Giáo trình mô đun Điện tử ứng dụng (Nghề Điện Công nghiệp Trình độ cao đẳng)

LẮP RÁP KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU 1 PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN

Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh lưu 1 pha bán kỳ có điều khiển

Hình 1.1a sơ đồ mạch tải thuần R Hình 1.1b sơ đồ mạch tải R.L

1.2 Chức năng linh kiện trong mạch

TR: Biến áp chuyển đổi điện áp ngõ vào U1 thành điện áp U xoay chiều

1.3.1 Nguyên lý hoạt động tải thuần R

Hình 1.2a Nguyên lý mạch tải thuần R

7 Điện áp tải được tính: Ud = dt = 0,45 U2

1.3.2 Nguyên lý hoạt động tải R, L

Hình 1.2b Nguyên lý mạch tải R,L Điện áp tải được tính: Ud = dt = 0,45 U2

Nội dung thực hiện Yêu cầu kỹ thuật

Thiết bị, dụng cụ, vật tư

Chọn, kiểm tra linh kiện

- Biến áp có dòng từ 1A÷3A

- Kiểm tra SCR phải còn tốt

Bố trí linh kiện lên test board

- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí

- Linh kiện bố trí không được chồng chéo lên nhau

- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi đấu dây

- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện

- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ sữa chửa

Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật

- Kiểm tra mạch hoạt động tốt

- Đo điện áp DC ngõ ra

- Xác định xung ngõ ra có biên độ

Hình 1.3 sơ đồ lắp ráp tải thuần R, L

Lắp ráp mạch theo quy trình:

Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện

Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board

Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật

* Sử dụng dao động ký quan sát và vẽ dạng sóng của tín hiệu (tải thuần R):

* Sử dụng dao động ký quan sát và vẽ dạng sóng của tín hiệu (tải R, L):

Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh lưu 1 pha toàn kỳ có điều khiển

Hình 1.4a sơ đồ mạch tải thuần R Hình 1.4b sơ đồ mạch tải R.L

TR: Biến áp chuyển đổi điện áp ngõ vào U1 thành điện áp U2 xoay chiều

Hình 1.5 Nguyên lý hoạt động

+ Điện áp, dòng điện chỉnh lưu và ngắt điện

+ Dòng điện tải: Id = Udc/Rd

Nội dung thực hiện Yêu cầu kỹ thuật Thiết bị, dụng cụ, vật tư

- Biến áp có dòng từ 1A÷3A

- Kiểm tra SCR phải còn tốt

- Đo điện áp DC ngõ ra

- Xác định xung ngõ ra có biên độ

* Sử dụng dao động ký quan sát và vẽ dạng sóng của tín hiệu (tải thuần R):

* Sử dụng dao động ký quan sát và vẽ dạng sóng của tín hiệu (tải R, L):

+ Nối dây lắp mạch như hình vẽ:

Hình 1.6a Bán điều khiển tải R

Bảng quy trình thực hiện

TT Nội dung thực hiện Yêu cầu kỹ thuật Thiết bị, dụng cụ, vật tư Chú ý B1 Kiểm tra linh kiện

B2 Bố trí dây lên bảng thực hành

- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để đấu dây

- Bố trí dây phù hợp để thuận tiện khảo sát

- Đi dây gọn, chính xác, chắc chắn

B3 Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật

- Kiểm tra (hở các tiếp xúc, đấu sai chân linh kiện, đấu thiếu dây)

- Thẫm mỹ + Sử dụng dao động ký quan sát và vẽ dạng sóng của tín hiệu:

Hình 1.6b Bán điều khiển tải L

Hình 1.7a Cầu điều khiển đối xứng tải R

Hình 1.7b Cầu điều khiển đối xứng tải L

Câu 1: Hãy vẽ sơ đồ nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu bán kỳ và toàn kỳ 1pha có điều khiển?

Câu 2: Trình bày chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu bán kỳ và toàn kỳ 1pha có điều khiển?

LẮP RÁP KHẢO SÁT MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC THEO NGUYÊN LÝ CẦU H

Phân tích sơ đồ nguyên lý

Xét một cách tổng quát, mạch cầu H là một mạch gồm 4 "công tắc" được mắc theo hình chữ H

Hình 2.1 Sơ đồ mắc theo chữ H

Bằng cách điều khiển 4 "công tắc" này đóng mở, ta có thể điều khiển được dòng điện qua động cơ cũng như các thiết bị điện tương tự

Hình 2.2 Sơ đồ (K1K4 đóng, K2K3 mở), (K1K4 mở, K2K3 đóng)

4 "công tắc" này thường là Transistor BJT, MOSFET hay relay Tùy vào yêu cầu điều khiển khác nhau mà người ta lựa chọn các loại "công tắc" khác nhau

1.1.2 Mạch cầu H dùng Transistor BJT

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý cầu H

Trong sơ đồ, A và B là hai cực điều khiển, trong khi 4 diode có chức năng triệt tiêu dòng điện cảm ứng phát sinh trong quá trình động cơ hoạt động Nếu không có diode bảo vệ, dòng điện cảm ứng có thể gây hư hỏng cho các transistor Do đó, transistor BJT được sử dụng cần phải có công suất lớn và hệ số khuếch đại cao.

