Giáo trình mô đun Điện tử ứng dụng trong hệ thống lạnh (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trình độ cao đẳng) – CĐ Kỹ thuật Công nghệ BR–VT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:99

Thêm vào BST

Báo xấu

45
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung của giáo trình Điện tử ứng dụng trong hệ thống lạnh bao gồm 6 bài: Bài 1: Linh kiện điện tử trong bo mạch, Bài 2: Kỹ thuật hàn, Bài 3: Các kiểu mạch điện có trong bo mạch điều hòa máy giặt, Bài 4: Mạch ổn áp Bài 5: Mạch máy lạnh mono Bài 6 : Mạch máy giặt mono. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình mô đun Điện tử ứng dụng trong hệ thống lạnh (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trình độ cao đẳng) – CĐ Kỹ thuật Công nghệ BR–VT

BM/QT10/P.ĐTSV/04/04 Ban hành lần: 3 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT TRƢỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG LẠNH NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐKTCN ngày…….tháng….năm2020 của Hiệu trưởng trường CĐKTCN BR – VT Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2020 1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và nghiên cứu cho giảng viên và sinh viên nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí trong trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu. Chúng tôi đã thực hiện biên soạn tài liệu Điện tử ứng dụng trong hệ thống lạnh này. Tài liệu được biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng dạy và học tập, lưu hành nội bộ trong nhà trường nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2
LỜI GIỚI THIỆU Trong chương trình đào tạo nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí của trường cao đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu mô đun môn học Điện tử ứng dụng trong hệ thống lạnh là một mô đun giữ một vị trí rất quan trọng: rèn luyện tay nghề cho học sinh. Việc dạy thực hành đòi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và đáp ứng với yêu cầu thực tế. Nội dung của giáo trình ―Điện tử ứng dụng trong hệ thống lạnh ‖ bao gồm 6 bài: Bài 1: Linh kiện điện tử trong bo mạch Bài 2: Kỹ Thuật hàn Bài 3: Các kiểu mạch điện có trong bo mạch điều hòa, máy giặt Bài 4: Mạch ổn áp Bài 5 : Mạch máy lạnh mono Bài 6 : Mạch máy giặt mono Đã được xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,. Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề cập những nội dung cơ bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà giảng viên tự điều chỉnh ,bổ xung cho thích hợp và không trái với quy định của chương trình đào tạo cao đẳng . Tuy các tác giả đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp và các chuyên gia kỹ thuật đầu ngành. Xin trân trọng cảm ơn! Bà Rịa , ngày….tháng…..... năm 2020 Tham gia biên soạn: Bùi Văn Vinh 1
MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU 1 BÀI 1: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ TRONG BO MẠCH ................................................ 6 1. Bảo vệ quá áp ......................................................................................................... 6 1.1. Varistor là gì ? ..................................................................................................... 6 1.2. Nguyên lý hoạt động của tụ bảo vệ quá áp ......................................................... 6 1.3. Cách kiểm tra tụ chống sét .................................................................................. 7 1.4 . Khi sử dụng Varistor cần quan tâm những thông số.......................................... 7 2. OPTO – PHOTOTRIAC ........................................................................................ 