Nghiên Cứu Mạch Bảo Vệ Thấp Áp Cho IC Điều Khiển Động Cơ | Môn Đồ án điện tử cơ bản - Đại Học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên

lOMoAR cPSD| 23136115
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
--------------------------------------- ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ
NGÀNH ĐIỆN LẠNH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN LẠNH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu, mô phỏng mạch bảo vệ thấp áp cho IC điều khiển
động cơ biến tần trong điều hòa không khí
Người hướng dẫn: Thạc sĩ Nguyễn Thị Nhung
Sinh viên: Đào Minh Huân
Mã số SV: 11820033
Hưng Yên – Năm 2023 lOMoAR cPSD| 23136115 Mục lục
MỞ ĐẦU..................................................................................................................4
1. LÝ DO CHỌN ĐỒ ÁN.......................................................................................4
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN...................................................................................4
3. GIỚI HẠN VÀ PHẠM VI CỦA ĐỒ ÁN...........................................................4
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI................................4
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠCH BẢO VỆ ............................................... 5
1.1 Khái niệm về mạch bảo vệ ............................................................................. 5
1.2 Các mạch bảo vệ trong điều hòa không khí ................................................. 6
1.2.1 Mạch bảo vệ quá dòng ......................................................................... 6
1.2.2 Mạch bảo vệ quá áp ............................................................................. 7
1.2.3 Mạch bảo vệ quá nhiệt ......................................................................... 7
1.2.4 Mạch bảo vệ thấp áp ............................................................................ 7
1.2.5 Mạch bảo vệ mất pha ........................................................................... 8
1.3 Giới thiệu về mạch bảo vệ thấp áp ............................................................... 8
1.3.1 Nguyên lý hoạt động của mạch bảo vệ thấp áp ................................. 8
1.3.2 Chức năng của mạch bảo vệ thấp áp ................................................. 9
CHƯƠNG II: CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH BẢO VỆ THẤP
ÁP............................................................................................................................... 9
2.1 Điện trở ........................................................................................................... 9
2.2 Tụ điện ........................................................................................................... 13
2.3 Cuộn cảm ...................................................................................................... 16
2.4 Biến áp ........................................................................................................... 17
2.5 Cầu chì ........................................................................................................... 20
2.6 Diode .............................................................................................................. 22
2.7 Transistor ...................................................................................................... 25
2.8 MOSFET ....................................................................................................... 26
2.9 Photo quang .................................................................................................. 28
CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG MẠCH BẢO VỆ QUÁ ÁP CHO IC ĐIỀU
KHIỂN ĐỘNG CƠ BIẾN TẦN BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS .................... 32 lOMoAR cPSD| 23136115
3.1 Giới thiệu chung về phần mềm proteus ..................................................... 32
3.1.1 Phần mềm Proteus ............................................................................. 32
3.1.2 Cách tạo một bản vẽ mới ................................................................... 33
3.1.3 Ưu điểm và nhược điểm .................................................................... 35
3.2 Mô phỏng mạch bảo vệ quá áp bằng phần mềm protesus ....................... 36
3.2.1 Khối nguồn ......................................................................................... 36
3.2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ thấp áp .............................................. 37
3.2.3 Tính toán cầu phân áp ....................................................................... 37
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................40 lOMoAR cPSD| 23136115 Mở đầu
1. Lý do chọn đồ án
Nền công nghiệp sản xuất mạch điện tử đang phát triển nhanh chóng, với sự gia
tăng nhanh chóng của các thiết bị điện tử thông minh. Các công ty sản xuất mạch
điện tử đang tìm cách cải tiến quy trình sản xuất và tăng cường khả năng sản xuất
để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường. Trong nền công nghiệp sản
xuất điều hòa cũng vậy, các công ty sản xuất điều hòa đang ngày một cải tiến công
nghệ để đưa ra những sản phẩm tốt nhất của mình. Những chiếc điều hòa được sản
xuất ra không chỉ đáp ứng được những nhu cầu cơ bản về làm mát và lọc không
khí mà còn phải đảm bảo yêu cầu về an toàn kỹ thuật. Chính vì thế trong những
chiếc mạch điều khiển điều hòa phải tích hợp những mạch bảo vệ cơ bản để khi
có sự cố sảy ra yếu tố an toàn được đặt lên hàng đầu.
