Giáo trình nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Hệ thống điều hòa cục bộ
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CĐ CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI
GIÁO TRÌNH
Hệ thống điều hòa cục bộ
NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ
ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP
Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCN&TM, Ngày tháng năm2018
Của hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại
Vĩnh phúc ,2018
BÀI 1. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, CẤU TẠO MÁY ĐIỀU HÒA CỦA SỔ
Nguyên lý làm việc, cấu tạo máy điều hòa cửa sổ
Giới thiệu:
Máy điều hòa nhiệt độ cửa sổ hiện nay tuy không được sử dụng phổ biến
nhưng nó có thể giúp người học trực quan hơn về cấu tạo và nguyên lý làm việc
của một máy điều hòa. Mặt khác thực tế cũng có nhiều máy lạnh sử dụng có kết
cấu tương tự nên việc tìm hiểu, nghiên cứu chúng cũng rất quan trọng
Mục tiêu:
- Đặc điểm máy điều hoà cửa sổ
- Sơ đồ nguyên lý máy điều hoà cửa sổ
- Cấu tạo các thiết bị máy điều hoà cửa sổ
- Nguyên lý làm việc của các thiết bị
- Trình bầy nguyên lý làm việc máy điều hoà cửa sổ
- Cẩn thận, chính xác, nghiêm chỉnh thực hiện theo quy trình
- Tuân thủ theo các quy định về an toàn
Kiến thức cần thiết để thực hiện công việc:
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của mạch điện máy điều hoà không khí
một phần tử
Cấu tạo
Máy điều hoà không khí là một tổ hợp máy lạnh hoàn chỉnh thực hiện
chức năng điều hoà không khí để tạo ra môi trường tiện nghi phục vụ cho đời
sống sinh hoạt và công nghiệp.
Các thiết bị của máy điều hoà không khí đều giống nhau, chỉ khác nhau về
công suất hoặc cách bố trí thiết bị cụ thể trong từng loại máy.
Để có thể hiểu được cấu tạo của máy điều hoà không khí, chúng tôi xin
trình bày sơ đồ cấu tạo của một máy điều hoà không khí một phần tử để làm cơ
sở tìm hiểu cấu tạo của các loại máy điều hoà không khí khác.
Trên hình vẽ mô tả nguyên tắc bố trí thiết bị của máy điều hoà không khí
một phần tử.
Trên hình vẽ thấy rõ phía nóng và phía lạnh của máy được ngăn cách với
nhau bằng một vách có dán lớp cách nhiệt dày khoảng 5mm. Cửa lấy gió trời
(Gió mới) được bố trí ở phía hút của quạt ly tâm và cửa thổi không khí đã xử lý
trong dàn lạnh ra phòng được bố trí ở phía đẩy của quạt ly tâm. Để giữ sạch
không khí trên cửa lấy gió từ trong phòng vào quạt ly tâm có bố trí phin lọc
không khí. Cửa thổi không khí từ máy ra phòng trên một số máy có làm các
chớp điều chỉnh được (Nhân công hoặc tự động) để phân phối không khí theo
các hướng khác nhau.
Hình vẽ. Kết cấu máy điều hoà không khí một phần tử
1. Dàn ngưng; 2. Quạt hướng trục; 3. Động cơ quạt; 4. Cánh quạt ly tâm; 5. Máy
nén; 6. Mặt điều khiển; 7. Cảm biến nhiệt; 8. Bộ lọc; 9. Dàn lạnh;
10. ống mao dẫn; 11. Bệ máy
Hình vẽ . Nguyên tắc bố trí thiết bị của máy điều hoà không khí
1. Quạt hướng trục; 2. Động cơ quạt; 3. Cửa lấy gió trời; 4. Quạt ly tâm; 5. Dàn
bay hơi; 6. Phin lọc không khí; 7. Tấm ngăn có cách nhiệt; 8. Bảng điều khiển;
9. Mao dẫn; 10. Phin sấy lọc; 11. Bầu giãn nở tiêu âm đường hút;
12. Máy nén rôto; 13. Dàn ngưng; A –B. không khí lạnh trong phòng vào và ra;
C-D. không khí lạnh làm mát vào và ra
Bảng điều khiển 8 có bố trí các nhóm điều khiển trực tiếp các chế độ làm
việc (Đối với máy điều hoà không khí điều khiển trực tiếp) hoặc đèn báo tín hiệu
(Đối với máy điều hoà không khí điều khiển từ xa).
+. Nguyên lý làm việc của máy điều hoà không khí
Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điều hoà không khí là dùng hệ thống
máy và thiết bị để xử lý nhiệt ẩm của không khí trong phòng cần điều hoà trên
cơ sở thoả mãn được đầy đủ các yêu cầu tiện nghi. Để hiểu được nguyên lý làm
việc của máy điều hoà không khí, xem hình 44 trình bày nguyên lý làm việc của
máy điều hoà không khí một phần tử, trên cơ sở nguyên lý này, các máy điều
hoà không khí khác cũng làm việc tương tự, chỉ khác về công suất, về quy mô
thiết bị hoặc thêm một số các chức năng khác.
Xét trên hình vẽ ta thấy thiết bị dùng để xử lý không khí trong phòng là
một máy lạnh bình thường, dùng các dàn trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức bằng
quạt.
