Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí cục bộ (Ngành: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí) - CĐ Công nghiệp Hải Phòng

Chia sẻ: Agatha25 Agatha25 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:209

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí cục bộ cung cấp cho người học các kiến thức: Nguyên lý làm việc, cấu tạo máy điều hoà cửa sổ; Hệ thống điện máy điều hoà cửa sổ một chiều; Hệ thống điện máy điều hoà cửa sổ hai chiều; Lắp đặt máy điều hoà cửa sổ; Sửa chữa máy điều hoà cửa sổ;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí cục bộ (Ngành: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí) - CĐ Công nghiệp Hải Phòng

UBND TỈNH HẢI PHÒNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÒNG Giáo trình: Hệ thống điều hòa không khí cục bộ Chuyên ngành: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí (Lưu hành nội bộ) HẢI PHÒNG
MÔ ĐUN HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ CỤC BỘ Mã môn học/mô đun: MĐ 21 Thời gian mô đun: 210 giờ (Lý thuyết: 48 giờ; Thực hành: 162 giờ) Vị trí, ý nghĩa, vai trò môn học/mô đun: - Vị trí: + Mô đun được thực hiện sau khi học sinh học xong các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở của chương trình, mô đun lạnh cơ bản; - Tính chất: + Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc; Mục tiêu của môn học/mô đun: - Phân tích được Nguyên lý hoạt động, cấu tạo hệ thống điều hoà cục bộ, máy hút ẩm; - Lắp đặt được hệ thống điều hoà cục bộ, máy hút ẩm đúng quy trình kỹ thuật; - Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống điều hoà cục bộ, máy hút ẩm đúng quy trình kỹ thuật; - Sử dụng thành thạo các dụng cụ, đồ nghề; - Đảm bảo an toàn lao động; - Cẩn thận, tỷ mỉ; - Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp; - Biết làm việc theo nhóm Nội dung chính của mô đun Mã bài Tên bài Loại Địa Thời lượng bài điểm Tổng Lý Thực Kiểm dạy số thuyết hành tra Nguyên lý làm việc, cấu Tích Xưởng 12 2 8 2 tạo máy điều hoà cửa sổ hợp thực hành .... Hệ thống điện máy điều Tích Xưởng 12 4 7 1 hoà cửa sổ một chiều hợp thực hành .... Hệ thống điện máy điều Tích Xưởng 12 3 8 1 hoà cửa sổ hai chiều hợp thực hành Lắp đặt máy điều hoà Tích Xưởng 9 2 6 1 cửa sổ hợp thực hành Sửa chữa máy điều hoà Tích Xưởng 24 4 18 2 cửa sổ hợp thực hành Bảo dưỡng máy điều hoà Tích Xưởng 12 4 7 1 cửa sổ hợp thực
hành Nguyên lý làm việc máy Tích Xưởng 12 4 7 1 điều hoà ghép, máy hút hợp thực ẩm hành Hệ thống điện máy điều Tích Xưởng 18 3 13 2 hoà ghép, máy hút ẩm hợp thực hành Lắp đặt máy điều hoà Tích Xưởng 12 4 7 1 treo tường, máy hút ẩm hợp thực hành Lắp đặt máy điều hoà đặt Tích Xưởng 9 2 7 sàn hợp thực hành Lắp đặt máy điều hoà đặt Tích Xưởng 9 2 7 áp trần hợp thực hành Lắp đặt máy điều hoà đặt Tích Xưởng 9 2 7 âm trần hợp thực hành Lắp đặt máy điều hoà đặt Tích Xưởng 9 2 7 dấu trần hợp thực hành Lắp đặt máy điều hoà Tích Xưởng 9 2 7 Multy hợp thực hành Sửa chữa máy điều hoà Tích Xưởng 24 4 18 2 ghép, máy hút ẩm hợp thực hành Bảo dưỡng máy điều hoà Tích Xưởng 12 4 8 ghép, máy hút ẩm hợp thực hành Kiểm tra kết thúc Tích Xưởng 6 6 hợp thực hành Cộng 210 48 142 20 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành được tính vào giờ thực hành
YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN - Hình thức: + Thực hành và vấn đáp: Lắp đặt điều hòa, sửa chữa những hư hỏng thông thường; Trình bày nguyên lý làm việc của điều hòa hoặc nêu phương pháp sửa chữa mạch điện; Trả lời câu hỏi của giáo viên - Thời gian: 6 giờ - Nội dung: + Thực hành: Lắp đặt máy điều hoà + Lý thuyết: Trình bầy nguyên lý làm việc + Sau khi trình bầy nguyên lý làm việc của sơ đồ, trả lời thêm 1 hoặc 2 câu hỏi của giáo viên - Tiêu chuẩn đánh giá: + Lắp đặt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật và thời gian + Trình bầy đúng nguyên lý làm việc của máy + Thời gian lắp đặt, sửa chữa: đúng theo yêu cầu + Sử dụng dụng cụ thành thạo đúng phương pháp + Đảm bảo an toàn lao động + Nơi thực tập phải gọn gàng, ngăn nắp + Cẩn thận, tỉ mỉ - Phương pháp đánh giá: Chấm theo thang điểm 10 + Máy hoạt động đúng: 5 điểm + Thuyết minh đúng nguyên lý làm việc: 2 điểm + Mạch đảm bảo mỹ thuật: 1 điểm + Lắp đặt đảm bảo thời gian: 1 điểm + Trả lời đúng câu hỏi của giáo viên: 1 điểm
BÀI 1. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, CẤU TẠO MÁY ĐIỀU HÒA CỦA SỔ Nguyên lý làm việc, cấu tạo máy điều hòa cửa sổ Mã chương/ bài........ Giới thiệu: Máy điều hòa nhiệt độ cửa sổ hiện nay tuy không được sử dụng phổ biến nhưng nó có thể giúp người học trực quan hơn về cấu tạo và nguyên lý làm việc của một máy điều hòa. Mặt khác thực tế cũng có nhiều máy lạnh sử dụng có kết cấu tương tự nên việc tìm hiểu, nghiên cứu chúng cũng rất quan trọng Mục tiêu: - Đặc điểm máy điều hoà cửa sổ - Sơ đồ nguyên lý máy điều hoà cửa sổ - Cấu tạo các thiết bị máy điều hoà cửa sổ - Nguyên lý làm việc của các thiết bị - Trình bầy nguyên lý làm việc máy điều hoà cửa sổ - Cẩn thận, chính xác, nghiêm chỉnh thực hiện theo quy trình - Tuân thủ theo các quy định về an toàn Kiến thức cần thiết để thực hiện công việc: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của mạch điện máy điều hoà không khí một phần tử Cấu tạo Máy điều hoà không khí là một tổ hợp máy lạnh hoàn chỉnh thực hiện chức năng điều hoà không khí để tạo ra môi trường tiện nghi phục vụ cho đời sống sinh hoạt và công nghiệp. Các thiết bị của máy điều hoà không khí đều giống nhau, chỉ khác nhau về công suất hoặc cách bố trí thiết bị cụ thể trong từng loại máy. Để có thể hiểu được cấu tạo của máy điều hoà không khí, chúng tôi xin trình bày sơ đồ cấu tạo của một máy điều hoà không khí một phần tử để làm cơ sở tìm hiểu cấu tạo của các loại máy điều hoà không khí khác. Trên hình vẽ mô tả nguyên tắc bố trí thiết bị của máy điều hoà không khí một phần tử. Trên hình vẽ thấy rõ phía nóng và phía lạnh của máy được ngăn cách với nhau bằng một vách có dán lớp cách nhiệt dày khoảng 5mm. Cửa lấy gió trời (Gió mới) được bố trí ở phía hút của quạt ly tâm và cửa thổi không khí đã xử lý trong dàn lạnh ra phòng được bố trí ở phía đẩy của quạt ly tâm. Để giữ sạch không khí trên cửa lấy gió từ trong phòng vào quạt ly tâm có bố trí phin lọc không khí. Cửa thổi không khí từ máy ra phòng trên một số máy có làm các chớp điều chỉnh được (Nhân công hoặc tự động) để phân phối không khí theo các hướng khác nhau.