7 2.1. Cấu tạo của phototriac ......................................................................................... 7 2.2. Nguyên lý hoạt động của phototriac ................................................................... 8 2.3. Nguyên lý điều khiển phototriac ......................................................................... 9 2.4. Cách đo kiểm tra phototriac .............................................................................. 11 2.5. Mạch điện thay thế tương đương của phototriac .............................................. 12 3. Relay điện tử - SSR .............................................................................................. 13 3.1. Cấu tạo Rơ le bán dẫn (SSR là gì) .................................................................... 13 3.2.Nguyên lý hoạt động Rơ le bán dẫn : ................................................................. 14 3.3. Các loại SSR phổ biến hiện nay. ....................................................................... 14 3.4.Ứng dụng của SSR trong tực tế.......................................................................... 16 3.5. Cách kiểm tra Rơ le bán dẫn ............................................................................. 16 4. Sensor nhiệt – NTC .............................................................................................. 17 4.1. Khái niệm .......................................................................................................... 17 4.2. Cấu tạo của cảm biến nhiệt điện trở là gì .......................................................... 17 4.3.Nguyên lý hoạt động .......................................................................................... 17 4.4. Phân loại : gồm có 2 loại ................................................................................... 17 4.5. Cách kiểm tra nhiệt điện trở NTC và PTC ........................................................ 19 5. IC RESET – IC NHỚ ( EPROM) – IC HALL ..................................................... 19 5.1. IC Reset ............................................................................................................. 19 2
5.2. IC NHỚ ( EPROM) ........................................................................................... 20 BÀI 2 KỸ THUẬT HÀN ......................................................................................... 24 1. Giới thiệu dụng cụ hàn và tháo hàn .................................................................... 24 1.1 Mỏ hàn vi mạch .................................................................................................. 24 1.2 Máy khò để tháo chân linh kiện ......................................................................... 25 2. Phương pháp hàn và tháo hàn ............................................................................ 27 2.1 kỹ thuật tháo hàn .............................................................................................. 27 2.2 kỹ thuật hàn ...................................................................................................... 29 2.3 Các điểm cần lưu ý ........................................................................................... 32 3. Phương pháp xử lý vi mạch in sau khi hàn ...................................................... 32 3.1 Các yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn đối với vi mạch ............................. 