Thiết kế tủ điều khiển giám sát nhiệt độ tự động, hút chân không, nâng hạ lồng chiên trong máy chiên chân không

LỜI CẢM ƠN
Trước hết Em xin gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại Học NÔNG LÂm
Tp.HCM đã truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm trong quá trình học tập tại
trường.
Em trân trọng gửi lời cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã
truyền đạt cho em kiến thức vô cùng quý báu, cũng như tạo điều kiện cho em trao dồi
kiến tại trường.
Em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy thS. Đào Duy Vinh đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ và truyền đạt kiến thức kinh nghiệm thực tế để em có
thể hoàn thành đề tài này.
Con xin cảm ơn ba mẹ, gia đình đã tạo điều kiện tốt nhất, động viên con trong
suốt thời gian dài, giúp con vượt qua những khó khăn, biến cố để con an tâm học tập.
Lời cảm ơn cuối cùng tôi xin cảm ơn tất cả các bạn đã cùng tôi gắn bó giúp đỡ tôi
trong suốt quá trình học tập tại trường.

Tháng 6 năm 2017
Nguyễn Thành Tiến

1


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu
“ Thiết kế tủ điều khiển giám sát nhiệt độ tự động, hút chân không, nâng hạ lồng chiên
trong máy chiên chân không ”
Địa điểm thực hiện : Khoa cơ khí – Công nghệ Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM.
Thời gian thực hiện: 2/2017 đến 6/2017.
Mục đích:
Khảo sát thiết kế tủ điều khiển máy chiên chân không.
Nội dung nghiên cứu:
Tìm hiểu nguyên lý làm việc của máy chiên chân không để từ đó thiết kế tủ

điều khiển.
Tính toán thiết kế tủ điều điều khiển, công suất từng linh kiện để tiến hành lắp
ráp.
Thực hiện lắp ráp các linh kiện vào tủ điều khiển, tiến hành chạy thử.
Lắp đặt, kết nối dây điện với máy chiên chân không theo dõi quá trình chạy thử
trên máy.
Kết quả đạt được:
Khảo sát và thiết lập bản vẽ, mô tả nguyên lý hoạt động của máy chiên chân
không.
Tìm hiểu các cơ cấu chấp hành của máy và đưa ra nguyên lý điều khiển các
thiết bị: Động cơ AC 3 pha, AC 1 pha, máy nén khí, xy-lanh, cảm biến nhiệt độ, đồng
hồ đo và cảm biến nhiệt độ.
Tính toán, chọn lựa thiết bị điện phục vụ việc thiết lập tủ điều khiển máy chiên
chân không.

2


MỤC LỤC

3


DANH SÁCH HÌNH

4


Chương 1
MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Trong nền kinh tế của nước ta hiện nay, Nhà nước ta đã chủ trương phát triển
mạnh ngành Cơ khí nhằm sánh vai với các nước trong khu vực và trên Thế giới. Trong
khí thế của cuộc cách mạng Công Nghiệp Hóa – Hiện Đại Hóa Đất Nước, đòi hỏi phải
có nhiều công nghệ mới, sáng chế mới, đáng chú ý là việc đầu tư phát triển công nghệ
chế biến thực phẩm.
Sự góp mặt của máy chiên chân không đã nâng cao được chất lượng thực phẩm
sau khi chế biến, tăng giá trị thực phẩm một cách đáng kể, góp phần cải thiện đời sống
vật chất cho nhân dân ta.
Từ một số nguồn nguyên liệu tươi chúng ta có thể chế biến một số thực phẩm
ăn nhanh, như các loại bánh Snack, mít chiên, khoai chiên, chuối chiên…. Tuy nhiên
với công nghệ chiên thông thường như hiện nay thì chất lượng sản phẩm sẽ giảm tính
chất mùi, vị, màu so với tính chất ban đầu của nguyên liệu. Để khắc phục nhược điểm
trên, cần phải sử dụng thiết bị chiên với công nghệ chiên mới gọi là chiên chân không.
Những trái mít, chuối, củ khoai lang, khoai môn… mang bán tươi có giá trị
thấp, không chủ động được chất lượng sản phẩm, thậm chí có những nguyên liệu chỉ
làm thức ăn cho gia súc, nhưng sau khi đưa vào chiên chân không giá trị của sản phẩm
tăng gấp nhiều lần, bởi vì ăn ngon do thành phần vẫn giữ được hương vị đặc trưng của
nông sản tươi và rất hợp vệ sinh.
Đời sống nhân dân ta đang dần được cải thiện, người dân không chỉ muốn ăn no
mà còn phải ăn ngon, nhu cầu nông sản đã qua chế biến ngày càng tăng cao hứa hẹn
những bước tiến mới cho ngành chế biến nông sản thực phẩm, hòa vào xu thế đó, dưới
sự chấp thuận của Khoa Cơ Khí Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố
5