Hình vẽ. Kết cấu máy điều hoà không khí một phần tử 1. Dàn ngưng; 2. Quạt hướng trục; 3. Động cơ quạt; 4. Cánh quạt ly tâm; 5. Máy nén; 6. Mặt điều khiển; 7. Cảm biến nhiệt; 8. Bộ lọc; 9. Dàn lạnh; 10. ống mao dẫn; 11. Bệ máy Hình vẽ . Nguyên tắc bố trí thiết bị của máy điều hoà không khí 1. Quạt hướng trục; 2. Động cơ quạt; 3. Cửa lấy gió trời; 4. Quạt ly tâm; 5. Dàn bay hơi; 6. Phin lọc không khí; 7. Tấm ngăn có cách nhiệt; 8. Bảng điều khiển; 9. Mao dẫn; 10. Phin sấy lọc; 11. Bầu giãn nở tiêu âm đường hút; 12. Máy nén rôto; 13. Dàn ngưng; A –B. không khí lạnh trong phòng vào và ra; C-D. không khí lạnh làm mát vào và ra
Bảng điều khiển 8 có bố trí các nhóm điều khiển trực tiếp các chế độ làm việc (Đối với máy điều hoà không khí điều khiển trực tiếp) hoặc đèn báo tín hiệu (Đối với máy điều hoà không khí điều khiển từ xa). +. Nguyên lý làm việc của máy điều hoà không khí Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điều hoà không khí là dùng hệ thống máy và thiết bị để xử lý nhiệt ẩm của không khí trong phòng cần điều hoà trên cơ sở thoả mãn được đầy đủ các yêu cầu tiện nghi. Để hiểu được nguyên lý làm việc của máy điều hoà không khí, xem hình 44 trình bày nguyên lý làm việc của máy điều hoà không khí một phần tử, trên cơ sở nguyên lý này, các máy điều hoà không khí khác cũng làm việc tương tự, chỉ khác về công suất, về quy mô thiết bị hoặc thêm một số các chức năng khác. Xét trên hình vẽ ta thấy thiết bị dùng để xử lý không khí trong phòng là một máy lạnh bình thường, dùng các dàn trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức bằng quạt. Phần xử lý không khí trong máy điều hoà không khí làm việc như sau: Đối với phần dàn trong nhà, không khí trong phòng được quạt ly tâm hút về qua phin lọc không khí và thổi vào dàn lạnh, tại dàn lạnh không khí được xử lý nhiệt ẩm và quay lại phòng cần điều hoà không khí. Khi máy làm việc được một thời gian thì mở cửa điều chỉnh 3 để lấy gió mới cấp vào phòng cần điều hoà không khí, sau khi đã hỗn hợp với không khí cũ trong phòng tại buồng quạt ly tâm (Quá trình A – B trên hình). Đối với dàn ngoài phòng, không khí được làm mát dàn nóng được quạt hướng trục hút vào qua cửa chớp bên cạnh máy (Quá trình C – D trên hình). Đối với máy có thêm chức năng khác như làm nóng, hút ẩm thì nguyên tắc chuyển động của các dòng không khí ở các dàn trao đổi nhiệt không có gì thay đổi, chỉ thay đổi chức năng của dàn trao đổi nhiệt tuỳ theo yêu cầu cụ thể. Cần hết sức chú ý là hướng luồng gió phía trong và phía ngoài nhà cần được thông thoáng, nếu bị cản trở khả năng làm việc của máy giảm, tiêu tốn điện năng tăng, đôi khi dẫn đến cháy máy, đặc biệt khi bố trí các bao che bảo vệ máy phía ngoài. Hình vẽ mô tả không khí khi máy làm việc cách lắp đặt Máy điều hòa hai chiều
Máy diều hòa 2 chiều (heat pump) có van đảo chiều: a, làm lạnh; b) sưởi ấm; 1. máy Dưới đây là nguyên nén; lí làm 2. van việc của đảo một chiều; 3. ống máy điều hòamao. cửa sổ 2 chiều. Để đổi chiều là việc, dàn nóng thành dàn lạnh và dàn lạnh trong nhà thành dàn nóng vào mùa đông cần thiết phải lắp thêm một van đảo chiều 2 như biểu diễn trên hình 4-4. Ở chế độ làm lạnh, dòng môi chất đi vào dàn nóng phía ngoài nhà và đi qua ống mao (từ phải sang trái) để vào dàn lạnh trong nhà. Ở chế độ sưởi ấm, van đổi chiều 2 hoạt động làm đổi chiều dòng môi chất từ máy nén ra đi vào dàn trong nhà, qua ống mao (từ trái sang phải) để đi vào dàn ngoài trời, dàn trong nhà trở thành dàn nóng, dàn ngoài trời trở thành dàn lạnh. Qua quá trình đảo chiều kéo dài khoảng 10 giây. Trong quá trình đảo chiều xảy ra hiện tượng hơi nóng có áp suất cao tràn vào đường hút. Áp suất đầu đẩy tụt xuống một chút rồi lại quay trở lại giá trị ban đầu. Áp suất hút tăng lên rồi lại hạ xuống dần dần. Một hệ thống máy lạnh được coi là làm việc bình thường thì phải đáp ứng được các điều kiện chủ yếu sau đây: 1. Đảm bảo trị số cho phép của nhiệt độ và độ ẩm trong các phòng lạnh và các đối tượng làm lạnh khác theo yêu cầu. 2. Các thiết bị trong hệ thống phải đảm bảo các chỉ tiêu và chế độ làm việc ổn định cụ thể: - Thiết bị bay hơi: Nhiệt độ bay hơi thấp hơn khoảng 50C. Nhiệt độ trong phòng lạnh cao hơn nhiệt độ không khi ra từ 100C đến 150C - Thiết bị ngưng tụ: Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc nhiệt độ trong phòng và cao hơn khoảng 80C đến 150C - Dòng làm việc xấp xỉ bằng dòng định mức, đường hồi có hiện tượng đổ mồ hôi, máy chạy êm không có tiếng kêu lạ.
