Giáo trình điện tử công nghiệp - Chương 2: Gia nhiệt trong công nghiệp, máy hàn điện trở doc

Giáo trình Điện tử công nghiệp
________________________________________________________________________________________________________
Trang 36

_________________________________________________________________________________
Chương 2
GIA NHIỆT TRONG CÔNG NGHIỆP
Chương này trình bày về các phương thức gia nhiệt thông dụng trong công
nghiệp sử dụng năng lượng điện cùng các mạch điện điển hình. Qua đó, khảo sát
một loại máy hàn rất thông dụng trong công nghiệp hiện nay: hàn tiếp xúc (hàn
điện trở). Một loại máy hàn mà các mối hàn của nó bảo đảm các yếu tố rẻ, bền,
đẹp …
Trong công nghiệp, nhu cầu về sử dụng nhiệt năng là rất lớn. Tuỳ vào yêu
cầu từng ngành, nhiệt năng dùng cho nhiều mục đích khác nhau ví dụ như nung; sấy
khô; nhiệt luyện (tôi, tôi cao tần, ủ thép …); nấu chảy các chất (nấu chảy kim loại,
sản xuất đất đèn …); … Nguồn nhiệt này có thể lấy từ nhiều dạng năng lượng khác
nhau nhưng phổ biến và thuận tiện nhất vẫn là các lò điện vì nung nóng bằng điện
nhanh, ít ô nhiễm môi trường và có thể điều khiển theo chương trình chính xác hơn
so với việc nung nóng bằng các nguồn năng lượng khác.
Từ năng lượng điện, có thể thu được nhiệt năng từ nhiều cách: nhờ hiệu ứng
Joule (lò điện trở), nhờ việc phóng điện hồ quang (lò hồ quang), nhờ vào tác dụng
nhiệt của dòng xoáy Foucault thông qua hiện tượng cảm ứng điện từ (lò cảm ứng) …
Trong chương này, các hình thức gia nhiệt bằng lò điện sẽ được giới thiệu và
phân tích về quá trình công nghệ cùng sơ đồ nguyên lý điển hình.
2.1 LÒ ĐIỆN TRỞ
2.1.1 Khái niệm cơ bản
Lò điện trở là thiết bò biến đổi nhiệt năng thành điện năng sử dụng dây điện
trở. Lượng nhiệt này có thể tính qua công thức:
Q = R. I
2
. t (2.1)

Trong đó:
Q nhiệt lượng toả ra từ dây điện trở gia nhiệt.
R giá trò của điện trở.
I dòng điện qua điện trở.
t thời gian gia nhiệt.
Từ công thức (2.1), có thể điều khiển nhiệt độ lò theo hai hướng:
- Điều khiển dòng điện qua điện trở gia nhiệt.
- Điều khiển thời gian phát nhiệt.
Giáo trình Điện tử công nghiệp
Kết hợp với phương thức khống chế nhiệt độ liên tục và gián đoạn (không liên
tục), ta có thể điều khiển nhiệt độ lò theo một chương trình đặt trước.
1
t (s) t (s) 0 0
a)
b)
t
on
t
off
P
P
1

Hình 2.1: Các phương pháp điều khiển nhiệt độ
a) Điều khiển liên tục b) Điều khiển không liên tục
Trong thực tế, lò điện trở thường được dùng dưới dạng: lò tôi, lò ủ, lò ram, lò
nung, lò nấu chảy …
2.1.2 Sơ đồ khống chế lò điện trở
2.1.2.1 Giới thiệu
Trên hình 2.2 trình bày một mạch điện đơn giản ổn đònh nhiệt độ cho lò

sưởi, với loại lò này độ yêu cầu chính xác về nhiệt độ không cao. Nguyên tắc làm
việc như sau: chọn nhiệt độ của lò bằng bộ chuyển mạch SW, ứng với mỗõi một điện
trở nhiệt PTR ta sẽ có một chế độ đóng cắt điện trở gia nhiệt (do mỗi PTR có độ
biến thiên giá trò điện trở theo nhiệt độ khác nhau: hình 2.3), từ đó giữ nhiệt độ của
lò được cố đònh ở một mức đặt trước.
2.1.2.2 Nguyên lý làm việc