Phần xử lý không khí trong máy điều hoà không khí làm việc như sau:
Đối với phần dàn trong nhà, không khí trong phòng được quạt ly tâm hút về qua
phin lọc không khí và thổi vào dàn lạnh, tại dàn lạnh không khí được xử lý nhiệt
ẩm và quay lại phòng cần điều hoà không khí. Khi máy làm việc được một thời
gian thì mở cửa điều chỉnh 3 để lấy gió mới cấp vào phòng cần điều hoà không
khí, sau khi đã hỗn hợp với không khí cũ trong phòng tại buồng quạt ly tâm
(Quá trình A – B trên hình). Đối với dàn ngoài phòng, không khí được làm mát
dàn nóng được quạt hướng trục hút vào qua cửa chớp bên cạnh máy (Quá trình
C – D trên hình).
Đối với máy có thêm chức năng khác như làm nóng, hút ẩm thì nguyên
tắc chuyển động của các dòng không khí ở các dàn trao đổi nhiệt không có gì
thay đổi, chỉ thay đổi chức năng của dàn trao đổi nhiệt tuỳ theo yêu cầu cụ thể.
Cần hết sức chú ý là hướng luồng gió phía trong và phía ngoài nhà cần
được thông thoáng, nếu bị cản trở khả năng làm việc của máy giảm, tiêu tốn
điện năng tăng, đôi khi dẫn đến cháy máy, đặc biệt khi bố trí các bao che bảo vệ
máy phía ngoài.
Hình vẽ mô tả
không khí khi máy làm
việc cách lắp đặt
Máy điều hòa hai chiều
Máy diều hòa 2 chiều (heat pump) có van đảo chiều:
a, làm lạnh; b) sưởi ấm;
Dưới đây là nguyên lí làm việc của một máy điều hòa cửa sổ 2 chiều. Để
đổi chiều là việc, dàn nóng thành dàn lạnh và dàn lạnh trong nhà thành dàn nóng
vào mùa đông cần thiết phải lắp thêm một van đảo chiều 2 như biểu diễn trên
hình 4-4.
Ở chế độ làm lạnh, dòng môi chất đi vào dàn nóng phía ngoài nhà và đi
qua ống mao (từ phải sang trái) để vào dàn lạnh trong nhà. Ở chế độ sưởi ấm,
van đổi chiều 2 hoạt động làm đổi chiều dòng môi chất từ máy nén ra đi vào dàn
trong nhà, qua ống mao (từ trái sang phải) để đi vào dàn ngoài trời, dàn trong
nhà trở thành dàn nóng, dàn ngoài trời trở thành dàn lạnh.
Qua quá trình đảo chiều kéo dài khoảng 10 giây. Trong quá trình đảo
chiều xảy ra hiện tượng hơi nóng có áp suất cao tràn vào đường hút. Áp suất đầu
đẩy tụt xuống một chút rồi lại quay trở lại giá trị ban đầu. Áp suất hút tăng lên
rồi lại hạ xuống dần dần.
Một hệ thống máy lạnh được coi là làm việc bình thường thì phải đáp ứng
được các điều kiện chủ yếu sau đây:
1. Đảm bảo trị số cho phép của nhiệt độ và độ ẩm trong các phòng lạnh và các
đối tượng làm lạnh khác theo yêu cầu.
2. Các thiết bị trong hệ thống phải đảm bảo các chỉ tiêu và chế độ làm việc ổn
định cụ thể:
- Thiết bị bay hơi: Nhiệt độ bay hơi thấp hơn khoảng 50C. Nhiệt độ trong
phòng lạnh cao hơn nhiệt độ không khi ra từ 100C đến 150C
- Thiết bị ngưng tụ: Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc nhiệt độ trong phòng và cao
hơn khoảng 80C đến 150C
- Dòng làm việc xấp xỉ bằng dòng định mức, đường hồi có hiện tượng đổ mồ
hôi, máy chạy êm không có tiếng kêu lạ.
Các bước và cách thức thực hiện công việc:
- Quy trình và các tiêu chuẩn thực hiện công việc;
TT
01 Khảo sát máy điều Máy điều hòa cửa sổ
hòa cửa sổ Bộ cơ khí
Tên công việc
Thiết bị - dụng cụ
Tiêu chuẩn thực hiện
Chỉ đúng thiết bị
Trình bày được nguyên lý
hoạt động
02 Xác định tình Máy điều hòa cửa sổ
trạng làm việc của Ampe kìm
Xác định đúng nhiệt độ
môi trường
các thiết bị
Nhiệt kế
Bộ cơ khí
Giấy bút
Trình bày được các thông
số làm việc của thiết bị
Đánh giá được chất lượng
máy điều hòa cửa sổ
03 Kết thúc
- Hướng dẫn cách thức thực hiện công việc
Tên công việc Hướng dẫn
Khảo sát máy
điều hòa cửa sổ
Kiểm tra nguồn điện
Kiểm tra bên ngoài máy
Tháo vỏ máy
Khảo sát các thiết bị chính
Khảo sát các thiết bị phụ
Thử nghiệm máy nén
Xác định các thông số làm việc của dàn ngưng
Xác định các thông số làm việc của dàn bay hơi
Xác định các thông số làm việc của tiết lưu
Xác định các thông số làm việc của phin lọc
Thống kê các thông số đạt/không đạt yêu cầu
Xác định tình
trạng làm việc
của các thiết bị
Kết thúc
- Những lỗi thường gặp và cách khắc phục
TT
1
Hiện tượng
Máy không chạy
Nguyên nhân
Do nguồn điện
Cách phòng ngừa
Kiểm tra điện áp, dây tải
Do đặt sai chế độ
Đặt đúng chế độ
Do thiết bi có sự cố
Tất cả các thông Không có môi chất
Kiểm tra trước thiết bị
Kiểm tra trước thiết bị
Kiểm tra trước thiết bị
2
số không đều
không đạt
Có sự cố
Bài tập thực hành của học viên
Các bài tập áp dụng, ứng dụng kiến thức: Thực hành theo chương trình
Bài thực hành giao cho nhóm, mỗi nhóm tối đa 5 sinh viên
Nguồn lực và thời gian cần thiết để thực hiện công việc: Theo chương trình
Kết quả và sản phẩm phải đạt được: Đáp ứng tiêu chuẩn
Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập:
Thực hành: Khảo sát và xác định tình trạng của máy điều hoà cửa sổ
Lý thuyết: Trình bầy nguyên lý làm việc
Sau khi trình bầy nguyên lý làm việc, trả lời thêm 1 hoặc 2 câu hỏi của giáo viên
BÀI 2. HỆ THỐNG ĐIỆN MÁY ĐIỀU HÒA CỦA SỔ MỘT CHIỀU
Hệ thống điện máy điều hoà cửa sổ một chiều
Giới thiệu:
Hệ thống điện của máy điều hòa nhiệt độ cửa sổ thường được bao gồm
các thiết bị cơ bản có thể tác động trực tiếp nên rất thuận tiện cho tìm hiểu cấu
tạo và nguyên lý làm việc, khi lắp đặt được hệ thống điện của máy điều hòa cửa
sổ sẽ giúp người học tiếp cận được với hệ thống điện của nhiều máy lạnh khác.
