiến hành lập bảng kết so sánh điện áp nơi để hoàn thành 4.4 Sửa chữa biến Trong trình vận hành, máy biến áp phải tách khỏi vận hành đem sửa chữa có biểu bất thường có tiếng kêu khác lạ khơng đều, có tiếng phóng điện bên máy, phát nóng cục đầu cốt sứ, sứ bị nứt vỡ Các công việc cần tiến hành Kiểm tra nhiệt độ tiếp xúc Kiểm tra, bảo trì điểm tiếp xúc máy biến áp 66 Lọc sấy dầu bên máy biến (lọc trực tiếp) Xông sấy máy biến thế, lọc hút teng sắt lâu ngày bên máy biến Châm bổ sung dầu Đo độ cách điện mẫu dầu bên máy biến Kiểm tra, đo điện trờ cao-hạ áp - kiểm tra fco, la, lb, Kiểm tra mccb, acb tổng - kiểm tra dây cao, hạ áp Kiểm tra hạt hút ẩm 67 Bài Sửa chữa mạch điều khiển Mục tiêu Phân tích sơ đồ mạch điều khiển Khắc phục cố hư hỏng mạch điều khiển Tính cẩn thận, tỉ mỉ, đảm bảo an tồn tuyệt đối cơng việc 5.1 Các mạch điều khiển Hình 5.1 Sơ đồ tổng quát mạch nguồn máy tính ATX Để điều khiển cơng suất đầu nguồn mạch nguồn ATX thường điều khiển tốc độ chuyển mạch hai bóng cơng suất ( khối công suất mạch ) Để nguồn ln ổn định, mạch dị sai dị thay đổi đầu đưa mạch dao động sau mạch dao động điều khiển tốc độ chuyển mạch khối công suất đưa điện áp ổn định trở lại Mạch bảo vệ có chức bảo vệ cho nguồn khơng bị hư hỏng phụ tải bị chập bảo vệ Mainboard nguồn có dấu hiệu đưa điện áp q cao vượt ngưỡng cho phép Lệnh P.ON thường qua mạch bảo vệ trước đưa tới điều khiển IC dao động, có tượng q dịng (như lúc chập phụ tải) áp (do nguồn đưa điện áp cao) mạch bảo vệ hoạt động ngắt lênh P.ON IC dao động tạm ngưng hoạt động 68 5.2 Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển nguồn điện chiều chỉnh lưu từ biến áp Biến áp cho điện áp chiều 3,3 Vdc 5Vdc 12Vdc 5Vdc 12 Vdc Biến áp cấp trước cho điện áp 5Vdc Ngồi cịn điện áp chiều có sau chỉnh lưu cầu đầu vào Điện áp chiều cao cỡ vài trăm vôn 5.3 Các dạng xung Định nghĩa xung - Xung tín hiệu tạo nên thay đổi mức điện áp hay dòng điện khoảng thời gian ngắn, so sánh với thời gian độ mạch điện mà chúng tác động Thời gian độ thời gian để hệ vật lý chuyển từ trạng thái vật lý sang trạng thái vật lý khác - Các tín hiệu xung sử dụng rộng rãi mạch điện tử: truyền thông, công nghệ thông tin, vô tuyến, hữu tuyến Một số dạng xung - Một số tín hiệu liện tục (xem hình 5.3.1) Hình 5.2.a Tín hiệu sin Asin  t Hình 5.2.b Tín hiệu xung vng Hình 5.2.c Tín hiệu xung tam giác 69 - Một số tín hiệu rời rạc (hình 5.3.2) Hình 5.3 Tín hiệu sin rời rạc - hàm mũ rời rạc Ngày kỹ thuật vơ tuyến điện, có nhiều thiết bị, linh kiện vận hành chế độ xung Ở thời điểm đóng ngắt điện áp, mạch phát sinh trình độ, làm ảnh hưởng đến hoạt động mạch Bởi việc nghiên cứu trình xảy thiết bị xung có liên quan mật thiết đến việc nghiên cứu q trình q độ mạch Nếu có dãy xung tác dụng lên mạch điện mà khoảng thời gian xung đủ lớn so với thời gian độ mạch Khi tác dụng dãy xung xung đơn Việc phân tích mạch chế độ xung phải xác định phụ thuộc hàm số điện áp dòng điện mạch theo thời gian trạng thái độ Có thể dùng cơng cụ tốn học như: phương pháp tích phân kinh điển Phương pháp phổ (Fourier) phương pháp tốn tử Laplace Các thơng số xung điện dãy xung Các thơng số xung điện Tín hiệu xung vng hình 5.3.3 tín hiệu xung vng lý tưởng, thực tế khó có xung vng có biên độ tăng giảm thẳng đứng vậy: u u Um 0.9Um tx Um tng Um T Δu 0.1Um t A, xung vuông lý tưởng ttr tđ tx ts B, xung vuông thực tế Hình 5.4 Dạng xung 70 t Xung vng thực tế với đoạn đặc trưng như: sườn trước, đỉnh, sườn sau Các tham số biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr sau ts, độ sụt đỉnh ∆u Biên độ xung Um xác định giá trị lớn điện áp tín hiệu xung có thời gian tồn Độ rộng sườn trước ttr, sườn sau ts xác định khoảng thời gian tăng thời gian giảm biên độ xung khoảng giá trị 0.1Um đến 0.9Um Độ rộng xung Tx xác định khoảng thời gian có xung với biên độ mức 0.1Um (hoặc 