Hình 2.2: Mạch điều khiển nhiệt độ lò sưởi

Hình 2.3: Biến thiên PTR theo nhiệt
________________________________________________________________________________________________________
Trang 37

Giáo trình Điện tử công nghiệp
Hiện nay chưa có các TRIAC công suất cực lớn nên với các tải yêu cầu công
suất lớn mạch điện trên hình 2.2 không đáp ứng được. Có thể thay thế bằng mạch
điện trên hình 2.4. Trong mạch này hai SCR mắc song song nhau giữ nhiệm vụ cấp
dòng ra tải. Ở đây việc đóng cắt SCR lấy ngay từ điện áp rơi trên nó. Công suất tổn
hao trong mạch không lớn vì khi SCR đóng thì dòng điều khiển không tồn tại. Giống
như ở mạch trên, nhiệt độ của môi trường cần khống chế lệ thuộc vào tính chất của
linh kiện PTR1.

Hình 2.4: Điều khiển nhiệt độ dùng SCR thay TRIAC
2.2 LÒ HỒ QUANG
2.2.1 Khái niệm cơ bản
Điện áp 3 pha
Điện cực hồ quang
Kim loại
nóng chảy
Mass

Vỏ lò
Vỏ lo
ø

a) b)
Nắp lò
HỒ QUANG

Hình 2.5: Lò hồ quang nung nóng trực tiếp (a) và
hồ quang nung nóng gián tiếp (b)
Lò hồ quang lợi dụng nhiệt của ngọn lửa hồ quang giữa các điện cực
(graphite, than): hồ quang nung nóng gián tiếp (hình b) hoặc giữa điện cực với vật
liệu cần gia nhiệt (thông qua điện cực khác là vỏ lò): hồ quang nung nóng trực tiếp
(hình a). Hồ quang có thể tạo ra từ nguồn điện một chiều hay xoay chiều lấy từ lưới.
________________________________________________________________________________________________________
Trang 38

Giáo trình Điện tử công nghiệp
________________________________________________________________________________________________________
Trang 39

Lò hồ quang thường dùng để nấu thép hợp kim chất lượng cao, sản xuất đất đèn …
Trong lò có thể trang bò thêm các thiết bò khuấy trộn để nâng cao chất lượng của
kim loại nấu.
Các thông số quan trọng của lò hồ quang là:
- Dung lượng đònh mức của lò: trọng lượng sản phẩm tối đa trong một mẻ nấu.
- Công suất đònh mức của biến áp lò: ảnh hưởng quyết đònh đến thời gian nấu
luyện và khả năng thực thi theo các qui trình công nghệ của lò.
Chu trình làm việc của lò hồ quang gồm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn khởi động (mồi lò). Trong giai đoạn này lò cần một công suất nhiệt