Các bước và cách thức thực hiện công việc: - Quy trình và các tiêu chuẩn thực hiện công việc; TT Tên công việc Thiết bị - dụng cụ Tiêu chuẩn thực hiện 01 Khảo sát máy điều Máy điều hòa cửa sổ Chỉ đúng thiết bị hòa cửa sổ Bộ cơ khí Trình bày được nguyên lý hoạt động 02 Xác định tình Máy điều hòa cửa sổ Xác định đúng nhiệt độ trạng làm việc của Ampe kìm môi trường các thiết bị Nhiệt kế Trình bày được các thông Bộ cơ khí số làm việc của thiết bị 03 Kết thúc Giấy bút Đánh giá được chất lượng máy điều hòa cửa sổ - Hướng dẫn cách thức thực hiện công việc Tên công việc Hướng dẫn Khảo sát máy Kiểm tra nguồn điện điều hòa cửa sổ Kiểm tra bên ngoài máy Tháo vỏ máy Khảo sát các thiết bị chính Khảo sát các thiết bị phụ Xác định tình Thử nghiệm máy nén trạng làm việc Xác định các thông số làm việc của dàn ngưng của các thiết bị Xác định các thông số làm việc của dàn bay hơi Xác định các thông số làm việc của tiết lưu Xác định các thông số làm việc của phin lọc Kết thúc Thống kê các thông số đạt/không đạt yêu cầu - Những lỗi thường gặp và cách khắc phục TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách phòng ngừa 1 Máy không chạy Do nguồn điện Kiểm tra điện áp, dây tải Do đặt sai chế độ Đặt đúng chế độ Do thiết bi có sự cố Kiểm tra trước thiết bị 2 Tất cả các thông Không có môi chất Kiểm tra trước thiết bị số không đều Có sự cố Kiểm tra trước thiết bị không đạt Bài tập thực hành của học viên Các bài tập áp dụng, ứng dụng kiến thức: Thực hành theo chương trình
Bài thực hành giao cho nhóm, mỗi nhóm tối đa 5 sinh viên Nguồn lực và thời gian cần thiết để thực hiện công việc: Theo chương trình Kết quả và sản phẩm phải đạt được: Đáp ứng tiêu chuẩn Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập: Thực hành: Khảo sát và xác định tình trạng của máy điều hoà cửa sổ Lý thuyết: Trình bầy nguyên lý làm việc Sau khi trình bầy nguyên lý làm việc, trả lời thêm 1 hoặc 2 câu hỏi của giáo viên
BÀI 2. HỆ THỐNG ĐIỆN MÁY ĐIỀU HÒA CỦA SỔ MỘT CHIỀU Hệ thống điện máy điều hoà cửa sổ một chiều Mã chương/ bài........ Giới thiệu: Hệ thống điện của máy điều hòa nhiệt độ cửa sổ thường được bao gồm các thiết bị cơ bản có thể tác động trực tiếp nên rất thuận tiện cho tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc, khi lắp đặt được hệ thống điện của máy điều hòa cửa sổ sẽ giúp người học tiếp cận được với hệ thống điện của nhiều máy lạnh khác. Mục tiêu: - Trình bầy được nguyên lý làm việc của mạch điện - Trình bầy quy trình lắp mạch điện theo sơ đồ nguyên lý - Lắp được mạch điện đúng quy trình, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thời gian - Sử dụng dụng cụ, thiết bị đo kiểm đúng kỹ thuật - Cẩn thận, chính xác, nghiêm chỉnh thực hiện theo quy trình - Đảm bảo an toàn. Kiến thức cần thiết để thực hiện công việc: - Khái niệm cơ bản và các phương pháp đo lường a. đo lường: là quá trình so sánh đại lượng chưa chưa biết với đại lượng cùng loại đã biết chọn làm mẫu gọi là đơn vị đo. kết quả đo được biểu diễn dưới dạng: X a= và x = a.x0 X0 trong đó: x - đại lượng đo; x0 - đơn vị đo; a - con số kết quả đo. ví dụ: i = 5a; i - dòng điện; 5 - con số đo; a - đơn vị đo. b. đại lượng học: là ngành khoa học chuyên nghiên cứu để đo các đại lượng khác nhau, nghiên cứu mẫu và đơn vị đo. c. kỹ thuật đo lường: là ngành kỹ thuật chuyên môn nghiên cứu để áp dụng thành quả của đo lường học vào phục vụ sản xuất và đời sống. khái niệm chung a. tín hiệu: mang thông tin về giá trị của đại lượng đo lường được gọi là tín hiệu đo lường. b. đại lượng đo: là thông số xác định quá trình vật lý của tín hiệu đo. do quá trình vật lý có thể có nhiều thông số nhưng trong mỗi trường hợp cụ thể người ta chỉ quan tâm đến một thông số nhất định, đó là đại lượng vật lí. đại lượng đo được phân làm hai loại: - đại lượng đo tiền định là đại lượng đo đã biết trước quy luật thay đổi theo thời gian của chúng. - đại lượng đo ngẫu nhiên là đại lượng đo mà sự thay đổi theo thời gian không theo một quy luật nhất định. c. thiết bị đo: là thiết bị kỹ thuật dùng để thu thập, sử lý tín hiệu mang thông tin đó thành dạng tiện lợi cho người sử dụng. vd. đồng hồ đo nhiệt độ, máy đo độ ồn…