32 3.2 Phương pháp xử lý mạch in sau khi hàn ......................................................... 33 BÀI 3: CÁC KIỂU MẠCH ĐIỆN CÓ TRONG BO MẠCH ĐIỀU HÒA, MÁY GIẶT ........................................................................................................................ 35 1. Mạch Acdet .......................................................................................................... 35 1.1. Ý nghĩa và chức năng mạch ACDET ................................................................ 35 2. Mạch auto reset .................................................................................................... 36 3.Mạch tạo xung đồng hồ ......................................................................................... 37 3.1. Sơ đồ mạch điện: ............................................................................................... 37 3.2. Tác dụng các linh kiện: ..................................................................................... 37 3.3. Nguyên lý làm việc: .......................................................................................... 38 4.Mạch cảm biến nhiệt độ ........................................................................................ 38 4.1. Sơ đồ mạch điện: ............................................................................................... 38 4.2. Tác dụng linh kiện:............................................................................................ 38 4.3. Phân tích mạch điện: ......................................................................................... 39 4.4 Lắp ráp, khảo sát mạch cảm biến nhiệt độ....................................................... 39 5.Mạch điều khiển motor đảo gió ............................................................................ 41 5.1 Sơ đồ mạch ......................................................................................................... 41 5.2.Nguyên lý hoạt động . ........................................................................................ 42 3
5.3. Các bước và cách thực hiện công việc: ............................................................. 42 BÀI 4 : MẠCH ỔN ÁP ............................................................................................ 44 1. Khái niệm: ........................................................................................................... 44 1.1 Khái niệm ổn áp ................................................................................................. 44 1.2 Thông số kỹ thuật của mạch ổn áp ..................................................................... 45 1.3. Phân loại mạch ổn áp ........................................................................................ 45 2. Mạch ổn áp dùng diode zener .............................................................................. 46 2.1. Sơ đồ mạch ổn áp dùng zener ........................................................................... 46 2.2. Nguyên lý hoạt động ......................................................................................... 46 2.3 Lắp ráp, khảo sát mạch ổn áp dùng diot zener ................................................ 46 3.Mạch ổn áp dùng transistor ................................................................................... 49 3.1. Sơ đồ mạch ổn áp dùng Transistor ................................................................... 49 3.2. Nguyên lý hoạt động ......................................................................................... 