Mục tiêu:
- Trình bầy được nguyên lý làm việc của mạch điện
- Trình bầy quy trình lắp mạch điện theo sơ đồ nguyên lý
- Lắp được mạch điện đúng quy trình, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thời gian
- Sử dụng dụng cụ, thiết bị đo kiểm đúng kỹ thuật
- Cẩn thận, chính xác, nghiêm chỉnh thực hiện theo quy trình
- Đảm bảo an toàn.
Kiến thức cần thiết để thực hiện công việc:
- Khái niệm cơ bản và các phương pháp đo lường
a. đo lường: là quá trình so sánh đại lượng chưa chưa biết với đại lượng
cùng loại đã biết chọn làm mẫu gọi là đơn vị đo.
kết quả đo được biểu diễn dưới dạng:
X
a =
và x = a.x0
X0
trong đó: x - đại lượng đo; x0 - đơn vị đo; a - con số kết quả đo.
ví dụ:
i = 5a; i - dòng điện; 5 - con số đo; a - đơn vị đo.
b. đại lượng học: là ngành khoa học chuyên nghiên cứu để đo các đại
lượng khác nhau, nghiên cứu mẫu và đơn vị đo.
c. kỹ thuật đo lường: là ngành kỹ thuật chuyên môn nghiên cứu để áp
dụng thành quả của đo lường học vào phục vụ sản xuất và đời sống.
khái niệm chung
a. tín hiệu: mang thông tin về giá trị của đại lượng đo lường được gọi là
tín hiệu đo lường.
b. đại lượng đo: là thông số xác định quá trình vật lý của tín hiệu đo. do
quá trình vật lý có thể có nhiều thông số nhưng trong mỗi trường hợp cụ thể
người ta chỉ quan tâm đến một thông số nhất định, đó là đại lượng vật lí.
đại lượng đo được phân làm hai loại:
- đại lượng đo tiền định là đại lượng đo đã biết trước quy luật thay đổi
theo thời gian của chúng.
- đại lượng đo ngẫu nhiên là đại lượng đo mà sự thay đổi theo thời gian
không theo một quy luật nhất định.
c. thiết bị đo: là thiết bị kỹ thuật dùng để thu thập, sử lý tín hiệu mang
thông tin đó thành dạng tiện lợi cho người sử dụng.
vd. đồng hồ đo nhiệt độ, máy đo độ ồn…
thiết bị đo có nhiều loại: thiết bị mẫu, các chuyển đổi đo lường, các dụng
cụ đo, tổ hợp thiết bị đo và hệ thống thông tin đo lường.
d. phương pháp đo: là những phương pháp dùng tiến hành thông qua các
thao tác cơ bản để thu thập các thông tin cần thiết sau quá trình đo.
các thao tác cơ bản:
+ thao tác xác định mẫu và thành lập mẫu.
+ thao tác so sánh
+ thao tác biến đổi
+ thao tác thể hiện kết quả hay chỉ thị.
e. sai số đo:
khi đo, số chỉ của dụng cụ đo (tức là số đo) ít nhiều đều có sai lệch so với
giá trị thực tế của đại lượng cần đo. gọi số chỉ thị của dụng cụ đo là a1 và giá trị
thực của đại lượng cần đo là a thì hiệu a = a1 - a gọi là sai số tuyệt đối của phép
đo. tỷ số (tính theo phần trăm) giữa sai số tuyệt đối với giá trị đo được hoặc giá
trị thực được gọi là sai số tương đối của phép đo.
a = (a/a1).100% (a/a).100%
(4 - 2)
vd : đo dòng điện bằng ampe - mét, thấy chỉ i1 = 30 a. kiểm tra bằng dụng cụ
mẫu thấy giá trị thực của dòng điện i = 29a. tính sai số tuyệt đối của phép đo.
giải
ta có sai số tuyệt đối của phép đo là
i = i1 - i2 = 30 - 29 = 1 (a)
sai số tương đối của phép đo là
I
i = .100% = (1/30).100% = 3,33%
I1
ta nhận thấy vì a1 và a phụ thuộc vào từng phép đo cụ thể nên sai số tương
đối tính theo (4 - 2) không thể hiện đặc trưng được độ chính xác của dụng cụ đo,
người ta phải dùng một loại sai số khác gọi là sai số qui đổi. Mỗi dụng cụ đo có
một giới hạn lớn nhất mà nó có thể đo được gọi là giới hạn đo (trên) hay cỡ đo
của dụng cụ đo. tỉ số giữa sai số tuyệt đối với cỡ đo của dụng cụ đo gọi là sai số
qui đổi cuar phép đo ứng với dụng cụ đo đã sử dụng.
