tìm hiểu một số thiết bị điện dân dụng mới và tính toán thiết kế một máy hàn điện công nghiệp và dân dụng 1

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 không ngừngứng dụng những công nghệ mới ngày càng hiện đại đá pứng nhu cầungày càng cao của con người như hệ thống điện chiếu sáng sử dụng một sốnguồn sáng mới, công nghệ tạo ụzôn, máy lọc nứơc, lò vi súng và nhiều thiếtbị khác. Những thiết bị này rất đa dạng và phong phú , để giúp người sử dụng được thuận lợi trong việc sử dụng khai thác tốt các dụng cụ này cũng nhưbổ sung những hiểu biết về một số thiết bị mới ngoài những thiết bị chúngem đã tỡm hiểu trong học phần thiết bịđiện dõn dụng với sự giúp đỡ củathầy Hoàng Kim Hảiem đã lựa chọn đề tài khoá luận cho mình là : “ Tìm hiểu một số thiết bị điện dân dụng mớivà tính toán thiết kế một máy hàn điện công nghiệp và dân dụng” 19 Nghiên cứu và tỡm hiều cấu tạo, nguyên lí hoạt động cũng như ứng dụng củamột số thiết bịđiện dân dụng , thiết kế mô hình một máy hàn nhằmđápứng nhu cầuhọc tầp của sinh viên, trang bị sõu rộng những kiến thức thực tế trong quá trình dạy học. Từđó 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 Tỡm hiểu về cấu tạo , nguyên lí, đặcđiểm, ứng dụng của mốt số thiếtbịđiện dõn dụng và thiết kế mô hìnhcủa một máy hàn điện. - Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu về một số thiết bịđiện dân dụng trong thực tế, thiết kế mộtmáy hàn. 4. Nhiệm vụ nghiờn cứu - Cấu tạo, nguyên lí, đặcđiểm, ứng dụng của một số thiết bịđiện dõn dụng trong gia đình và trong công nghiệp. - Thiết kế một máy hànđiện cụ thể 5. Phương pháp nghiên cứu - Thu thập , tỡm hiểu các thông tin về cấu tạo, nguyên lí làm việc của một sốthiết bịđiện dõn dụng. - Tớnh toán thiết kế một máy hàn điện. 6. Cấu trúc của đề tài Phần 1 : Một số thiết bịđiện dõn dụng Phần 2 : Thiết kế mô hình máy hàn Các thiết bịđiện sử dụng trong đời sống hàng ngày rấtđa dạng, phong phú vàngày càng hiệnđại, ở phần này giới thiệu một số thiết bịđiện dõn dụng như : ổnáp, quạt, đèn chiếu sáng, máy lọc nước, máy hútẩm và một số thiết bị khác. 1. Ổn áp Việc sử dụng máy tăng giảmđiện để chạy các thiết bịđiện, điện tử có nhiều bấttiện như phảiđiều chỉnh bằng tay, kém tin cậy, không kịp thời dù biếnáp có cả bộtự động cắtđiện thì cũng gõy mấtđiện vì quááp. Chớnh vì vậy, hiện nay người ta thích dùng máyổnáp. Ổn áp là thiết bị có thể tự động ổn địnhđượcđiệnáp đầu ra trong một phạm vi khá rộng dùđiệnáp lướiđiện xoay chiềuở đầu vào biến động. Ổnáp xoay chiềuthông dụng có 3 loại : ổnáp cơđiện tử, ổnáp sắt từ vàổnápđiện tử. 1.1. Ổnáp cơđiệntử 1. 1. 