50 3.3 Lắp ráp, khảo sát mạch ổn áp dùng Transistor................................................ 50 4. Mạch ổn áp dùng IC ............................................................................................. 54 4.1 Mạch ổn áp dùng IC họ 78xx. 79xx ................................................................... 54 4.2.Mạch ổn áp dùng IC LM317 .............................................................................. 59 BÀI 5 : MẠCH MÁY LẠNH MONO ..................................................................... 63 1. Sơ đồ khối ............................................................................................................ 63 2.Chu trình hoạt động của máy lạnh ........................................................................ 64 3.Phân tích sơ đồ chi tiết máy lạnh .......................................................................... 66 4. Các pan thường gặp và cách sửa chữa ................................................................. 74 BÀI 6 : MẠCH MÁY GIẶT MONO ....................................................................... 82 1. Sơ đồ khối ............................................................................................................ 82 2.Chu trình hoạt động của máy giặt ......................................................................... 83 3.Phân tích sơ đồ chi tiết máy giặt ........................................................................... 84 4. Các pan thường gặp và cách sửa chữa ................................................................. 96 Tài liệu tham khảo: ........................................................................................... 97 4
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Điện tử ứng dụng trong hệ thống lạnh Mã mô đun: MĐ 24 *Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí + Mô đun được thực hiện khi sinh viên học chương trình Cao đẳng nghề; + Mô đun được thực hiện sau khi sinh viên học xong các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở, sau Mô đun hệ thống điều hòa không khí cục bộ, điện tử cơ bản của chương trình Cao đẳng nghề; - Tính chất + Là mô đun bắt buộc . - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Giúp cho người học có khả năng sửa chữa, bảo trì mạch điện tử ứng dụng trong hệ thống lạnh. * Mục tiêu mô đun - Về kiến thức Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc của linh kiện và mạch điện điều khiển trong hệ thống máy lạnh và điều hoà không khí - Về kỹ năng Sử dụng thành thạo các đồng hồ đo điện để kiểm tra, sửa chữa những hư hỏng thường gặp trong mạch điện điều khiển Sửa chữa và thay thế được các hư hỏng thường gặp của mạch điện điều khiển - Về năng lục tự chủ và trách nhiệm: Người học có khả năng làm việc độc lập hoặc làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau trong học tập và rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc * Nội dung mô đun 5
BÀI 1: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ TRONG BO MẠCH Giới thiệu: Linh kiện điện tử trong bo mạch máy lạnh và mấy điều hòa mono là các phần tử quyết định chất lương của bo mạch . Lựa chọn các phần tử này phù hợp sẽ tăng cao tuổi thọ của linh kiện và vì vậy tăng cao tuổi thọ của bo mạch Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này người học có khả năng - Kiến thức: Trình bày được cấu tạo, ký hiệu và nguyên lý làm việc của các linh kiện như: Bảo vệ quá áp,OPTO – PHOTOTRIAC, Relay điện tử - SSR. Sensor nhiệt – NTC , IC RESET – IC NHỚ ( EPROM) – IC HALL - Kỹ năng: Kiểm tra và xác định được hư hỏng của các linh kiện: Bảo vệ quá áp,OPTO – PHOTOTRIAC, Relay điện tử - SSR. Sensor nhiệt – NTC , IC RESET – IC NHỚ ( EPROM) – IC HALL… - Thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp Nội dung: 1. Bảo vệ quá áp 1.1. Varistor là gì ? Varistor là một linh kiện điện tử thường dùng trong các mạch bảo vệ quá áp như chống cắm nhầm điện hoặc chống sét lan truyền cho các thiết bị điện tử . Các varistor thường được ký hiệu trên mạch điện là RV, MOV , RDV, VR.. và nhìn bề ngoài thì các varistor trông giống hệt các tụ gốm cao áp. để phân biệt được nó với tụ gốm cao áp các bạn cần phải biết ký hiệu của tụ là C còn của Varistor là những ký hiệu như vừa nêu trên. Trong sơ đồ nguyên lý thì các varistor có ký hiệu như hình dưới đây 1.2. Nguyên lý hoạt động của tụ bảo vệ quá áp Ta biết rằng varistor là một linh kiện có hai chân và rất giống với tụ gốm. Để hiểu về nguyên lý hoạt động của tụ bảo vệ quá áp thì bạn cần phải biết cách mắc nó trong mạch điện như hình dưới đây. Hình 1.1. Nguyên lý hoạt động của tụ chống sét 6
Varistor được mắc song song với mạch điện cần bảo vệ và nối với hai cực nguồn nuôi thông qua một cầu chì. Khi ở mức điện áp cho phép thì varistor có một trở kháng vô cùng lớn hàng Mega ôm , có thể nói là cách điện hoàn toàn. Khi có sét đánh vào hoặc điện áp dâng cao thì đặc tính của varistor là sẽ dẫn điện hoàn toàn khi điện áp nguồn vào cao hơn giá trị sản xuất của nó , lúc đó dòng điện sẽ không đi qua mạch điện mà đi qua varistor làm ngắn mạch và cầu chì sẽ bị đứt. Khi cầu chì đứt thì mạch điện sẽ không bị ảnh hưởng của nguồn điện và nhớ đó được bảo vệ an toàn khi áp dâng cao hoặc do sét đánh. Muốn khôi phục lại mạch điện chỉ cần thay lại cầu chì và Varistor mới. 1.3. Cách kiểm tra tụ chống sét Dùng đồng hồ đa năng, chỉnh mức điện trở lên 1000Ω. Chạm một đầu que đo VOM vào 1 chân của tụ chống sét. Chạm đầu que đo còn lại vào đầu còn lại của tụ. Đọc chỉ số điện trở trên đồng hồ. Nếu điện trở gần như vô hạn, tụ vẫn còn tốt. Nếu điện trở rất thấp, tụ đã bị hư 1.4 . Khi sử dụng Varistor cần quan tâm những thông số Khi sử dụng Varistor hay tụ bảo vệ quá áp thì cần quan tâm đến giá trị điện áp mà nó chịu đựng. Muốn bảo vệ thiết bị điện áp ăn nguồn bao nhiêu vôn thì sử dụng Varistor có giá trị điện áp chịu đựng cao hơn một chút so với điện áp nguồn nuôi thiết bị. Ví dụ để bảo vệ chiếc nồi cơm điện Nhật Bản với nguồn nuôi 100V thì cần sử dụng tụ bảo vệ quá áp chịu khoảng 140V. Nếu cao hơn thì tính chất bảo vệ chống cắm nhầm điện hoặc bảo vệ quá áp không còn ý nghĩa nhiều . 2. OPTO – PHOTOTRIAC 2.1. Cấu tạo của phototriac Hình 1.2. Cấu tạo của phototriac 7
Phototriac có 4 chân, là một linh kiện bán dẫn có 3 cực 5 lớp bán dẫn, chúng làm việc như 2 Thyristor mắc song song ngược chiều nhau, có thể dẫn điện theo 2 chiều. Cụ thể, cấu tạo của chúng như sau: - Phototriac là sự kết hợp giữa Photo quang và Triac trong một linh kiện duy nhất - Chân 1 và 2 được nối đến các cực T1 và T2 của triac công suất trong Phototriac - Chân 3 và 4 được nối đến đi ốt phát quang thông qua một điện trở khoảng 2K - Bên thu quang là một triac thu quang, triac này có 2 cực T1 và T2, trong đó T2 của triac thu quang nối với cực G của triac công suất. - Khi bên đi-ốt phát quang được cấp điện, đi-ốt sẽ phát sáng, rồi chiếu ánh sáng sang bên triac thu quang, triac thu quang dẫn sẽ điều khiển cho triac công suất dẫn. - Điện áp điều khiển đi vào đi-ốt phát quang là từ 9V đến 12V, bên phía triac công suất khi đó sẽ cho dòng điện xoay chiều đi qua như một công tắc điện từ (rơ le). 2.2. Nguyên lý hoạt động của phototriac Để tìm hiểu nguyên lý hoạt động của phototriac, bạn hãy để ý sự khác nhau giữa 2 hình ảnh dưới đây. Một hình ảnh khi công tắc cấp điện cho đi-ốt mở, và sau khi công tắc đóng. Hình 1.3. Triac không dẫn khi công tắc mở Hình 1.4. Triac dẫn khi công tắc đóng 8
