luận văn đại học sư phạm Tìm hiểu một số thiết bị điện dân dụng mới và tính toán thiết kế một máy hàn điện công nghiệp và dân dụng

Phần mở đầu
1.Lí do chọn đề tài
Ngày nay, nhờ ứng dụng những thành tựu của kĩ thuật điện tử mà các thiết
bị gia dụng từng bước được hoàn thiện và hiện đại hơn. Các thiết bị không
ngừng ứng dụng những công nghệ mới ngày càng hiện đại đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của con người như hệ thống điện chiếu sáng sử dụng một số
nguồn sáng mới, công nghệ tạo ụzơn, máy lọc nứơc, lị vi súng và nhiều thiết bị
khác.
Những thiết bị này rất đa dạng và phong phú , để giúp người sử dụng
được thuận lợi trong việc sử dụng khai thác tốt các dụng cụ này cũng như bổ
sung những hiểu biết về một số thiết bị mới ngoài những thiết bị chúng em
đã tỡm hiểu trong học phần thiết bị điện dõn dụng với sự giúp đỡ của thầy
Hoàng Kim Hải em đã lựa chọn đề tài khố luận cho mình là : “ Tìm hiểu
một số thiết bị điện dân dụng mới và tính tốn thiết kế một máy hàn
điện cơng nghiệp và dân dụng”

1


2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu và tỡm hiều cấu tạo, nguyên lí hoạt động cũng như ứng dụng của
một số thiết bị điện dân dụng , thiết kế mô hình một máy hàn nhằm đáp ứng nhu
cầu học tầp của sinh viên, trang bị sõu rộng những kiến thức thực tế trong q trình
dạy học. Từ đó tạo ra hứng thú học tập để sinh viên tự nghiên cứu, mở rộng hơn
kiến thức của mình về các thiết bị dân dụng trong đời sống hàng ngày
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu
Tỡm hiểu về cấu tạo , nguyên lí, đặc điểm, ứng dụng của mốt số thiết bị
điện dõn dụng và thiết kế mô hình của một máy hàn điện.
- Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu về một số thiết bị điện dân dụng trong thực tế, thiết kế một

máy hàn.
4.Nhiệm vụ nghiờn cứu
- Cấu tạo, nguyên lí, đặc điểm, ứng dụng của một số thiết bị điện dõn dụng trong
gia đình và trong cơng nghiệp.
- Thiết kế một máy hàn điện cụ thể
5. Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập , tỡm hiểu các thông tin về cấu tạo, nguyên lí làm việc của một số
thiết bị điện dõn dụng.
- Tớnh toán thiết kế một máy hàn điện.

6. Cấu trúc của đề tài

2


Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo. Nội dung chớnh của khoá
luận được chia làm 2 phần :
Phần 1 : Một số thiết bị điện dõn dụng
Phần 2 : Thiết kế mơ hình máy hàn

3


Phần 1
Một số thiết bị điện dân dụng

Các thiết bị điện sử dụng trong đời sống hàng ngày rất đa dạng, phong phú và
ngày càng hiện đại, ở phần này giới thiệu một số thiết bị điện dõn dụng như : ổn
áp, quạt, đèn chiếu sáng, máy lọc nước, máy hút ẩm và một số thiết bị khác.

1. Ổn áp
Việc sử dụng máy tăng giảm điện để chạy các thiết bị điện, điện tử có nhiều
bất tiện như phải điều chỉnh bằng tay, kém tin cậy, không kịp thời dù biến áp có cả
bộ tự động cắt điện thì cũng gõy mất điện vì quá áp. Chớnh vì vậy, hiện nay người
ta thích dùng máy ổn áp.
Ổn áp là thiết bị có thể tự động ổn định được điện áp đầu ra trong một phạm vi
khá rộng dù điện áp lưới điện xoay chiều ở đầu vào biến động. Ổn áp xoay chiều
thơng dụng có 3 loại : ổn áp cơ điện tử, ổn áp sắt từ và ổn áp điện tử.
1.1. Ổn áp cơ điện tử
1.1.1. Giới thiệu chung
Đõy là máy được dùng phổ biến hiện nay có phần cơ điện là một bộ
tăng,giảm điện vô cấp.Cuộn dõy điện từ kiểu tự ngẫu được quấn vào lừi sắt “
silic” hình vành khăn. Một động cơ ‘servo’ quay con trượt tiếp xúc vào lớp dõy
đã mài hết cách điện để thay đổi số vòng AX cho phù hợp với điện áp vào U1
nhằm giữ điện áp U2 luôn ổn định. Như hình vẽ sau:

4


Hình 1-1 : Ngun lí biến áp tự ngẫu quay bằng động cơ
Giả sử :
- U1 tăng động cơ sẽ quay thuận chiều kim đồng hồ đe tăng số vòng
W1.
- U1 giảm thì động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ giảm số vịng
phía điện vào (AX)
- Động cơ sẽ đứng lại khi U2 đạt đúng định mức.
- Phần điện tử sẽ điều chỉnh động cơ servo hoạt động để U2 luôn ổn
định ở 220V nhờ các mạch ‘trigơ’ dùng IC hoặc transitor.
1.1.2. Nguyên lí làm việc
1.1.2.1. Nguyên lí làm việc của ổn áp dùng transitor

5


Hình1-2 : Sơ đồ ngun lí ổn áp cơ điện tử dùng transitor
Trên hình vẽ là mạch ổn áp tự động có 12 transitor trong đó : các transitor
Q5-Q6 để khuếch đại tín hiệu dị áp; tiếp theo là các tầng ‘trigơ’ Q1-Q2 và Q3-Q4 ;
cuối cùng tín hiệu vào các tầng sau để đóng mở điện cho động cơ servo 12V ở
trạng thái: quay thuận, quay ngược hoặc ngừng lại, để ổn định điện áp ra U2.
Các transitor Q9,Q10, Q11,Q12 dùng loại 2SC2383, cũn lại là 2SC945
Chiết áp : RV = 10K; R20 R21 10 Ω
+ Giả sử : điện áp nguồn tăng, thì dịng đưa vào Q5 tăng (UB ) nó sẽ dẫn mạch
nên điện áp trên cực E tăng(UE ) và UC giảm : Q1 tắt, Q2 dẫn làm cho UB và Q7 tụt
xuống mức thấp nhất nên nó ngưng dẫn. Áp ở cực E của Q6 tăng cao, nó sẽ tắt và
UC cũng cao nờn : Q3 dẫn và Q4 tắt; vậy Q8 sẽ dẫn mạnh. Q9 và Q12 sẽ mở.

6


Điện áp một chiều 12V sau khi đã được nắn lọc (không vẽ ở sơ đồ) cấp vào
động cơ DC qua Q9 và Q12 (A→ B) sẽ quay thuận chiều kim đồng hồ kéo con trượt
ở biến áp tự ngẫu cho tăng số vòng cuộn sơ cấp để giảm điện áp ra xuống mức quy
định 220V.
+ Nếu điện áp nguồn giảm, mạch sẽ tác động ngược lại. Lúc này UB vào Q5
giảm, nên áp ở cực E giảm và UC tăng làm cho : Q1 dẫn mạnh, Q2 tắt và Q7 dẫn. Áp
cực E của Q6 giảm, nó sẽ dẫn mạnh nên Uc ở Q6 giảm : Q3 tắt và Q4 dẫn nên UB ở
Q8 tụt xuống thấp làm nó ngừng dẫn. Q10 và Q11 sẽ mở. Động cơ được cấp điện
1chiều 12V qua Q10 và Q11 (B → A) đã đảo chiều nên sẽ quay ngược chiều kim
đồng hồ, kéo con trượt ở biến áp tự ngẫu cho giảm số vòng cuộn W1 để tăng điện
áp ra đúng định mức quy định 220V.

+ Khi điện áp ra ổn định, đạt định mức 220V thì điện áp trên RV khơng đủ làm
Q1 dẫn và cũng khơng đủ làm Q3 bóo hồ nên Q7và Q8 đều ở trạng thái khóa.
Động cơ ĐC khơng được cấp điện sẽ đứng ở vị trí nhất định( chỉnh RV có thể
thay đổi được U2 ± vài %).
+ Trường hợp điện áp nguồn cao quá hoặc thấp dưới mức cho phép của ổn áp
thì con trượt (nối với rôto) sẽ gạt vào công tắc K lắp ở 2giới hạn biên, nối mát chõn
B của Q8, Q7 : động cơ mất điện, ổn áp tự động cắt điện.
1.1.2.2. Ngun lí làm việc của ổn áp có mạch điện tử dùng IC
Sơ đồ nguyên lí :