Hồ Chí Minh với sự hướng dẫn của thầy Đào Duy Vinh. Tôi đã tiến hành khảo sát máy
chiên chân không được đặt tại Khoa Công Nghệ Thực Phẩm. Quá trình khảo sát máy
chiên chân không, tôi nhận thấy rằng tủ điều khiển của máy chiên chân không đã cũ

một số linh kiện trong tủ điều khiển đã không còn hoạt động tốt ( như: khỏi động từ,
đồng hồ đo nhiệt độ ). Từ đó đề tài “ Thiết kế tủ điều khiển giám sát nhiệt độ tự động,
hút chân không, nâng hạ lồng chiên trong máy chiên chân không ” được thực hiện.
1.2 Mục đích

Với tất cả những ý nghĩa nêu trên tôi muốn đi sâu vào nghiên cứu đề tài :
“ Thiết kế tủ điều khiển giám sát nhiệt độ tự động, hút chân không, nâng hạ
lồng chiên trong máy chiên chân không ” với những mục đích cụ thể như sau :
Khảo sát máy chiên chân không tìm hiểu nguyên lý hoạt động và các thiết bị
cần điều khiển của máy chiên chân không.
Thiết kế tủ điều khiển để vận hành máy chiên chân không.

6


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Khái quát công nghệ chiên chân không.
2.1.1 Sơ đồ công nghệ chiên chân không.
Nguyên liệu đã qua xử lý

Dầu bổ
sung

Buồng chiên chân không

Hút chân không

Dầu thực vật

Gia nhiệt

Tách sản phẩm chiên

Dầu

Giải nhiệt

Thành phẩm

Đóng gói

Hình 2.1 Quy trình công nghệ chiên chân không.

Quy trình công nghệ chiên chân không được thể hiện ở hình 2.1:
Nguyên liệu : Nguyên liệu được dùng trong chiên chân không là các loại sản
phẩm như : chuối, khoai lang, đậu đũa, thơm, mít, cà rốt, củ dền, cà tím, đậu bắp.
Ngoài ra nguyên liệu cũng có thể là các loại thịt hiên có trên thị trường.
7


Buồng Chiên chân không: nơi xảy ra quá trình chiên nguyên liệu.
Tách sản phẩm : làm ráo dầu, tách bớt dầu ra khỏi sản phẩm sau khi chiên.
Thành phẩm – đóng gói: sản phẩm sau khi chiên sẽ được để nguội và đóng gói
ngay sau đó.
2.1.2 Giới thiệu kỹ thuật chiên chân không.
chiên chân không là quá trình chiên thực phẩm trong dầu mỡ, nhưng được thực
hiện trong điều kiện áp suất chân không nên hạn chế những biến đổi của nguyên liệu
và dầu trong quá trình chiên.
2.1.3 Một số sản phẩm rau quả chiên chân không.

Chất dinh dưỡng không hề bị mất đi vì rau quả sấy khô, đóng hộp thường được
thu hoạch vào đúng vụ - thời điểm chín muồi về chất lượng. Thậm chí sau khi sấy khô,
một số loại sẽ có vị đậm hoặc ngọt hơn so với hoa quả tươi do lượng nước giảm đi và
các thành phần khác tăng lên.
Lượng Polyphenol (một hớp chất chống oxy hóa rất tốt) được tăng đáng kể
trong trái cây đã sấy khô. Các sản phẩm này cũng có nhiều chất xơ, khoáng chất,
vitamin A,B1, B2, B3, B5, B6, các nguyên tố vi lượng, kali, sắt…phức hợp
cabonhydrat đậm hơn, giúp cơ thể giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh tật và khả năng hoạt
động của hệ miễn dịch.
Về năng lượng, trung bình trong 100g trái cây khô chứa khoảng 250 calo và 15 g chất đạm, giàu năng lượng hơn trái cây tươi.
Ngày nay, công nghệ sấy hiện đại cũng tránh cho sản phẩm tiếp xúc với oxy,
ánh nắng mặt trời và nhiệt độ cao… để giữ được chất lượng, hương vị, màu sắc tự
nhiên của cây trái.