D1 D2 D3 D4: Là diode bảo vệ cho 4 transistor

A low và B high: Thì ở phía A (Q1 mở, Q3 đóng) ở phía B (Q2 đóng, Q 4 mở)

A high và B low: Thì ở phía A (Q3 mở, Q1 đóng) ở phía B (Q4 đóng, Q 2 mở)

A và B cùng ở mức low: Thì Q1 và Q2 mở nhưng Q3 và Q4 đóng

A và B cùng ở mức high: Thì Q1 và Q2 đóng nhưng Q3 và Q4 mở

Theo sơ đồ, A và B là hai cực điều khiển nối tiếp với hai điện trở hạn dòng, giá trị điện trở này phụ thuộc vào loại transistor sử dụng Cần đảm bảo dòng điện qua cực Base không vượt quá mức cho phép để tránh làm hỏng transistor, thường sử dụng điện trở 1k Ohm.

Ta điều khiển 2 cực này bằng các mức tín hiệu high, low tương ứng là 12V và 0V

- Với 2 cực điều khiển và 2 mức tín hiệu high/low tương ứng 12V/0V cho mỗi cực, có 4 trường hợp xảy ra như sau:

Khi A ở mức thấp và B ở mức cao, transistor Q1 sẽ mở và Q3 sẽ đóng Đồng thời, transistor Q2 sẽ đóng và Q4 sẽ mở Nhờ đó, dòng điện từ nguồn 12V có thể chạy qua Q1, đi qua động cơ và đến Q4 để trở về GND Kết quả là động cơ sẽ quay theo chiều thuận, với các cực (+) và (-) của động cơ được xác định rõ ràng.

Ta có thể hình dung dòng điện trong mạch nó như thế này

Hình 2.4 Sơ đồ K1K4 đóng, K2K3 mở

Khi A ở mức cao và B ở mức thấp, transistor Q1 sẽ đóng và Q3 sẽ mở Ngược lại, ở phía B, transistor Q2 mở trong khi Q4 đóng Điều này cho phép dòng điện từ nguồn 12V chạy qua Q2, đi qua động cơ và trở về GND qua Q3, khiến động cơ quay theo chiều ngược lại.

Bạn có thể hình dung dòng điện trong mạch nó như thế này

Hình 2.5 Sơ đồ K1K4 mở, K2K3 đóng

Khi cả A và B ở mức thấp, transistor Q1 và Q2 sẽ mở, trong khi Q3 và Q4 đóng lại Điều này dẫn đến việc không có dòng điện trở về GND, do đó, động cơ sẽ không hoạt động.

Khi A và B ở mức cao, transistor Q1 và Q2 sẽ đóng, trong khi Q3 và Q4 mở, dẫn đến việc dòng điện không thể chạy từ nguồn 12V, khiến động cơ không hoạt động Để dừng động cơ, điện áp tại hai cực điều khiển cần phải bằng nhau Để điều chỉnh tốc độ động cơ, chỉ cần thay đổi điện áp tại hai cực điều khiển của mạch cầu H.

Lắp ráp mạch

- Kiểm tra diode, transistor phải còn tốt

3 Đấu dây - Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện

- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ

21 sữa chửa - Dây điện - Chắc chắn

- Đo điện áp ngõ vào

- Đo điện áp ngõ ra

- Nối mạch lắp ráp vào nguồn sau đó bật công tắc cấp điện cho mạch, đo điện áp ra có

Thay đổi cấu trúc trong một phạm vi cho phép và kiểm tra tốc độ động cơ Nếu tốc độ động cơ thay đổi theo cấu trúc, điều này cho thấy mạch đạt yêu cầu.

 Lắp ráp trên mạch in làm sẵn

- Bản vẽ: Sơ đồ mạch điều khiển động cơ DC theo nguyên lý cầu H

- Thiết bị: Máy hiện sóng, thiết bị thực tập điện tử công suất, bộ nguồn DC

- Dụng cụ: Mỏ hàn, đồng hồ, dao nhỏ, ống hút thiếc, kìm cắt, kìm mỏ nhọn, chổi lồng, panh kẹp

+ Panel mạch in và các linh kiện theo sơ đồ của bài học

+ Thiếc hàn, nhựa thông, giấy ráp mịn

Hình 2.6 Sơ đồ mạch in cầu H dùng BJT

Kiểm tra vật tư là bước quan trọng để đảm bảo mỗi học sinh có đầy đủ panel mạch in và linh kiện theo sơ đồ bài học Cần xác nhận rằng tất cả các linh kiện đang hoạt động bình thường và các vật tư như thiếc hàn, nhựa thông, giấy ráp mịn đều đầy đủ.

