CHẾ tạo HAI MODULE CHO bài THỰC HÀNH sử DỤNG ĐỘNG cơ bước điều KHIỂN CÁNH vẫy của máy đièu hòa KHÔNG KHÍ

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM

BỘ LAO ĐỘNG TB & XÃ
HỘI TRƯỜNG CĐN BÁCH

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
“CHẾ TẠO HAI MODULE CHO BÀI THỰC HÀNH SỬ DỤNG
ĐỘNG CƠ BƯỚC ĐIỀU KHIỂN CÁNH VẪY CỦA MÁY ĐIÈU HỊA
KHƠNG KHÍ’’
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Quang Tuyến
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Thành Cơng
: Nguyễn Quang Hưng
: Bùi Đăng Liên
Lớp
: KTML4 – K11
Nhóm

MSSV : CD 191538
: CD 191692
: CD 191729

: 16

Hà Nội - 2022

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1


Họ tên sinh viên:
Nguyễn Thành Công

MSSV: CD191538

Nguyễn Quang Hưng MSSV: CD191692
Bùi Đăng Liên

MSSV: CD191729

Khóa: 11 Khoa: Điện & BDCN Nghề: Kĩ thuật máy lạnh và điều hịa khơng khí
1. Tên đồ án:
Chế tạo hai module cho bài thực hành sử dụng động cơ bước điều khiển cánh
vẫy của máy điều hịa khơng khí.
2. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
 Tìm hiểu ngun lý cấu tạo và ngun lý hoạt động của điều hịa khơng khí
cục bộ.
 Tìm hiểu nguyên lý, cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của hệ thống cánh vẫy.
 Tìm hiểu nguyên lý hoạt động, cấu tạo và các phương pháp điều khiển động
cơ bước.
 Các phương pháp kiểm tra và cho động cơ cánh vẫy hoạt động không dùng
DRIVER.
 Chế tạo hai module cho bài thực hành sử dụng động cơ bước điều khiển cánh
vẫy của máy điều hịa khơng khí.
3. Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Quang Tuyến
4. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày 22 thánh 06 năm 2022

5. Ngày hoàn thành đồ án: Ngày 19 tháng 08 năm 2022
Ngày
Chủ nhiệm khoa

tháng

năm 2022

Giảng viên hướng dẫn

2


Lời mở đầu
Là một sinh viên ngành Kĩ thuật máy lạnh và điều hồ khơng khí của Trường Cao
Đẳng Nghề Bách Khoa Hà Nội luôn là niềm tự hào và là động lực cho chúng em cố
gắng học tập rèn luyện.Trải qua ba năm học tập dưới mái trường thân yêu, chúng em
cảm thấy vinh dự khi được là những sinh viên ưu tú được lựa chọn làm đồ án tốt
nghiệp. Cột mốc này chính là chìa khố dẫn tới thành cơng trong tương lai. Với mỗi
chúng em, nó cịn là một thành tựu, một món quà dành lại cho các bạn sinh viên
khoá sau cũng như các anh chị khoá trước đã từng làm cho chúng em.
Dưới sự dẫn dắt và chỉ bảo của Nhà trường, thầy cô, từ các môn cơ sở đến các
môn chuyên ngành, chúng em đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức bổ ích và vững
bước trưởng thành. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô những người
không quản ngại khó khăn dạy chỗ chúng em nên người. Cảm ơn các thầy cô trong
khoa Điện và bảo dưỡng công nghiệp đã cung cấp các kiến thức chuyên môn, tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành khoa học và đồ án tốt nghiệp này.
Đặc biệt, là giáo viên hướng dẫn, thầy Nguyễn Quang Tuyến, đã nhiệt tỉnh chỉ
dạy, đưa ra lời khuyên, bám sát, định hướng cho chúng em trong tồn bộ q trình
học tập cũng như q trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Tuy đã có nhiều cố gắng

trong quá trình thực hiện, nhưng do kiến thức cịn hạn chế, kinh nghiệm thực tế
chưa có nhiều nên khơng thể tránh khỏi những sai sót. Do vậy rất mong được sự
thơng cảm và đóng góp của các thầy cơ và tồn thể cácbạn sinh viên trong khoa.
XIN CHÂN THÀNH CẢM
ƠN!

3


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH KỸ THUẬT MÁY LẠNH
11.Tổng quan về lịch sử hình thành.
1.2.Tổng quan về ngành kĩ thuật máy lạnh ở Việt Nam.
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CƠ BẢN VỀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
1. Khái niệm.
2. Ngun lý hoạt động của điều hịa khơng khí.
3.Cấu tạo các bộ phận cơ bản của điều hịa khơng khí.
2.4.Cánh vẫy điều hồ khơng khí cục bộ.
CHƯƠNG 3: ĐỘNG CƠ BƯỚC
4. Khái niệm về động cơ bước.
5. Nguyên lý hoạt động của động cơ bước.
6. Cấu tạo cơ bản động cơ bước.
7. Phân loại động cơ bước.
8. Động cơ bước đơn cực 6 dây
9. Các chế độ bước của động cơ bước.
10. Ưu nhược điểm của động cơ bước.
11. Các ứng dụng của động cơ bước.
CHƯƠNG 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
12. Điều khiển động cơ bước tự động bằng Driver
A4988+Arduino.