A
Adm
qđ =
100%
(4-3)
trong đó : qđ - là sai số quy đổi.
ađm - là cỡ đo của dụng cụ đo
- Nguyên lý làm việc và cấu tạo của các dụng cụ đo lường điện
C¬ cÊu ®o tõ ®iÖn
a. Cấu tạo:
cơ cấu chỉ thị từ điện gồm có hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động
Cơ cấu chỉ thị từ điện
- phần tĩnh của cơ cấu đo kiểu từ điện gồm có: nam châm vĩnh cửu 1,
mạch từ 2, cực từ 3 và lõi sắt 4 tổng hợp lại hình thành mạch từ kín. giữa cực từ
3 và lõi 4 có khe hở không khí.
- phần động của cơ cấu đo kiểu từ điện gồm có: khung dây 5 được quấn
bằng dây đồng có đường kính 0,03 0,07 mm. khung dây được gắn vào trục
(hoặc dây căng, dây treo), quay và di chuyển trong khe hở không khí giữa cục từ
3 và lõi 4.
- nam châm được chế tạo bằng các hợp kim vonfram, hợp kim crom.v.v...
có trị số từ cảm từ 0,1 0,12 tesla và từ 0,2 0,3 tesla.
b. Nguyên lý làm việc:
khi có dòng điện chạy qua khung dây, dưới tác động của từ trường nam
châm vĩnh cửu, khung dây lệch khỏi vị trí ban đầu một góc . từ đó đẻ xác định
được các thông số cần đo ta phải tìm được giá trị mômen quay mà nó sinh ra.
mômen quay được tính theo biểu thức.
dWe
mq =
(4 - 4)
d
we - năng lượng điện từ tỷ lệ với độ lớn của từ thông trong khe hở không
khí và dòng điện chạy trong khung dây.
we = .i
= b.s.n.
(4 - 5)
(4 - 6)
mà ta có
trong đó:
b - độ từ cảm của nam châm vĩnh cửu.
s - tiết diện khung dây.
n - số vòng của khung.
- góc lệch của khung khỏi vị trí ban đầu.
thay (4 - 5) vào (4 - 4) ta có:
d(I)
d
d(BSWI)
d
mq =
=
= bs.n.i
(4 - 7)
do b, s, n, d là hằng số nên góc lệch tỷ lệ bậc nhất với dòng điện i. từ
biểu thức ta thấy cơ cấu từ điện chỉ có thể đo được dòng điện một chiều, thang
1
đo đều nhau, độ nhạy si =
là một hằng số không đổi.
BWS
D
d: là khoảng cách giữa 2 cạnh khung dây
c. Đặc điểm của cơ cấu kiểu từ điện
Cơ cấu đo kiểu từ điện có một số ưu điểm so với các loại khác như: từ
trường của cơ cấu mạnh nên ít chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài: tổn thất điện
năng trong cơ cấu ít nên độ chính xác cao (0,05). Độ nhạy lớn nên có thể chế tạo
các điện kế, đo dòng điện 1 chiều rất nhỏ (từ 16-12 đến 10-14); góc quay (tỷ lệ bậc
nhất với dòng điện nên tháng chia đều.
Nhược điểm: khả năng quá tải kém (vì tiết diện của phần dây động rất
nhỏ), việc chế tạo khó và giá thành đắt. Mômen quay tỷ lệ bậc nhất với dòng
điện nên chỉ đo được các đại lượng điện một chiều. Cơ cấu đo kiểu từ điện
thường dùng trong các dụng cụ đo như: điện kế, moniampe mét, ampemet, vôn
mét, avômét (vạn năng kế).
CƠ CẤU ĐIỆN TỪ
a. Cấu tạo:
hình a
hình b
Cơ cấu chỉ thị điện từ cuộn dây dẹt (a) và cuộn dây tròn (b).
Cơ cấu chỉ thị điện từ được phân thành 2 loại: cuộn dây dẹt và cuộn dây tròn.
Cuộn dây dẹt phân tĩnh là một cuộn dây phẳng 1, bên trong có khe hở
không khí. Phần động là lõi thép 2 được gắn trên trục 5, lõi thép có thể quay tự
do trong khe hở không khí.
Cuộn dây tròn phần tĩnh là cuộn dây có mạch từ khép kín 1, bên trong bố
trí tấm kim loại cố định 2, tấm đồng 3 gắn với trục quay.
b. nguyên lý làm việc
Đối với cuộn dây dẹt: khi có dòng điện chạy trong cuộn dây, cuộn dây sẽ
tạo thành một nam châm điện hút lõi 2 vào khe hở không khí tạo thành mômen
quay (mq).