- Kiếm tra dụng cụ: Các dụng cụ làm việc bình thường và đủ cho mỗi học sinh một bộ

- Kiểm tra tình trạng thiết bị: Đồng hồ vạn năng, nguồn cung cấp làm việc bình thường

- Kiểm tra vị trí nơi làm việc: Đảm bảo thuận tiện và an toàn cho việc thực hiện bài học

TT Tên công việc Thiết bị, dụng cụ, vật tư Yêu cầu kỹ thuật

- Xác định vị trí các linh kiện trên panel lắp ráp

- Kiểm tra chất lượng linh kiện

- Cắt sơ bộ, uốn chân linh kiện

- Kìm cắt, kìm uốn, linh kiện

- Xác định đúng vị trí các linh kiện

- Các linh kiện làm việc bình thường

- Cắt chân linh kiện đủ dài, uốn chân vừa với khoảng cách lổ trên panel lắp ráp

- Lắp lần lượt các linh kiện vào panel(board mạch in)

- Lắp diot D1 đến D4 vào Panel

- Hàn chân các linh kiện vào vào panel(board mạch in)

- Cắt chân linh kiện thừa

- Hàn dây ra một chiều

- Kiểm tra lại mạch sau lắp ráp

- Đo,kiểm tra và ghi lại các thông số của mạch như : điện áp vào, điện áp ra

- Các điot, panel lắp ráp

- Mỏ hàn, thiếc, linh kiện, panel

- Mạch lắp ráp, đồng hồ vạn năng

- Chú ý chiều của các diot

- Không gây hỏng linh kiện khi hàn

- Chọn dây 2 màu phân biệt

- Đúng sơ đồ láp ráp

- Biến thế, đồng hồ vạn năng và các đồ dùng dụng cụ sửa chữa điện tử Để các dụng cụ thiết bị ở vị trí an toàn

 Hướng dẫn thực hiện trình tự gia công

TT Tên công việc Hướng dẫn

- So sánh giữa sơ đồ nguyên lý và panel lắp ráp để xác định được đúng vị trí các linh kiện

- Dùng đồng hồ vạn năng xác định chất lượng các linh kiện

- Đo khoảng cách các lỗ cắm chân linh kiên trên panel sau đó uốn và cắt bớt chân của linh kiện

- Lắp diot D1 đến D4 vào Panel

- Hàn chân các linh kiện vào vào

- Lắp các điôt vào panel theo đúng vị trí Chú ý chiều của điôt

- Dùng mỏ hàn, hàn các điôt bám chắc vào panel

Chú ý đám bảo mối hàn chắc, bóng và không gây hóng điôt

- Đo,kiểm tra và ghi lại các thông số của mạch như : điện áp vào, điện áp ra …

Sau khi lắp linh kiện vào panel tiến hành hàn linh kiện

- Chú ý nhiệt độ, thời gian hàn, tránh làm các linh kiện bị hỏng

- Kiểm tra bầng mắt thường và kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng đc tránh chạm, chập hay nhấm lẫn vị trí linh kiện

- Nối mạch lắp ráp vào nguồn sau đó bật công tắc cấp điện cho mạch, đo điện áp ra có UDC +12V

Thay đổi cấu trúc trong một phạm vi cho phép và kiểm tra tốc độ động cơ Nếu tốc độ động cơ thay đổi theo cấu trúc, thì mạch được coi là đạt yêu cầu.

-Thu dọn dụng cụ, vật tư, thiết bị

- Để các dụng cụ thiết bị ở vị trí an toàn

 Các dạng sai hỏng và cách phòng ngừa

TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách phòng ngừa

- Đấu nhầm các chân của Q

- Kiểm tra, chọn BJT trước khi lắp mạch

- Chú ý:Vị trí các chân của BJT trước khi lắp mạch

2 Cấp điện motor không quay

- Mất nguồn 12v Cấp cho mạch

- Kiểm tra nguồn DC trước khi thử mạch

- Kiểm tra linh kiện trước khi lắp mạch

3 Cấp điện motor không quay nhưng không đảo chiều

- 1 trong 4 điot bị chập hoặc lắp sai cực tính

 Kiểm tra và đánh giá

TT Nội dung đánh giá Cấp độ đánh giá

(Xuất sắc, giỏi, khá, trung bình, yếu, kém)

1 Kiểm tra chất lượng các linh kiện, vật tư

2 Xác định vị trí các linh kiện trên panel

3 Lắp và hàn các linh kiện vào panel

4 Kiểm tra an toàn mạch lắp ráp

5 Cấp nguồn hiệu chính cho mạch làm việc

Câu 1: Hãy vẽ sơ đồ nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển động cơ DC theo nguyên lý cầu H?

Câu 2: Trình bày chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển động cơ DC theo nguyên lý cầu H?

LẮP RÁP KHẢO SÁT MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC THEO NGUYÊN LÝ PWM

Nguyên lý hoạt động của mạch

Chân 1: Nối masse, chân 8 nối vào đường nguồn 12V

Chân 5: Mắc tụ lọc để ổn định các mức áp ngưỡng

Chân 2, 6 là ngõ vào của hai tầng so áp, kết nối với nhau và nhận mẫu điện áp từ tụ C1 trong quá trình lên và xuống Quá trình này tạo ra xung đầu ra tại chân số 3.