13. Điều khiển động cơ bước thủ công bằng tay.
CHƯƠNG 5: KẾT CẤU MƠ HÌNH
5.1. Các module và cơng dụng.
5.1. Hình ảnh các module trên mơ hình.
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN CHUNG
14. Kết luận về motor cánh vẫy.
15. Kết luận chung.

1


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1: Sơ đồ hoạt động của điều hịa, máy lạnh ...................................................6
Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo của máy lạnh .....................................................................12
Hình 2.3: Động cơ bước sử dụng nguồn điện 1 chiều 12v .......................................14
Hình 3.1: Động cơ bước...........................................................................................16
Hình 3.2: Cấu tạo động cơ bước ..............................................................................17
Hình 3.3: Cấu tạo động cơ bước từ trở thay đổi ......................................................18
Hình 3.4: Minh hoạ động cơ bước từ trở .................................................................18
Hình 3.5: Động cơ bước nam châm vĩnh cửu ..........................................................20
Hình 3.6: Minh hoạ động cơ bước nam châm vĩnh cửu ..........................................20
Hình 3.7: Động cơ bước lai......................................................................................21
Hình 3.8: Động cơ bước lưỡng cực..........................................................................23
Hình 3.9: Hình ảnh động cơ bước đơn cực 6 dây và mô tả các cuộn dây ...............24
Hình 3.10: Xác định hai nhóm dây của động cơ bước đơn cực 6 dây .....................24
Hình 3.11: Xác định thứ tự dây................................................................................25
Hình 3.12: Chế độ bước đủ - full step......................................................................26
Hình 3.13: Chế độ bước ½ - half step ......................................................................26
Hình 3.14: Các ứng dụng của động cơ bước............................................................28
Hình 4.1: Động cơ bước 17......................................................................................29

Hình 4.2: Drive A4988 điều khiển động cơ bước....................................................29
Hình 4.3: Thơng số kỹ thuật A4988.........................................................................30
Hình 4.4: Sơ đồ nối dây A4988................................................................................31
Hình 4.5: Động cơ bước 17HS4401(12VDC) .........................................................33
Hình 4.6: Thơng số kỹ thuật động cơ bước 17HS4401 ...........................................34
Hình 4.7: Triết át đơn 100k .....................................................................................35
Hình 4.8: Sơ đồ điều khiển động cơ bước bằng Arduino và Drive A4988 .............36
Hình 4.9: Các chế độ điều khiển ..............................................................................36
Hình 4.10: MODULE nguồn AC 220V ...................................................................37
Hình 4.11: MODULE nguồn 12V DC .....................................................................38
Hình 4.12: MODULE DRIVER A4988 & ARDUINO ...........................................39
Hình 4.13: Động cơ bước sử dụng nguồn điện 1 chiều 12v chạy bằng nút ấn .......45
Hình 4.14: Sơ đồ đấu nối mạch điều khiển động cơ bước ......................................46
Hình 4.15: Sơ đồ điều khiển động cơ bước bằng nút nhấn......................................47

2


PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH KỸ THUẬT MÁY LẠNH.
1.1.Tổng quan về lịch sử hình thành.
Trên thực tế, thì con người đã cố gắng thay đổi thời tiết và tác động tới tự
nhiên từ rất xa xưa.Theo các tài liệu lịch sử, thì người Ai Cập là một trong những
dân tộc đầu tiên phát minh ra "điều hòa" so khai bằng cách treo lau sậy lên bệ cửa
sổ và phun nước vào đó. Gió nóng thổi tử ngồi vào sẽ làm phát tán sương và giúp
giảm nhiệt
Những người La Mã cổ đại cũng đã cho xây dựng hệ thống ống nước bao
quanh tưởng nhà nhằm hạ nhiệt cho những ngày khơ nóng. Trong khi đó, thì
người Ba Tư đã cho xây những bể chứa nước và tháp gió bên cạnh để làm mát
khơng khí.

Vào thời Hán ở Trung Quốc, thì người dân cũng đã phát minh ra những chiếc
quạt máy gỗ để tạo sức gió làm mát. Thậm chí, cho đến thời Đường Huyền Tơng
(712-762),nhà vua đã cho xây một tháp làm mát lắp trong cung diện, và bao gồm
những chiếc quạt gió chạy bằng sức nước.
Phải đến thế kỷ 17, chỉ khi hàng loạt những khám phá khoa học ra đời, thì
con người mới dần tìm ra cách tác động vào nhiệt độ môi trường nhằm để biến
mùa hè thành mùa đông. Khởi đầu là với nhà phát minh Cornelis Drebble (15721633), ông cũng đã phát minh ra mơ hình làm mát khơng khí bằng cách cho thêm
muối vào nước khi chúng bốc hơi.
Vào năm 1758, thì thống đốc bang Pennysylvania là Benjamin Franklin (17851788) cùng Giáo sư hóa học John Hadley (1731-1764) tại đại học Cambridge đã cho
thử nghiệm và khám phá ra nguyên lý giảm nhiệt từ sự bay hơi. Đây là một phát
minh rất quan trọng đặt nền móng cho máy điều hịa sau này.