Đối với cuộn dây tròn: khi có dòng điện chạy trong cuộn dây sẽ xuất
hiện từ trường và từ hoá các tấm kim loại tĩnh và động để tạo thành nam
châm. Giữa các tấm kim loại hình thành lực đẩy lẫn nhau và xuất hiện
mômen quay (mq).
d(I)
d
ta có:
mq =
( 4 - 8)
LI 2
we =
(4 - 9)
2
trong đó:
l - điện cảm cuộn dây.
i - dòng điện chạy trong cuộn dây.
khi ở vị trí cân bằng: mq = mc
1
dL
I 2
ta có:
= d
(4 - 10)
2
d
ta có rút từ biểu thức (4 - 10) từ đó nhận thấy góc của cơ cấu không phụ
thuộc vào chiều dòng điện nên có thể đo được dòng điện một chiều và xoay chiều.
c. Đặc điểm của cơ cấu đo kiểu điện tử
Ưu điểm của cơ cấu đo kiểu điện từ là cấu tạo rất đơn giản, cuôn dây tĩnh
nên chắc chắn, có thể quấn dây cỡ to hay cỡ nhỏ tuỳ ý, nhờ đó khả năng quá tải lớn,
chế tạo cỡ đo lớn mà không cần thiết bị phụ như sum (sum điện trở phụ). khi đó
dòng điện xoay chiều, mômen quay không đổi chiều vì khi cuộn dây bị từ hoá, lực
hút lõi thép luôn luôn hướng vào lòng cuộn dây là lơi có năng lượng từ trương lớn
nhất, nên cơ cấu này đo được dòng điện xoay chiều.
Nhược điểm của cơ cấu đo kiểu điện từ là từ trường ngoài gây ra sai số,
lại có tổn hao dòng phucô và sai số từ trễ, nên độ chính xác thấp, mặt số của cơ
cấu này không đều.
Cơ cấu chỉ thị điện từ được dùng rộng rãi làm dụng cụ đo dòng điện và
điện áp xoay chiều chủ yếu dùng ttrong sản xuất và trong thí nghiệm. Nó còn
được dùng để chế tạo vônmét, ampemet trong mạch điện xoay chiều tần số công
nghiệp với độ chính xác cấp 1 2.
CƠ CẤU ĐO ĐIỆN ĐỘNG
a. Cấu tạo
Cơ cấu chỉ thị điện động gồm có cuộn dây phần tĩnh 1 được chia thành hai
phần nối tiếp nhau để tạo ra từ trường đều khi có dòng điện chạy qua. Phần động
là khung dây 2 đặt trong cuộn dây tĩnh và gắn trên trục quay. Hình dạng cuộn
dây có thể tròn hoặc vuông. Cả phần động và phần tĩnh bọc kín bằng màn chắn
từ để tránh ảnh hưởng của từ trường ngoài đên sự làm việc của cơ cấu chỉ thị.
b. nguyên lý làm việc
Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây tĩnh, trong cuộn dây xuất hiện từ
trường. Từ trường tác động lên dòng điện chạy trong khung dây và tạo nên
mômen quay làm phần động quay một góc .
Cơ cấu chỉ thị điện động
d(I)
mq =
d
nếu dòng điện đi vào các cuộn dây là dòng một chiều i1 và i2 thì
1
1
L1I12 L2 I22 M12 I1I2
we =
(4- 11)
2
2
trong đó:
l1, l2 - điện cảm của cuộn dây tĩnh và động.
m12 - hỗ cảm giữa hai cuộn dây.
i1, i2 - dòng điện một chiều chạy trong cuộn dây tĩnh và động.
do l1 và l2 không thay đổi khi khung dây quay trong cuộn dây tĩnh do đó
đạo hàm của chúng theo góc bằng không và ta có;
dWe dM12
mq =
khi ở vị trí cân bằng: mq = mc
I1I2
I1I2
(4 - 12)
d
d
dM12
= d
d
dM12
1
ta có:
= I1I2
d D
khi cuộn dây tĩnh và cuộn động mắc nối tiếp nhau ta có i1 =i2 = i.
dM12
1
= I 2
(4 - 13)
d D
với i1 và i2 là dòng xoay chiều ta có mômen quay túc thời ta có mômen
quay sau :
1 T
mqtbdt
mqtb =
( 4 - 14 )
T
0
ta thấy rằng nếu i1 = i1msint còn i2 = i2msin(t - ) ta thay hai biểu thức
cường độ dòng điện xoay chiều vào biểu thức (4 - 14) ta có:
1 T
dM
I1m I2m sint.sin(t -)
12 dt
mqtb =
T
d
0
rút gọn ta có:
dM12
mqtb =
I1I2 cos
(4 -15)
d
trong đó:
- là góc lệch giữa hai cường độ dòng điện i1 và i2.
từ công thức (4 - 15) ta có thể tính được mômen quay của thiết bị khi biết
được hai dòng điện i1 và i2.
ta xét ở điều kiện cân bằng khi:
mq = mc thì lúc đó giá trị của góc lệch là:
dM12
1
= I1I2
cos
(4 - 16)
d D
c. đặc điểm của cơ cấu đo kiểu điện động
ưu điểm nổi bật của cơ cấu đo điên động là không có lõi thép nên độ
chính xác khá cao. nó đo được cả điện xoay chiều và một chiều, và dễ dàng chế
tạo thành các dụng cụ đo các đại lượng khác nhau (như ampe – mét, vôn- mét,
oát mét) nhờ có công thức góc quay tỷ lệ với tích hai dòng điện và cosin của góc
lệch pha giữa chúng.
nhược điểm chủ yếu của hệ thống này là từ trường ngoài làm giảm độ
chính xác, người ta phải giảm nhỏ trọng lượng phần động, giảm ma sát gối trục,
làm màn chắn từ hoặc chế tạo theo kiểu vô hướng nhằm chống ảnh hưởng của từ
trường ngoài.