Chân 7: Dùng để điều khiển sự nạp xả điện cho tụ C1

Chân 4: Chân Reset, để IC làm việc ở trạng thái dao động, chân 4 phải cho ở mức áp cao

- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt

- Thay đổi P1 trong một phạm vi cho phép và kiểm tra tốc độ động cơ Nếu tốc độ động cơ thay đổi theo P1 là mạch đạt yêu cầu

- Bản vẽ: Sơ đồ mạch điều khiển động cơ DC theo nguyên lý PWM

-Dụng cụ: Mỏ hàn, đồng hồ, dao nhỏ, ống hút thiếc, kìm cắt, kìm mỏ nhọn, chổi lồng, panh kẹp

Hình 3.5 Sơ đồ mạch in mạch điều khiển DC = PWM

Kiểm tra vật tư là bước quan trọng để đảm bảo mỗi học sinh có đầy đủ panel mạch in và linh kiện theo sơ đồ bài học Cần xác nhận rằng các vật tư linh kiện đang hoạt động bình thường, đồng thời kiểm tra xem thiếc hàn, nhựa thông và giấy ráp mịn có đủ số lượng cần thiết hay không.

-Kiểm tra tình trạng thiết bị: Đồng hồ vạn năng, nguồn cung cấp làm việc bình thường

-Kiểm tra vị trí nơi làm việc: Đảm bảo thuận tiện và an toàn cho việc thực hiện bài học

TT Tên công việc Thiết bị, dụng cụ, vật tư Yêu cầu kỹ thuật

- Hàn dây vào xoay chiểu

- Biến thế, mạch lắp ráp

- Đúng sơ đồ láp ráp -U = +12V

- So sánh giữa sơ đồ nguyên lý và panel lắp ráp để xác định được đúng vị trí các linh kiện

- Lắp diot D1đến D3 vào Panel

- Đo,kiểm tra và ghi lại các

33 thông số của mạch như : điện áp vào, điện áp ra

- Thay đổi P1 trong một phạm vi cho phép và kiểm tra tốc độ động cơ Nếu tốc độ đông cơ thay đổi theo P1là mạch đạt yêu cầu

 Các dạng sai hỏng và cách phòng ngừa

- Đấu nhầm các chân của IC

- Kiểm tra, chọn Mosfet trước khi lắp mạch

- Chú ý:Vị trí các chân của IC trước khi lắp mạch

- Mất nguồn 12v Cấp cho mạch - Kiểm tra nguồn DC trước khi thử mạch

Motor không thay đổi tốc độ

1 Kiểm tra chất lượng các linh kiện, vật tư trước khi lắp mạch

Câu 1: Hãy vẽ sơ đồ nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển động cơ DC theo nguyên lý PWM?

Câu 2: Trình bày chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển động cơ DC theo nguyên lý PWM?

LẮP RÁP KHẢO SÁT MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC DÙNG SCR 34 1 Phân tích tích sơ đồ nguyên lý

Hiện nay, có nhiều loại mạch điều khiển động cơ một chiều, nhưng mạch điều khiển động cơ DC sử dụng SCR được ưa chuộng hơn cả.

Mục tiêu: Sau khi học xong bài này người học có khả năng:

- Trình bày được sơ đồ, chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển động cơ

- Lắp ráp, cân chỉnh, kiểm tra và sửa chữa được mạch điều khiển động cơ DC dùng SCR đúng yêu cầu kỹ thuật

- Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn thận, chính xác và khả năng làm việc nhóm trong công việc

1 Phân tích tích sơ đồ nguyên lý

Hình 4.1 Mạch điều khiển động cơ AC

- Tải có thể là động cơ DC hay động cơ vạn năng

- SCR là linh kiện điện tử công suất đề ngắt dòng hay cấp dòng điện qua động cơ

- Diode trong mạch dùng để nắn bán kỳ dương nạp vào tụ, tạo điện áp kích cho cực G của SCR

- Tụ C=1F kết hợp điện trở lk và biến trở VR 50 k thành mạch nạp RC để tạo thời gian trễ

- Biến trở VR chỉnh hằng số thời gian nạp:

Khi chỉnh nối tắt biến trở VR, hằng số thời gian nạp là:

min = R.C = 10 3 10 -6 = ms Khi chỉnh biến trở VR có giá trị cực đại, hằng sô thời gian nạp là:

max = (R+ VR) C = 51 10 3 10 -6 = 51 ms 1.3 Nguyên lý hoạt động của mạch

Giả thiết điện áp cấp cho cực G đủ để kích SCR dẩn là VG=1V, dòng điện kích

IG=1mA Lúc đó, cũng có dòng điện qua điện trở1k là IR= 1mA,

Dòng điện qua điện trở 4,7kQ là:

I = IG + IR = 1 mA + lmA = 2 mA Như vậy, để có thể kích SCR dẫn, điện áp trên tụ C phải đạt mức:

Hằng số thời gian nạp điện của tụ điện phụ thuộc vào giá trị của biến trở VR, ảnh hưởng đến thời gian cần thiết để đạt được điện áp VC = 10,4V Khi VR có trị số lớn, thời gian nạp điện sẽ dài hơn, ngược lại, nếu VR nhỏ, thời gian nạp điện sẽ ngắn hơn.

Thời gian nạp dài dẫn đến việc SCR được kích trễ, khiến dòng điện qua động cơ nhỏ và động cơ quay với tốc độ thấp Ngược lại, thời gian nạp ngắn cho phép SCR được kích sớm, làm tăng dòng điện qua động cơ và giúp động cơ quay với tốc độ cao Biến trở VR điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi hằng số thời gian nạp của tụ Tụ C nạp điện tạo ra thời gian trễ, cho phép điều chỉnh góc kích cho SCR từ 0° đến 180°.