thiết bị đo có nhiều loại: thiết bị mẫu, các chuyển đổi đo lường, các dụng cụ đo, tổ hợp thiết bị đo và hệ thống thông tin đo lường. d. phương pháp đo: là những phương pháp dùng tiến hành thông qua các thao tác cơ bản để thu thập các thông tin cần thiết sau quá trình đo. các thao tác cơ bản: + thao tác xác định mẫu và thành lập mẫu. + thao tác so sánh + thao tác biến đổi + thao tác thể hiện kết quả hay chỉ thị. e. sai số đo: khi đo, số chỉ của dụng cụ đo (tức là số đo) ít nhiều đều có sai lệch so với giá trị thực tế của đại lượng cần đo. gọi số chỉ thị của dụng cụ đo là a 1 và giá trị thực của đại lượng cần đo là a thì hiệu a = a1 - a gọi là sai số tuyệt đối của phép đo. tỷ số (tính theo phần trăm) giữa sai số tuyệt đối với giá trị đo được hoặc giá trị thực được gọi là sai số tương đối của phép đo. a = (a/a1).100%  (a/a).100% (4 - 2) vd : đo dòng điện bằng ampe - mét, thấy chỉ i1 = 30 a. kiểm tra bằng dụng cụ mẫu thấy giá trị thực của dòng điện i = 29a. tính sai số tuyệt đối của phép đo. giải ta có sai số tuyệt đối của phép đo là i = i1 - i2 = 30 - 29 = 1 (a) sai số tương đối của phép đo là I i= .100% = (1/30).100% = 3,33% I1 ta nhận thấy vì a1 và a phụ thuộc vào từng phép đo cụ thể nên sai số tương đối tính theo (4 - 2) không thể hiện đặc trưng được độ chính xác của dụng cụ đo, người ta phải dùng một loại sai số khác gọi là sai số qui đổi. mỗi dụng cụ đo có một giới hạn lớn nhất mà nó có thể đo được gọi là giới hạn đo (trên) hay cỡ đo của dụng cụ đo. tỉ số giữa sai số tuyệt đối với cỡ đo của dụng cụ đo gọi là sai số qui đổi cuar phép đo ứng với dụng cụ đo đã sử dụng. A qđ = 100% (4-3) Adm trong đó : qđ - là sai số quy đổi. ađm - là cỡ đo của dụng cụ đo - Nguyên lý làm việc và cấu tạo của các dụng cụ đo lường điện C¬ cÊu ®o tõ ®iÖn a. Cấu tạo: cơ cấu chỉ thị từ điện gồm có hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động
Cơ cấu chỉ thị từ điện - phần tĩnh của cơ cấu đo kiểu từ điện gồm có: nam châm vĩnh cửu 1, mạch từ 2, cực từ 3 và lõi sắt 4 tổng hợp lại hình thành mạch từ kín. giữa cực từ 3 và lõi 4 có khe hở không khí. - phần động của cơ cấu đo kiểu từ điện gồm có: khung dây 5 được quấn bằng dây đồng có đường kính 0,03  0,07 mm. khung dây được gắn vào trục (hoặc dây căng, dây treo), quay và di chuyển trong khe hở không khí giữa cục từ 3 và lõi 4. - nam châm được chế tạo bằng các hợp kim vonfram, hợp kim crom.v.v... có trị số từ cảm từ 0,1  0,12 tesla và từ 0,2  0,3 tesla. b. Nguyên lý làm việc: khi có dòng điện chạy qua khung dây, dưới tác động của từ trường nam châm vĩnh cửu, khung dây lệch khỏi vị trí ban đầu một góc . từ đó đẻ xác định được các thông số cần đo ta phải tìm được giá trị mômen quay mà nó sinh ra. mômen quay được tính theo biểu thức. dWe mq = (4 - 4) d we - năng lượng điện từ tỷ lệ với độ lớn của từ thông trong khe hở không khí và dòng điện chạy trong khung dây. we = .i (4 - 5) mà ta có  = b.s.n. (4 - 6) trong đó: b - độ từ cảm của nam châm vĩnh cửu. s - tiết diện khung dây. n - số vòng của khung.  - góc lệch của khung khỏi vị trí ban đầu. thay (4 - 5) vào (4 - 4) ta có: d (I ) d ( BSWI ) mq = = = bs.n.i (4 - 7) d d