3


Đến năm 1820, thì nhà hóa học người Anh hael Faraday (1791-1867) thực hiện
thành cơng thí nghiệm nén và hóa lỏng khí amoniac. Trong q trình thực nghiệm
đó, ơng đã nhận ra rằng amoniac lỏng bay hơi có thì thể làm lạnh khơng khí xung
quanh và đây cũng là một trong những tiền đề cho máy điều hòa nhiệt độ sau này.
Năm 1911, Carrier đã giới thiệu “công thức làm lạnh với tỷ lệ độ ẩm hợp lý” cho
hội kỹ sư cơ khí của Hoa Kỳ. Phương pháp làm lạnh này cũng được áp dụng cho tới
ngày nay.

1.2.Tổng quan về ngành kĩ thuật máy lạnh ở Việt Nam.
Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của việc trái
đất ấm dần lên và đi cùng với nó là thời tiết ngày càng oi bức. Đó là lý do tại sao
chúng ta cần một bầu khơng khí mát mẻ tại nơi làm việc cũng như ở gia đình là điều
cần thiết. Ngày này, hệ thống điện lạnh ngày càng phát triển và máy lạnh có mặt rất
phổ biến trong các trung tâm thương mại, văn phòng, trường học, nhà ở…

4


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CƠ BẢN VỀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ.
GIỚI THIỆU CƠ BẢN VỀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
1. Khái niệm.
Điều hịa khơng khí là thiết bị kiểm sốt nhiệt độ và độ ẩm trong khơng gian
kín. Ngồi ra điều hịa khơng khí cịn kiểm sốt áp lực đồng thời xử lý mức nhiệt độ
và độ ẩm của khơng khí trong phịng.
Điều hịa khơng khí cịn có nghĩa là điều tiết khơng khí xung quanh vị trí thiết
bị được lắp đặt. Điều tiết khơng khí cịn là một ngành khoa học nghiên cứu tạo ra
phương pháp bằng cách sử dụng cơng nghệ, thiết bị nhằm tạo ra và duy trì mơi
trường khơng khí phù hợp với nhu cầu của con người.
Ngun nhân hình thành điều hịa khơng khí là do thời tiết và khí hậu ngày
càng khắc nghiệt, trái đất đang dần nóng lên, gây nên nhiều hệ lụy ảnh hưởng tới sức
khỏe cũng như công việc hàng ngày của con người. Việc chế tạo ra thiết bị điều hịa
khơng khí là chế biến nhiệt độ theo ý thích của người sử dụng.
Điều hịa khơng khí ở đây bao gồm những tính năng: điều hịa nhiệt độ, độ ẩm,
lưu thơng tuần hồn khơng khí, lọc bụi và thành phần gây hại đến sức khỏe con
người.
2. Nguyên lý hoạt động của điều hịa khơng khí.
Điều hịa khơng khí hoạt động dựa vào bốn bộ phận chính đó là dàn nóng, dàn
lạnh, máy nén và ống mao.
 Nguyên lý hoạt động:
Hơi sinh ra từ dàn bay hơi với áp suất thấp, nhiệt độ thấp được máy nén hút về nén
lên áp suất cao và nhiệt độ cao, đẩy vào dàn ngưng tụ tại đây hơi hóa lỏng với áp
suất cao và nhiệt độ cao nhờ tỏa nhiệt ra môi trường nhờ quạt, và lỏng với áp suất
cao và nhiệt độ cao đi qua ống mao chuyển thành lỏng lạnh với áp suất thấp và nhiệt
độ thấp, đi thẳng vào dàn bay hơi thu nhiệt từ môi trường cần làm lạnh nhờ quạt,
lỏng hóa thành hơi với áp suất thấp và nhiệt độ thấp. Lại được máy nén hút về và

được nén lên hơi với áp suất cao và nhiệt độ cao và tiếp tục thực hiện như quá trình
trên, tạo thành 1 vịng tuần hồn khép kín.
5


Hình 2.1: Sơ đồ hoạt động của điều hịa, máy lạnh.
2.3.Cấu tạo các bộ phận cơ bản của điều hòa khơng khí.
Cấu tạo điều hồ cơ bản gồm các bộ phận chính như:
- Dàn nóng

* Cụ thể,dàn nóng được cấu thành từ những bộ phận sau:

6


+ Block
+ Tụ kích Block.
+ Cục nóng gồm những lá nhơm.
+ Quạt cục nóng.
+ Cáp.
+ Đầu rắc co bắt ống đồng kết nối với cục lạnh.
+ Vỏ bảo vệ.
+ Chân bắt giá đỡ có tác dụng giảm tiếng ồn, độ rung, giật cho cục nóng.
+ Lá tản nhiệt.
+ Van đảo chiều (đối với điều hòa 2 chiều)
+ Bo mạch (đối với dòng điều hòa Inverter và một số dòng máy mới).
+ Khởi động từ (đối với điều hịa có cơng suất lớn).
-Tổng thể bên ngồi, cục nóng được bảo vệ bằng lớp chắn có sơn tích điện. Bên
dưới cục nóng là mặt sàn đỡ và chân bắt giá đỡ, giúp cố định cục nóng, bảo vệ cục
nóng khỏi những tác động bên ngồi. Bên trong cục nóng sẽ gồm có máy nén,

động cơ quạt tản nhiệt, cánh quạt , block, tụ kích block…
*Ngun lý hoạt động của dàn nóng :
-Mơi chất lạnh sau khi được hấp thụ nhiệt ở cục lạnh sẽ lập tức di chuyển đến
máy nén. Tại đây, sự tác dụng của áp suất cao sẽ khiến môi chất lạnh chuyển dần từ
thể hơi sang thể lỏng đi kèm với nhiệt độ rất lớn. Khi môi chất đến cục nóng, chúng
sẽ được làm mát thơng qua q trình tản nhiệt ra môi trường tại các lá nhôm và quạt
cục nóng.
+ Block có tác dụng đẩy (hoặc hút) mơi chất lạnh.
+ Tụ Block và quạt có tác dụng kích khởi động Block và quạt tản nhiệt một cách tự
động.
+ Van đảo chiều làm đảo chiều van gas để điều hịa hoạt động theo chiều nóng.
+ Bo mạch có chức năng điều khiển cục nóng.
- Khi đó nhiệt độ từ cục lạnh khi di chuyển qua cục nóng sẽ có sự thay đổi đáng kể
và rõ rệt. Và đó cũng là cốt lõi trong nguyên lý hoạt động của cục nóng điều hịa.

7


- Dàn lạnh

Cấu tạo của dàn lạnh của điều hòa
Về cơ bản, cấu tạo dàn lạnh của điều hòa thường bao gồm các bộ phận sau:
+ Vỏ nhựa.
+ Tấm lưới lọc bụi.
+ Quạt dàn lạnh.
+ Cánh quạt dàn lạnh.
+ Bo mạch điều khiển.
+ Quạt vẫy.
+ Dàn đồng tản nhiệt.
*Nguyên lý hoạt động của dàn lạnh điều hòa cụ thể như sau:

+ Trước tiên, khi người dùng bật chiều lạnh của máy điều hịa, thì quạt của dàn
lạnh sẽ chạy đèn tín hiệu. Nhiệt độ phịng khi bạn mới khởi động thiết bị sẽ cao hơn
so với mức nhiệt cài đặt và bộ phận cảm biến sẽ tự động báo về bộ phận điều khiển.
+ Ngay lúc này, vỉ mạch cấp điện cho cục nóng, giúp quạt cục nóng và block máy
nén hoạt động. Môi chất lạnh ở dạng hơi sẽ di chuyển qua ống mao. Lập tức môi
chất lỏng phải chịu sự chênh lệch áp suất lớn nên chuyển từ dạng hơi thành lỏng.

8


+ Tiếp đó, mơi chất lạnh được đẩy vào dàn lạnh, hệ thống quạt của dàn lạnh hút
hơi lạnh và thổi ra ngồi phịng.
+ Q trình trên sẽ được lặp đi lặp lại nhiều lần cho tới khi căn phòng của bạn đạt
được mức nhiệt như người dùng cài đặt. Khi đó, cảm biến nhiệt và bo mạch sẽ ngắt
điện cấp cho cục nóng và quạt block máy nén cũng dừng hoạt động.
- Quạt gió

*Cấu tạo quạt điện :
- Bao gồm mạch cảm biến từ ,stato,roto,và 2 quận dây điện quận khởi động và
quận làm việc. Quận làm việc sẽ được đấu với quận khởi động và quận khởi động
đáu với tụ điện để khởi động.