0.5Um) Độ sụt đỉnh xung ∆u thể mức giảm biên độ xung tương tứng từ 0.9U m đến Um Với dãy xung tuần hồn ta có tham số đặc trưng sau: Chu kỳ lặp lại xung T khoảng thời gian điểm tương ứng xung kế tiếp, thời gian tương ứng với mức điện áp cao t x mức điện áp thấp tng , biểu thức (1.1) T = tx + tng (1.1) Tần số xung số lần xung xuất đơn vị thời gian (1.2) F= T (1.2) Thời gian nghỉ tng khoảng thời gian trống xung liên tiếp có điện áp nhỏ 0.1Um (hoặc 0.5Um) Hệ số lấp đầy γ tỷ số độ rộng xung tx chu kỳ xung T (1.3)   tx T (1.3) Do T = tx + tng , ta ln có   Độ rỗng xung Q tỷ số chu kỳ xung T độ rộng xung tx (1.4) Q T tx (1.4) Trong kỹ thuật xung - số, sử dụng phương pháp số tín hiệu xung với quy ước có trạng thái phân biệt - Trạng thái có xung (tx) với biên độ lớn ngưỡng UH gọi trạng thái cao hay mức “1”, mức UH thường chọn cỡ từ 1/2Vcc đến Vcc 71 Mạch tích phân RC Mạch lọc RC mạch mà điện áp V0 (t) tỉ lệ với tích phân theo thời gian điện áp vào Vi (t) Trong K hệ số tỉ lệ, mạch tích phân RC mạch lọc thơng thấp tín hiệu vào có tần số fi lớn so với tần số cắt fc mạch Ta có cơng thức: Vi (t) = VR (t) +VC (t) (1.7) Từ điều kiện tần số fi lớn so với tần số cắt fc ta có (1.8): fi >> fc = 1/ RC  R >> Xc = 1/2 fi C  VR (t) >> VC (t) (1.9) (vì dịng I (t) qua R C nhau) Từ (1.7) (1.9) ta có Vi (t)  VR (t) = R.i (t)  i(t) = Vi (t)/R (1.10) Điện áp V0 (t): i (t ) dt c  Vi (t )  V0 (t )  dt c  R  V0 (t )  Vi (t )dt RC  V0 (t )  Vc (t )  1.11 Như vậy, điện áp V0(t) tỉ lệ với tích phân theo thời gian điện áp vào Vi (t) với hệ số tỉ lệ K = 1/RC tần số fi lớn so với fc Điều kiện mạch tích phân fi >> fc  fi >> 1/2RC RC >> 1/2 fi   >> 1/2 fi = Ti / 2 Trong đó:  = RC số thời gian Ti chu kỳ tín hiệu vào Ví dụ: Trường hợp điện áp vào Vi(t) tín hiệu hình sin qua mạch tích phân Vi (t )  Vm sin  (t ) 1.12  Điện áp ra: V0 (t )   RC V m sin tdt Vm cos .t  RC Vm  V0 (t )  sin(t  900 )  RC  76 1.13 Như vậy, thỏa mãn điều kiện mạch tích phân điện áp bị trễ pha 900 biên độ bị giảm xuống với tỉ lệ  RC Điện áp vào tín hiệu xung vng: điện áp vào tín hiệu xung vng có chu kỳ Ti xét tỉ lệ số thời gian = RC so với Ti để giải thích dạng sóng theo tượng nạp xả tụ Giả sử điện áp ngõ vào tín hiệu xung vng đối xứng có chu kỳ Ti (hình 5.3.12a) - Nếu mạch tích phân có số thời gian = RC nhỏ so với Ti tụ nạp xả nhanh nên điện áp ngõ V0(t) có dạng sóng giống dạng điện áp vào Vi(t) hình 3.12b - Nếu mạch tích phân có số thời gian = Ti /5 tụ nạp xã điện áp theo dạng hàm số mũ, biên độ điện áp nhỏ Vp hình 5.3.12c - Nếu mạch tích phân có số thời gian  lớn so với Ti tụ C nạp chậm nên điện áp có biên độ thấp hình 5.3.12d, đường tăng giảm điện áp gần đường thẳng Như vậy, mạch tích phân chọn trị số RC thích hợp sửa dạng xung vng có ngõ vào thành dạng sóng tam giác ngõ Nếu xung vng đối xứng xung tam giác tam giác cân Hình 5.13 Dạng sóng vào tín hiệu xung vng 77 Mạch tích phân dùng OpAmp - Mạch tích phân đảo hình 5.14 \ Hình 5.14 Mạch tích phân đảo hình Thiết lập quan hệ vào Với i1 = - i2 Mà vv  v vv dv (t )  (v  v  0), i2 (t )  C r R R dt v (t ) dv (t )  v C v  vr (t )   vv (t )dt R dt RC  i1  Hệ số tỉ lệ K  1 , hai linh kiệ R C để tạo số thời gian mạch RC Mạch lọc thông cao - Mạch lọc thơng cao cho tín hiệu có tần số cao tần số cắt qua hồn tồn, tín hiệu có tần số thấp bị suy giảm biên độ Tín hiệu lấy R, làm cho tín hiệu sớm pha so với tín hiệu vào Tương tự, ta có: + Tần số cắt: fc  2RC + Tại tần số cắt điện áp có biên độ: V0  Vi Mạch vi phân RC: mạch có điện áp ngõ V0 tỉ lệ với đạo hàm theo thời gian điện áp ngõ vào Vi (t) 78 Ta có: V0 (t )  K d Vi (t ) dt 1.14  Trong k hệ số tỉ lệ mạch vi phân RC mạch lọc thơng cao RC tín hiệu vào có tần số fi thấp so với tần số cắt fc mạch Từ hình 1.15a, ta có: Vi(t) = V R(t) + V C (t) (1.15) Từ điều kiện tần số fi thấp so với tần số cắt fc ta có : fi