Xuất phát từ những lý do trên em xin nhận đề tài “ Nghiên cứu, mô phỏng mạch
bảo vệ thấp áp cho IC điều khiển động cơ biến tần trong điều hòa không khí’’.
2. Mục tiêu của đồ án
Đề tài: “ Nghiên cứu, mô phỏng mạch bảo vệ thấp áp cho IC điều khiển động cơ
biến tần trong điều hòa không khí’’ được thực hiện nhằm mục đích:
• Tìm hiểu chung về các mạch bảo vệ cho IC điều khiển nhằm cung cấp kiến
thức cơ bản về hệ thống mạch bảo vệ trên điều hoà cho người học
• Mô phỏng được nguyên lý hoạt động của mạch bảo vệ quá áp bằng các phần mềm ứng dụng
3. Giới hạn và phạm vi của đồ án
Đối tượng nghiên cứu: Mạch điều khiển trên điều hòa không khí
Phạm vi nghiên cứu: Mạch điều khiển trên điều hòa không khí
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Cung cấp kiến thức cơ bản về các mạch bảo vệ trên điều hòa không khí nhằm xây
dựng kiến thức chuyên sâu cho người học.
Thực hiện việc mô phỏng mạch bảo vệ thấp áp cho IC điều khiển trên điều hòa không khí. lOMoAR cPSD| 23136115
Từ những vấn đề trên em đã được định hướng lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu, mô
phỏng mạch bảo vệ thấp áp cho IC điều khiển động cơ biến tần trong điều hòa
không khí’’. Nội dung của đề tài gồm:
Chương 1 : Tổng quan về mạch bảo vệ trên điều hòa không khí
Chương 2 : Các linh kiện sử dụng trong mạch bảo vệ thấp áp trên điều hòa không khí
Chương 3 : Mô phỏng mạch bảo vệ thấp áp cho ic điều khiển động cơ biến tần bằng phần mềm proteus
Nhận thấy đây là một đề tài nghiên cứu có tính thực tiễn cao. Vì vậy em xin nhận
đề tài này làm đề tài để tìm hiểu và nghiên cứu. Trong quá trình thực hiện đề tài này
dù gặp không ít những khó khăn nhưng được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của cô
Nguyễn Thị Nhung cùng các thầy cô trong khoa và các bạn học em đã từng bước
hoàn thiện đề tài của mình.
Mặc dù đã đi sâu tìm hiểu nhưng do trình độ nhận thức và kinh nghiệm thức tế
của bản thân còn nhiều hạn chế, những ý kiến đề xuất chủ yếu dựa vào lý thuyết được
học nên đề tài của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong tiếp tục nhận
được nhiều ý kiến đóng góp của các thầy giáo, cô giáo để em bổ sung và hoàn thiện
hơn nữa cho bài của mình.
Em xin chân thành cảm ơn !
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠCH BẢO VỆ 1.1
Khái niệm về mạch bảo vệ
Mạch bảo vệ là một hệ thống được thiết kế để bảo vệ các thiết bị điện và điện tử khỏi
các tác động bất thường hoặc nguy hiểm từ các nguồn điện khác nhau. Nó được thiết
kế để ngăn chặn các thiết bị điện bị hỏng hoặc bị phá hủy do các nguyên nhân như
quá tải, quá áp, quá nhiệt, ngắn mạch, quá điện áp, và các nguyên nhân khác. Mạch
bảo vệ thường được tích hợp trong các thiết bị điện tử và điện lực để đảm bảo an toàn
và tăng độ tin cậy cho hệ thống. lOMoAR cPSD| 23136115
Các loại mạch bảo vệ phổ biến bao gồm mạch bảo vệ quá dòng, mạch bảo vệ quá áp,
mạch bảo vệ quá nhiệt, mạch bảo vệ quá tải, mạch bảo vệ quá điện áp và mạch bảo
vệ ngắn mạch. Mỗi loại mạch bảo vệ có chức năng bảo vệ khác nhau và được sử dụng
trong các thiết bị điện tử và điện lực khác nhau.