9


*Ngun lý hoạt động
Hút khơng khí từ mơi trường vào dàn để trao đổi nhiệt với dàn và thải ra gió
mát
- Máy nén

Máy nén thường dùng là loại bơm piston, hút môi chất ở dạng hơi từ dàn bay
hơi về và tạo áp suất cao, qua bình ngưng trao đổi nhiệt với nước làm mát ngưng tụ
biến thành dạng môi chất lỏng cung cấp cho dàn bay hơi. Khi môi chất lỏng qua dàn
tiết lưu sẽ biến thành dạng hơi. Tùy thuộc vào công suất và nhiệt độ làm lạnh yêu
cầu.
10


*Cấu tạo của máy nén:
Máy nén có 2 phần chính là :
 Phần điện bao gồm có cuộn dây và tụ khởi động.
 Phần cơ gồm có pittong để hút, nén và đây hơi môi chất
*Nguyên lý hoạt động
 Quá trình hút: Khi piston chuyển động từ điểm chết trái sang điểm chết phải,
thể tích trong xi lanh tăng đồng thời áp suất giảm xuất. Khi áp suất trong
khoang hú cao hơn áp suất trong xi lanh, thì clape sẽ mở ra và hơi môi chất
sẽ vào trong khoang xi lanh, Piston chuyển động là kết thúc quá trình hút.
 Quá trình nén: Khi piston chuyển động từ điểm chết trái sang điểm chết phải,
áp suất khoang xi lanh tăng dần lén, khi áp suất trong khoang nén nhỏ hơn áp
suất trong khoang xi lanh thì clape đẩy mở ra, mơi chất vào trong thiết bị
ngưng tụ.
Như vậy đã hồn thành quá trình hoạt động của máy nén dạng piston.
- Ống mao

Là thiết bị đặt trước dàn bay hơi, sau dàn ngưng tụ.
Mơi chất lỏng qua van tiết lưu thì áp suất bị giảm mạnh làm môi chất bị biến từ dạng
lỏng sang dạng hơi. Khi môi chất bay hơi nhiệt độ sẽ giảm mạnh, thu nhiệt từ môi
chất. Van tiết lưu có nhiệm vụ làm giảm áp suất của môi chất và dùng để điều chỉnh
lưu lượng chất lỏng cung cấp cho dàn bay hơi.
11

*Cấu tạo:Ống mao đơn giản chỉ là một đoạn ống có đường kính rất nhỏ từ 0,6 đến
2mm với chiều dài từ 0,5 đến 5m
- Gas

-Có tác dụng hấp thụ nhiệt tại dàn lạnh để truyền tới và toả ra ở dàn nóng, các
loại gas dùng trong máy điều hồ thường là R410A, R32 và R22.
Ngoài ra, để điều hoà hoạt động cịn có nhiều thiết bị khác như bảng điều
khiển, bộ phận đổi hướng gió…

12


Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo của Dàn Lạnh và Dàn Nóng điều hịa cục bộ
•

Cục lạnh điều hồ (dàn lạnh): Gồm các ống đồng được uốn thành nhiều
lớp và được đặt trong một dàn lá nhơm rất dày có tác dụng hấp thụ nhiệt
trong phịng để mơi chất lạnh mang ra bên ngồi. Bên cạnh đó, dàn lạnh
cịn có các bộ phận sau: Mặt nạ, lưới lọc, cảm biến hoạt động, cánh đảo
gió dọc, đầu gió ra, cánh đảo gió ngang...

•

Cục nóng điều hồ (dàn nóng): Là bộ phận giúp toả nhiệt ra môi trường và
nên đặt tại những vị trí thống mát (mơi trường ngồi) giúp tản nhiệt tốt
hơn. Dàn nóng được cấu tạo bởi ống đồng uốn nhiều lớp đặt trong dàn lá
nhôm rất dày nhằm mục đích truyền nhiệt nhanh.

•

Quạt gió: Bộ phận có tác dụng lưu thơng khơng khí đi qua dàn lạnh và dàn
nóng nhằm mang nhiệt đến và đi.

•

Máy nén điều hồ: Bộ phận có tác dụng nén mơi chất đang ở trạng thái
mang nhiệt thấp và áp suất thấp sang trạng thái áp suất cao và nhiệt độ
cao. Ngồi ra cịn tạo sự luân chuyển liên tục của môi chất trong đường
ống dẫn.

13


•

Ống mao : Bộ phận có tác dụng ngược lại so với máy nén nhằm chuyển
môi chất từ trạng thái áp suất cao, nhiệt độ cao sang trạng thái áp suất
thấp, nhiệt độ thấp.

•

Gas (mơi chất lạnh): Có tác dụng hấp thụ nhiệt tại dàn lạnh để truyền tới
và toả ra ở dàn nóng, các loại gas dùng trong máy điều hồ thường là
R410A, R32 và R22.

•

Bảng điều khiển: Được lắp trên cục lạnh, bảng điều khiển là bộ phận điều

hành và kiểm sốt tồn bộ hoạt động của điều hịa.

•

Tụ điện: Tụ điện có tác dụng giúp động cơ điện của máy nén khởi động.