lớn nhất, năng lượng sử dụng trong giai đoạn này chiếm khoảng 60 đến 80%
năng lượng của toàn bộ quá trình gia nhiệt. Để duy trì hồ quang, điện cực
phải được đặt gần vật liệu cần nấu và cấu trúc các vật liệu trong lò chưa ổn
đònh do đó thường xuyên xảy ra ngắn mạch. Đây là giai đoạn mà hồ quang
cháy kém ổn đònh nhất.
- Giai đoạn ổn đònh: trong giai đoạn này công suất nhiệt yêu cầu chủ yếu là để
bù lại các tổn hao nhiệt và chỉ khoảng 60% năng lượng của giai đoạn khởi
động. Hồ quang giai đoạn này ổn đònh vào được hiệu chỉnh theo qui trình
công nghệ của quá trình gia nhiệt.
- Giai đoạn kết thúc: Đây là giai đoạn lấy sản phẩm đã nấu luyện, tu sửa và
làm vệ sinh lò.
Ngoài loại lò hồ quang cháy trong môi trường không khí, người ta còn sử
dụng các lò hồ quang chân không và lò hồ quang plasma tuỳ thuộc yêu cầu của
công nghệ.
- Khi nấu kim loại trong lò hồ quang chân không ta sẽ tránh được sự tương tác của
kim loại với các chất khí có trong khí quyển. Lúc này hầu như kim loại chỉ còn tác
dụng với các điện cực. Do vậy loại lò này thường được dùng trong các mẻ nấu có
yêu cầu chất lượng cao.
- Lò hồ quang plasma có ưu điểm là tập trung một lượng năng lượng nhiệt lớn trong
một vùng không gian hẹp do đó có khả năng tạo ra một mức nhiệt độ trong lò cực
cao. Vì thế tăng được khả năng và tốc độ phản ứng tạo những liên kết mà ở nhiệt
độ thông thường không thể tạo được.
2.2.2 Sơ đồ khống chế lò hồ quang
2.2.2.1. Giới thiệu
Giáo trình Điện tử công nghiệp
Hình 2.6 là một sơ đồ điều khiển lò hồ quang ứng dụng trong thực tế tự động
điều chỉnh hồ quang điện giữ nhiệt độ lò ở một mức đặt trước. Ở đây chỉ là sơ đồ
mang tính giới thiệu nguyên lý làm việc, muốn thi công thực tế cần bổ sung các
mạch ổn đònh và thực hiện trên cả 3 pha.
Mạch điện gồm các phần chính như:

- Biến dòng cùng chỉnh lưu CL
1
để phản hồi dòng hồ quang cho hệ thống xử
lý.
- Chỉnh lưu CL
2
để phản hồi điện áp của hồ quang cho hệ thống xử lý.
- Hai chỉnh lưu CL
1
và CL
2
tạo

thành mạch phản hồi dương dòng – âm áp giúp
hệ thống điều khiển điện cực hồ quang.
- Mạch khuếch đại sai lệch để khuếch đại tín hiệu đủ lớn điều khiển động cơ
chấp hành nâng/hạ điện cực hồ quang. Trong một số hệ thống ở đây sử
dụng máy khuếch đại từ trường ngang.
- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập điều khiển nâng/hạ điện cực hồ
quang.
2.2.2.2. Nguyên lý làm việc
Với hệ thống như trên sau khi đặt chế độ làm việc của lò thông qua chỉnh đònh
hai biến trở VR
1
và VR
2
, hệ thống sẽ tự động ổn đònh dòng hồ quang theo dạng
phản hồi dương - dòng âm áp giữ nhiệt độ lò trong mức dung sai cho phép.

Hình 2.6: Sơ đồ khối nguyên lý khống chế lò hồ quang

2.3. LÒ CẢM ỨNG
________________________________________________________________________________________________________
Trang 40