- Phototriac có thể được sử dụng để thay thế cho một rơ le hoặc một mạch điện kết hợp giữa photo quang và triac - Từ nguồn điện AC220V, người ta đem đấu nối tiếp chân 1 và 2 của phototriac với tải tiêu thụ, tải là bóng đèn hoặc mô tơ quạt nóng, quạt lạnh, vv.. - Điện áp điều khiển Phototriac từ 9V đến 12V DC, và được đưa vào chân 3,4 của Phototriac. - Khi có điện áp điều khiển, dòng điện đi từ chân 3 qua điện trở 2K, rồi qua đi ốt phát quang về chân 4, dòng điện đi qua đi ốt làm cho đi ốt phát sáng và chiếu sáng triac thu quang, triac thu quang dẫn sẽ điều khiển cho triac công suất dẫn. - Khi triac công suất dẫn sẽ cho dòng điện AC đi qua như một công tắc điện từ. 2.3. Nguyên lý điều khiển phototriac 2.31. Phototriac điều khiển cho đèn sáng nhất Hình 1.5. Điều khiển cho đèn sáng nhất Khi CPU cho xung lấy mẫu lệch pha 90 độ thì đèn sẽ sáng nhất, khi đó triac sẽ mở hoàn toàn. 9
2.3.2 Phototriac điều khiển cho đèn sáng trung bình Hình 1.6. Điều khiển cho đèn sáng trung bình Khi CPU điều khiển cho xung lấy mẫu lệch pha 45 độ thì đèn sáng trung bình, khi đó triac mở 3/4 bán chu kỳ. 2.3.3 Phototriac điều khiển cho đèn sáng yếu Hình 1.7. Điều khiển cho đèn sáng yếu 10
Khi CPU giữ nguyên pha của xung lấy mẫu thì đèn sáng yếu nhất, khi đó triac sẽ mở 1/2 bán chu kỳ. 2.3.4 Phototriac điều khiển cho đèn tắt Hình 1.8. Điều khiển cho đèn tắt Khi CPU ngắt xung lấy mẫu đi ra điều khiển Phototriac thì đèn sẽ tắt. 2.4. Cách đo kiểm tra phototriac Để thực hiện việc đo kiểm tra tình trạng của phototriac, ta cần chuẩn bị một chiếc đồng hồ đo điện, một con phototriac cần đo. Để thang đo trên đồng hồ là x100 Ohm. Chúng ta sẽ đo kiểm tra chân 3,4 của phototriac trước. Hình 1.9. Đo kiểm tra chân 3,4 của phototriac 11
Đặt que đen vào chân 3, que đỏ vào chân 4 thấy kim lên khoảng 2.2K Ohm là linh kiện tốt. Đảo lại kim, que đen vào chân 4, que đỏ vào chân 3 mà không thấy kim lên là tốt. Hình 1.10.Đo kiểm tra chân 1,2 của phototriac Để đo chân 1,2 của phototriac, ta đặt hai đầu đo vào 2 chân 1,2 của phototriac, thấy không lên kim ngay cả khi đảo chiều đo là phototriac tốt. Nếu kim lên bằng 0 Ohm là phototriac bị chập, nếu kim lên nửa thang đo là phototriac bị dò. 2.5. Mạch điện thay thế tƣơng đƣơng của phototriac Trong quá sửa chữa không thể có linh kiện thay thế phototriac, vậy thì mạch điện tương đương sẽ giúp ích được cho chúng ta . chỉ cần đấu mạch tương tự như dưới đây là có thể thay thế cho phototriac. Hình 1.11. Mạch điện thay thế tương đương của phototriac 12
Các linh kiện điện tử để thay thế cho phototriac là: điện trở 3K3 Ohm, 15K Ohm/1W, 560 Ohm, 2K2 Ohm, IC so quang, Photodiot để làm mạch ACDET, Triac thông thường, đèn transitor. Hình 1.12.Vị trí của phototriac trên vỉ máy điều hòa không khí Đối với vỉ điều khiển của máy điều hòa 2 chiều hãng Panasonic thì có 2 phototriac (điều khiển quạt dàn nóng và quạt dàn lạnh) được đặt ở vị trí mô tả như trên. Vai trò của chúng thì rất rõ ràng, sau khi nhận tín hiệu từ vi xử lý, phototriac sẽ có vai trò điều khiển tốc độ của quạt dàn nóng và dàn lạnh 3. Relay điện tử - SSR 3.1. Cấu tạo Rơ le bán dẫn (SSR là gì) Hình 1.13: Cấu tạo Rơ le bán dẫn Rơ le bán dẫn rất gọn và đơn giản, do không có bộ phận chuyển động đóng ngắt dòng điện như contactor, relay cơ khí,… Rơ le loại cơ khí khi hoạt động nghe 13