•

Ngồi những bộ phận chính trên, cấu tạo của điều hịa, máy lạnh cịn có
nhiều bộ phận khác như cảm biến nhiệt dàn lạnh, khung vỏ, máng nước,
bộ phận an tồn…

2.4.Cánh vẫy điều hịa
Cấu tạo motor cảnh vẫy là motor sử dụng nguồn điện 1 chiều 12v, loại này
vừa nhỏ gọn và để điều khiển ngóc quay hướng gió. Motor cánh vẫy sử dụng nguồn
điện 1 chiều 12v có momen xoắn lớn hơn motor sử dụng nguồn điện AC.
Ngồi những bộ phận chính trên, cấu tạo của điều hịa, máy lạnh cịn có nhiều
bộ phận khác như cảm biến nhiệt dàn lạnh, khung vỏ, máng nước, bộ phận an tồn…
Cánh vẫy hay cịn được gọi là cánh đảo gió là một bộ phận rất quan trọng của
điều hịa. Ngồi việc góp phần tăng thêm tính thẩm mỹ cho máy lạnh thì bộ
phận này cịn mang một số công dụng như: Trao đổi và lưu thông khơng khí. Điều
chỉnh luồng khí lạnh tỏa theo hướng mong muốn. Làm lạnh nhanh hơn, nhiệt độ
phịng đạt độ thống nhanh hơn. Tăng diện tích tiếp xúc bề mặt. Tiết kiệm điện năng
hiệu quả. Tạo cảm giác dễ chịu cho người dùng. Và sau đây chúng ta cùng tìm hiểu
về nó.
Nhiệm vụ của hệ thống cánh vẫy giúp cho hơi lạnh lan tỏa ra khắp phịng và
tăng diện tích làm mát, lan tỏa khí lạnh theo vị trí mong muốn.

14

Hình 2.3. Động cơ bước sử dụng nguồn điện 1 chiều 12v
Động cơ bước (còn gọi là Step Motor hay Stepping Motor) chính là một thiết bị cơ
điện, nó có tác dụng chuyển đổi năng lượng điện biến thành cơ năng. Ngồi ra, nó
cũng là 1 động cơ điện khơng có chổi than, động cơ đồng bộ, có thể chia một vòng
quay đầy đủ ra thành nhiều bước mở rộng.
Trục của động cơ khi đó sẽ quay qua 1 góc cố định của mỗi xung rời rạc. Khi một
chuỗi xung hoạt động, nó sẽ được chuyển sang một góc nhất định. Góc mà trục

15


động cơ bước tiến hành quay cho mỗi xung còn được gọi là góc bước, thường được
tính bằng độ.
Nếu góc bước của động cơ càng nhỏ thì số bước trên mỗi vịng quay của nó lại càng
lớn và độ chính xác đối với vị trí thu được cũng càng lớn. Các góc bước của động
cơ có thể lớn tới 90 độ và nhỏ nhất đến 0,72 độ. Tuy nhiên, các góc bước thường
được sử dụng nhiều nhất là 1,8 độ và 2,5 độ hoặc 7,5 độ và 15 độ.
- Phân loại động cơ bước:
* Phân loại động cơ bước tùy theo số pha như sau:


Loại 1: Động cơ bước 2 pha chính là loại động cơ bước bao gồm có 4 dây,
động cơ bước 6 dây hoặc có khi là động cơ bước 8 dây.



Loại 2: Động cơ bước 3 pha là chính là loại động cơ bước 3 dây hoặc có khi



là động cơ bước 4 dây.
Loại 3: Động cơ bước 5 pha chín là loại động cơ bước gồm có 5 dây.

* Phân loại theo số lượng cực của động cơ bước như sau:


Động cơ đơn cực: Dòng điện luôn luôn chạy qua cuộn dây chỉ theo cùng một
hướng. Điều này cho phép động cơ sử dụng mạch điều khiển đơn giản, vì nó
sẽ tạo ra mơ men xoắn ít hơn là động cơ lưỡng cực.



Động cơ lưỡng cực: Dịng điện của động cơ có thể chạy qua cuộn dây theo 1
trong 2 hướng. Trong khi đó, điều này lại đòi hỏi một mạch điều khiển phức
tạp hơn là động cơ đơn cực, nó sẽ tạo ra nhiều mô men xoắn hơn nữa.

* Phân loại động cơ bước tùy theo các Rotor như sau:


Động cơ bước nam châm vĩnh cửu (tiếng Anh gọi là Permanent magnet
stepper viết tắt là PM) chỉ sử dụng một nam châm vĩnh cửu bên trong rotor.
Nó hoạt động dựa trên lực hút hoặc lực đẩy giữa bộ phận rotor PM và nam
châm điện của stator.



Động cơ bước có biến đổi điện trở (tiếng Anh gọi là Variable Reluctance
Stepper Motor viết tắt VR) có một rotor sắt trơn. Nó hoạt động dựa trên
nguyên tắc miễn cưỡng tối thiểu, điều này xảy ra với khe hở tối thiểu, do đó

các điểm rotor của động cơ để bị hút về phía cực nam châm của phần stator.



Động cơ bước đồng bộ lai (còn gọi là Hybrid Synchronous Stepper Motor
viết tắt là HB. Đặt tên như vậy bởi vì chúng sử dụng kết hợp đồng thời các
kỹ thuật nam châm vĩnh cửu (tức là PM) và biến đổi điện trở (tức là VR) để
đạt được công suất tối đa trong một kích thước vơ cùng nhỏ gọn.