Hình 1. 1 Hình ảnh về mạch bảo vệ 1.2
Các mạch bảo vệ trong điều hòa không khí
Trong hệ thống điều hoà không khí, các mạch bảo vệ thường được phân loại theo
các chức năng bảo vệ khác nhau. Dưới đây là một số loại mạch bảo vệ thường được
sử dụng trong điều hoà không khí:
1.2.1 Mạch bảo vệ quá dòng
Mạch bảo vệ quá dòng được chia thành 2 loại là mạch bảo vệ quá dòng trực tiếp
và mạch bảo vệ quá dòng gián tiếp
Khi dòng điện trong hệ thống điều hoà không khí vượt quá giới hạn an toàn, mạch
bảo vệ quá dòng sẽ ngắt kết nối điện và ngăn chặn dòng điện tiếp tục chảy qua thiết
bị. Điều này giúp bảo vệ các thiết bị điện khác trong hệ thống và đảm bảo an toàn cho
người sử dụng. Mạch bảo vệ quá dòng trong điều hoà không khí thường được tích
hợp trong bảng điều khiển của máy điều hòa không khí và được kết nối với các thiết
bị điện khác trong hệ thống. Nó là một phần quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động
ổn định và an toàn của máy điều hòa không khí. lOMoAR cPSD| 23136115
1.2.2 Mạch bảo vệ quá áp
Mạch này được sử dụng để ngăn chặn các thiết bị điện trong hệ thống điều hoà
không khí bị hỏng do quá áp điện.
Mạch bảo vệ quá điện áp trên điều hoà là một phần của hệ thống bảo vệ của thiết
bị. Nó được thiết kế để ngăn chặn các điện áp quá cao từ nguồn điện vào thiết bị, giúp
bảo vệ các linh kiện bên trong khỏi bị hư hỏng hoặc cháy nổ. Khi mạch bảo vệ quá
điện áp phát hiện một điện áp quá cao, nó sẽ ngắt nguồn điện đến thiết bị để ngăn
chặn các thiệt hại có thể xảy ra.
1.2.3 Mạch bảo vệ quá nhiệt
Mạch này được sử dụng để ngăn chặn các thiết bị điện trong hệ thống điều hoà
không khí bị hỏng do quá nhiệt. Mạch bảo vệ quá nhiệt là một phần của hệ thống bảo
vệ của các thiết bị điện tử. Nó được thiết kế để ngăn chặn các nhiệt độ quá cao từ các
linh kiện bên trong thiết bị, giúp bảo vệ chúng khỏi bị hư hỏng hoặc cháy nổ. Khi
mạch bảo vệ quá nhiệt phát hiện một nhiệt độ quá cao, nó sẽ ngắt nguồn điện đến
thiết bị để ngăn chặn các thiệt hại có thể xảy ra..
1.2.4 Mạch bảo vệ thấp áp
Trong hệ thống điều hòa không khí, mạch bảo vệ điện áp thấp được sử dụng để
bảo vệ máy nén và các thiết bị khác khỏi tác động của điện áp quá thấp. Khi điện áp
vào hệ thống giảm xuống mức dưới ngưỡng cho phép, mạch bảo vệ sẽ hoạt động để
ngăn chặn hoặc giải quyết vấn đề.
Mạch bảo vệ điện áp thấp trong hệ thống điều hòa có thể bao gồm các cảm biến
điện áp và relay điện áp thấp. Cảm biến điện áp được sử dụng để giám sát mức điện
áp và gửi tín hiệu đến bộ điều khiển. Khi điện áp xuống mức quá thấp, relay điện áp
thấp sẽ được kích hoạt để ngắt nguồn điện hoặc thực hiện các biện pháp bảo vệ khác như cảnh báo.
Mục đích của mạch bảo vệ điện áp thấp trong hệ thống điều hòa là đảm bảo rằng
máy nén và các thiết bị khác hoạt động trong khoảng điện áp an toàn. Nếu điện áp
quá thấp, máy nén có thể không hoạt động hiệu quả, gây ra sự gián đoạn trong khả
năng làm mát và làm tăng nguy cơ hư hỏng. Do đó, mạch bảo vệ điện áp thấp đóng lOMoAR cPSD| 23136115
vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định và độ tin cậy của hệ thống điều hòa không khí
1.2.5 Mạch bảo vệ mất pha
Mạch bảo vệ mất pha trong điều hòa là một tính năng quan trọng được tích hợp
vào hệ thống điều khiển của máy lạnh hoặc điều hòa không khí. Mục đích chính của
mạch này là bảo vệ máy và người dùng khỏi các tình huống nguy hiểm do mất pha xảy ra.