8


Hình 2.2 Rau củ quả sấy.
2.1.4 Đặc điểm của máy chiên chân không.
Máy chiên chân không là thiết bị đặc biệt có thể chiên những thực phẩm nhiều
chất béo. Điểm khác nhau chính giữa phương pháp chiên chân không và phương pháp
chiên thông thường là chiên ở áp suất thấp. Điểm sôi thông thường của nước là 100 oC
(-760 mmHg), nhưng ở áp suất thấp thì nhiệt độ sôi lại thấp hơn (điều này cho phép sử
dụng nhiệt độ thấp trong suốt quá trình chiên chân không).
Quá trình loại ẩm : Khi nước trên bề mặt vật liệu bốc hơi sẽ thoát ra môi trường
dầu và được đưa ra ngoài bằng bơm chân không. Ẩm được loại bỏ nhanh hơn khi bề
mặt dầu có áp suất thấp và khi có sự chênh lệch ẩm lớn.
Công nghệ chiên chân không có tác dụng tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm
nhờ thoát hơi ẩm, tăng hàm lượng chất khô và hàm lượng dầu.
Chiên chân không còn làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm nhờ các biến đổi

hóa học, làm tăng độ chắc giòn, tạo màu đẹp và có mùi thơm đặc trưng của sản phẩm,
từ đó tạo nên sự hấp dẫn cho sản phẩm. Bên cạnh đó giải pháp công nghệ này còn làm
tăng khả năng bảo quản trong điều kiện nhiệt độ thường, nhiệt độ cao và ẩm độ thấp
làm hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.
Khi chiên trong môi trường áp suất thấp dẫn đến nhiệt độ thấp làm hạn chế tác
động của nhiệt độ cao lên của sản phẩm như làm giảm vitamin, sẫm màu, giảm mùi.
Đặc biệt trong điều kiện chiên chân không, lượng không khí trong thiết bị không nhiều
nên tránh được các phản ứng oxy hóa dầu, kéo dài được thời gian làm việc của dầu
chiên.

9


Nguyên liệu chiên ở áp suất chân không cho màu sắc sáng hơn, độ co thể tích
nhiều hơn và mềm hơn nguyên liệu chiên ở áp suất thường. Tăng thời gian bảo quản
sản phẩm sau khi chiên.
Nguyên liệu thô: Công nghệ chiên có thể sử dụng cho hầu hết trái cây, rau củ
quả và thịt. Đặc biệt chiên chân không có thể chiên các loại sản phẩm mà công nghệ
chiên truyền thống không chiên được như dứa, dâu tây, dưa chuột,…
2.1.5 Ưu điểm.
Nhiệt độ dầu ở phương pháp chiên chân không thường làm cho mực độ hao hụt
dầu giảm đi.
Làm giảm sự biến đổi màu và mùi của dầu.
Sự biến đổi các tính chất của nguyên liệu (màu, mùi, các chất dinh dưỡng) ít
hơn so với phương pháp chiên thông thường.
Lượng ẩm còn lại trong sản phẩm rất ít giúp bảo quản sản phẩm lâu hơn.
Dầu tích trữ trong sản phẩm ít hơn trong phương pháp chiên thông thường.
2.1.6 Lợi ích và tìm năng của phương pháp chiên chân không.
Tốt cho sức khỏe người tiêu dùng hơn vì chưa ít dầu, lượng vitamin giảm đi rất
ít và chất lượng cao hơn cả các sản phẩm của phương pháp chiên thông thường.

Chiên chân không có thể chiên các loại trái cây, rau quả, củ rễ và các loại thủy
hải sản mà phương pháp chiên thông thường không thể chiên được.
Là phương pháp chiên đặc biệt làm đa dạng hóa các loại sản phẩm thực phẩm
nông nghiệp nói chung.
2.1.7 Các giai đoạn của quá trình chiên chân không.
Trong quá trình chiên chân không, thông thường người ta chia ra thành các giai
đoạn khác nhau. Ở những giai đoạn khác nhau thì sự biến đổi của các thông số cơ bản
của quá trình chiên như nhiệt độ nguyên liệu, nhiệt độ thiết bị, áp suất chân không
cũng khác nhau :
Giai đoạn một: Được tính từ lúc cho nguyên liệu vào đến khi nước trong
nguyên liệu bắt đầu bay hơi. Ngay tại thời điểm cho nguyên liệu vào chiên, nhiệt độ
của nguyên liệu bằng với nhiệt độ của môi trường, còn nhiệt độ của dầu được nâng lên
lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ chiên tùy vào khối lượng và tính chất nguyên liệu. Sau đó
nguyên liệu sẽ được cung cấp nhiệt lượng để tăng nhiệt. Khi đó nhiệt độ của nguyên
10