7


Hình1.3. Sơ đồ ngun lí ổn áp cơ điện tử lioa
Các loại ổn áp điện tử ngày nay đều có mạch điện tử dùng IC thay cho linh kiện
rời
Trên đõy là mạch điện ổn áp cơ điện tử của hóng Lioa NL-1000NM có đến 3IC.
Trong đó IC1 ký hiệu HA17324 là IC điều khiển; IC2 là cầu cõn bằng để chạy động
cơ ĐC dùng ký hiệu IC BA6209, Q1 là IC ổn áp DC 12V ; hai transitor T1 và T2 ký

8


hiệu 2SC945 định giới hạn trên (250V) và giới hạn dưới (150V) cho phạm vi điều
chỉnh thay cho 2công tắc hành trình cơ khí K1,K2.
Ngun lí làm việc : Tương tự như nguyên lí làm việc của mạch điện tử dùng
transitor.
1.2. Ổn áp sắt từ
- Loại ổn áp này rất đơn giản, làm việc ở trạng thái bóo hồ từ. Cấu tạo thường
có 2 phần khác nhau : một phần giống biến áp thông thường, cũn phần kia được

tớnh theo chế độ bóo hồ từ. Chúng có thể ghép chung vào một lừi chữ E khơng
đối xứng(một nhánh có tiết diện lớn, cũn nhánh kia nhỏ để đạt bóo hồ)cũng có khi
tách thành 2-3lừi riêng biệt cho dễ bố trí và điều chỉnh.
Sơ đồ nguyên lí của ổn áp sắt từ có 3lừi :

Hình 1-3 : Sơ đồ ngun lí bộ ổn áp sắt từ
Lừi dẫn từ hình vành khăn, trên đó có quấn cuộn dõy L3 kiểu biến áp tự ngẫu.
Tụ C được chọn và nối theo mạch cộng hưởng song song để giữ U ra thật ổn định.
Điện áp U2 ra được bù trừ nhờ cuộn kháng L1 và cuộn bù L2(lọc).

9


- Hoạt động : Giả sử U vào tăng quá 220V thì dịng điện I(có tớnh điện cảm) sẽ
gõy ra sụt áp tăng lờn trên cuộn kháng L1, để giữ được U2 vẫn ở mức 220V, dòng
điện I sẽ giảm xuống nhưng nhờ tụ C (có tớnh điện dung) ở L2 sẽ bù lại phần sụt áp
này. Chớnh vì vậy điện áp ra U2 luôn giữ được ổn định.
- Nhận xét : Ổn áp cộng hưởng sắt từ phải làm việc ở chế độ bóo hồ từ nên rất
nóng, tổn hao điện nhiều, độ ổn định không bằng ổn áp điện tử nhưng tác động
nhanh, nhạy hơn ổn áp cơ điện tử, độ bền cao, công suất phù hợp với dụng cụ điện
gia đỡnh nên vẫn được ưa chuộng.
1.3. Ổn áp xoay chiều điện tử.
Ở những nơi mà điện nguồn khơng ổn định, dao động từ UV=190V đến 250V có
thể tự lắp lấy ổn áp để có Ura=220V dùng cố định cho một thiết bị
Dựa vào phương pháp điều khiển khống chế xung- pha bằng một mạch tạo dao
động dùng các transitor và biến áp xung B2 tạo xung đồng bộ với tấn số của nguồn
điện mạng(50-60Hz). Thysistor đóng vai trò là phần tử điều chỉnh điện áp qua biến
áp B1.

10

Như hình vẽ sau:

Hình 1-4 : Sơ đồ ngun lí bộ ổn áp điện tử
Điện áp trên tải được đưa tới tụ C2 qua một mạch phõn áp(R18-R21) và qua cầu
điôt ( VD10-VD11). Điện áp này tỷ lệ và gần bằng với điện áp thực trên tải. Tín hiệu
hồi tiếp thể hiện về những thay đổi của điện áp đầu ra của bộ ổn áp này được đưa
qua chiết áp R4 vào mạch điều khiển. Phần mạch điều khiển này bao gồm bộ tạo