Khi xảy ra mất pha,mạch bảo vệ sẽ phát hiện điều này và thực hiện một số biện pháp bảo vệ như:
Tắt nguồn: Mạch bảo vệ có thể tự động ngắt nguồn điện để ngăn chặn việc vận
hành thiết bị khi không có đủ các pha cung cấp điện cần thiết.
Cảnh báo: Ngoài việc tắt nguồn, mạch bảo vệ cũng có thể cung cấp cảnh báo âm
thanh hoặc hiển thị thông báo trên màn hình để người dùng nhận biết mất pha.
Việc sử dụng mạch bảo vệ mất pha trong điều hòa rất quan trọng để đảm bảo an
toàn và duy trì vận hành ổn định của thiết bị 1.3
Giới thiệu về mạch bảo vệ thấp áp
1.3.1 Nguyên lý hoạt động của mạch bảo vệ thấp áp
Mạch bảo vệ thấp áp trong điều hòa không khí hoạt động giống như một cầu phân
áp, điện áp 300v DC được trích ra và đi qua các điện trở mắc nối tiếp nhau để hạ điện
áp xuống trong khoảng từ 2,5v cho đến 3,2v đề đi vào vi xử lý. Vi xử lý đọc tín hiệu
điện áp đầu vào nếu dưới 2,5v thì lúc này vi xử lý sẽ ngắt nguồn điện đến IC điều
khiển để đảm bảo an toàn cho hệ thống. Điều này được thực hiện thông qua việc sử
dụng các linh kiện điện tử như transistor, diode, tụ điện và các linh kiện khác.
Khi điện áp đầu vào vượt quá giới hạn cho phép, mạch bảo vệ sẽ kích hoạt một tín
hiệu điện tử để ngắt nguồn điện đến thiết bị. Tín hiệu này được truyền từ mạch bảo
vệ đến bộ điều khiển của thiết bị, và sau đó bộ điều khiển sẽ ngắt nguồn điện đến các
linh kiện bên trong thiết bị. lOMoAR cPSD| 23136115
1.3.2 Chức năng của mạch bảo vệ thấp áp
Mạch bảo vệ thấp áp có chức năng rất quan trọng trong hệ thống mạch của điều
hòa không khí. Mạch bảo vệ thấp áp được sử dụng để bảo vệ các thiết bị khỏi các tác
động của điện áp thấp. Khi điện áp đầu vào thấp dưới giới hạn cho phép, có thể gây
ra những hư hỏng không đáng có hoặc cháy nổ cho các linh kiện bên trong của điều
hòa. Điều này có thể gây ra nguy hiểm cho người sử dụng và làm giảm tuổi thọ của thiết bị.
CHƯƠNG II: CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG
MẠCH BẢO VỆ THẤP ÁP 2.1 Điện trở
Khái niệm: điện trở là linh kiện điện tử thụ động dùng để làm vật cản trở dòng
điện theo mong muốn người sử dụng, đôi khi người ta sử dụng điện trở để phân cấp
điện áp theo mỗi vị trí trong mạch điện. Điện trở có khả năng làm việc với cả tín hiệu
một chiều và xoay chiều.
Trong mạch thuần trở, điện trở có quan hệ với hiệu điện thế và dòng điện bởi biểu thức: U R= I
Trong đó: R là điện trở, đơn vị là Ôm (Ω);
U là hiệu điện thế hai đầu điện trở (V);
I là cường độ dòng điện chạy qua điện trở (A).
Khi có hai hay nhiều điện trở mắc nối tiếp nhau thì điện trở tổng các điện trở riêng rẽ: n
R=R1+R2+…+Rn=∑Ri i=1
Khi có hai hay nhiều điện trở mắc song song nhau thì điện trở tổng được tính như sau: n lOMoAR cPSD| 23136115 Rn i=1 Ri Ký hiệu:
Điện trở màng kim loại: chế tạo theo cách kết lắng màng Ni – Cr trên thân gốm
có sẻ rãnh xoắn được phủ lớp sơn bảo vệ.
Hình 2.2. Điện trở
Điện trở bề mặt: là loại điện trở được làm theo công nghệ dán bề mặt, tức là dán
trực tiếp lên bảng mạch in. Điện trở loại này có kích thước khá nhỏ chỉ khoảng 0,6mm x 0,3mm.