Giáo trình Điện tử công nghiệp
2.3.1. Khái niệm cơ bản

Hình 2.7: Nguyên lý gia nhiệt trong lò cảm ứng
Lò cảm ứng làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi đặt một khối
kim loại vào trong một từ trường biến thiên thì trong khối kim loại sẽ cảm ứng nên
các dòng điện xoáy (dòng foucault). Nhiệt năng mà dòng điện xoáy sinh ra sẽ làm
nóng khối kim loại.
Cuộn làm việc xem như cuộn sơ cấp máy biến áp, trong khi vật dẫn điện cần
gia nhiệt giống như cuộn thứ cấp bò ngắn mạch. Để an toàn cho cuộn làm việc,
thường nó được chế tạo dạng ống đồng có nước làm mát chạy bên trong.
Tuỳ vào yêu cầu công nghệ, có thể điều chỉnh tần số dòng điện cuộn làm
việc cho tương thích. Thông thường thay đổi từ vài trăm Hz đến vài chục KHz.
Ví dụ để tôi bề mặt của chi tiết cần có bề mặt chòu lực cao, người ta nâng
cao tần số để dòng điện cảm ứng chủ yếu chạy bên ngoài vật thể. Lúc này nhiệt
chủ yếu chỉ sinh ra trên bề mặt của chi tiết cần tôi. Nhưng do kim loại dẫn nhiệt tốt
nên ta chỉ đưa bề mặt lên nhiệt độ cao trong vài giây rồi làm nguội nhanh trước khi
phần lớn nhiệt truyền vào bên trong chi tiết.
Năng lượng nhiệt truyền vào kim loại phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau:
- Điện trở suất ρ và hệ số từ thẩm μ của kim loại.
Chính nhờ yếu tố này mà các bếp điện cảm ứng (induction cooking) hay bếp
điện từ rất an toàn với người sử dụng: nấu, đun thực phẩm rất tốt nhưng không
gây phỏng người sử dụng mặc dù bếp đã được cấp điện vì ρ và μ của người
khác rất xa của thép không rỉ hoặc gang.
- Cường độ từ trường H.
Được tính theo công thức: W

nhiệt
≈ H
2
≈ I
2
. Nhưng trên thực tế không thể
tăng cường độ dòng điện lên quá cao vì như thể sẽ làm dây bò nóng chảy (mặc
dù đã có nước làm mát).
________________________________________________________________________________________________________
Trang 41

Giáo trình Điện tử công nghiệp
- Tần số dòng điện cảm ứng :
Được tính theo công thức: W
nhiệt
≈
f
. Trong thực tế các lò cảm ứng thường
dùng phương pháp này. Vì vậy, nó còn có một tên khác là lò tần số.
Ưu điểm của lò cảm ứng:
- Có thể truyền nhiệt sang vật cần gia nhiệt trực tiếp không qua khâu trung
gian nên hiệu suất rất cao, truyền nhiệt nhanh chóng, có thể tự động hoá dễ
dàng và đặc biệt có thể tiến hành gia nhiệt trong môi trường chân không.
- Có thể tôi bề mặt chi tiết một cách dễ dàng nhờ hiệu ứng mặt ngoài của
dòng cao tần. Vật cần tôi có thể mang hình dạng bất kỳ.
- Do dễ tự động hoá nên tăng được năng suất lao động.
Do các ưu điểm như trên, lò cảm ứng có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp:
- Nấu chảy kim loại trong không khí, khí trơ, chân không.
- Nung phôi để rèn, dập, ép.
- Tôi, ram ủ các chi tiết cơ khí.

- Gia công hoá nhiệt.
- Sấy, nung, hàn, đònh hình chất điện môi như gỗ, khuôn đúc, sứ, thóc lúa, khử
trùng đồ hộp …
2.3.2 Sơ đồ khống chế lò cảm ứng
2.3.2.1 Giới thiệu
Hình 2.8 là một sơ đồ điều khiển lò cảm ứng dụng trong thực tế tự động điều
chỉnh nhiệt độ lò ở một mức đặt trước. Ở đây chỉ là sơ đồ mạch động lực, muốn thi
công thực tế cần bổ sung mạch điều khiển. Mạch điều khiển có thể đơn giản chỉ là
một mạch dao động đa hài hay cao cấp là các mạch điều khiển dạng SVPWM (sử
dụng giản đồ vector quay)
Mạch điện gồm các phần chính như:
- Các vòng dây cảm ứng C
i
có dòng điện hàng ngàn amper đònh mức. Đây là
nguồn phát sinh nhiệt khi đặt vật cần gia nhiệt vào vòng dây này.
- Biến áp lực làm việc với tần số tương ứng với tần số làm việc của lò.
- Tụ C nhằm phân ly dòng điện một chiều và bù hệ số công suất.
- Hai SCR T
1
và T
2
giữ chức năng đóng ngắt tạo dòng tần số cao cung cấp
cho máy biến áp BA. Công suất bộ nghòch lưu này có thể đến 12.000KW;
hiệu suất có thể đến 0,95; điện áp làm việc 1000V và tần số đònh mức 10
KHz.
________________________________________________________________________________________________________
Trang 42

Giáo trình Điện tử công nghiệp
- Cuộn kháng K bảo vệ quá dI/dt cho SCR.