11


xung T1-T2 và biến áp xung B2, điện áp chuẩn được tạo ra bởi mạch ổn áp
(R1,VD1,VD2).
Việc so sánh tín hiệu hồi tiếp với điện áp chuẩn được thực hiện trên cực góp
của T2; T2 thơng nhiều hay ít là do mức tín hiệu hồi tiếp quyết định.
Nhờ đó tụ C3 sẽ được nạp đến điện áp làm việc của mạch ngưỡng T3, T4 trước
hoặc sau thời điểm ban đầu của mỗi chu kì. Các điện trở R6,R8,R9 để hạn dòng; R7
làm giảm các ảnh hưởng của dũng ngược cực phát T2 tới các quá trình xảy ra trong
bộ tạo xung.
Khi điện áp trên tụ C3 trở nên lớn hơn điện áp trên điện trở R11 (khoảng 0,7V)
thì lập tức T3,T4 thơng và tụ C3 phóng điện qua cuộn sơ cấp của biến áp tạo xung
B2. Trên các cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện các xung ngắn đưa tới cực điều khiển G của
Thyristor Th1, Th2 qua các điện trở hạn dòng R16,R17.
-Trong mạch dùng 2 thyristor đấu song song ngược chiều đẻ điều chỉnh được cả
nửa chu kì õm lẫn chu kì dương của nguồn.
Giả sử điện áp nguồn tằng lên đến 250V, điện áp trên C2 sẽ cao hơn điện áp
chuẩn; T2 đóng, tụ C3 khơng kịp nạp tới mức ngưỡng nên T3,T4 khoá , bộ tạo xung
lúc này khơng làm việc, các thyristor khơng dẫn và dịng tải sẽ đi qua các biển trở

R13-R14 gõy nên các sụt áp nên điện áp ra trên tải chỉ tăng ở mức 220±5V
-Khi điện áp mạng giảm dưới mức quy định thì bộ tạo xung sẽ làm việc, các
thyristor sẽ thụng(thơng hồn tồn khi điện áp này giảm xuống gần 200V). Lúc
này dòng tải sẽ đi qua R15 và các thyristor. Sụt áp trên R15 không đáng kể nệ điện áp
ra vẫn ở mức cho phép. Điện trở R15 có tác dụng làm giảm biên độ dòng điện so sự
thay đổi đột ngột trong q trình này và nó cũng tiêu tán khoảng 5W.

2. Quạt điện
12


Quạt điện là thiết bị dẫn động bằng điện nhằm tạo ra các luồng gió phục vụ lợi
ích con người và ngày càng được cải tiến từ chỗ dùng các công tắc để thay đổi tốc
độ quat dần dần cải tiến lên thay đổi tốc độ gió bằng mạch điện tử hay điều khiển
tốc độ quạt bằng các điều khiển từ xa.
2.1 Cấu tạo chung của quạt
Quạt điện nào cũng gồm 3 phần chớnh :
- Phần tĩnh (stato) được làm bằng những lá thép sillớc mỏng ghép lại thành
hình trụ rỗng. Trên stato được dập sẵn các cực hoặc các rónh để quấn dõy điện từ.
- Phần động (rơto) cũng do các lá thép kỹ thuật điện ghép lại thành khối trụ.
Trên bề mặt rơto cũng có các rónh đúc nhơm kín, tạo thành những thanh dẫn điện
nối với nhau bằng vịng ngắn mạch ở 2 đầu. Trên rơto có trục để lắp cánh quạt
- Phần nắp thường ở 2 đầu được lắp bạc hoặc vịng bi để cho rơto quay trơn
so với stato.
2.2 Nguyờn lớ làm việc chung
Các loại quạt điện thông dụng đều là động cơ điện xoay chiều khơng đồng bộ
một pha rơto lồng sóc.
Khi cho điện xoay chiều 1pha vào các cuộn dõy stato dòng điện I1 đi qua cuộn
dõy sẽ sinh ra từ trường Φ1. Trong rơto lồng sóc có các thanh dẫn sẽ cảm ứng ra
các sức điện động, nhờ có sự liền mạch ở hai đầu nên xuất hiện dịng điện I2 trong

rơto, tương ứng là từ trường Φ2.
Cả stato và rôto lúc này đều có từ trường nhưng khơng làm quạt tự quay được
vì đây chỉ là từ trường đập mạch khi đó nếu mồi bằng tay vào rơto quay theo chiều
nào thì quạt sẽ quay theo chiều đó.
13