C¬ cÊu ®o ®iÖn c¶m øng
a. Cấu tạo
Hình 4-4. Cơ cấu đo điện cảm ứng
Cơ cấu đo điện cảm ứng được chế tạo dựa trên cơ cấu chỉ thị cảm ứng.
Cờu tạo; gồm có hai phần, phần động và phần tĩnh.
- Phần động là một đĩa nhôm 3 được gắn trên trục quay.
- Phần tĩnh là 2 cuộn dây quận trên lõi thép 1 và 2. Khi có dòng điện đi
qua các cuộn dây tạo ra từ trường móc vòng qua lõi thép và phần động.
b. Nguyên lý làm việc
Khi có dòng điện I1 và I2 đi vào các cuộn dây phần tĩnh, chúng tạo ra từ
thông 1 và 2 , các từ thông này xuyên qua đĩa nhôm làm xuất hiện trong điã
nhôm các sức điện động tương ứng E1, E2 lệch pha với 1 và 2 một góc /2 và
các dòng điện xoáy I12, I22. Do sự tác động tương hỗ giữa từ thông 1, 2 và dòng
xoay chiều I12, I22 tao thành mômen làm quay đĩa nhôm.
Momen quay MP là tổng các mômen thành phần:
MP = C11I22sin + C22I12sin
(4-17)
Trong đó:
- Là góc lệch giữa 1 và 2.
C1, C2 - Là hệ số.
Nếu dòng điện tạo ra 1 và 2 là hình sin và đĩa có cấu tạo đồng nhất thì
dòng xoay chiều I12, I22 tỉ lệ với tần số f và từ thông sinh ra nó:
I12 = C3f1 và I22 = C4f2
(4- 18)
Trong đó:
f - Là tần số của dòng điện.
C3, C4 - Là hệ số.
Thay (4 - 18) vào (4 - 17) ta được:
Mq = Cf12sin
C = C2C3 + C1C4
(4 - 19)
Với
c. Đặc điểm cơ cấu đo kiểu điện động
Ưu điểm nổi bật của cơ cấu đo điên động là không có lõi thép nên độ
chính xác khá cao. Nó đo được cả điện xoay chiều và một chiều, và dễ dàng chế
tạo thành các dụng cụ đo các đại lượng khác nhau (như ampe – mét, vôn- mét,
oát mét) nhờ có công thức góc quay tỷ lệ với tích hai dòng điện và cosin của góc
lệch pha giữa chúng.
Nhược điểm chủ yếu của hệ thống này là từ trường ngoài làm giảm độ
chính xác, người ta phải giảm nhỏ trọng lượng phần động, giảm ma sát gối trục,
làm màn chắn từ hoặc chế tạo theo kiểu vô hướng nhằm chống ảnh hưởng của từ
trường ngoài.
A. ĐO DÒNG ĐIỆN
1. Phương pháp đo
Dụng cụ đo dòng điện đọc số thẳng là Ampe-mét. Ampe - mét mắc nối
tiếp trong mạch (Hình 4-5) để đo dòng điện I đi qua nó. Khi mắc Ampe-mét vào
mạch điện trở tương đương toàn mạch tăng lên một lượng bằng điện trở trong
của Ampe-mét ra và gây ra sai số. Để đảm bảo chính xác, điện trở Ampe-met
phải nhỏ.
Mặt khác khi đo Ampe -mét tiêu thụ một công suất Pa = I2.ra.
Để giảm nhỏ tổn hao thì nội trở Ampe-mét phải nhỏ, và giới hạn đo càng
lớn thì nội trở Ampe-mét phải càng nhỏ.
Ampe-met đơn giản nhất là một cơ cấu đo. Khi dòng điện cần đo vượt quá
giới hạn đo của cơ cấu người ta phải mở rộng cỡ đo cho Ampe-mét bằng điện
trở phân mạch còn gọi là sun.
Ic
r
a
r
c
c
r
S
Is
r
s
Hình a. Mắc Ampemét
Hình b. Sơ đồ mắc sun để
trong mạch mở rộng thang đo cho Ampemét
2. Mở rộng thang đo
Trên hình là sơ đồ một Ampe-mét có mắc sun để mơ rộng cỡ đo. Sun
được mắc song song với cơ cấu đo C, thường là cơ cấu từ điện. Dòng điện cần
đo I đi vào Ampe-mét phân làm hai thành phần: Is qua sun và Ic qua cơ cấu.
Ta biết dòng điện trong các nhánh song song tỷ lệ nghịch với điện trở của chúng:
Ta có tỷ lệ sau:
IS rC
IC rS
IS IC rC rS
Theo tính chất của tỷ lệ thức:
IC
rS
Biết: I = IS + IC
rC rS
I
nI
IC
rS
Trong đó: nI - được gọi là bội số sun, nó cho biết khi mắc sun thì cỡ đo
của Ampemét được mở rộng bao nhiêu lần so với chưa mắc sun.
Sun được chế tạo thành loại một cỡ và nhiều cỡ (ứng với Ampe-mét có
nhiều cỡ đo), và có thể đặt trong Ampe-mét, gọi là sun trong, hoặc thành một bộ
phận đi kèm với Ampe-mét, gọi là sun ngoài. Sun ngoài có 4 cực đầu dây: 2 cực
nhỏ gọi là cực điện áp để đấu với Ampe-mét, hai cực to gọi là cực dòng điện để
đấu với mạch cần đo dòng điện. Khi sử dụng cần đặc biệt chú ý đấu đúng các
cực để tránh sai số và làm hỏng cơ cấu đo.