Giá trị danh định: được tính bằng Ôm (Ω), có thể dùng các đơn vị dẫn suất như KΩ, MΩ, GΩ.
Dung sai: là sai số không mong muốn, phát sinh trong quá trình chế tạo, dung
sai phụ thuộc vào công nghệ chế tạo. Trong dân dụng, học tập có các cấp dung sai là:
I=±5%, K=±10%,:M=±20%.
Đặc tính điện trở - nhiệt độ: độ biến thiên trị số của điện trở theo nhiệt độ. Cách đọc điện trở:
Điện trở có hình trụ tròn. Trên thân sơn các vòng màu, vòng thứ nhất gần sát
với đầu điện trở. Vòng cuối thể hiện sai số, thường là nhũ vàng (±5%) và nhũ bạc ( ±10%).
Bảng 2.1. Các giá trị điện áp lOMoAR cPSD| 23136115 Màu
Đen Nâ Đỏ Cam Vàng Lục Lam Tím Xám Trắng trên u thân R Giá trị 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 tương ứng Thứ tự vạch: - Vạch số 1: chỉ số thực thứ nhất
- Vạch số 2: chỉ số thực thứ hai
- Vạch số 3: chỉ các số 0 kèm theo
- Vạch số 4: chỉ sai số +
¿>R=4500Ω ±5%
Điện trở dán tiêu chuẩn được thể hiện bằng mã 3 chữ số. Hai số đầu tiên sẽ cho
biết giá trị thông dụng, và số thứ ba số mũ của mười, có ngh椃̀a là hai chữ số đầu tiên
sẽ nhân với số mũ của 10. Điện trở dưới 10Ω không có hệ số nhân, ký tự 'R' được sử
dụng để chỉ vị trí của dấu thập phân. lOMoAR cPSD| 23136115
Hình 2.3. Điện trở dán
Ví dụ mã gồm 3 chữ số: 220 = 22 x 10^0=22Ω 471 = 47 x 10^1=470Ω
102 = 10 x 10^2=1000Ω hoặc 1kΩ 3R3 = 3,3Ω
Mã 4 chữ số tương tự như mã ba chữ số trước đó, sự khác biệt duy nhất là ba
chữ số đầu tiên sẽ cho chúng ta biết giá trị của trở, và số thứ tư là số mũ của 10 hay
có thể hiểu có bao nhiêu số 0 để thêm phía sau 3 chữ số đầu tiên. Điện trở dưới 100Ω
được biểu thị thêm chữ 'R', cho biết vị trí của dấu thập phân.
Ví dụ mã gồm 4 chữ số: 4700 = 470 x 10^0= 470Ω
2001 = 200 x 10^1= 2000Ω hoặc 2kΩ lOMoAR cPSD| 23136115 2.2 Tụ điện
Hình 2.4. Nguyên lí tụ điện
Khái niệm: tụ thường đước cấu tạo từ hai bản cực làm bằng kim loại song song
với nhau. Ở giữa có một lớp cách điện là chất điện môi, chất điện môi của tụ là chất
nào thì tên của tụ được gọi theo chất đó.
Tính chất điện dung: là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực
của tụ điện, điện dung của tụ phụ thuộc vào diện tích của bản cực, vật liệu chất điện
môi và khoảng cách giữa hai bản cực theo công thức: S C=ξ× d
Trong đó: C là điện dung tụ điện, đơn vị Fara (F);
ξ: là hằng số điện môi của lớp cách điện; d:
là chiều dày của lớp cách điện;
S: là diện tích bản cực của tụ điện.
Tính chất cơ bản nhất của tụ là nạp và phóng điện.
Tụ điện được ký hiệu như sau:
Bảng 2.2. Một số ký hiệu của tụ điện lOMoAR cPSD| 23136115
Trong thực tế có những loại tụ phổ biến sau:
Tụ gốm: điện môi bằng gốm có kích thước nhỏ, dạng ống hoặc dạng đ椃̀a có
tráng kim loại lên bề mặt. Hình 2.5. Tụ gốm
Tụ mi ca: điện môi làm mica tráng bạc. Hình 2.6. Tụ mi ca
Tụ hóa: có cấu tạo là lá nhôm cùng bột dung dịch điện phân cuộn lại đặt trong vỏ nhôm. Hình 2.7. Tụ hoá
Quy tắc xác định giá trị tụ điện: lOMoAR cPSD| 23136115
Đối với tụ hóa: giá trụ của tụ ghi ngay trên thân của tụ, ta có thể dễ dàng đọc được trị số này.