Để tạo được mômen khởi động cho quạt điện người ta thường dùng 2phương
pháp khởi động :
- Khởi động quạt điện bằng vòng chập
- Khởi động bằng cuộn dõy phụ qua tụ điện
a) Đối với quạt điện vòng chập
Đăc điểm của quạt là các cực đều lồi, trên mỗi cực chớnh của stato
đều được sẻ rónh, tách ra 1/3 tạo thành cực từ phụ để nhét vào đó một
vịng dõy đồng gọi là vòng chập mạch. Chớnh nhờ sự kết cấu như vậy mà
khi nào cho điện xoay chiều pha vào cuộn dõy, trên mỗi cực từ của quạt
sẽ xuất hiện 2từ trường: từ trường chớnh và từ trường phụ lệch pha nhau
do vậy mà mô men khởi động được tạo ra, để rơto tự quay theo chiều có
cực từ phụ mà khơng cần lực khởi động bên ngồi.
b) Đối với quạt điện chạy tụ
Đặc điểm stato của quạt chạy tụ là có nhiều rónh (cực ẩn ) khơng đặt vịng
chập mạch và ít nhất cũng có 2 cuộn dõy : cuộn dõy dõy chớnh gọi là cuộn
làm việc(LV) được quấn bằng dõy điện từ cỡ to và ít vịng. Cuộn dõy phụ gọi
là cuộn khởi động( KĐ) được quấn bằng dõy điện từ cỡ nhỏ hơn và nhiều
vòng hơn, khơng nằm chung rónh mà được đặt lệch trong khơng gian với
cuộn làm việc một nửa bước cực. Cuộn khởi động lại được nối tiếp qua 1tụ
điện nên tuy cùng nối một pha với cuộn làm việc nhưng đã tạo được sự lệch
pha về thời gian làm stato sinh ra từ trường quay, do vậy mômen khởi động
được tạo thành quạt tự khởi động dễ dàng.
2.3 Quạt điều khiển từ xa bằng IC

Việt Nam đã chế tạo ra nhiều loại quạt bàn , quạt treo tường điều khiển từ xa.
Cụ thể 1loại quạt có những chức năng sau: Điều khiển từ xa 5m; tắt mở hẹn giờ,
gió từng cơn quay; kí hiệu bộ điều khiển từ xa ITFC -05V2.

14


Động cơ vẫn được chế tạo như quạt điện thường có tụ và 3 nấc 1-2-3 rồi đấu ra
với một mảng “bo” điểu khiển bằng IC đặt dưới chõn quạt.
Mạch quạt điều khiển từ xa:

Hình2: Mạch quạt điện điều khiển từ xa
Cấu tạo : dùng IC SC 820644-SIDF 086 được lắp thêm tụ C 7 để chống nhiễu
nên làm việc rất ổn định . Nguồn 220 V trước khi cấp vào IC được giảm áp và nắn,
lọc bằng các điện trở R1-R2-R3-R4, các điốt D1-D2 và các tụ C1ữC2 ; ổn áp bằng điốt
zene.

15


Điều chỉnh tốc độ quạt có 3 cấp bằng cách ấn các nút trên bộ điều khiển từ xa :
Bộ phận nhận lệnh là tế bào quang điện Y. Sau khi được khuếch đại sẽ đưa lệnh
này vào IC để giải mã ; đầu ra sẽ tác động vào cực G của một trong các triac 97A3
để tiếp điện vào số 1, số 2 , hoặc số3(cuộn dõy stato qua các triac), cho quạt quay
nhanh hoặc chậm tuỳ ý muốn . Quạt có thể thổi gió từng cơn, khi ấn phớm 4 để IC
tác động nhanh , đóng và ngắt theo chu kì ( trong một chu kì ở một thời gian t1 quạt
được nối trực tiếp vào nguồn, sang thời gian t2 điện lại được cắt và đóng theo kiểu
xung để giảm cơng suất). Như vậy, gió sẽ ào ào rồi lại đến chu kì sau, tốc độ giảm
chỉ hiu hiu tạo cảm giác dễ chịu cho người sử dụng.
Các đèn Led tín hiệu số 1, số 2, số 3 , cho biết quạt chạy nhanh hay chạy chậm;

đốn số 4 để báo quạt quay; số 5 là tín hiệu gió từng cơn cũn đèn số 6,7,8,9 là đèn
hẹn giờ.