do b, s, n, d là hằng số nên góc lệch  tỷ lệ bậc nhất với dòng điện i. từ biểu thức ta thấy cơ cấu từ điện chỉ có thể đo được dòng điện một chiều, thang đo đều 1 nhau, độ nhạy si = BWS là một hằng số không đổi. D d: là khoảng cách giữa 2 cạnh khung dây c. Đặc điểm của cơ cấu kiểu từ điện cơ cấu đo kiểu từ điện có một số ưu điểm so với các loại khác như: từ trường của cơ cấu mạnh nên ít chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài: tổn thất điện năng trong cơ cấu ít nên độ chính xác cao (0,05). độ nhạy lớn nên có thể chế tạo các điện kế, đo dòng điện 1 chiều rất nhỏ (từ 16 -12 đến 10-14); góc quay ( tỷ lệ bậc nhất với dòng điện nên tháng chia đều. nhược điểm: khả năng quá tải kém (vì tiết diện của phần dây động rất nhỏ), việc chế tạo khó và giá thành đắt. mômen quay tỷ lệ bậc nhất với dòng điện nên chỉ đo được các đại lượng điện một chiều. cơ cấu đo kiểu từ điện thường dùng trong các dụng cụ đo như: điện kế, moniampe mét, ampemet, vôn mét, avômét (vạn năng kế). CƠ CẤU ĐIỆN TỪ a. cấu tạo: hình a hình b Cơ cấu chỉ thị điện từ cuộn dây dẹt (a) và cuộn dây tròn(b). cơ cấu chỉ thị điện từ được phân thành 2 loại: cuộn dây dẹt và cuộn dây tròn. cuộn dây dẹt phân tĩnh là một cuộn dây phẳng 1, bên trong có khe hở không khí. phần động là lõi thép 2 được gắn trên trục 5, lõi thép có thể quay tự do trong khe hở không khí. cuộn dây tròn phần tĩnh là cuộn dây có mạch từ khép kín 1, bên trong bố trí tấm kim loại cố định 2, tấm đồng 3 gắn với trục quay. b. nguyên lý làm việc đối với cuộn dây dẹt: khi có dòng điện chạy trong cuộn dây, cuộn dây sẽ tạo thành một nam châm điện hút lõi 2 vào khe hở không khí tạo thành mômen quay (mq).
đối với cuộn dây tròn: khi có dòng điện chạy trong cuộn dây sẽ xuất hiện từ trường và từ hoá các tấm kim loại tĩnh và động để tạo thành nam châm. giữa các tấm kim loại hình thành lực đẩy lẫn nhau và xuất hiện mômen quay (mq). d (I ) ta có: mq = ( 4 - 8) d LI 2 we = (4 - 9) 2 trong đó: l - điện cảm cuộn dây. i - dòng điện chạy trong cuộn dây. khi ở vị trí cân bằng: mq = mc 1 2 dL ta có: I = d (4 - 10) 2 d ta có  rút từ biểu thức (4 - 10) từ đó nhận thấy góc  của cơ cấu không phụ thuộc vào chiều dòng điện nên có thể đo được dòng điện một chiều và xoay chiều. c. đặc điểm của cơ cấu đo kiểu điện tử ưu điểm của cơ cấu đo kiểu điện từ là cấu tạo rất đơn giản, cuôn dây tĩnh nên chắc chắn, có thể quấn dây cỡ to hay cỡ nhỏ tuỳ ý, nhờ đó khả năng quá tải lớn, chế tạo cỡ đo lớn mà không cần thiết bị phụ như sum (sum điện trở phụ). khi đó dòng điện xoay chiều, mômen quay không đổi chiều vì khi cuộn dây bị từ hoá, lực hút lõi thép luôn luôn hướng vào lòng cuộn dây là lơi có năng lượng từ trương lớn nhất, nên cơ cấu này đo được dòng điện xoay chiều. nhược điểm của cơ cấu đo kiểu điện từ là từ trường ngoài gây ra sai số, lại có tổn hao dòng phucô và sai số từ trễ, nên độ chính xác thấp, mặt số của cơ cấu này không đều. cơ cấu chỉ thị điện từ được dùng rộng rãi làm dụng cụ đo dòng điện và điện áp xoay chiều chủ yếu dùng ttrong sản xuất và trong thí nghiệm. nó còn được dùng để chế tạo vônmét, ampemet trong mạch điện xoay chiều tần số công nghiệp với độ chính xác cấp 1  2. CƠ CẤU ĐO ĐIỆN ĐỘNG a. cấu tạo cơ cấu chỉ thị điện động gồm có cuộn dây phần tĩnh 1 được chia thành hai phần nối tiếp nhau để tạo ra từ trường đều khi có dòng điện chạy qua. phần động là khung dây 2 đặt trong cuộn dây tĩnh và gắn trên trục quay. hình dạng cuộn dây có thể tròn hoặc vuông. cả phần động và phần tĩnh bọc kín bằng màn chắn từ để tránh ảnh hưởng của từ trường ngoài đên sự làm việc của cơ cấu chỉ thị. b. nguyên lý làm việc khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây tĩnh, trong cuộn dây xuất hiện từ trường. từ trường tác động lên dòng điện chạy trong khung dây và tạo nên mômen quay làm phần động quay một góc  .