3. Ampe kìm
a, Công dụng
Ampe kìm được sử dụng để đo dòng điện gián tiếp trong mạch điện xoay
chiều mà không cần mắc thiết bị đo nối tiếp với phụ tải tiêu thụ điện.
b, Nguyên lý cấu tạo
Ampe kìm có những bộ phận cơ bản như sau
Hình dạng bên ngoài của Ampe kìm
- Vỏ thiết bị, thường bằng vật liệu cách điện, không thấm nước, bền chắc,
bảo vệ các linh kiện bên trong thiết bị
- Mặt đồng hồ: + Nếu là màn hình tinh thể lỏng thì giá trị đo được hiển thị
bằng số.
+ Nếu là mặt số thì có các thang đo: Dòng điện xoay chiều
(A), điện áp xoay chiều(VAC), điện áp một chiều (VDC), điện trở( ).
- Núm xoay điều chỉnh chế độ đo gồm: Đo dòng điện, Đo điện áp, Đo
điện trở. Đồng hồ Ampe kìm thường có nhiều chế độ đo. Ở mỗi chế độ đo sẽ có
các thang đo ứng với các khoảng giá trị đo khác nhau để tăng độ chính xác của
phép đo.
- Các Jăc cắm que đo gồm có: Jăc chung (C), Jăc đo điện áp (V), Jăc đo
điện trở ().
- Khung từ tĩnh và khung từ động có thể đóng mở để đóng hay ngắt mạch từ.
c, Nguyên lý làm việc
u c r
Khung tõ tÜnh
§iÖn kÕ
Cuén d©y
Phô t¶i
Bé xö lý
tÝn hiÖu
Khung tõ ®éng
-
+
Sơ đồ mạch điện Ampe kìm
- Khi đo dòng điện: Do đặc điểm cấu tạo, khi khung từ động đã khép kín
mạch từ, có dòng điện I1 chạy qua dây dẫn nguồn của thiết bị tiêu thụ điện
(cuộn sơ cấp). Theo nguyên lý làm việc của máy biến áp thì trong cuộn dây thứ
cấp sẽ sinh ra một suất điện động cảm ứng có dòng điện thứ cấp I2. Giá trị của
dòng điện I2 phụ thuộc vào độ lớn của dòng điện I1 và tỷ số giữa vòng dây sơ cấp
W1 và vòng dây W2. Với giá trị W1 luôn luôn bằng 1, nên ta có biểu thức:
I1
W2
I2
Như vậy giá trị W2 chính là tỷ số biến dòng mà dựa vào đó người ta sẽ
thiết kế các loại đồng hồ có các dải đo dòng điện khác nhau. Dòng điện thứ cấp
sau khi qua bộ xử lý và khuếch đại, sẽ được đưa đến bộ hiển thị.
- Khi đo điện áp: Điện áp cần đo sẽ được đưa trực tiếp vào thiết bị qua các
đầu đo, sau khi qua bộ xử lý và khuếch đại, giá trị điện áp đo được sẽ được
chuyển thành các tín hiệu phù hợp để đưa tới bộ hiển thị
- Khi đo điện trở: Giá trị điện trở cần đo được xác định gián tiếp bởi dòng
điện đi qua nó, dòng điện này được đưa vào thiết bị qua các đầu đo, rồi qua bộ
xử lý và khuếch đại sẽ được đưa đến bộ hiển thị
d, Sử dụng Ampe kìm
- Khi đo dòng điện:
* Chỉnh kim đồng hồ về giá trị 0 bằng vít chỉnh
* Lựu chọn thang đo phù hợp với dòng điện qua phụ tải (giá trị này
thường được xác định dựa theo công suất của thiết bị tiêu thụ điện). Trường hợp
khó xác định giá trị dòng điện cần đo thì nên để núm điều chỉnh ở thang đo lớn
nhất để tránh làm hư hại đồng hồ. Sau đó chuyển dần thang đo về giá trị thấp
hơn để được kết quả đo chính xác.
* Sau khi đã chọn được thang đo, mở khung từ động và nhẹ nhàng lồng
khung từ qua dây dẫn đang có dòng điện cần đo, khép khung từ lại để dây dẫn
nằm gọn trong mạch từ và đọc số chỉ trên đồng hồ. Chú ý chỉ kẹp riêng một pha
của mạch điện và khung từ động phải khép sát hoàn toàn với nhau thì giá trị đo
được mới đảm bảo độ chính xác.
- Khi đo điện áp:
* Xác định điện áp cần đo là điện áp xoay chiều (AC) hay một chiều (DC)
* Đặt thang đo phù hợp với giá trị điện áp cần đo, thường thang đo điện
áp có các dải từ 0 đến 150V, 300V và 600V
* Cắm que đo vào vị trí đo điện áp, đầu C và V
* Đặt hai đầu que đo vào hai điểm cần đo điện áp (nếu đo điện áp một
chiều cần chú ý tới cực của que đo), sau đó đọc số chỉ trên đồng hồ.
* Không thay đổi thang đo khi hai đầu que đo đang có điện áp, sẽ có khả
năng làm hư hại các chi tiết trong đồng hồ
- Khi đo điện trở:
* Xoay núm điều chỉnh về thang đo điện trở, nếu giá trị điện trở cần đo
nhỏ đặt ở thang X1, nếu giá trị cần đo lớn hơn đặt ở thang X10, X100, X1K
* Cắm que đo vào vị trí đo điện trở, đầu C và
* Chập hai que đo dùng núm điều chỉnh, chỉnh cho kim đồng hồ về vị trí "0".