3. Đèn chiếu sáng
3.1. Đèn huỳnh quang
3.1.1. Cấu tạo đèn huỳnh quang
Đèn huỳnh quang thường có dạng hình ống , bên ngoài là ống thuỷ tinh bền
chắn tia tử ngoại. Hai đàu phớa trong bố trí điện cực và bổ xung khí trơ hoặc
Kripton và lượng thuỷ ngõn thích hợp.
Cấu tạo :

16


Đèn huỳnh quang có thể cấu tạo catot nóng hoặc catot nguội. Catốt nóng được
làm bằng sợi vonfram, cũn catốt nguội có dạng ống nhỏ bằng thép và địi hỏi điện
áp trên đèn rất lớn, do vậy đèn huỳnh quang catot nguội có hiệu quả ánh sáng thấp
hơn nhưng có tuổi thọ cao hơn thích hợp với ứng dụng ở các vị trí khó thay đèn.
Đa số các đèn huỳnh quang thơng dụng thuộc loại catot nóng.
Thành phần hỗn hợp các phốtpho có thể thay đổi màu ánh sáng hoặc phổ của
đèn.
3.1.2. Hiện tượng phóng điện trong đèn huỳnh quang
Khi cho chùm tia đơn sắc đập vào một chất huỳnh quang một phần năng lượng
của nó biến thành nhiệt, trong khi đó phần lớn năng lượng cũn lại xuất hiện dưới
dạng một phổ liên tục có bước sóng phõn bố tuỳ theo bản chất của chất huỳnh
quang.
Như vậy tia sơ cấp đóng vai trị kích thích để chất huỳnh quang phát xạ tia thứ
cấp. Màu sắc bức xạ thứ cấp phụ thuộc vào bản chất và liều lượng của bột huỳnh
quang bao phủ trong ống và áp suất trong đèn.

17


Sự phóng điện huỳnh quang:
thể hiện trên hình vẽ sau

Sự phóng điện của đèn huỳnh quang
3.1.3. Các thống số của đèn huỳnh quang
Các kí hiệu của đèn huỳnh quang:
CW đèn ánh sáng trắng lạnh tiêu chuẩn
WW đèn ánh sáng ấm tiêu chuẩn
CWX đèn ánh sáng lạnh deluxe
WWX đèn ánh sáng trắng
ES đèn tiết kiệm năng lượng
HO đèn có quang thơng cao
Kích thước và cơng suất tiêu chuẩn của đèn ống huỳnh quang:
0,6m- 20/18 W ;

1,2m- 36/40W ; 1,5m- 68/65W ; 2,4m- 110W

3.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính năng của đèn huỳnh quang
18


Có 5 yếu tố ảnh hưởng đến tớnh năng của đèn huỳnh quang là:
-

Tải của đèn
Áp suất khí argon
Nhiệt độ thành ống, liờn quan đến áp suất hơi thuỷ ngõn

Chiều dài ống
Đường kớnh ống

3.1.5. Thiết bị mồi đèn
Đèn huỳnh quang được sản xuất theo ba loại : đốt nóng trước, bật sáng
nhanh và loại bật sáng tức thời. Giống như tất cả các đèn phóng điện khác, đèn
huỳnh quang chỉ phát sáng khi có thiết bị mồi, bao gồm tắc te và chấn lưu.
a. Tắc te
Có 2 loại là tắc te có khí và tắc te nhiệt:
- Tắc te có khí :Là một bóng đèn có khí rất nhỏ có các điện cực gần nhau
trong đó một điện cực là bản lưỡng kim mắc song song với đèn ống như trên
hình vẽ

Khi đóng mạch, hình thành mạch điện kín tạo nên từ nguồn qua chấn lưu,
một điện cực, tắc te và qua một điện cực khác về nguồn. Khi đó điện áp nguồn đặt
lên hai cực của tắc te cú khớ làm cho tắc te phóng điện. Kết quả là bản lưỡng kim
nóng lên và bị dãn nở chập mạch làm cho tắc te khơng phóng điện nữa, nhiệt độ
giảm đi. Sau một khoảng thời gian ngắn, bản lưỡng kim hở mạch kéo theo mạch

19


điện qua chấn lưu hở mạch. Năng lượng tích luỹ trong chấn lưu tạo nên quá điện
áp quá độ khi hở mạch gây phóng điện ban đầu trong đèn.
- Tắc te nhiệt gồm một bóng đèn chân khơng nhỏ chứa một công tắc lưỡng
kim khép mạch khi nguội và một điện trở đốt nóng. Khi có điện, điện trở
này và các điện cực mắc nối tiếp bị phát nóng theo hiệu ứng Joule làm hở
mạch bản lưỡng kim gõy quỏ điện áp khi hở mạch chấn lưu gây phóng điện
trong đèn.