1. Giới thiệu chung Đõy là máyđược dùng phổ biến hiện nay có phần cơđiện là một b ộ tăng, giảmđiện vô cấp. Cuộndõyđiện từ kiểu tự ngẫuđược quấn vào lừi sắt “ silic” hình vành khăn. Một động cơ ‘servo’ quay con trượt tiếp xỳc vào lớp dõy đãmài hết cáchđiện để thay đổi số vòngAX cho phù hợp vớiđiệnáp vào U 1 nhằmgiữđiệnáp U 2 luôn ổnđịnh. N hư hình vẽ sau: 4 Hình 1 - 1 : Nguyên lí biếnáp tự ngẫu quay bằng động cơ Giả sử : - U 1 tăng động cơ sẽ quay thuận chiều kim đồng hồđe tăng sốvòngW 1 . - U 1 giảm thì động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ giảm số vòngphía điện vào (AX) - Động cơ sẽđứng lại khi U 2 đạtđúngđịnh mức. - Phầnđiện tử sẽđiều chỉnh động cơ servo hoạt độngđể U 2 luôn ổnđịnhở 220V nhờ các mạch ‘trigơ’ dùng IC hoặc transitor. 1. 1. 2. Nguyên lí làm việc 1.1.2.1. Nguyên lí làm việc củaổnáp dùngtransitor 5 Hình1 - 2 : Sơ đồ nguyên líổnáp cơđiện tử dùng transitor Trên hình vẽ là mạchổn áp tự động có 12 transitor trong đó : các transitor Q 5 - Q 6 để khuếch đại tớn hiệu dòáp; tiếp theo là các tầng ‘trigơ’ Q 1 - Q 2 và Q 3 - Q 4 ; cuối cùng tớn hiệu vàocác tầng sau đểđóng mởđiện cho động cơ servo 12V ở trạngthái: quay thuận, quay ngược hoặc ngừng lại, đểổn địnhđiện áp ra U 2 . Các transitor Q 9 , Q 10 , Q 11 , Q 12 dùng loại 2SC2383, cũn lại là 2SC945 Chiếtáp : R V = 10K; R 20 R 21 10 Ω + Giả sử : điệnáp nguồn tăng, thì dòngđưa vào Q 5 tăng (U B ) nó sẽ dẫn mạchnên điệnáp trên cực E tăng(U E ) và U C giảm : Q 1 tắt, Q 2 dẫn làm cho U B và Q 7 tụtxuống mức thấp nhất nên nó ngưng dẫn. Ápở cực E của Q 6 tăng cao, nó sẽ tắt vàU C cũng cao nờn : Q 3 dẫn và Q 4 tắt; vậy Q 8 sẽ dẫn mạnh. Q 9 và Q 12 sẽ mở. Điệnáp một chiều 12V sau khi đãđược nắn lọc (không vẽở sơ đồ) cấp vào động cơ DC qua Q 9 và Q 12 (A→ B) sẽ quay thuận chiều kim đồng hồ kéo con trượt 6 ở biếnáp tự ngẫu cho tăng số vòng cuộn sơ cấp để giảm điệnáp ra xuống mức quyđịnh 220V. + Nếuđiệnáp nguồn giảm, mạch sẽ tác động ngược lại. Lỳc này U B vào Q 5 giảm, nên áp ở cực E giảm và U C tăng làm cho : Q 1 dẫn mạnh, Q 2 tắt và Q 7 dẫn.Áp cực E của Q 6 giảm, nó sẽdẫn mạnh nên U c ở Q 6 giảm : Q 3 tắt và Q 4 dẫn nên U B ở Q 8 tụt xuống thấp làm nó ngừng dẫn. Q 10 và Q 11 sẽ mở. Động cơđược cấpđiện1chiều 12V qua Q 10 và Q 11 (B → A) đãđảo chiều nên sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ, kéo con trượtở biếnáp tự ngẫu cho giảm số vòng cuộnW 1 để tăng điện ápra đúngđịnh mức quy định 220V. + Khi điệnáp ra ổn định, đạt định mức 220V thìđiệnáp trên R V không đủ làmQ 1 dẫn vàcũng không đủ làm Q 3 bóo hoà nên Q 7 và Q 8 đềuở trạng thái khóa. Động cơĐC không được cấpđiện sẽđứngở vị trí nhấtđịnh( chỉnh R V có thểthay đổiđược U 2 ± vài %). + Trường hợpđiệnáp nguồn cao quá hoặc thấp dưới mức cho phép củaổnáp thìcon trượt (nối với rôto) sẽ gạt vào công tắc K lắpở 2giới hạn biên, nối mát chõn B của Q 8 , Q 7 : động cơ mấtđiện,ổn áp tự động cắtđiện. 