liệu sẽ tăng còn nhiệt độ của dầu giảm. Ở giai đoạn này thì độ chân không được xem
như ổn định.
Giai đoạn hai: Bắt đầu khi nước bắt đầu bốc hơi. Lúc này nhiệt độ của nguyên
liệu khoảng 60oC. Ở giai đoạn đoạn này nhiệt độ trong sản phẩm và nhiệt độ dầu sẽ
không đổi. Nhiệt lượng mà dầu truyền cho cho nguyên liệu chủ yếu làm giảm ẩm trong
nguyên liệu. Ở giai đoạn này, khi nước trong nguyên liệu còn nhiều thì độ chân không
giảm rất mạnh, nhưng khi lượng nước trong nguyên liệu giảm nhiều thì độ chân không
có xu hướng giảm ít.
Giai đoạn ba: Giai đoạn này được tính khi nhiệt độ của dầu bắt đầu tăng, đồng
thời nhiệt độ của nguyên liệu cũng tăng. Nếu tiếp tục gia tăng nhiệt thì nhiệt độ của
sản phẩm có xu hướng tăng bằng nhiệt độ của dầu, độ chân không tăng dần. Ở giai
đoạn này, lượng nước trong nguyên liệu còn ít. Trên thực tế quá trình chiên chân
không sẽ kết thúc ở đầu giai đoạn này.

Nhiệt độ sôi của nước phụ thuộc vào áp suất môi trường. Nhiệt độ sôi của nước
giảm dần khi độ chân không tăng lên tới tốc độ giảm này càng tăng, đặc biệt khi độ
chân không lớn hơn -700mmHg.
Ở độ chân không bằng 0( điều kiện khí quyển bình thường ),-500,-550,-600,650,-700,-750 mmHg tương ứng với nhiệt độ nước sôi ở 100; 72,5; 76,5; 61,5; 53,5;
41,6; 11,3 oC. Nguyên lý này được ứng dụng nhiều trong cô đặc sản phẩm(ví dụ quá
trình cô đặc trong chế biến đường mía và cũng được ứng dụng trong công nghệ chiên
chân không để khắc phục một số nhược điểm của chiên thực phẩm trong môi trường
bình thường).
2.1.8 Một dây chuyền thiết bị chiên chân không của công ty chế biến thực
phẩm Nhà Bè.
Chuẩn bị nguyên liệu trước khi đưa vào thiết bị chiên chân không gồm có các
bộ phận và trang thiết bị : tiếp nhận, kiểm tra, làm sạch, sơ chế, xử lý nguyên liệu.
Hệ thống chiên chân không có nhiệm vụ thực hiện quá trình chiên, tùy theo kết
cấu cụ thể mà có thể bao gồm : giỏ đựng, nồi chiên, thiết bị truyền nhiệt, làm nóng dầu
chiên, thiết bị làm mát dầu chiên.
Hệ thống khí nén hoặc thủy lực hoặc cơ khí dùng để nâng hạ giỏ chiên trong
nồi chiên.
11


Hệ thống chiên chân không : hệ thống máy móc tạo ra và điều khiển môi
trường chân không trong nồi chiên. Nó có thể là : bơm chân không, tháp ngưng tụ,
tháp giải nhiệt.
Hệ thống lọc/ tái chế dầu chiên : các thiết bị tẩy, lọc tạp chất, bơm dầu.
Hệ thống cung cấp nhiệt cho nồi chiên : nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt hoặc hệ
thống đốt nóng dầu chiên (gas hoặc điện).
2.1.9 Công nghệ và thiết bị chiên chân không thực phẩm ở trong nước.
Ở nước ta đã có nhiều nhà máy, cơ sở sản xuất theo công nghệ chiên chân
không. Điển hình là công ty TNHH –TM Vinamit, công ty chế biến thực phẩm Nhà
Bè(NHABEXIM),công ty Tề Hùng,… Nhưng vì tính cạnh tranh ganh gắt nên công

nghệ được giữ bí mật.
Một hệ thống thiết bị chiên chân không tiêu biểu ở nước ta dựa theo thiết kế của
Đài Loan do SIAEP thiết kế và chế tạo. Ở dây chuyền này, nguyên liệu là các loại trái
cây (mít,chuối,…) hoặc củ (khoai môn,khoai lang,..) đã được lựa chọn đúng độ chín để
đưa vào chế biến. Sau khi kiểm tra trọng lượng ở cân, nguyên liệu được rửa sạch ở
thùng, loại bỏ các phần không sử dụng (vỏ,hạt,cuống,…) ở bàn, cắt lát hoặc thỏi ở
máy cắt lát, xử lý (chần/ngâm nước đường) ở thiết bị xử lý và để táo trên giá. Tiếp theo
nguyên liệu được xếp vào giỏ chiên và được đưa vào nồi chiên chân không. Ngay sau
khi lấy ra khỏi nồi chiên, sản phẩm được đưa vào máy ly tâm để tách bớt dầu. Sau đó
sản phẩm được đóng nói trong bao trên máy đóng bao hút chân không nạp Nito. Thời
hạn sử dụng sản phẩm trong khoảng 6 tháng.