tiếng động ‖ tạch, tạch‖, và phát ra tia lửa điện. SSR là rơ le bán dẫn khắc phục được các nhược điểm của Rơ le cơ khí thông thường. SSR có cấu tạo khá đơn giản bao gồm : Diot phát quang, và bộ Tri-ac 3.2.Nguyên lý hoạt động Rơ le bán dẫn : Rơ le bán dẫn có rất nhiều loại trên thị trường, chúng khác nhau về tín hiệu Input (đầu vào). Nhưng xét cho cùng thì SSR vẫn hoạt động theo một nguyên lý chung. Là dùng 1 dòng điện nhỏ điều khiển 1 tải lớn hơn rất nhiều. Dòng điện nhỏ này có thể là biến trở, tín hiệu relay từ bộ điều khiển, tín hiệu analog 4-20mA, 0- 10v,… 3.3. Các loại SSR phổ biến hiện nay. * Rơ le bán dẫn điều khiển bằng biến trở : Hình 1.14. Rơ le bán dẫn điều khiển bằng biến trở Ứng dụng SSR điều khiển bằng biến trở thường được dùng cho bóng đèn sợi tóc, dây điện trở gia nhiệt trong ngành nhựa, lò nung,… Biến trở tăng giảm tương ứng với công suất của tải tăng giảm theo. * Relay bán dẫn điều khiển ON/OFF (Input relay) 14
Hình 1.15. Rơ le bán dẫn điều khiển ON/OFF SSR nhận tín hiệu relay từ bộ điều khiển với nguồn điều khiển 3-32Vdc, điều khiển trực tiếp mà không cần nguồn bên ngoài. Tải ở đây có thể Motor kéo, motor bơm nước,… * Relay bán dẫn điều khiển analog 4-20mA (SSR ngõ vào 4-20mA) Hình 1.16. Rơ le bán dẫn điều khiển bằng analog SSR ngõ vào tín hiệu 4-20mA/ 0-10v tín hiệu ngõ ra điện áp thay đổi tương ứng với 0-220V đối với loại điện áp 1 pha. * Ƣu nhƣợc điểm của relay bán dẫn (SSR là gì) - Ƣu điểm nổi bật : Thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt vào tủ điện vị trí hẹp. Độ bền và tuồi thọ cao. Khả năng đóng ngắt rơ le luôn tục, độ ổn định cao. Khi đóng ngắt không phát ra âm thanh và tia lửa điện. Tín hiệu đầu vào đa dạng. 15
- Nhƣợc điểm : Cần tản nhiệt tốt cho relay bán dẫn khi làm việc với tải lớn Tín hiệu đầu vào đa dạng. Yêu cầu kỹ thuật phải có hiểu biết về sản phẩm trước khi lắp đặt. Có thể xảy ra hiện tượng dò điện và chết chập 3.4.Ứng dụng của SSR trong tực tế. Relay bán dẫn là thiết bị không thể thiếu trong việc gia nhiệt các máy ép nhựa. Vì các điện trở gia nhiệt dùng cho máy ép nhựa có công suất khá lớn. Dòng tải vài chục đến hàng trăm Ambe (A) nguồn dùng 220/380V. SSR bán dẫn thường dùng trong các nhà máy nhựa, lò hơi dùng điện trở gia nhiệt, máy sản xuất liên quan đến nhựa cần gia nhiệt các loại. 3.5. Cách kiểm tra Rơ le bán dẫn - Bước 1: Nối dây theo sơ đồ như bên dưới Hình 1.17. Sơ đồ test relay bán dẫn SSR cơ bản - Bước 2: Cấp nguồn 230VAC. - Bước 3: Kết nối nguồn kích vào chân A1 và A2 tương ứng => Đèn sáng => OK. - Bước 4: Ngắt kết nối nguồn DC => Đèn Tắt => OK. - Bước 5: Quan sát và đọc kết quả Đèn sáng/ tắt theo nguồn kích DC => SSR còn tốt. Khi chưa kích nguồn DC, đèn sáng mờ => SSR đã bị rò, không nên sử dụng. Kích nguồn DC => Đèn không sáng => SSR đã hỏng, loại bỏ. Lƣu ý: - Tải có thể là bất cứ thiết bị tiêu thụ điện nào tùy ý. Nên chọn đèn chiếu sáng vì dễ quan sát. - Nguồn điện một chiều điều khiển: Có thể là sạc dự phòng, bình ắc quy 12/24V, pin cục 9V hoặc bộ adapter nguồn. - Đảm bảo nguồn kích (input) đúng cực âm và dương. A1 = (+), A2 = (-). 16