16


CHƯƠNG 3: ĐỘNG CƠ BƯỚC
3.1.Khái niệm về động cơ bước

Hình 3.1: Động cơ bước
Động cơ bước là một thiết bị cơ điện không chổi than, chuyển đổi các chuỗi
xung điện tại các cuộn kích của chúng thành trục quay cơ học. Từng bước quay được
xác định chính xác. Trục của động cơ quay qua một góc cố định cho mỗi xung rời
rạc. Chuyển động này có thể là tuyến tính hoặc góc.
3.2.Nguyên lý hoạt động của động cơ bước
Khi một chuỗi xung được gửi, động cơ sẽ bước theo xung. Góc mà trục động
cơ bước quay cho mỗi xung được gọi là góc bước, thường được biểu thị bằng độ. Số
lượng xung đầu vào được cấp cho động cơ quyết định góc bước và do đó vị trí của
trục động cơ được điều khiển bằng cách điều khiển số lượng xung. Tính năng độc
đáo này làm cho động cơ bước rất phù hợp với hệ thống điều khiển vòng hở trong đó
vị trí chính xác của trục được duy trì với số xung chính xác mà khơng cần sử dụng
cảm biến phản hồi.
Nếu góc bước càng nhỏ thì số bước trên mỗi vịng quay càng lớn và độ chính
xác của vị trí thu được càng lớn. Các góc bước có thể lớn tới 90 độ và nhỏ đến 0,72

độ, tuy nhiên, trong thực tế các góc bước thường được sử dụng là 1,8 độ, 2,5 độ, 7,5
độ và 15 độ.
17


Hướng quay của trục phụ thuộc vào chuỗi xung áp dụng cho stato. Tốc độ của
trục hoặc tốc độ động cơ trung bình tỷ lệ thuận với tần số (tốc độ của xung đầu vào)
của các xung đầu vào được áp dụng tại các cuộn kích. Do đó, nếu tần số thấp, động
cơ bước quay theo các bước và đối với tần số cao, nó liên tục quay như động cơ DC
do quán tính.
3.3.Cấu tạo cơ bản động cơ bước
Giống như tất cả các động cơ điện, động cơ bước có cấu tạo gồm stato và rơto.
Rơto là bộ phận có thể di chuyển khơng có cuộn dây, chổi than và cổ góp. Thơng
thường các rơto là loại nam châm điện hoặc loại nam châm vĩnh cửu.

Hình 3.2: Cấu tạo động cơ bước
Stator thường được chế tạo với các cuộn dây đa cực và đa pha, thường là ba
hoặc bốn cuộn dây pha cho một số cực cần thiết được quyết định bởi sự dịch chuyển
góc mong muốn trên mỗi xung đầu vào.
Không giống như các động cơ khác, động cơ bước hoạt động trên một xung
điều khiển rời rạc được lập trình cho cuộn dây stato thơng qua một bộ điều khiển
điện tử. Động cơ quay do sự tương tác từ tính giữa các cực của cuộn dây stato được
cấp năng lượng tuần tự và các cực của rôto.
4. Phân loại động cơ bước

Dựa vào cấu tạo và chức năng, động cơ bước được chia thành các loại như sau:
•

Động cơ bước nam châm vĩnh cửu

•

Động cơ bước biến đổi điện trở

18


•

Động cơ bước lai

•

Động cơ bước từ trở thay đổi

Động cơ bước từ trở thay đổi
Đây là loại động cơ bước cơ bản đã tồn tại trong một thời gian dài. Như tên cho
thấy, vị trí góc của rơto phụ thuộc vào từ trở của mạch từ được hình thành giữa các
cực của stato và rơto

Hình 3.3: Cấu tạo động cơ bước từ trở thay đổi
 Cấu tạo động cơ bước biến đổi từ trở
Nó bao gồm một stato dây quấn và một rơto bằng lá sắt mềm. Stato có một
chồng các lớp thép silicon, trên đó có các cuộn dây quấn. Thơng thường, nó là dây
quấn cho ba giai đoạn được chia giữa các cặp cực.
Do đó, số cực trên stato được hình thành bằng bội số chẵn của số pha mà cuộn
dây quấn trên stato. Trong hình bên dưới, stato có 12 cực chia cách đều nhau trong
đó mỗi cực được quấn bằng một cuộn dây. Ba pha này được cung cấp năng lượng từ
nguồn DC.