12


2.1.10 Công nghệ và thiết bị chiên chân không thực phẩm ở nước ngoài.

Hình 2.3 Máy chiên chân không VFM01.
Thông số kỹ thuật của máy chiên chân không VFM01 :
Thiết bị thùng chiên: D767 x 1000.
Xy lanh nâng, hạ lồng chiên: D40 x L400.
Thùng chứa dầu chiên lọc dầu chiên 100 lít: D500 x 600.
Bơm chân không: 5 Hp.
Bơm nước tuần hoàn giải nhiệt: 1Hp.
Trọng lượng: 600 kg.

13


2.2 Một số thiết bị sử dụng trong máy chiên chân không.

2.2.1 Sơ đồ quy trình chiên chân không.
Làm nóng thùng

Cho nguyên liệu

Bắt

chứa dầu

vào lồng chiên

trình chiên

Hút chân không

Sau khi chiên xong

đầu

quá

Tách dầu

dầu quay về thùng.
chứa
Cho ra sản

Để nguội

phẩm

14

Đóng gói


2.2.2 Động cơ AC 3 pha.

a . Cấu tạo của động cơ AC 3 pha

b. Động cơ AC 3 pha

Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo của động cơ AC 3 pha.
2.2.2.1 Nguyên lý hoạt động cơ AC 3 pha.
Nguyên lý hoạt động của động cơ AC ba pha thể hiện ở hình 2.4 khi nam châm
quay với tốc độ không đổi, từ trường tạo sẽ lần lượt quét qua các dây quấn và cảm ứng
trong dây quấn các sức điện động xoay chiều cùng biên độ, tần số và lệch pha nhau 1
góc 120o hay về thời gian là 1/3 chu kì.

15


2.2.2.2 Thông số kỹ thuật động cơ AC 3 pha.
Thông số kỹ thuật trên động cơ AC 3 pha :
Công suất định mức: Pđm (w;Kw;Hp) là công suất cơ sở ở đầu trục động cơ.
1Hp = 0,736 Kw.
Điện áp dây định mức: Iđm (A;KA) là dòng điện dây định mức.
Dòng điện dây định mức: Uđm ( V;KV) là điện áp dây định mức.
Cách đâu dây: hình sao hoặc tam giác.
Tốc độ quay định mức: (vòng/phút).

Hiệu suất định mức: ηđm (ηđm = Pđm/P1đm , với P1đm là công suất điện đưa vào
động cơ).
Hệ số công suất định mức: cos ᵠđm .
Tần số định mức: fđm.
Số pha m( 3 pha).
2.2.2.3 Phương Pháp điều khiển.
n = 60f / p
Trong đó:
f : tần số của mạng điện(hz).
p : số cực của động cơ.
n : tốc độ của trục quay ( vòng/phút).
Điều khiển động cơ AC 3 pha có các cách điều khiển sau :
Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực.
Dây quấn stato có thể nối thành bao nhiêu số đôi cực khác nhau thì tốc độ có
bấy nhiêu cấp, vì vậy thay đổi tốc độ chỉ có thể thay đổi từng cấp một không bằng
phẳng.
Điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh tần số của động cơ AC 3 pha thông qua
máy biến tần 3 pha.

16


2.2.2.4 Một số ứng dụng của động cơ AC 3 pha.
Dùng làm máy hút chân không trong máy chiên chân không.
Ứng dụng trong dây chuyền máy móc trong các nhà máy, máy nâng cẩu, hệ
thống thang máy,tàu ngầm, động cơ của cánh quạt máy bay….
2.2.3 Động cơ AC 1 pha.

a.Cấu tạo đông cơ AC pha
AC 1pha

b.Động cơ
Hình 2.5 Động cơ AC 1 pha.

2.2.3.1 Nguyên lý hoạt động của động cơ AC 1 pha.
Động cơ AC một pha có gắn thêm tụ điện dùng để khởi động lúc ban đầu. Stato
gồm 2 cuộn dây: cuộn dây làm việc quấn bằng dây to nối thẳng ra nguồn; cuộn dây
khởi động quấn bằng dây cỡ nhỏ, đặt ở 1/3 số rãnh stato để sinh ra một từ thông lệch
với từ thông cuộn dây làm việc một góc 90 o ( không gian) và được đấu nối trực tiếp
qua một tụ điện để cho dòng điện trong nó lệch pha với dòng điện trong cuộn làm việc
một góc 90o ( về thời gian). Khi cho điện xoay chiều một pha và stato gồm 2 loại dây
( 1 dây nóng và 1 dây lạnh) nối với từ trường cảm ứng trên rôto sẽ sinh ra từ trường
quay, động cơ điện được khởi động .
2.2.3.2 Thông số kỹ thuật của động cơ AC 1 pha.
Thông số kỹ thuật trên động cơ AC 1 pha :
Công suất định mức: Pđm (w;Kw) là công suất cơ ở đầu trục động cơ. Có thể ghi
theo đơn vị HP(ngựa), 1HP =0,736 Kw.
17


Điện áp dây định mức: Uđm (v;Kv) là điện áp dây định mức.
Dòng điện dây định mức: Iđm (A;kA) là dòng điện dây định mức.
Tần số định mức :

f (HZ).