Cơ cấu chỉ thị điện động d (I ) mq = d nếu dòng điện đi vào các cuộn dây là dòng một chiều i1 và i2 thì 1 1 we = L1 I 12  L2 I 22  M 12 I 1 I 2 (4- 11) 2 2 trong đó: l1, l2 - điện cảm của cuộn dây tĩnh và động. m12 - hỗ cảm giữa hai cuộn dây. i1, i2 - dòng điện một chiều chạy trong cuộn dây tĩnh và động. do l1 và l2 không thay đổi khi khung dây quay trong cuộn dây tĩnh do đó đạo hàm của chúng theo góc  bằng không và ta có; dWe dM 12 mq =  I1 I 2 (4 - 12) d d khi ở vị trí cân bằng: mq = mc dM 12 I1 I 2 = d d dM 12 1 ta có :  = I1 I 2 d D khi cuộn dây tĩnh và cuộn động mắc nối tiếp nhau ta có i1 =i2 = i. dM 12 1  = I2 (4 - 13) d D với i1 và i2 là dòng xoay chiều ta có mômen quay túc thời ta có mômen quay sau : T 1 T 0 mqtb = mqtb dt ( 4 - 14 ) ta thấy rằng nếu i1 = i1msint còn i2 = i2msin(t - ) ta thay hai biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều vào biểu thức (4 - 14) ta có: T 1 dM12 mqtb =  T 0 I1m I 2msint.sin(t -  ) d dt
rút gọn ta có : dM 12 mqtb = I 1 I 2 cos  (4 -15) d trong đó: -  là góc lệch giữa hai cường độ dòng điện i1 và i2. từ công thức (4 - 15) ta có thể tính được mômen quay của thiết bị khi biết được hai dòng điện i1 và i2. ta xét ở điều kiện cân bằng khi: mq = mc thì lúc đó giá trị của góc lệch  là: dM 12 1  = I1 I 2 cos  (4 - 16 ) d D c. đặc điểm của cơ cấu đo kiểu điện động ưu điểm nổi bật của cơ cấu đo điên động là không có lõi thép nên độ chính xác khá cao. nó đo được cả điện xoay chiều và một chiều, và dễ dàng chế tạo thành các dụng cụ đo các đại lượng khác nhau( như ampe – mét, vôn- mét, oát mét) nhờ có công thức góc quay tỷ lệ với tích hai dòng điện và cosin của góc lệch pha giữa chúng. nhược điểm chủ yếu của hệ thống này là từ trường ngoài làm giảm độ chính xác, người ta phải giảm nhỏ trọng lượng phần động, giảm ma sát gối trục, làm màn chắn từ hoặc chế tạo theo kiểu vô hướng nhằm chống ảnh hưởng của từ trường ngoài. C¬ cÊu ®o ®iÖn c¶m øng a. Cấu tạo Hình 4-4. Cơ cấu đo điện cảm ứng Cơ cấu đo điện cảm ứng được chế tạo dựa trên cơ cấu chỉ thị cảm ứng. Cờu tạo ;gồm có hai phần, phần động và phần tĩnh. - Phần động là một đĩa nhôm 3 được gắn trên trục quay. - Phần tĩnh là 2 cuộn dây quận trên lõi thép 1 và 2. Khi có dòng điện đi qua các cuộn dây tạo ra từ trường móc vòng qua lõi thép và phần động. b. Nguyên lý làm việc
Khi có dòng điện I1 và I2 đi vào các cuộn dây phần tĩnh, chúng tạo ra từ thông 1 và 2 , các từ thông này xuyên qua đĩa nhôm làm xuất hiện trong điã nhôm các sức điện động tương ứng E1, E2 lệch pha với 1 và 2 một góc /2 và các dòng điện xoáy I12, I22. Do sự tác động tương hỗ giữa từ thông 1 , 2 và dòng xoay chiều I12, I22 tao thành mômen làm quay đĩa nhôm. Momen quay MP là tổng các mômen thành phần: MP = C11I22sin + C22I12sin (4-17) Trong đó:  - Là góc lệch giữa 1 và 2. C1, C2 - Là hệ số. Nếu dòng điện tạo ra 1 và 2 là hình sin và đĩa có cấu tạo đồng nhất