Đối với một số loại tụ khác: vì lý do kích thước nhỏ nên khó ghi số cụ thể,
người ta ghi mã số trên thân tụ. Cách ghi như sau:
Như vậy, ta lấy hai chữ số có ngh椃̀a làm giá trị tụ, rồi thêm số số 0 đằng sau.
Cuối cùng, tra bảng để biết giá trị sai số của tụ điện.
Bảng 2.3. Bảng kí hiệu và giá trị sai số Mã Sai số C ±25% J ±5% K ±10% M ±50% N ±40% lOMoAR cPSD| 23136115 2.3 Cuộn cảm
Khái niệm: là phần tử dùng để tích trữ và biến đổi năng lượng điện thành từ
trường, cuộn cảm có tính chất ngăn cản dòng điện xoay chiều, còn với dòng một chiều
cuộn cảm được coi như là một dây dẫn.
Tính chất: hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ.
Trị số của cuộn cảm phụ thuộc vào dòng điện, số vòng dây và cấu tạo của cuộn cảm. Đơn vị đo: Henri (H)
Cuộn cảm được ký hiệu như sau:
Bảng 2.4. Ký hiệu của cuộn cảm Cuộn dây Cuộn dây Cuộn dây không có lõi có lõi Ferit có lõi sắt cứng
Phân loại theo vật liệu làm lõi, ta có
Cuộn cảm lõi không khí: được cuốn trên khung giấy hoặc nhựa, bên trong lõi là không khí.
Hình 2.8. Cuộn cảm lõi không khí
Cuộn cảm lõi Ferit: cũng được cuốn trên ống cách điện, bên trong lõi là thanh Ferit
có thể điều chỉnh được. lOMoAR cPSD| 23136115
Hình 2.9. Cuộn cảm lõi Ferit
Cuộn cảm lõi sắt từ: Được cuốn trên một khung giấy hoặc nhựa, bên trong lõi có độ từ tính cao.
Hình 2.10. Cuộn cảm lõi sắt từ
Điện cảm danh định: giá trị này được thiết kế cho từng loại.
Tần số làm việc: mỗi loại có giải tần làm việc nhất định.
Nhiệt độ làm việc cực đại: là nhiệt độ tối đa cho phép cuộn cảm không bị hủy.
Hệ số phẩm chất Q: phản ánh chất lượng của cuộn cảm.
Điện dung ký sinh: cuộn dây càng nhiều vòng, điện dung ký sinh càng nhiều.
Điện trở dây quấn: cuộn dây có điện trở càng nhỏ càng tốt.
Điện áp danh định: là điện áp mà khi mắc cuộn cảm vào mạch điện không bị phá hủy. 2.4 Biến áp
Biến áp là một thiết bị bao gồm từ hai cuộn dây trở lên được cuộn trong cùng
một lõi từ. Trong đó có một cuộn nối với đầu vào gọi là cuộn sơ cấp. Các cuộn dây lOMoAR cPSD| 23136115
khác nối với đầu ra gọi là cuộn thứ cấp. Biến áp dùng để biến đổi điện áp của dòng
xoay chiều, cách ly điện áp vào và điện áp ra.
Biến Áp, còn được gọi là máy biến áp hoặc máy biến đổi, là một thiết bị điện tử
được sử dụng để chuyển đổi điện áp giữa hai hoặc nhiều mạng lưới điện khác nhau.
Biến áp thường bao gồm hai cuộn dây dẫn được đặt cạnh nhau trên một lõi từ, và khi
dòng điện chảy qua một cuộn dây, nó tạo ra một từ trường xung quanh dây đó, và từ
đó tạo ra một áp điện trong cuộn dây kia.
Nâng cao hoặc giảm áp điện: Biến áp nâng cao hoặc giảm áp điện tùy thuộc vào
số lần cuộn dây cuối cùng có nhiều hoặc ít vòng so với cuộn dây đầu. Nếu cuộn dây
cuối cùng có nhiều vòng hơn, nó sẽ tạo ra một áp điện cao hơn và ngược lại.