Hiệu số định mức: ηđm (ηđm = Pđm/P1đm , với P1đm là công suất điện đưa vào động
cơ).
Tốc độ quay của trục: nđm (vòng/phút).
Hệ số công suất định mức: cos ᵠ.

2.2.3.3 Phương pháp điều khiển động cơ AC 1 pha.
Để điều khiển động cơ AC 1 pha có thể dử dụng các phương pháp sau:
Thay đổi số vòng dây của stato.
Điều khiển điện áp đưa vào động cơ.
Điều khiển tần số nguồn điện cấp cho động cơ.
2.2.3.4 Một số ứng dụng của động cơ AC 1 pha.
Động cơ AC 1 pha được sử dụng phổ biến trong các máy dân dụng như: quạt
điện, máy bơm nước, tủ lạnh, máy điều hòa nhiệt độ, các máy tiểu công nghiệp như:
máy cưa gỗ, máy may, máy thêu ren, máy cắt vãi, máy in v.v… bởi vì mạng điện một
pha 220v chỉ có hai dây ( một dây nóng và một dây nguội) dể dàng lắp đặt thuận tiện.
2.2.4 Bơm chân không vòng nước 1 cấp.
2.2.4.1 Nguyên lý hoạt động của bơm chân không vòng nước 1 cấp.
Nguyên lý hoạt của bơm chân không thể hiện ở hình 2.6 hầu hết các máy bơm
chân không làm việc theo nguyên lý choán chỗ, tương tự với các máy bơm thể tích.
Giá trị chân không trong một không gian đóng kín được tạo ra bằng cách hút bớt
không khí, hơi trong không gian đó bởi các khoang công tác của máy bơm(các cánh
gạt). Các khoang công tác của máy bơm có thể tích thay đổi một cách tuần hoàn.Trong
một chu trình làm việc của máy bơm, khi khoang công tác có thể tích tăng lên, đây là
lúc bơn thực hiện hút chất lỏng công tác (dầu) kèm theo cả không khí, hơi. Hỗn hợp
chất lỏng, không khí, hơi theo sự biến đổi thể tích của khoang công tác dần bị nén và
đẩy ra khỏi cửa của máy bơm. Ra khỏi máy bơm, không khí và chất lỏng lại được tách
ra. Chất lỏng theo bình ngưng tụ quay lại cung cấp cho máy bơm, tạo thành một vòng

18


khép kín.Trong một số máy bơm hút chân không, không sử dụng chất lỏng khi đó các
khoang công tác cần đảm bảo đóng kín.

a. Cấu tạo của bơm chân không

b. Bơm chân không

Hình 2.6 Bơm chân không vòng nước một cấp.
1.Stato; 2.Thùng chứa dầu; 3.Cánh gạt; 4.Khoang công tác; 5.Rotor;
6.Ống hút; 7.Ống xã; 8.Van xả
2.2.4.2 Thông số kỹ thuật của bơm chân không vòng nước 1 cấp 2bv2060.
Lưu lượng

27 m3/h.

Độ chân không

33 mbar.

Công suất

0,81 KW(HP).

2.2.4.3 Ứng dụng của bơm chân không vòng nước 1 cấp.
Là một trong những vật dụng cần thiết trong mọi gia đình và ngành công
nghiệp. Với tính năng sử dụng dùng để bơm hút nước từ mặt đất, giếng,… lên các bồn
chứa nước trên các vị trí cao. Không cần phải mồi nước khi gặp sự cố máy bị ngắt
nước.
2.2.5 Xy-lanh khí nén.
Nguyên lý hoạt động của Xy-lanh thể hiện ở hình 2.7 khi đưa khí nén vào Xy
-lanh và lượng khí được đưa vào tăng dần lên theo đó sẽ chiếm không gian trong Xylanh và làm pít tông dịch chuyển, truyền chuyển động điều khiển thiết bị bên ngoài
19

Hình 2.7 Cấu tạo của Xy-lanh.
Nếu bỏ qua lực ma sát, lực chuyển động trên cần pít tông được tính theo công thức:
F = p.A
P – áp suất chất lỏng.
A – diện tích làm việc của pít tông.
Diện tích làm việc của pít tông được tính theo công thức :

D – đường kính của pít tông đồng thời cũng là đường kính trong của xy –lanh.
2.2.6 Van phân phối khí 5/2.