19


Hình 3.4: Minh hoạ động cơ bước từ trở
Rơto khơng có cuộn dây và thuộc loại cực nổi được làm hồn tồn bằng các
tấm thép có rãnh. Các răng cực quay của rơto có chiều rộng tương đương với răng
stato. Số cực trên stato khác với số cực của rôto, cung cấp khả năng tự khởi động và
quay hai chiều của động cơ.
 Nguyên lý của động cơ bước biến đổi từ trở
Động cơ bước hoạt động theo nguyên tắc rơto thẳng hàng ở một vị trí cụ thể
với đầu của cực kích trong một mạch từ trong đó tồn tại từ trở tối thiểu. Bất cứ khi
nào nguồn được cấp cho động cơ và bằng cách kích một cuộn dây cụ thể, nó sẽ tạo
ra từ trường của nó và khuếch tán các cực từ của chính nó.
Do từ tính cịn lại trong các cực nam châm của rơto, nó sẽ làm cho rơto di
chuyển ở vị trí như vậy để đạt được vị trí tối thiểu và do đó một bộ cực của rơto
thẳng hàng với bộ cực của stato. Tại vị trí này, trục của từ trường stato khớp với trục
đi qua hai cực từ bất kỳ của rôto.
Khi rôto thẳng hàng với các cực của stato, nó có đủ lực từ để giữ cho trục
chuyển sang vị trí tiếp theo, theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ.
Góc bước có thể được giảm thêm bằng cách tăng số cực trên stato và rôto,
trong trường hợp như vậy, động cơ thường được quấn với cuộn dây pha bổ sung.
Điều này cũng có thể đạt được bằng cách áp dụng các cấu trúc động cơ bước khác
nhau như cơ cấu bánh răng đa cấp và cơ cấu giảm tốc.

20


 Động cơ bước nam châm vĩnh cửu
Động cơ bước dạng này được thiết kế nam châm vĩnh cửu. Là dạng phổ biến
nhất trong số các loại động cơ bước. Như tên của nó, nó thêm nam châm vĩnh cửu

vào việc chế tạo động cơ. Ưu điểm chính của động cơ này là chi phí sản xuất thấp.
Loại động cơ này có 48-24 bước trên mỗi vịng quay.
 Cấu tạo động cơ nam châm vĩnh cửu
Trong động cơ này, stato là đa cực và cấu tạo của nó tương tự như động cơ
bước biến đổi từ trở như đã thảo luận ở trên. Nó bao gồm các fe có rãnh trên đó
cuộn dây stato được quấn. Trong đó các cuộn dây quấn có thể là hai hoặc ba hoặc
bốn pha.

Hình 3.5: Động cơ bước nam châm vĩnh cửu
Các đầu cuối của tất cả các cuộn dây này được nối với đầu kích DC thơng qua
các cơng tắc trạng thái trong mạch truyền động.
Rôto được tạo thành từ một vật liệu nam châm vĩnh cửu có thể có dạng hình trụ
hoặc cực lồi, nhưng thường là loại hình trụ trơn. Rơto được thiết kế để có số cực từ
chẵn với các cực Bắc và Nam xen kẽ.
 Hoạt động của động cơ bước nam châm vĩnh cửu
Động cơ bước này hoạt động theo nguyên tắc các cực khác nhau thì thu hút
nhau và các cực giống nhau thì đẩy nhau. Khi cuộn dây stato được kích với nguồn
cấp DC, nó sẽ tạo ra từ thông và thiết lập các cực Bắc và Nam. Do lực hút và lực đẩy
giữa các cực rôto nam châm vĩnh cửu và các cực của stato, rơto bắt đầu di chuyển
lên đến vị trí mà các xung được tạo cho stato.

21


Hình 3.6: Minh hoạ động cơ bước nam châm vĩnh cửu
Khi pha A được cấp nguồn dương với điểm A’, các cuộn dây sẽ thiết lập các
cực Bắc và Nam. Do lực hút, các cực của rôto thẳng hàng với các cực của stato.
Khi dịng kích được chuyển sang pha B và tắt pha A, rôto sẽ điều chỉnh thêm
theo trục từ của pha B, và do đó quay qua 90 độ theo chiều kim đồng hồ.
Tiếp theo, nếu pha A được cấp nguồn với dòng điện âm đối với A’, thì sự hình

thành các cực của stato làm cho rôto di chuyển qua 90 độ khác theo chiều kim đồng
hồ.
Theo cách tương tự, nếu pha B bị kích với dịng âm bằng cách đóng cơng tắc
pha A, rơto quay qua 90 độ khác theo cùng một hướng. Tiếp theo, nếu pha A được
kích thích với dịng điện dương, rơto đến vị trí ban đầu, do đó tạo ra một vịng quay
hồn chỉnh 360 độ. Điều này cho thấy, bất cứ khi nào stato bị kích thích, rơto có xu
hướng xoay qua 90 độ theo chiều kim đồng hồ.
•

Động cơ bước lai

Hình 3.7: Động cơ bước lai
Đây là loại động cơ bước phổ biến nhất vì nó cung cấp hiệu suất tốt hơn so với
rôto nam châm vĩnh cửu về độ phân giải bước, giữ mô-men xoắn và tốc độ. Tuy
nhiên, những động cơ này đắt hơn động cơ bước nam châm vĩnh cửu. Nó kết hợp
các
22