1. 1. 2. 2. Nguyên lí làm việc củaổnáp có mạchđiện tử dùng IC Sơ đồ nguyên lí : 7 Hình1.3. Sơ đồ nguyên líổnáp cơđiện tử lioa Các loạiổnáp điện tử ngày nay đều có mạchđiện tử dùng IC thay cho linh kiệnrời Trênđõy là mạchđiệnổnáp cơđiện tử của hóng Lioa NL - 1000NM có đến 3IC. Trong đó IC 1 ký hiệu HA17324 là ICđiều khiển; IC 2 là cầu cõn bằng để chạy độngcơĐC dùng ký hiệu IC BA6209, Q 1 là IC ổnáp DC 12V ; hai transitor T 1 và T 2 kýhiệu 2SC945 định giới hạn trên (250V) và giới hạn dưới (150V) cho phạm vi điềuchỉnh thay cho 2công tắc hành trình cơ khí K 1 , K 2 . Nguyên lí làm việc : Tương tự như nguyên lí làm việc của mạchđiện tử dùngtransitor. 1.2.Ổn áp sắt từ 8 - Loạiổnáp này rấtđơn giản, làm việcở trạng thái bóo hoà từ. Cấu tạo thường có2 phần khác nhau : một phần giống biếnáp thông thường, cũn phần kia được tớnhtheo chế độ bóo hoà từ. Chúng có thể ghép chung vào một lừi chữ E không đốixứng(một nhánh có tiết diện lớn, cũn nhánh kia nhỏ đểđạt bóo hoà)cũng có khi tách thành 2 - 3lừi riêng biệt cho dễ bố trí vàđiều chỉnh. Sơ đồ nguyên lí củaổnáp sắt từ có 3lừi : Hình 1 - 3 : Sơ đồ nguyên lí bộổn áp sắt từ Lừi dẫn từ hình vành khăn, trên đó có quấn cuộn dõy L 3 kiểu biếnáp tự ngẫu. Tụ C được chọn và nối theo mạch cộng hưởng song song để giữ U ra thậtổnđịnh.Điệnáp U 2 ra được bù trừ nhờ cuộn kháng L 1 và cuộn bù L 2 (lọc). - Hoạt động : Giả sử U vào tăng quá 220V thì dòngđiện I(có tớnhđiện cảm) sẽgõy ra sụtáp tăng lờn trên cuộn kháng L 1 , để giữđược U 2 vẫnở mức 220V, dòngđiện I sẽ giảm xuống nhưng nhờ tụ C (có tớnhđiện dung) ở L 2 sẽ bù lại phầnsụtáp này. Chớnh vì vậy điệnáp ra U 2 luôn giữđượcổnđịnh. - Nhận xét : Ổnáp cộng hưởng sắt từ phải làm việcở chế độ bóo hoà từ nên rấtnóng, tổn hao điện nhiều, độổnđịnh không bằngổnáp điện tử nhưng tác động 9 nhanh, nhạy hơn ổnáp cơđiện tử, độ bền cao, công suất phù hợp với dụng cụđiệngia đỡnh nên vẫnđượcưa chuộng. 1.3.Ổn áp xoay chiều điện tử. Ở những nơi màđiện nguồn khôngổnđịnh, dao động từ U V = 190V đến 250V cóthể tự lắp lấyổnáp để có U ra = 220V dùng cốđịnh cho một thiết bị Dựa vào phương pháp điều khiển khống chế xung- pha bằng một mạch tạodao động dùng các transitor và biếnáp xung B 2 tạo xung đồng bộ với tấn số củanguồnđiện mạng(50-60Hz). Thysistor đóng vai trò là phần tửđiều chỉnhđiệnáp qua biếnáp B 1 . Như hình vẽ sau: Hình 1 - 4 : Sơ đồ nguyên lí bộổn áp điện tử 10 Điệnáp trên tảiđượcđưa tới tụ C 2 qua một mạch phõn áp(R 18 - R 21 ) và qua cầuđiôt ( V