a.Van phân phối khí 5/2

b. Kí hiệu van phân phối khí 5/2

Hình 2.8 Cấu tạo van phân phối khí 5/2.
20


2.2.6.1 Nguyên lý hoạt động của van phân phối khí 5/2.
Nguyên lý hoạt động của van phân phối khí 5/2 thể hiện trên hình 2.8 khi chưa
có tín hiệu điện điều khiển tác động vào nam châm điện Y1, dưới tác dụng cửa lực lò
xò van hoạt động ở vị trí bên phải, thì cửa số 3 bị chặn, cửa số 1 thông với cửa số 2 và
cửa số 4 thông với cửa số 5. Khi ta cấp tính hiệu điều khiển cho nam châm điện Y1
van phân phối khí 5/2 đảo trạng thái làm cho cửa số 1 thống với cửa số 4, cửa số 2
thông với cửa số 3 và cửa số 5 bị chặn. Trong trường hợp tín hiệu tác động vào nam
châm điện Y1 mất đi, dưới tác dụng của lực lò xo, van phân phối khí 5/2 trở về trạng
thái ban đầu.
2.2.7 Công tắc tơ.
2.2.7.1 Nguyên lý hoạt động của công tắc tơ.
Công tắc tơ gồm có hai bộ phận chính là bộ tiếp điểm và cơ cấu truyền động.

Bộ tiếp điểm bao gồm các tiếp điểm chính và các tiếp điểm phụ. Các tiếp điểm
chính thường là tiếp điểm thường có 3 tiếp điểm thường mở dùng để đóng cắt trực tiếp
dòng điện của tải, trong các tiếp điểm chính phải có buồng dập hồ quang. Các tiếp
điểm phụ thường có 2 cặp tiếp điểm thường đóng và tiếp điểm thường mở, khả năng
chịu dòng của tiếp điểm phụ nhỏ (khoảng 3 – 5A). Cơ cấu truyền động của công tắc tơ
làm việc theo nguyên tắc điện từ, nên gồm có cuộn dây nam chân điện (cuộn hút),
mạch từ động và mạch từ tĩnh. Mạch từ động thì được gắn liền với bộ tiếp điểm động,
mạch từ tĩnh, cuộn dây nam châm và bộ tiếp điểm tĩnh được gắn chặt với vỏ. Tiếp
điểm chính dùng để đóng và ngắt nguồn cho mạch điều khiển, còn tiếp điểm phụ dùng
để điều khiển cuộn hút của công tắc tơ. Khi cuộn hút chưa có điện, lò xo tách rời mạch
từ động và mạch từ tĩnh làm cho các tiếp điểm thường mở (NO) thì hở ra và các tiếp
điểm thường kín (NC) thì đóng lại. Khi cuộn hút có điện, mạch từ trở thành nam châm
điện và hút mạch từ động về phía mạch từ tĩnh mang theo các tiếp điểm động làm cho
tiếp điểm thường mở đóng lại và tiếp điểm thường kín hở ra được gọi là tiếp điểm
chuyển đổi trạng thái. Khi ngắt điện khỏi cuộn dây, lò xo trả tiếp điểm về trạng thái
ban đầu.

21


a.Công tắc tơ

b.Cấu tạo công tắc tơ

Hình 2.9 Cấu tạo của công tắc tơ.
1.lõi thép tĩnh; 2.lõi thép động; 3.các tiếp điểm chính;
4.các tiếp điểm phụ; 5.cần tiếp điểm; 6.lò xo hồi vi; 7.vòng ngắn mạch;
8.cuộn hút
2.2.7.2 Thông số kỹ thuật của công tắc tơ LS MC – 9A.
Nguồn điện điều khiển:

220VAC.

Điện áp định mức:

380V.

Dòng diện định mức:

9A.

Số pha:

3 pha.

2.2.8 Rơ le áp suất thấp .

a.Cấu tạo rơ le áp suất thấp

b.Rơ le áp suất thấp

Hình 2.10 Cấu tạo của rơ le áp suất thấp.
22


1.vít đặt áp suất thấp; 2.vít đặt áp suất cao; 3.vít đặt áp suất vi sai;
4.tay đòn chính; 5.lò xo chính; 6.lò xo vi sai; 7.hộp xếp;
8.đầu nối áp suất thấp; 9.đầu nối áp suất cao; 10.lối luồn dây điện;
11.tiếp điểm điện; 12.tay đòn; 13.cơ cấu lật; 14.gối đở
2.2.8.1 Nguyên lý hoạt động của Rơ le áp suất thấp 060-110166 KP1.

