Công nghệ 12 Bài 15: Mạch điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều một pha

1.1.1. Khái niệm

• Mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha là mạch điện tử có chức năng thay đổi tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha bằng cách thay đổi điện áp vào động cơ hoặc thay đổi tần số nguồn điện đưa vào động cơ.

• Động cơ điện xoay chiều một pha (Động cơ 1 pha) được sử dụng khá rộng rãi trong công nghiệp và đời sống: Máy bơm nước, quạt điện …

• Khi sử dụng loại động cơ này phải điều khiển nhiều chế độ như: Điều khiển tốc độ, mở máy, đảo chiều, hãm …

1.1.2. Các phương pháp thay đổi tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha 

• Để điều khiển tốc độ động cơ 1 pha có thể sử dụng các phương pháp sau:

  • Thay đổi số vòng dây của stato.

  • Điều khiển đưa điện áp vào động cơ.

  • Điều khiển tần số nguồn điện đưa vào động cơ

1.2.1. Sơ đồ khối

Hình 15.1. Sơ đồ khối mạch điện tử điều khiển động cơ một pha

1.2.2. Nguyên lý điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều một pha:

• Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi điện áp (Hình 15-1a). Tốc độ được điều khiển bằng mạch điện tử thay đổi trị số điện áp đặt vào động cơ.

• Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn điện đưa vào động cơ (Hình 15-1b).

  • Mạch điều khiển có nhiệm vụ điều khiển tàn số f₁ và điện áp U₁ thành tần số  điện áp f₂ và điện áp U₂ đưa vào động cơ.

1.3.1. Một số mạch điều khiển động cơ một pha:

Điều khiển động cơ 1 pha bằng Triac

1.3.2. Nguyên lý hoạt động:

a. Chức năng của các linh kiện:  

• T- Triac điều khiển điện áp trên quạt.

• VR- Biến trở để điều chỉnh khoảng thời gian dẫn của triac.

• R- Điện trở hạn chế.

• Da- Điac - Định ngưỡng điện áp để Triac dẫn.

• C- Tụ điện tạo điện áp ngưỡng để mở thông điac.

b. Nguyên lý điều khiển:

• Điện áp và tốc độ của quạt có thể được điều khiển bằng cách điều chỉnh biến trở VR trên hình 15-2a.

• Tuy nhiên sơ đồ điều khiển này không triệt để, vì ở vùng điện áp nhỏ khi triac dẫn ít rất khó điều khiển.

• Sơ đồ hình 15-2b có chất lượng điều khiển tốt hơn. Tốc độ quay của quạt có thể điều khiển cũng bằng biến trở VR.

• Khi điều chỉnh trị số VR ta chỉnh việc nạp tụ C lúc đó điều chỉnh được thời điểm thời điểm mở thông Điac và thời điểm Triac dẫn.

• Như vậy Triac được mở thông khi điện áp trên tụ đạt điểm dẫn thông Điac.

• Kết quả là muốn tăng tốc độ của quạt ta cần giảm điện trở của VR để tụ nạp nhanh hơn, Triac dẫn sớm hơn điện áp ra sớm hơn.

• Ngược lại điện trở của VR càng lớn tụ nạp càng chậm Triac mở càng chậm lại điện áp và tốc độ quạt nhỏ xuống

1.3.3. Ưu, nhược điểm

a. Ưu điểm 

• Mạch điều khiển trên đây có ưu điểm:

  • Có thể điều khiển liên tục tốc độ quạt

  • Có thể sử dụng cho các loại tải khác như điều khiển độ sáng của đèn sợi đốt, điều khiển bếp điện rất có hiệu quả.

  • Kích thước mạch điều khiển nhỏ, gọn.

b. Nhược điểm:

• Nếu chất lượng Triac, Điac không tốt thì ở vùng tốc độ thấp quạt sẽ xuất hiện tiếng ù do thành phần một chiều của dòng điện.

Bài 1:

Hãy cho biết thiết bị điện nào sau đây sử dụng động cơ 1 pha có điều chỉnh tốc độ:

A. Máy bơm nước                                       

B. Quạt trần

C. Quạt điện                                             

D. Cả 3 đáp án trên

Hướng dẫn giải

• Chọn đáp án D

  • Cả 3 đáp án trên

Bài 2:

Để điều chỉnh tốc độ động cơ 1 pha hiện nay sử dụng các phương pháp nào?

A. Điều khiển bằng cách thay đổi điện áp       

B.  Điều khiển bằng cách thay đổi tần số

C. Cả 2 đều đúng                                            

D. Cả 2 đều sai

Hướng dẫn giải

• Chọn đáp án C

  • Cả 2 đều đúng          

Như tên tiêu đề của bài Mạch điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều một pha, sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau:

• Biết được ứng dụng của mạch điện tử trong điều khiển tốc độ động cơ điện 1 pha.

• Hiểu được mạch điều khiển tốc độ quạt bằng Triac.

• Vẽ được sơ đồ mạch điện tử động cơ một pha. 

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Công nghệ 12 Bài 15 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Để điều khiển tốc độ động cơ 1 pha ta có thể sử dụng các phương pháp nào sau đây?

  • A. Thay đổi số vòng dây của stato.
  • B. Điều khiển đưa điện áp vào động cơ.
  • C. Điều khiển tần số nguồn điện đưa vào động cơ
  • D. Cả 3 phương pháp trên

• Câu 2:

  Có thể điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều một pha bằng cách nào ?

  • A. Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi điện áp
  • B. Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn điện đưa vào động cơ
  • C. Cả 2 đều sai
  • D. Cả 2 đều đúng

Câu 3-5: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé! 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Công nghệ 12 Bài 15 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 1 trang 64 SGK Công nghệ 12

Bài tập 2 trang 64 SGK Công nghệ 12

Bài tập 3 trang 64 SGK Công nghệ 12

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Công Nghệ HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!