- Mạch điều chế xung tạo dòng kích dẫn hai SCR.
- Dây dẫn cao tần: đặc trưng của dây dẫn dòng cao tần là có cảm kháng đặc
biệt lớn so với hiệu ứng bề mặt, hổ cảm và chúng phụ thuộc nhiều vào tần
số. Thông thường trong thực tế dây này chính là các thanh cái rỗng ruột có
nước làm mát chạy bên trong. Hiện nay người ta đã chế tạo được cáp cao tần
có dòng 500A, tần số đònh mức 10 KHz và điện áp đến 2 KV.
2.3.2.2 Nguyên lý làm việc
Để có được điện áp DC sóng dạng tương đối phẳng, người ta phải sử dụng
chỉnh lưu nhiều pha (vì dùng bộ lọc không thích hợp đối với các hệ thống công suất
cực lớn). Sau đó điện áp này được nghòch lưu bởi hai SCR T
1
và T
2
thông qua mạch
điều khiển là khối điều chế xung. Qua biến áp điện áp được nâng lên tương ứng với
yêu cầu của lò.

Hình 2.8: Mạch động lực trong lò cảm ứng
2.3.3 Nung nóng điện môi
Đây có thể xem như một ứng dụng mở rộng của nung nóng cảm ứng. Để có
thể nung nóng vật liệu không dẫn điện, tần số nguồn lúc này ít nhất phải vài MHz
trở lên. Năng lượng có tần số cao này truyền vào vật cần gia nhiệt khiến cho các
lưỡng cực điện trong vật này xoay quanh vò trí ổn đònh của nó cực nhanh, ma sát với
các phần tử khác sinh nhiệt. Do các phần tử lưỡng cực điện nằm bên trong vật cần
gia nhiệt nên nhiệt lượng sinh ra trong phương pháp gia nhiệt này toả rất đều trên
vật thể. Ví dụ như ứng dụng gia nhiệt trong hình dưới đây.
________________________________________________________________________________________________________
Trang 43

Giáo trình Điện tử công nghiệp

Hình 2.9: Gia nhiệt theo nguyên tắc cảm ứng
Các miếng ván được gọt thật mỏng theo các kích thước đònh sẵn đặt giữa hai
điện cực. Khi áp và 2 điện cực này một điện áp cao với tần số cao, sự ma sát của
các lưỡng cực điện trong từng miếng ván mỏng làm tấm ván ép khô nhanh và đều.
Nhiều chi tiết cần làm nóng trước khi đem gia công cũng dùng phương pháp này ví
dụ: làm mềm các chất dẻo (plastic) trước khi đònh hình (vì trong điều kiện nhiệt độ
thường chúng rất cứng); Rã đông (defrost) cho thực phẩm đông lạnh; khử trùng đồ
hộp; trong y khoa để tạo một cơn sốt nhân tạo dùng cho vật lý trò liệu …
Ngoài ra trong gia dụng người ta đã chế tạo rất nhiều lò dạng này, đó là lò vi
sóng (Microwave Oven). Lò này đặc biệt thông dụng ở các xứ lạnh do chức năng rã
đông của nó. Tuy nhiên do tính chất như đã nêu ở trên, thực phẩm nướng trong lò
này bò mất nước. Do đó để nâng cao chất lượng khi nướng thực phẩm, người ta
thường kết hợp thêm các điện trở gia nhiệt trong lò.
Mạch điện của lò vi ba có thể dễ dàng tìm thấy trong các tạp chí điện tử
dân dụng. Trong công nghiệp các lò dạng này chủ yếu dùng đèn điện tử: đèn
magnétron (do yêu cầu về công suất, điện áp và tần số cao) trong khi các sinh viên
ngoài ngành chưa được trang bò kiến thức về dạng linh kiện này nên giáo trình
không trình bày. Nếu bạn có nhu cầu hãy tham khảo tài liệu về Điện tử công nghiệp
dành cho sinh viên chuyên điện.
2.4 GIỚI THIỆU MÁY HÀN TIẾP XÚC
2.4.1 Khái niệm cơ bản
Hàn tiếp xúc là phương pháp hàn lợi dụng hiệu ứng nhiệt của dòng điện có trò số
lớn chảy qua điện trở tiếp xúc giữa hai tấm kim loại để tạo nhiệt lượng kết dính hai
tấm kim loại lại với nhau tại điểm tiếp xúc. Chính vì thế có khi người ta còn gọi là
hàn điện trở. Tuy nhiên máy hàn tiếp xúc không chỉ hàn được theo từng điểm mà
thường được chế tạo theo ba dạng:
- Hàn nối: Dùng để nối các ống, các thanh kim loại lại với nhau ví dụ hàn lưỡi
cưa máy … Minh hoạ qua hình 2.10 a.
________________________________________________________________________________________________________