4. Sensor nhiệt – NTC 4.1. Khái niệm Điện trở nhiệt và Thermistor thực chất là cùng một khái niệm. Khác với điện trở là một đại lượng vật lý, điện trở nhiệt có tên tiếng Anh là Thermistor, là một linh kiện điện tử. Dù không phải là một đại lượng vật lý nhưng Thermistor vẫn có trở kháng – tức là khả năng cản trở dòng điện. Tại sao gọi là nhiệt điện trở? Sở dĩ có tên gọi này là vì trở kháng của các linh kiện này sẽ thay đổi rõ rệt khi có sự thay đổi về nhiệt độ. Với đặc điểm này, chúng được ứng dụng rất phổ biến và hầu như có mặt trong khắp các thiết bị điện gia dụng, như: Nồi cơm điện, bếp từ, tủ lạnh, điều hòa, ấm đun nước siêu tốc… Bên cạnh khái niệm Thermistor, còn có Thermocouple : * Thermocouple là gì? Thermocouple là một thiết bị chuyên dùng để đo nhiệt độ trong các ứng dụng có nhiệt độ cao. Thermocouple còn được gọi là cặp nhiệt điện, hay can nhiệt, là một trong những cảm biến nhiệt độ được sử dụng nhiều nhất trong mọi lĩnh vực công nghiệp. Thiết bị này có khả năng chuyển đổi nhiệt độ cần đo thành tín hiệu điện áp. 4.2. Cấu tạo của cảm biến nhiệt điện trở là gì Nhiệt điện trở là một linh kiện gồm 2 tiếp điểm kết nối, được cấu tạo từ hỗn hợp các bột oxit. Hỗn hợp này thường được tạo ra bởi hai hoặc ba loại oxit kim loại với oxit kẽm với một tỉ lệ và khối lượng nhất định, sau đó được nén chặt trong một vỏ bọc gốm & vật liệu cách nhiệt. Sau cùng là tiến hành nung nóng ở nhiệt độ cao. 4.3.Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động của các hệ số nhiệt điện trở nói chung là khi dòng điện chạy qua dây điện trở nhiệt có sự thay đổi về nhiệt độ thì trở kháng trong điện trở này cũng thay đổi theo. Tuy nhiên, nguyên lý vận hành của các loại điện trở nhiệt cũng có sự khác nhau theo từng loại. 4.4. Phân loại : gồm có 2 loại 4.4.1.Điện trở nhiệt PTC ( Positive temperature coefficient) – nhiệt điện trở hệ số dương Positive temperature coefficient còn được gọi là thuận điện trở. Nghĩa là khi nhiệt độ tăng thì trở kháng tăng theo. 17
Ở nhiệt độ nhỏ hơn 110oC, điện trở của chúng nhỏ & sự biến đổi cũng không đáng kể. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ vượt quá 110 oC thì trở kháng của các loại điện trở này có thể lên đến hàng ngàng meega Ω. * Dây trở nhiệt PTC lại tiếp tục được chia làm 02 loại, bao gồm: - Điện sở Silic hay nhiệt Silistor: Hệ số nhiệt điện trở này thể hiện số dương khá thống nhất, khoảng +0.77% trong suốt phạm vi hoạt động của chúng. Ngoài ra, chúng còn thể hiện 1 vùng hệ số nhiệt độ âm nếu nhiệt độ vượt quá 150oC. Vì vậy các thiết bị này thường được sử dụng để cân bằng nhiệt của những thiết bị bán dẫn Silic trong khoảng nhiệt độ cao từ -60oC đến +150oC. - Điện trở nhiệt PTC chuyển đổi: Là những linh kiện được làm từ Ceramic đa tinh thể, có điện trở cao nhưng khi được thêm tạp chất thì chúng sẽ có tính bán dẫn. Cụ thể là được làm từ Bari, Titan, Chì cùng các chất phụ gia như Silic, Mangan, Tan Tan,… Đặc tính của nó là điện trở nhiệt, cho đến khi thiết bị đạt mức nhiệt độ giới hạn – hay còn gọi là nhiệt độ Curie, nhiệt độ chuyển tiếp hoặc chuyển đổi. Nếu vượt qua ngưỡng nhiệt độ này, hê số nhiệt sẽ tăng mạnh lên hệ số dương trong điện trở. 4.4.2.Nhiệt điện trở NTC (Negative temperature coeficient) – Nhiệt điện trở hệ số nhiệt âm Negative temperature coeficient còn gọi là nghịch điện trở. Loại điện trở nhiệt này có trở kháng giảm khi nhiệt độ tăng. Điều này xảy ra do: Khi nhiệt độ tăng chúng biến thành các điện trở bán dẫn có nhiệt độ giảm. Trở kháng giảm mạnh (trong mức 0oC – 1500oC, điện trở sẽ giảm đi 100 lần). Về chất liệu, các loại điện trở thường được làm từ các oxit kim loại nhưng điện trở NTC thương mại lại được sản xuất theo công nghệ Ceramic. Vì vậy, nhiệt điện trở NTC thương mại lại được chia thành 02 loại là: Slaff dạng hạt và dạng có chỗ tiếp xúc với bề mặt kim loại hóa. NTC là loại sensor được dùng nhiều nhất trong các board mạch hiện nay Thường thì sensor này có giá trị điện trở ban đầu ( theo chuẩn nhiệt độ phòng 250C ), giá trị điện trở này sẽ biến đổi nghịch với nhiệt độ môi trường. 18