Nội dung thực hiện Yêu cầu kỹ thuật Thiết bị, dụng cụ, vật tư chú ý

- Diode (1n4007), SCR (2P4M), động cơ AC

- Kiểm tra các linh kiện phải còn tốt

- Tụ điện, điện trở, biến trở

- Đo điện áp trên chân UC, UG, IG,

Thay đổi giá trị VR trong giới hạn cho phép và kiểm tra tốc độ động cơ Nếu tốc độ động cơ thay đổi tương ứng với giá trị VR, thì mạch được coi là đạt yêu cầu.

UC(V) – min (điều chỉnh VR)

UC(V) – max (điều chỉnh VR)

IG(mA) – min (điều chỉnh VR)

IG(mA) – max (điều chỉnh VR)

- Bản vẽ: Sơ đồ mạch mạch điều khiển động cơ AC dùng SCR

 Đọc và nghiên cứu sơ đồ lắp ráp

Hình 4.2 Sơ đồ lắp ráp mạch điều khiển động cơ AC

Để đảm bảo chất lượng bài học, cần kiểm tra vật tư cho mỗi học sinh, bao gồm panel mạch in và các linh kiện theo sơ đồ Đồng thời, cần xác nhận rằng các linh kiện đang hoạt động bình thường Ngoài ra, cần chuẩn bị đầy đủ thiếc hàn, nhựa thông và giấy ráp mịn.

Kiểm tra dụng cụ làm việc để đảm bảo mỗi học sinh có đủ bộ dụng cụ cần thiết Đánh giá tình trạng thiết bị như đồng hồ vạn năng và nguồn cung cấp để chắc chắn chúng hoạt động bình thường Cuối cùng, kiểm tra vị trí nơi làm việc nhằm đảm bảo sự thuận tiện và an toàn trong quá trình thực hiện bài học.

 Trình tự lắp ráp mạch điều khiển động cơ AC dùng SCR

TT Tên công việc Thiết bị -dụng cụ Hướng dẫn thực hiện Yêu cầu kỹ thuật

- So sánh giữa sơ đồ nguyên lý và panel lắp ráp để xác định được đúng vị trí các LK

- Đo khoảng cách các lỗ cắm chân linh kiên trên panel sau đó uốn và cắt bớt chân của LK

- Lắp lần lượt các LK vào panel(board mạch in)

- Hàn chân các linh kiện vào vào panel

- Lắp các điôt vào panel theo đúng vị trí

- Kiểm tra lại mạch sau LR

- Đồng hồ vạn năng gian hàn, tránh làm các linh kiện bị hỏng

- Kiểm tra bầng mắt thường và kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng đc tránh chạm, chập hay nhấm lẫn vị trí LK

- Nối mạch lắp ráp vào nguồn sau đó bật công tắc cấp điện cho mạch, đo điện áp ra có UAC 220V

- Biến thế, VOM vạn năng và các đồ dùng dụng cụ sửa chữa điện tử

- Để các dụng cụ thiết bị ở vị trí an toàn Để các dụng cụ thiết bị ở vị trí an toàn

- Đấu nhầm các chân của SCR

- Kiểm tra, chọn SCR trước khi lắp mạch

- Mất nguồn 220vac Cấp cho mạch

Mạch điều khiển động cơ DC sử dụng SCR (Silicon Controlled Rectifier) hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển dòng điện để điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của động cơ Sơ đồ nguyên lý hoạt động của mạch này bao gồm các thành phần chính như SCR, cảm biến và mạch điều khiển Chức năng của mạch là biến đổi điện áp và dòng điện cung cấp cho động cơ, từ đó điều chỉnh hiệu suất hoạt động Nguyên lý hoạt động dựa trên việc điều khiển góc kích hoạt của SCR, cho phép điều chỉnh thời gian dẫn điện và, do đó, kiểm soát tốc độ quay của động cơ DC một cách hiệu quả.

LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ AC DÙNG DIAC,

Phân tích tích sơ đồ nguyên lý

Hình 4.1 Mạch điều khiển động cơ AC

- Tải có thể là động cơ DC hay động cơ vạn năng

- SCR là linh kiện điện tử công suất đề ngắt dòng hay cấp dòng điện qua động cơ

- Diode trong mạch dùng để nắn bán kỳ dương nạp vào tụ, tạo điện áp kích cho cực G của SCR

- Tụ C=1F kết hợp điện trở lk và biến trở VR 50 k thành mạch nạp RC để tạo thời gian trễ

- Biến trở VR chỉnh hằng số thời gian nạp:

Khi chỉnh nối tắt biến trở VR, hằng số thời gian nạp là:

min = R.C = 10 3 10 -6 = ms Khi chỉnh biến trở VR có giá trị cực đại, hằng sô thời gian nạp là:

max = (R+ VR) C = 51 10 3 10 -6 = 51 ms 1.3 Nguyên lý hoạt động của mạch

Giả thiết điện áp cấp cho cực G đủ để kích SCR dẩn là VG=1V, dòng điện kích

IG=1mA Lúc đó, cũng có dòng điện qua điện trở1k là IR= 1mA,

Dòng điện qua điện trở 4,7kQ là:

I = IG + IR = 1 mA + lmA = 2 mA Như vậy, để có thể kích SCR dẫn, điện áp trên tụ C phải đạt mức:

Hằng số thời gian nạp điện của tụ điện phụ thuộc vào trị số của biến trở VR, ảnh hưởng đến thời gian cần thiết để đạt được điện áp VC = 10.4V Khi VR thay đổi, thời gian nạp điện có thể dài hoặc ngắn.