Trang 44

Giáo trình Điện tử công nghiệp
- Hàn điểm: Để hàn các tấm mỏng. Mối hàn có hình dạng là một điểm có
kích thước bằng đúng tiết diện bề mặt tiếp xúc của điện cực hàn. Minh hoạ
qua hình 2.10 b.
- Hàn lăn (hàn đường): hàn ghép mí theo đường thẳng hoặc cong giữa hai tấm
kim loại. Ví dụ hàn thùng chứa dầu tản nhiệt trong máy biến áp lực, phao …
Lúc này điện cực là các con lăn, có thể tạo được các mối hàn liên tục hay
thành mảng bằng các vết hàn chồng lắp. Minh hoạ qua hình 2.10 c.

Hình 2.10: Các dạng hàn điện trở
1- Điện cực hàn 2- Vật cần hàn 3- Mối hàn 4- Máy biến áp hàn
a) Hàn nối b) Hàn điểm c) Hàn lăn
Giống như trong lò điện trở, nhiệt lượng sinh ra trên mối hàn được tính theo
công thức:
Q = R . I
2
. t
(2.2)
Từ đây, muốn điều khiển nhiệt độ trên mối hàn ta có thể điều khiển R, I hay
t. Căn cứ vào nhiệt độ nóng chảy của tấm kim loại cần hàn, sẽ điều chỉnh nhiệt
lượng tương thích để mối hàn kết dính tốt. Thông thường để cho dễ điều khiển, người
ta sẽ giữ nguyên giá trò dòng hàn và điều chỉnh thời gian hàn. Với cùng một vật liệu
hàn có thể xem như điện trở mối hàn R = const nhưng rõ ràng điện trở này phụ
thuộc vào kim loại hàn: thép có điện trở lớn nên hàn rất dễ với dòng điện nhỏ trong
khi nhôm có điện trở nhỏ và lớp oxyt bề mặt bền vững đòi hỏi giá trò của dòng hàn
phải rất lớn.
2.4.2 Chu kỳ làm việc của máy hàn điểm (spot welding)
Để điều khiển máy hàn điểm theo một chương trình tự động, bắt buộc

chương trình hàn cho từng mối hàn phải được thiết kế chính xác. Mỗi chu kỳ hàn
trong máy hàn điểm bao gồm 4 bước minh hoạ trên hình 2.11 như sau:
________________________________________________________________________________________________________
Trang 45