D10 - V D11 ). Điệnáp này tỷ lệ và gần bằng vớiđiệnáp thực trên tải. Tớnhiệu hồi tiếp thể hiện về những thay đổi củađiệnáp đầu ra của bộổnáp nàyđượcđưa qua chiếtáp R 4 vào mạchđiều khiển. Phần mạchđiều khiển này bao gồm bộ tạoxung T 1 - T 2 và biếnáp xung B 2 , điệnáp chuẩnđược tạo ra bởi mạchổnáp (R 1 , V D1 , V D2 ). Việc so sánh tớn hiệu hồi tiếp vớiđiện áp chuẩnđược thực hiện trên cực gópcủa T 2 ; T 2 thông nhiều hay ít là do mức tớn hiệu hồi tiếp quyết định. Nhờđó tụ C 3 sẽđược nạp đếnđiệnáp làm việc của mạch ngưỡng T 3 , T 4 trướchoặc sau thờiđiểm ban đầu của mỗi chu kì. Cácđiện trở R 6 , R 8 , R 9 để hạn dòng; R 7 làm giảm cácảnh hưởng của dũng ngược cực phát T 2 tới các quá trình xảy ra trong bộ tạo xung. Khi điệnáp trên tụ C 3 trở nên lớn hơn điệnáp trên điện trở R 11 (khoảng 0,7V) thì lập tức T 3 , T 4 thông và tụ C 3 phóngđiện qua cuộn sơ cấp của biếnáp tạo xung B 2 . Trên các cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện các xung ngắnđưa tới cựcđiều khiển G củaThyristor Th 1 , Th 2 qua các điện trở hạn dòng R 16 , R 17 . - Trong mạch dùng 2 thyristor đấu song song ngược chiềuđẻđiều chỉnhđược cảnửa chu kìõm lẫn chu kì dương của nguồn. Giả sửđiệnáp nguồn tằng lên đến 250V, điệnáp trên C 2 sẽ cao hơn điệnápchuẩn; T 2 đóng, tụ C 3 không kịpnạp tới mức ngưỡng nên T 3 , T 4 khoá , bộ tạo xung lỳc này không làm việc, các thyristor không dẫn và dòng tải sẽđi qua các biển trởR 13 - R 14 gõy nên các sụtáp nên điệnáp 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, cácthyristor sẽ thụng(thông hoàn toàn khi điệnáp này giảm xuống gần 200V). Lỳc 11 [...]... chưa được tìm hiểu sâu về các thiết bị mới này Trong thời gian nghiên cứu về đề tài này em thấy đây là một lĩnh vực thật sự bổ ích cho sinh viên kỹ thuật nói chung và sinh viên khoa sư phạm kỹ thuật nói riêng Đề tài này nhằm mục đích tìm hiểu về một số thiết bị dân dụng, và em đã tính toán thiết kế một máy hàn điện dân dụng và công nghiệp Qua đó mà sinh viên có thể thấy được tính thực tế và ứng dụng của... củacông nghiệp và khả năng tự động hoá trong sản xuất mà các máyhànítđược sử dụng và dần dần bị thế trong các nhà máy, xí nghiệp thay vàođó là các loại máy hàn sử dụng các bộ biến đổi chỉnh lưu 2 3 2.2.2 Nguồn hàn một chiều dùng bộ chỉnh lưu Cấu tạo gồm 2 bộ phận chớnh : Máy biến áp hàn và bộ chỉnh lưu + Máy biếnáp hàn : Là loại máy biến áp đặc biệt chuyên dụng tạo rađiệnáp nhỏ và dòngđiện lớn Công. .. một lỳc, chớnđều và không bị cháy và cũng không bị ngoài chớn 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 pháp ghép nối các chi tiết với nhau thì phương pháp hàn iện có nhiềuưu việt hơn tất cả Chớnh vì vậy mà ngày nay nóđượcsử dụng rộng rói trong hầu hết các ngành công nghiệp, xõy dựng, chế tạomáy… và hàn iệnđã... 