thì dòng xoay chiều I12, I22 tỉ lệ với tần số f và từ thông sinh ra nó: I12 = C3f1 và I22 = C4f2 (4- 18) Trong đó: f - Là tần số của dòng điện. C3, C4 - Là hệ số. Thay (4 - 18) vào (4 - 17) ta được: Mq = Cf12sin (4 - 19) Với C = C2C3 + C1C4 c. Đặc điểm cơ cấu đo kiểu điện động Ưu điểm nổi bật của cơ cấu đo điên động là không có lõi thép nên độ chính xác khá cao. Nó đo được cả điện xoay chiều và một chiều, và dễ dàng chế tạo thành các dụng cụ đo các đại lượng khác nhau( như ampe – mét, vôn- mét, oát mét) nhờ có công thức góc quay tỷ lệ với tích hai dòng điện và cosin của góc lệch pha giữa chúng. Nhược điểm chủ yếu của hệ thống này là từ trường ngoài làm giảm độ chính xác, người ta phải giảm nhỏ trọng lượng phần động, giảm ma sát gối trục, làm màn chắn từ hoặc chế tạo theo kiểu vô hướng nhằm chống ảnh hưởng của từ trường ngoài. A. ĐO DÒNG ĐIỆN 1. Phương pháp đo Dụng cụ đo dòng điện đọc số thẳng là Ampe-mét. Ampe - mét mắc nối tiếp trong mạch (Hình 4-5) để đo dòng điện I đi qua nó. Khi mắc Ampe-mét vào mạch điện trở tương đương toàn mạch tăng lên một lượng bằng điện trở trong của Ampe- mét ra và gây ra sai số. Để đảm bảo chính xác, điện trở Ampe-met phải nhỏ. Mặt khác khi đo Ampe -mét tiêu thụ một công suất Pa = I2.ra. Để giảm nhỏ tổn hao thì nội trở Ampe-mét phải nhỏ, và giới hạn đo càng lớn thì nội trở Ampe-mét phải càng nhỏ. Ampe-met đơn giản nhất là một cơ cấu đo. Khi dòng điện cần đo vượt quá giới hạn đo của cơ cấu người ta phải mở rộng cỡ đo cho Ampe-mét bằng điện trở phân mạch còn gọi là sun.
a r Ic rc c r S Is rs Hình a. Mắc Ampemét Hình b. Sơ đồ mắc sun để trong mạch mở rộng thang đo cho Ampemét 2. Mở rộng thang đo Trên hình là sơ đồ một Ampe-mét có mắc sun để mơ rộng cỡ đo. Sun được mắc song song với cơ cấu đo C, thường là cơ cấu từ điện. Dòng điện cần đo I đi vào Ampe-mét phân làm hai thành phần: Is qua sun và Ic qua cơ cấu. Ta biết dòng điện trong các nhánh song song tỷ lệ nghịch với điện trở của chúng: Ta có tỷ lệ sau: I S rC  I C rS I I r r Theo tính chất của tỷ lệ thức: S C  C S IC rS Biết: I = IS + IC I r r  C S  nI IC rS Trong đó: nI - được gọi là bội số sun, nó cho biết khi mắc sun thì cỡ đo của Ampemét được mở rộng bao nhiêu lần so với chưa mắc sun. Sun được chế tạo thành loại một cỡ và nhiều cỡ (ứng với Ampe-mét có nhiều cỡ đo), và có thể đặt trong Ampe-mét, gọi là sun trong, hoặc thành một bộ phận đi kèm với Ampe-mét, gọi là sun ngoài. Sun ngoài có 4 cực đầu dây: 2 cực nhỏ gọi là cực điện áp để đấu với Ampe-mét, hai cực to gọi là cực dòng điện để đấu với mạch cần đo dòng điện. Khi sử dụng cần đặc biệt chú ý đấu đúng các cực để tránh sai số và làm hỏng cơ cấu đo. 3. Ampe kìm a, Công dụng Ampe kìm được sử dụng để đo dòng điện gián tiếp trong mạch điện xoay chiều mà không cần mắc thiết bị đo nối tiếp với phụ tải tiêu thụ điện. b, Nguyên lý cấu tạo Ampe kìm có những bộ phận cơ bản như sau