Hình 2.11. Nguyên lý hoạt động của biến áp
Khi đưa cả 2 đâu cuộn sơ cấp vào một điện áp xoay chiều lập tức ta có dòng
điện chạy trong cuộn sơ cấp. Dòng sơ cấp này sẽ sinh ra từ trường biến thiên cảm ứng
sang cuộn thứ cấp và sinh ra điện áp cảm ứng trên đầu cuộn thứ cấp theo định luật cảm ứng điện từ. Các loại biến áp:
Biến áp xung, còn được gọi là biến áp chuyển đổi (flyback transformer) là một
loại biến áp thường được sử dụng trong các nguồn điện chuyển đổi (switching power
supplies) và các ứng dụng đổi nguồn (inverters). Biến áp này thường được thiết kế để
chuyển đổi điện áp và dòng điện từ một mức đầu vào sang một mức đầu ra khác nhau.
Các biến áp xung thường sử dụng nguyên tắc hoạt động của các linh kiện chuyển
đổi, như transistor hoặc MOSFET, để chuyển đổi nguồn điện liên tục (DC) thành các lOMoAR cPSD| 23136115
xung dao động. Các xung này sau đó được chuyển đổi lại thành nguồn điện xoay
chiều (AC) ở mức đầu ra mong muốn thông qua biến áp xung.
Biến áp xung có những đặc điểm nhất định, như khả năng chuyển đổi tần số và
điện áp, tính hiệu quả cao trong các ứng dụng chuyển đổi năng lượng, và khả năng
cách điện tốt. Điều này giúp chúng trở thành lựa chọn phổ biến trong các thiết bị điện
tử, nguồn điện chuyển đổi, và các hệ thống điện tử công suất như máy tính, đèn LED,
và các thiết bị điện tử khác.
- Biến áp nâng cao và biến áp giảm áp (Step-Up và Step-Down Transformers)
Biến áp nâng cao áp điện từ mức thấp lên mức cao hơn, trong khi biến áp giảm
áp làm ngược lại. Chúng thường được sử dụng để điều chỉnh áp điện đối với các thiết
bị hoặc hệ thống cụ thể.
Biến áp cách ly (Isolation Transformer):
Loại biến áp này được sử dụng để cách ly điện giữa hai mạng lưới hoặc để cách
ly nguồn và thiết bị để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị.
Hình 2.12. Biến áp xung
Biến áp tổng hợp (Autotransformer):
Biến áp tổng hợp có một cuộn dây chung cho cả cuộn đầu vào và đầu ra, và
chúng có thể nâng cao hoặc giảm áp điện, nhưng hiệu suất tổng hợp thường cao hơn
so với biến áp thông thường.
Biến áp phân phối (Distribution Transformer):
Loại biến áp này thường được sử dụng để cung cấp nguồn điện tới các hộ gia
đình và doanh nghiệp thông qua mạng lưới phân phối. lOMoAR cPSD| 23136115
Biến áp công nghiệp (Industrial Transformer):
Các biến áp công nghiệp được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của các
ngành công nghiệp, như công nghiệp sản xuất, khai thác mỏ, và năng lượng tái tạo.
Biến áp biển (Marine Transformer):
Các biến áp biển được sử dụng trên tàu và tàu thuyền để cung cấp nguồn điện
an toàn và ổn định trong môi trường biển kháng khó khăn.
Biến áp dầu (Oil-Immersed Transformer):
Các biến áp dầu có lõi và cuộn dây ngâm trong dầu cách điện để làm mát và
cách ly. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và lưới điện chính.
Mỗi loại biến áp có thiết kế và ứng dụng riêng biệt tùy thuộc vào nhu cầu cụ thể
của hệ thống điện hoặc ứng dụng.
Bảng 2.5. Các lõi biến áp Biến áp có lõi Biến áp có lõi Biến áp có lõi bằng thép lá bằng ferit bằng không khí 2.5 Cầu chì
Cầu chì là khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố ngắn mạch,
hạn chế tình trạng cháy, nổ. Cụ thể hơn, cầu chì là thiết bị dùng để bảo vệ đường dây
dẫn, thiết bị điện và mạch điện trong điều kiện mạch hoặc cường độ dòng điện quá tải.