3 mm 2 2 5 .12 ) Tớnh chọn điốt cho mạch chỉnh lưu - Dòngđiện qua điốt : I = = D = 0, 13 1 A - Điện áp ngược max màđiôt phải chịu U = = 9 = 12 , 7 V ngmax Chọnđiốt có : = k I = 10 .0, 13 1 = 1, 31 A i D = k U = 2 .12 , 7 = 25, 4 V u ng Chọnđiôt loại có I = 1, 4 A ; U = 26 V dm ng Kết Luận 81 Các thiết bị điện dân dụng trong thực tế ngày càng đa dạng và phong phú ứng dụng các thành tựu khoa học mới Nhưng do... lưu một pha điốt, c điện p thứ cấp nguồn nuôi : U = = 13 , 3V → chọn U = 15 V 2 2 -Để ổn áp nguồn nuôi ta chọn 2 vi mạch ổn áp LM7 812 và LM7 912 có các thông số : o U = 7 15 V o LM7 812 U = 12 V o LM7 912 U = - 12 V o I = 0 1 A v ra ra ra - Tụ C , C lọc sóng hài bậc cao Chọn C = C = C = C = 470 ; U = 35 V 5 .11 ) Tớnh MBA nguồn nuôi và đồng pha Ta cần nguồn nuôi 12 V để cung cấp cho máy biếnáp xung, IC và. .. Hìnhảnh các bộ phận chớnh của máy lọc nước như hình vẽ: Gồm các bộ phận chớnh: 27 Hoạt động : Khi khi bật công tắc số 1, điện xoay chiều là 220V vàođiện trở R để sinh ra nhiệt mạnh nhất, đồng thờiđiện xoay chiều cũng vào chỉnh lưu CĐ chuyển đổithànhđiện một chiều để cấpđiện cho quạt gió Nhờ c điện trở R và R làm giảmđiệnáp nên ở đầu ra của CĐ giảm xuốngđ 12 V để quay động cơ (điện một chiều có nam chõm vĩnh...này dòng tải sẽđi qua R và các thyristor Sụtáp trên R không đáng kể n điện pra vẫnở mức cho phép Điện trở R có tác dụng làm giảm biên độdòngđiện so sựthay đổi đột ngột trong quá trình này và nó cũng tiêu tán khoảng 5W 15 15 15 2 Quạtđiện Quạtđiện là thiết bị dẫn động bằng điện nhằm tạo ra các luồng gió phục vụlợiích con người và ngày càng được cải tiến từ chỗ dùng các công tắcđể thay đổitốc độ quat... =7V o I = 10 0 mA o t = 15 0 C o = 250 3 2 cbo ebo Cmax o tiếpgiáp → o = 10 0/ 250 = 0, 4 mA o Chọn T là loại C828 o Điện trở R hạn chế dòng vào T , được chọn sao 1 2 2 cho R 2 = = 15 kΩ → chọn R = 15 kΩ o Chọnđiệnáp xoay chiều đồng pha U = 9 V 2 A 77 o Chọn R để hạn chế dòng vào Bazo của T sao cho 1 1 I . mớivà tính toán thiết kế một máy hàn điện công nghiệp và dân dụng 19 Nghiên cứu và tỡm hiều cấu tạo, nguyên lí hoạt động cũng như ứng dụng củamột số thiết bị iện dân dụng. làm việc của một s thiết bị iện dõn dụng. - Tớnh toán thiết kế một máy hàn điện. 6. Cấu trúc của đề tài Phần 1 : Một số thiết bị iện dõn dụng Phần 2 : Thiết kế mô hình máy hàn . số thiếtb điện dõn dụng và thiết kế mô hìnhcủa một máy hàn điện. - Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu về một số thiết bị iện dân dụng trong thực tế, thiết kế mộtmáy hàn. 4. Nhiệm vụ nghiờn cứu