Thời gian nạp điện ảnh hưởng đến cách kích hoạt SCR và tốc độ quay của động cơ Khi thời gian nạp dài, SCR được kích trễ, dẫn đến dòng điện nhỏ và động cơ quay chậm Ngược lại, thời gian nạp ngắn giúp SCR được kích sớm, làm tăng dòng điện và tốc độ quay của động cơ Biến trở VR điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi hằng số thời gian nạp của tụ điện Tụ C nạp điện tạo ra thời gian trễ, cho phép điều chỉnh góc kích cho SCR từ 0 độ đến 180 độ.

Nội dung thực hiện Yêu cầu kỹ thuật Thiết bị, dụng cụ, vật tư chú ý

- Diode (1n4007), SCR (2P4M), động cơ AC

- Đo điện áp trên chân UC, UG, IG,

Thay đổi VR trong giới hạn cho phép và kiểm tra tốc độ động cơ Nếu tốc độ động cơ thay đổi theo VR, điều này cho thấy mạch hoạt động đạt yêu cầu.

UC(V) – min (điều chỉnh VR)

UC(V) – max (điều chỉnh VR)

- Bản vẽ: Sơ đồ mạch mạch điều khiển động cơ AC dùng SCR

Hình 4.2 Sơ đồ lắp ráp mạch điều khiển động cơ AC

Để đảm bảo hiệu quả trong quá trình học, cần kiểm tra vật tư cho mỗi học sinh, bao gồm một panel mạch in và các linh kiện theo sơ đồ bài học Đồng thời, cần xác nhận rằng các linh kiện đang hoạt động bình thường Ngoài ra, cần đảm bảo đủ thiếc hàn, nhựa thông và giấy ráp mịn để phục vụ cho việc thực hành.

Kiểm tra dụng cụ làm việc để đảm bảo mỗi học sinh có đủ bộ dụng cụ cần thiết Đánh giá tình trạng thiết bị như đồng hồ vạn năng và nguồn cung cấp để xác nhận chúng hoạt động bình thường Cuối cùng, kiểm tra vị trí nơi làm việc để đảm bảo tính tiện lợi và an toàn trong quá trình thực hiện bài học.

 Trình tự lắp ráp mạch điều khiển động cơ AC dùng SCR

- Đo khoảng cách các lỗ cắm chân linh kiên trên panel sau đó uốn và cắt bớt chân của LK

- Hàn chân các linh kiện vào vào panel

- Đồng hồ vạn năng gian hàn, tránh làm các linh kiện bị hỏng

- Kiểm tra bầng mắt thường và kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng đc tránh chạm, chập hay nhấm lẫn vị trí LK

- Nối mạch lắp ráp vào nguồn sau đó bật công tắc cấp điện cho mạch, đo điện áp ra có UAC 220V

- Biến thế, VOM vạn năng và các đồ dùng dụng cụ sửa chữa điện tử

- Đấu nhầm các chân của SCR

- Kiểm tra, chọn SCR trước khi lắp mạch

- Mất nguồn 220vac Cấp cho mạch

Mạch điều khiển động cơ DC sử dụng SCR (Silicon Controlled Rectifier) hoạt động dựa trên nguyên lý điều chỉnh điện áp và dòng điện để kiểm soát tốc độ và mô-men xoắn của động cơ Sơ đồ nguyên lý của mạch này thể hiện các thành phần chính như SCR, nguồn điện, và động cơ DC, cùng với cách chúng kết nối và tương tác với nhau Chức năng chính của mạch là điều khiển tốc độ quay của động cơ bằng cách thay đổi thời điểm mở và đóng của SCR, từ đó điều chỉnh lượng điện năng cung cấp cho động cơ Nguyên lý hoạt động của mạch dựa vào việc kích hoạt SCR trong các khoảng thời gian nhất định, cho phép điều chỉnh điện áp trung bình mà động cơ nhận được, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hoạt động của nó.

BÀI 5: LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ AC DÙNG DIAC,

Trong thời đại hiện nay, có nhiều loại mạch điều khiển động cơ xoay chiều, nhưng mạch điều khiển sử dụng Diac và Triac được ưa chuộng hơn cả.

- Trình bày được sơ đồ, chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển động cơ

- Lắp ráp, cân chỉnh, kiểm tra và sửa chữa được mạch điều khiển động cơ AC dùng Diac, Triac đúng yêu cầu kỹ thuật

Hình 5.1 Mạch điều khiển động cơ

R1 và VR có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh dòng nạp cho tụ điện C, giúp thay đổi thời gian nạp xả của tụ điện Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ hoạt động của động cơ.