Nguyên lý hoạt động của rơ le áp suất thấp thể hiện ở hình 2.10 vít(1) và(3) là
hai vít điều chỉnh áp suất cắt và đóng của Rơ le. Tay đòn chỉnh(4) mang cơ cấu lật (13)
và tiếp điểm (11) được dẫn tới đáy của hộp xếp(7). Tay đòn nối cơ cấu lật(13) tới lò xo
phụ chỉ có thể quay quanh một chốt cố định ở khoang giữ tay đòn. Vì thế tiếp điểm chỉ
có hai vị trí cân bằng. Hộp xếp chỉ có thể dịch chuyển khi áp suất vượt quá giá trị ON
và OFF. Vị trí của cơ cấu lật tác động lên cơ cấu này với hai lực, lực thứ nhất là lực từ
hộp xếp trừ đi lực của lò xo chính, và lực thứ hai là lực kéo của lò xo vi sai. Trên hình
2.10, tiếp điểm đang ở vị trí ON(1-4). Khi áp suất trong hộp xếp(7) từ từ giảm xuống
thì hầu như không có chi tiết nào trong Rơ le chuyển động. Chỉ khi nào áp suất trong
hộp xếp(7) giảm xuống dưới mức đã điều chỉnh (giá trị chính trừ giá trị vi sai), tay đòn
(4) bị kéo xuống đủ mức làm cho cơ cấu lật(13) đột ngột thay đổi vị rí, tiếp điểm 1 đột
ngột rời 4 bật xuống 2 (OFF). Và khi áp suất trong hộp xếp tăng lên, vượt qua vị trí
điều chỉnh của lò xo chính (giá trị chính) nhờ cơ cấu lật, tay đòn(4) lại đột ngột thay
đổi vị trí tiếp điểm 1 rời 2 sang 4 (ON).
2.2.9 Máy nén khí.

a.Máy nén khí

b.Nguyên lý bơm của máy nén khí
Hình 2.11 Máy nén khí.

1.Xi-lanh; 2.Pít tông; 3.Con đẩy; 4.Con trượt; 5.Thanh trượt; 6.Tay quay;
23


7.Van nạp; 8.Van mở;
2.2.9.1 Nguyên lý hoạt động của máy nén khí PK 0260.
Nguyên lý hoạt động của máy nén khi thể hiện ở hình 2.11 nhờ được nối với
thanh truyền – tay quay mà piston chuyển động tịnh tiến qua lại. Khi piston đi sang
phải thì thể tích tăng, áp suất giảm, van nạp mở làm không khí bên ngoài đi vào Xylanh. Đây là quá trình nạp khí. Piston đi sang trái làm không khí trong Xy-lanh bị nén

lại, áp suất lại tăng dần làm van nạp đóng lại. Đến khi áp suất tăng lớn hơn sức căng
của lò xo sẽ làm van xả tự động mở. Lúc này khí nén theo van xả đi qua đường ống
đến bình chứa khí nén. Như vậy quá trình hoàn tất một chu trình nén khí.
2.2.9.2 Thông số kỹ thuật của máy nén khí PK 0260.
Điện áp sử dụng:

220 V/1 pha.

Lưu lượng khí nén: 105 lít/phút.
Bình chứa khí:

60 lít.

Áp lực làm việc:

8 kg/cm2.

Áp lực tối đa:

10 kg/cm2.

Công suất:

0.37 KW.

2.2.9.3 Một số ứng dụng của máy nén khí.
Máy nén khí hút không khí từ môi trường ngoài và dự trữ trong 1 bình hơi, do
áp suất khí trong bình rất lớn. Từ bình hơi, khí sẽ được phân phối đến các công cụ
khác nhau như : súng phun hơi hoặc nước, hoặc đến các loại máy có bộ phận quay như
máy vít đinh, máy khoan, máy đánh nhám…

24


2.2.10 Bơm nước.

a.Cấu tạo máy bơm nước

b.Máy bơm nước

Hình 2.12 Máy bơm nước pentax CM50.
2.2.10.1 Nguyên lý hoạt động bơm nước pentax CM50.
Nguyên lý hoạt động của máy bơm nước thể hiện qua hình 2.12 trước khi máy
bơm làm việc, cần phải làm cho thân bơm ( trong đó có bánh công tác) và ống hút
được điền đầy chất lỏng, thường gọi là bơm mồi. Khi máy bơm làm việc, bánh công
tác quay, các phần từ chất lỏng ở trong bánh công tác dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị
văng từ ra ngoài, chuyển động theo các máng dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao
hơn, đó là quá tình đẩy của bơm. Đồng thời, ở lối vào của bánh công tác tạo nên vùng
có chân không và dưới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào
của máy bơm nước, chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút, đó là quá
trình hút của bơm nước. Quá trình hút và đẩy của bơm nước là liên tục, tạo nên dòng
chảy liên tục qua máu bơm. Bộ phận dẫn hướng ra ngoài thường có dạng xoắn ốc nên
còn được gọi là buồng xoắn ốc, chất lỏng từ bánh công tác ra ống đẩy được điều hòa,
ổn định và còn có tác dụng biến một phần động năng của dòng chảy thành áp năng cần
thiết.

25