Hình vẽ cấu tạo tắc te nhiệt
Trong cả hai trường hợp trờn nờn sử dụng một tụ điện có điện dung nhỏ cỡ vài
nF làm tăng thời gian quá điện áp do đó mồi đèn dễ dàng hơn.
b.Chấn lưu
Ngồi chức năng là hạn chế dòng điện hồ quang, chấn lưu cũn có chức năng :
+Tạo nên điện áp quá độ khi hở mạch để mồi đèn.
+Ổn định dịng điện phóng qua đèn.
Thường sử dụng 2 loại :
- Chấn lưu sắt từ có tổn hao thấp:
Đó là các chấn lưu được chế tạo từ các lá tôn silic chất lượng cao

20


Chấn lưu sắt từ có đặc điểm : Cấu tạo đơn giản chắc chắn, tiêu thụ cống suất
khoảng 15- 20% công suất đèn,gõy nhiễu điện từ và tiếng ù, hệ số cống suất
thấp, thời gian mồi lõu, tuổi thọ cao…
- Chấn lưu điện tử
Việc sử dụng lừi từ chất lượng cao và thiết kế tối ưu có thể tạo nên chấn
lưu sắt từ chất lượng cao, tuy nhiên so với chấn lưu sắt từ chấn lưu điện từ
có nhiều ưu điểm hơn như : tiêu thụ công suất nhỏ , hoạt động trong dải điện
áp rộng, mồi đốn nhanh, không có hiện tượng nhấp nháy, hệ số cống suất
cao…
+ Cấu tạo chấn lưu điện tử : Thực chất chấn lưu điện tử là bộ biến tần,
biết đổi tần số từ tần số lưới 50Hz sang tần số cao trên 20kHz và dưới
40kHz . Trên 20kHz để tránh tấn số nghe thấy cũn dưới 40kHz là tấn số
dùng trong điều khiển hồng ngoại của các thiết bị điện tử.
Sơ đồ khối chấn lưu điện tử gồm :
• Bộ lọc nguồn
• Bộ chinh lưu AC-DC biến đổi điện áp nguồn 50Hz thành điện áp một

chiều.
• Bộ nghich lưu DC-AC biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay
chiều có tần số cao từ 20-40kHz. Với tần số cao sự phóng điện tróng
chất khí có hiệu quả hơn
• Mạch mồi và điều khiển sáng.
Trong chấn lưu điện tử thường sử dụng 2 loại bộ nghịch lưu : Bộ nghịch lưu
nguồn dòng kiểu cộng hưởng và bộ nghịch lưu cộng hưởng nguồn áp. Trong thực
tế thường sử dụng bộ nghịch lưu cộng hưởng nguồn áp.

21


Sơ đồ bộ nghịch lưu nguồn áp kiểu cộng hưởng
Ở sơ đồ trên : tụ C1 ngăn dòng một chiều chạy qua cuộn sơ cấp của máy biến
áp, khắc phục được hiện tượng bóo hồ. Sơ đồ này thường được sử dụng trong
chấn lưu đèn huỳnh quang. Khi cung cấp cho đèn catơt nóng, tụ C2 thường đặt
giữa 2 điện cực đảm bảo đốt nóng ban đầu điện cực và mồi mềm.
3.2. Một số đèn phóng điện
Các đốn phóng điện có ống hồ quang kớch thước nhỏ, cường độ cao làm bằng
thạch anh hoặc gốm trong suốt. Các ống hồ quang này chứa các điện tích và hơi
kim loại làm việc ở nhiệt độ cao.
3.2.1. Đèn hơi thuỷ ngân
Đèn hơi thuỷ ngõn là loại đèn phóng điện mà trong đó phần lớn ánh sỏg
được tạo ra do sự bức xạ của hơi thuỷ ngõn hoạt động ở áp suất riêng phần lớn hơn
105Pa.
Lớp vỏ thuỷ tinh ngoài của đèn thuỷ ngõn được làm từ thuỷ tinh boro
silicate có thể chịu nhiệt độ cao của đèn. Bẩu thuỷ tinh bên ngoại hấp thụ nhiều các
bức xạ tử ngoại phát ra từ hồ quang thuỷ ngõn. Một số đèn thuỷ ngõn có chế độ tự
ngắt để tắt đốn khi bầu thuỷ bên ngồi bị vỡ, tránh bức xạ tử ngoại thốt ra ngoài.