Giáo trình Điện tử công nghiệp

Hình a Hình b Hình c Hình d
Hình 2.11: Trình tự các bước trong máy hàn điểm
1/ Thời gian nén (hình a): Trong khoảng thời gian này, hai điện cực ép chặt vào hai
tấm kim loại cần hàn, tạo một áp suất thích hợp lên mối hàn.
2/ Thời gian hàn (hình b): là thời gian dòng điện đi qua vật cần hàn tại điểm tiếp
xúc với điện cực. Dòng điện này đủ lớn để nóng chảy và kết dính hai tấm kim loại
tại điểm tiếp xúc.
3/ Thời gian giữ (hình c): trong thời gian này các điện cực vẫn còn ép chặt vào mối
hàn và chờ cho mối hàn rắn trở lại.
4/ Thời gian ngắt (hình d): đây là thời gian để tiếp tục đưa điểm cần hàn kế tiếp vào
giữa hai điện cực.
2.4.3 Giới thiệu mạch điện máy hàn tiếp xúc
2.4.3.1. Giới thiệu
Hình 2.12 trình bày mạch điện của một máy hàn điểm (spot welding) xách tay
của Mỹ. Cấu tạo gồm:
- Biến áp BA
1
cung cấp điện nạp tụ C tạo dòng I
G
kích dẫn SCR T. Biến áp
này có công suất rất bé, nằm trong mạch điều khiển.
- Biến áp BA
2

chính là biến áp hàn. Công suất được chọn tuỳ thuộc vào loại
vật liệu cần hàn có lõi thép kỹ thuật điện là loại dài (không chọn dạng gần
khối vuông để nâng cao từ thông tản tránh cháy dây quấn máy biến áp hàn
khi làm việc ở chế độ ngắn mạch).
- Bộ công tắc không tiếp điểm gồm D
1
; D
2
; D
3
; D
4
và SCR T. Bốn diode giữ
chức năng tương tự như một cầu chỉnh lưu giúp SCR đóng cắt dòng xoay
chiều (minh hoạ trên hình 2.13).
- Mạch nạp xả R, C giữ chức năng đònh thời gian hàn.
- Điện cực sử dụng loại đồng cán nguội.
________________________________________________________________________________________________________
Trang 46

Giáo trình Điện tử công nghiệp

Đ
i
ệ
n c
ự
c
Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý mạch điện máy hàn điểm xách tay
2.4.3.2. Nguyên lý làm việc

Như đã nói ở trên, nhiệt lượng sinh ra tại mối hàn được tính theo công
thức (2.1):
Q = R. I
2
. t.
Cụ thể với mạch điện trên hình 2.12 người ta điều tiết nhiệt độ trên mối hàn
thông qua việc điều khiển thời gian hàn. Khi vừa cấp điện cho mạch, tụ điện C sẽ
nhanh chóng nạp đầy, lúc này vẫn chưa có dòng điện hàn vì SCR T chưa dẫn. Sau
khi đã chuẩn bò đầy đủ các điều kiện hàn như : làm sạch nơi dự đònh sẽ hàn ; ép
chặt hai tấm thép cần hàn (do công suất máy hàn xách tay rất bé nên không thể
hàn các kim loại có độ dẫn điện tốt như Al, Cu …) … Ta nhấn nút SW. Công tắc này
chuyển mạch sang bên phải và xả điện trên tụ vào chân G (Gate) của SCR T, làm
cho T dẫn cấp dòng điện hàn (T và các diode D
1,
D
2
, D
3
, D
4
hoạt động như một
công tắc dẫn dòng xoay chiều minh hoạ trên hình 2.13, trạng thái của công tắc này
chính là trạng thái của T).

Hình 2.13: Công tắc dẫn dòng xoay chiều dùng SCR
Thời gian hàn được điều chỉnh tuỳ thuộc vào giá trò của biến trở VR vì khi VR
càng lớn thì thời gian xả tụ càng lâu, dòng I
G
tồn tại càng lâu khiến cho dòng điện
hàn càng lâu (tương ứng với nhiệt độ càng cao) hoặc ngược lại. Như vậy tuỳ vào

chủng loại thép hàn, bề dày hai tấm thép hàn mà ta chọn thời gian hàn sao cho hợp
lý. Để các mối hàn được chắc, bền và đẹp, nên xử lý bề mặt của vật cần hàn thật
sạch trước khi hàn.
________________________________________________________________________________________________________
Trang 47