C: Phóng nạp tạo điện áp ngưỡng để mở DIAC

DIAC: Dẫn dòng vào cực điều khiển của TRIAC

TRIAC: giống như một công tắc đóng mở để dẫn dòng vào động cơ

L: Tải (thiết bị cần điều khiển)

UV: Nguồn cấp xoay chiều

1.3 Nguyên lý hoạt động của mạch

Khi cấp nguồn điện xoay chiều hình sin, trong chu kỳ đầu, điện áp dương xuất hiện, khiến tụ điện C được nạp điện Quá trình nạp điện diễn ra từ nguồn (+UV) qua điện trở R1, tiếp theo là VR và tụ điện C cho đến khi tụ điện nạp đầy Khi tụ điện C đạt đến mức điện áp tối đa, DIAC sẽ dẫn dòng điện vào cực điều khiển của TRIAC thông qua điện trở RG.

 TRIAC dẫn và cho dũng qua động cơ (+UV T2TRIAC T1TRIAC Đ/c -UV) ẵ chu kỳ sau điện áp vào âm (-trên, +dưới)  tụ điện C được nạp điện Inạp (+UV  C VR 

Khi tụ điện C nạp đầy, DIAC sẽ dẫn dòng vào cực điều khiển của TRIAC thông qua điện trở RG Điều này khiến TRIAC dẫn và cho phép dòng chảy qua động cơ.

Để điều chỉnh tốc độ quay của động cơ, ta cần điều chỉnh mức độ mở của TRIAC và DIAC, cũng như thay đổi thời gian nạp xả của tụ điện C Việc điều chỉnh giá trị của biến trở VR cũng góp phần quan trọng trong việc kiểm soát tốc độ quay, cho phép động cơ hoạt động nhanh hoặc chậm theo yêu cầu.

Nội dung thực hiện Yêu cầu kỹ thuật Thiết bị, dụng cụ, vật tư Chú ý

- DIAC (DB3), TRIAC (BATA12, BT134, BT137), động cơ AC

- Đo điện áp trên chân UC1, UG, IG

- Thay đổi VR trong một phạm vi cho phép và kiểm tra tốc độ động cơ Nếu tốc độ động

42 cơ thay đổi theo VR là mạch đạt yêu cầu

UC1(V) – min (điều chỉnh VR)

UC1(V) – max (điều chỉnh VR)

- Bản vẽ: Sơ đồ mạch mạch điều khiển động cơ AC dùng Triac

- Thiết bị: Máy hiện sóng, thiết bị thực tập điện tử công suất, nguồn AC 220v

-Dụng cụ: Mỏ hàn, đồng hồ, dao nhỏ, ống hút thiếc, kìm cắt, kìm mỏ nhọn, chổi lồng, panh kẹp

Hình 5.2 Sơ đồ lắp ráp mạch điều khiển động cơ AC dùng Triac

Để đảm bảo chất lượng bài học, cần kiểm tra vật tư cho mỗi học sinh, bao gồm panel mạch in và các linh kiện theo sơ đồ Các linh kiện phải hoạt động bình thường, đồng thời cần đảm bảo đủ thiếc hàn, nhựa thông và giấy ráp mịn.

-Kiểm tra tình trạng thiết bị: Đồng hồ vạn năng, nguồn cung cấp làm việc bình thường

-Kiểm tra vị trí nơi làm việc: Đảm bảo thuận tiện và an toàn cho việc thực hiện bài học

TT Tên công việc Thiết bị -dụng cụ Yêu cầu kỹ thuật

- Lắp Motor (bóng đèn)AC220v

- Đúng sơ đồ láp ráp -U = 220VAC

- Xác định vị trí các linh kiện trên

- So sánh giữa sơ đồ nguyên lý và panel lắp ráp để xác định được đúng vị trí các linh

- Cắt sơ bộ, uốn chân linh kiện kiện

- Lắp Motor (bóng đèn)AC220v

- Đo, kiểm tra và ghi lại các thông số của mạch như : điện áp vào, điện áp ra

- Nối mạch lắp ráp vào nguồn sau đó bật công tắc cấp điện cho mạch, đo điện áp ra có UDC = +12V

- Đấu nhầm các chân của

- Kiểm tra , chọn Triac trước khi lắp mạch

Triac - Chú ý:Vị trí các chân của triac trước khi lắp mạch

- Mất nguồn 220vAC Cấp cho mạch

- Kiểm tra nguồn AC "0V trước khi thử mạch Điều chỉnh P1

Câu 1: Hãy vẽ sơ đồ nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển động cơ AC dùng Diac, Triac?

Câu 2: Trình bày chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển động cơ AC dùng Diac, Triac?

LẮP RÁP KHẢO SÁT MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ VẠN NĂNG

Hiện nay, mạch điều khiển động cơ AC và DC rất đa dạng, nhưng mạch điều khiển động cơ vạn năng được ưa chuộng hơn cả trong lĩnh vực tự động hóa và điều khiển tự động trong sản xuất công nghiệp.