* Đặt hai đầu que đo vào hai đầu điện trở cần đo, sau đó đọc trị số trên đồng hồ
e, Bảo quản Ampe kìm
* Khi sử dụng xong nên tháo các que đo ra khỏi đồng hồ, núm điều chỉnh
chế độ đo nên đặt ở vị trí cao nhất của thang đo điện áp hoặc vị trí OFF. Khi
không sử dụng thiết bị lâu nên tháo pin ra khỏi đồng hồ
* Bảo quản đồng hồ ở nơi khô ráo, tránh nhiệt độ cao, ánh nắng trực tiếp
và không có bụi bẩn, các loại khí ăn mòn
B. ĐO ĐIỆN ÁP
1. Phương pháp đo
Dùng phương pháp so sánh: Là phương pháp đo có độ chính xác cao, trong đó
điện áp cần đo được so sánh với điện áp rơi trên điện trở mẫu (Còn gọi là phương
pháp bù). Điện áp Uk (Điện áp mẫu) cố độ chính xác cao được tạo bởi dòng điện I
(Dòng điện ổn định) qua điện trở mẫu Rk: Uk = Ik.Chỉ thị không là dụng cụ phát hiện
sự chênh lệch điện áp U = U - U (Có độ nhạy cao). Khi U khác không điều
x
k
chỉnh con chạy D của điện trở mẫu Rk sao cho Ux= Uk tức là U = 0. Trên điện trở
mẫu Rk người ta khắc độ điện áp giá trị cần đo.
Các dụng cụ đo điện áp bằng phương pháp so sánh gọi là điện thế kế.
Có nhiều loại điện thế kế nhưng trong thực tế người ta thường dùng điện thế
kế một chiều, tự động cân bằng để đo sức điện động của các cặp nhiệt điện
đo nhiệt độ.
Mạch chính của điện thế kế là mạch càu gồm có Rp là biến trở, RN là điện
trở mẫu có đọ chính xác cao và các điện trở R1, R2, R3. Mạch cầu được cung cấp
bằng nguồn U0 và điều chỉnh dòng làm việc qua điện trở điều chỉnh Rđ/c. Ngoài
ra mạch còn có bộ điều chế thực hiện biến điện áp một chiều ở đầu ra của cầu
(U) thành điện áp xoay chiều. Động cơ thuận nghịch hai chiều để kéo con chạy
Rp. Trước khi đo khoá k được đặt ở vị trí kiểm tra (KT). Khi đo dòng điện I2
chạy qua điện trở mẫu RN và điện áp ra.
U = EN - I2, RN thông qua bộ điều chế và đưa đến khuếch đại xoay chiều
cung cấp cho động cơ thuận nghịch. Động cơ này quay và kéo con chạy của điện
trở điều chỉnh (Rđ/c) làm thay đổi dòng điện I2 cho đến khi U = 0. Mặt khác
động cơ điện cũng kéo theo con chạy của Rp để đưa con chạy và kim chỉ trên
thang đo về vị trí cân bằng ban đầu.
Khi khoá K đặt về vị trí ĐO. Do đó điện áp ra:
U = EX - UK mà Uk = I1(R1 + RP1) - I2R2 (Uk - điện áp mẫu)
Nếu EX > Uk, U > 0; điện áp U được đưa đến động cơ thuận nghịch để
kéo con chạy RP và tăng điện áp Uk lên cho đến U = EX - UK = 0 (trưòng hợp
UK > UX động cơ sẽ quay ngược lại). Vị trí của con chạy và kim chỉ xác định giá
trị của điện áp đo EX.
Việc điều chỉnh dòng làm việc chỉ thực hiện một lần và không thay đổi trong
suốt quá trình làm việc. Ưu điểm của dụng cụ này là thực hiện tự động quá trình đo
và tự ghi, do đó có thể theo dõi và ghi lại kết quả đo trong một thời gian dài.
2. Mở rộng thang đo
Giới hạn đo của thiết bị đo nhỏ, chính vì thế mà để đo được điện áp lớn
người ta phải mở rộng thang đo cho Vônmét bằng điện trở nối tiếp gọi là điện
trở phụ.
u
p
r
p
u
r
c
u
C
c
Sơ đồ mắc điện trở phụ để mở rộng dới hạn đo cho V - mét
Điện áp sẽ phân bố trên các điện trở nối tiếp thì tỉ lệ giữa các điện trở đó như sau.
rp
UP
UC rC
Theo tính chất của tỷ lệ thức
rp rC
UP UC
UC
rC
- Biết UP + UC = U, ta có:
rp r
rP
1 nU
rC
U
UC
rC
Trong đó: nU - là bội số điện trở phụ, nó cho biết cỡ đo của V - mét được
mở rộng bao nhiêu là so với khi chưa mắc điện trở phụ.
C. ĐO ĐIỆN TRỞ
1. Đo điện trở bằng ômmét có trị số không phu thuộc vào điện áp nguồn.
a. Đo điện trở bằng vônmét và ampemét
Đo điện trở bằng vôn mét và Ampe mét
U
Ở sơ đồ a,b là sơ đồ đo điện trở R dựa trên định luật Ôm R =
I
Tải về để xem bản đầy đủ
193 trang
05/05/2022
5400
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Hệ thống điều hòa cục bộ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_he_thong_dieu_hoa_cuc_bo.pdf