22


Tuổi thọ của đèn thuỷ ngõn cao nhưng sự duy trì quang thơng kém, thường được
sử dụng rộng rói ở các loại đèn giao thông, công xưởng…
Tuy nhiên đèn hơi thuỷ ngõn có chỉ số thể hiện màu thấp , hiệu quả năng lượng
thấp nên đèn thuỷ ngõn cao áp có xu hướng bị loại bỏ.
3.2.2. Đèn Halogen kim loại
Khi cho thêm vào môi trường muối iot của các kim loại nhu indi,thali,
natri. Vì iốt thuộc nhúm halogen nên những đèn có mơi trường này gọi là đèn
halogen kim loại.

PLC- Đèn Metal halide và phổ màu
Đặc điểm của đen halogen kim loại là màu sắc thay đổi theo thời gian sử
dụng. Khi làm việc hơi halogen kim loại nóng lên trong ống hồ quang. Vì nhiệt độ
23


cao, sự già hoá nhanh làm thay đổi hỗn hợp hơi halogen do vậy quang thông và
màu sắc của đèn cũng thay đổi.
Đèn có vị trí vạn năng, nghĩa là có thể treo ở vị thrí bất kỳ, dễ sử dụng. Tuy
nhiên vị trí tốt nhất là nghiêng 15o so với phương thẳng đứng, khi đó quang thơng
và tuổi thọ đạt cực đại.
Các đèn halogen kim loại không làm việc được với bộ điều chỉnh điện áp. Nó
được sử dụng rộng rói trong dải cơng suất 250- 2000W trong các khu vực cần được
thể hiện màu tốt như các công trình văn hố, truyền hình màu.
Nhược điểm của đèn này là : giá thành cao, sau một thời gian sử dụng màu bị
thay đổi.
3.3. Một số nguồn sáng mới
3.3.1. Đèn LED

Là tên gọi tắt của điốt phát quang (Light Emitting Diode) là linh kiện bán
dẫn quang được sử dụng rộng rói trong nhiều lĩnh vực như đốn hiệu, đèn
biển báo đèn quảng cáo. LED có tuổi thọ cao,tiêu thụ cơng suất nhỏ.
Cấu tạo :

24


Phần chủ yếu của một LED là tinh thể bán dẫn InGaN tạo nên chuyển tiêp
p-n. Khi đặt điện áp nhỏ lên chuyển tiếp sẽ tạo nên các điện tích di động
chạy qua chuyển tiếp và biến đổi năng lượng dư thành năng lượng ánh sáng.
Dòng điện chỉ chạy theo chiều từ p→n ở giữa miền tiếp xúc giữa 2 lớp
bán dẫn có ánh sáng phát ra vì điểm sáng rất bé nên phớa trên phải có dạng
nửa hình cầu để có thể phát tán ánh sáng tán xạ trong phạm vi 180o về mọi
hướng.
Để có màu sắc khác nhau người ta sẽ đưa thêm một số tạp chất khác nhau
hoặc là trong lớp ‘nhựa’ cho thêm các chất huỳnh quang. LED có dịng định
mức cực đại là 350mA,và hiệu điện thế định mức là 10V.
Ngày nay người ta dùng OLED tức LED làm bằng bán dẫn hữu cơ để
làm LED cho ánh sáng trắng. LED trắng đang bắt đầu được dùng phổ biến vì
nó kết hơp được ưu việt về tiết kiệm điện của đèn huỳnh quang và đèn
compact, có kích thước nhỏ gọn, bật tắt nhanh chúng…
3.3.2. Đèn sulfur
Là loại đèn không cực ánh sáng phát ra do bức xạ của các ngun tử sulfur
trong mơi trường khí argon khi bị kích thích bằng vi sóng.
Cấu tạo của đèn

25