- Trình bày được sơ đồ, chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển động cơ vạn năng

- Lắp ráp, cân chỉnh, kiểm tra và sửa chữa được mạch điều khiển động cơ vạn năng đúng yêu cầu kỹ thuật

Hình 6.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động cơ vạn năng

D1 nắn bán kỳ dương nạp vào tụ 100pF

Biến trở 100k chỉnh phân cực cho Q1

Tụ 100pF cấp phân cực cho cực B của transiste Q2

Q2 là loại transistor có điện áp VCEO cao hơn 220V

D3 sẽ dẫn điện tạo dòng kích cho triac

1.3 Nguyên lý hoạt động của mạch

Khi điện được mở, điốt D1 sẽ nắn bán kỳ dương để nạp vào tụ 100pF Điện áp nạp trên tụ phụ thuộc vào trạng thái dẫn của transistor Q1, với biến trở 100kΩ điều chỉnh phân cực cho Q1 Khi Q1 dẫn điện mạnh, điện áp trên tụ, cũng chính là điện áp CE của Q1, sẽ thấp hơn và ngược lại Điện áp trên tụ 100pF cung cấp phân cực cho cực B của transistor Q2, từ đó suy ra điện áp VE2 và điện áp sau điốt D3 Điện áp này được sử dụng để kích hoạt triac công suất, cung cấp điện cho động cơ vạn năng, trong khi Q2 là transistor có điện áp VCEO cao hơn 220V.

Mạch này có tác dụng ổn định tốc độ động cơ dựa trên nguyên lý sau:

Khi động cơ quay, điện áp cảm ứng sẽ xuất hiện tại chân T1 của triac Nếu tốc độ động cơ giảm do tải tăng, điện áp tại VT1 sẽ giảm, khiến D3 dẫn điện và tạo dòng kích cho triac Dòng điện qua triac tăng lên sẽ giúp khôi phục tốc độ động cơ về mức ban đầu.

Khi động cơ tăng tốc do tải giảm, VT1 sẽ tăng, dẫn đến D3 bị phân cực ngược và ngưng dẫn Điều này khiến triac không được kích hoạt, làm giảm dòng điện cung cấp cho động cơ, từ đó tốc độ động cơ giảm trở lại như ban đầu.

Như vậy, tốc độ động cơ được giữ ổn định ở một mức trung bình tùy thuộc vị trí chỉnh của biên trở 100k

Mạch này chỉ điều chỉnh góc kích trong khoảng từ 0° đến 90° ở bán kỳ dương Trong bán kỳ âm, điện áp cảm ứng của động cơ sẽ đổi dấu, dẫn đến triac luôn ở trạng thái dẫn.

Nội dung thực hiện Yêu cầu kỹ thuật Thiết bị, dụng cụ, vật tư Chú ý

- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt

3 Đấu dây - Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện

Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ

Thay đổi giá trị VR1 trong một phạm vi cho phép và theo dõi sự biến đổi của tốc độ động cơ Nếu tốc độ động cơ thay đổi tương ứng với giá trị VR1, điều này cho thấy mạch hoạt động đạt yêu cầu.

- Bản vẽ: Sơ đồ mạch mạch điều khiển động cơ AC dùng Triac

- Thiết bị: Máy hiện sóng, thiết bị thực tập điện tử công suất, nguồn AC 220v

Hình 6.2 Sơ đồ lắp ráp mạch điều khiển động cơ vạn năng

Kiểm tra vật tư là bước quan trọng để đảm bảo mỗi học sinh có đủ panel mạch in và linh kiện theo sơ đồ bài học Cần xác nhận rằng các linh kiện đang hoạt động bình thường và đảm bảo đủ lượng thiếc hàn, nhựa thông, cùng giấy ráp mịn.

Kiểm tra dụng cụ làm việc là cần thiết để đảm bảo mỗi học sinh có đủ bộ dụng cụ cần thiết Đồng thời, việc kiểm tra tình trạng thiết bị như đồng hồ vạn năng và nguồn cung cấp cũng rất quan trọng để đảm bảo chúng hoạt động bình thường Cuối cùng, cần kiểm tra vị trí nơi làm việc để đảm bảo sự thuận tiện và an toàn trong quá trình thực hiện bài học.

- Hàn chân các linh kiện vào

Sau khi lắp LK vào panel tiến hành hàn linh kiện

- Đo,kiểm tra và ghi lại các thông số của mạch như: điện áp vào, điện áp ra năng gian hàn, tránh làm các linh kiện bị hỏng

- Nối mạch lắp ráp vào nguồn sau đó bật công tắc cấp điện cho mạch, đo điện áp ra có UDC +12V

- Biến thế, đồng hồ vạn năng và các đồ dùng dụng cụ sửa chữa điện tử

- Đấu nhầm các chân của Triac

- Kiểm tra, chọn Triac trước khi lắp mạch

- Chú ý:Vị trí các chân của triac trước khi lắp mạch

- Mất nguồn 220vAC Cấp cho mạch

- Kiểm tra nguồn AC = 220V trước khi thử mạch

Mạch điều khiển động cơ vạn năng hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển điện áp và dòng điện để điều chỉnh tốc độ và hướng quay của động cơ Sơ đồ nguyên lý của mạch này bao gồm các thành phần chính như bộ điều khiển, cảm biến và động cơ Chức năng của mạch là cung cấp năng lượng cho động cơ, đồng thời nhận tín hiệu từ cảm biến để điều chỉnh hoạt động của động cơ một cách linh hoạt và hiệu quả.

LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN ĐƯỜNG DÙNG CDS, IC741, RELAY

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	1,53 MB