10/06/2008

Ổn áp nghiến răng

Hôm trước tôi lại thấy cái ổn áp nó nghiến răng lẹt kẹt cả buổi chiều. Kệ nó. Nhưng rồi đến lúc phải bật máy tính lên làm việc, thôi dành phải chuyển hệ điện gia đình sang dùng trực tiếp không qua ổn áp thôi vậy, không dám dùng ổn áp bởi thế này thì nguy hiểm quá.

Bạn có bao giờ tự hỏi: Tại sao cái ổn áp lại "nghiến răng" vậy không? Và tại sao tôi lại thấy điều này là nguy hiểm?

Sơ đồ nguyên lý máy biến áp

Trước tiên là nói đến cách gọi tên "cái ổn áp" đang được nói đến ở đây trong kỹ thuật được gọi theo một cách khác đầy đủ hơn là "thiết bị tự động ổn định điện áp xoay chiều một pha", không biết gọi thế có đầy đủ hay không, nhưng sẽ đại loại là như vậy. Và cũng thú thật rằng từ "nghiến răng" này tôi đã đọc được ở một nơi nào đó và thấy nó diễn đạt khá hay hay về sự làm việc của chiếc ổn áp hiệu LiOA của nhà tôi mỗi khi chúng phải điều chỉnh điện áp liên tục.

Thế nào gọi là ổn áp? Nói đến ổn áp là nói tắt cho "sự ổn định điện áp", mà vậy thì chung chung quá, sự ổn định điện áp trong các mạch điện tử một chiều, sự ổn định điện áp cho lưới điện dân dụng xoay chiều một pha, sự ổn định điện áp cho hệ thống điện xoay chiều ba pha trong các nhà máy công nghiệp (hoặc các xưởng nhỏ cũng sử dụng điện 3 pha này). Ở đây tôi đang nói đến mức điện áp xoay chiều một pha trong đời sống hàng ngày...

Nói thế vẫn khó hiểu. bây giờ nhắc lại một chút kiến thức cơ bản của học sinh cấp ba (hoặc là cấp hai cũng không chừng, bởi vì lâu rồi không ngó đến sách giáo khoa hiện nay): Dòng điện xoay chiều của chúng ta đang sử dụng có một mức hiệu điện thế giữa hai cực là một tham số nhất định phù hợp với các thiết bị tiêu thụ điện. Trong điều kiện lý tưởng thì chúng phải giữ nguyên mức điện áp đó, tuy nhiên do các điều kiện khác nhau mà mức này lại thay đổi cao thấp thất thường, do đó chúng ta phải sử dụng các thiết bị để làm cho chúng ổn định ở trong phạm vi gia đình của mình.

Ta biết rằng nguyên lý của máy biến thế là có một cuộn dây sơ cấp và một cuộn dây thứ cấp như hình phía trên, khi cho một điện áp xoay chiều ở đầu vào thì sẽ có mức điện áp xuất hiện ở đầu ra (đọc thêm phần liên kết ngoài). Nhưng các ổn áp hiện nay thì không thực hiện như thế, bởi vì chúng cần phải thay đổi liên tục một thông số đầu vào và muốn có đầu ra cố định. Thực tế có thể làm được điều này hay không nếu như vẫn sử dụng biến áp như trên? Có, nhưng chúng cần đến ba biến áp tách rời, và một hệ mạch điện tử - tôi đã gặp chúng trong một chiếc ổn áp công suất 315W của Liên Xô (cũ) thời trước đây. Cách này đã không được áp dụng trong các ổn áp ngày nay bởi giá thành cao, công suất thấp.

Bạn hãy nhìn đến hình dưới đây, đó là một bức ảnh về cấu tạo chính của một thiết bị ổn định điện áp xoay chiều một pha, chúng được quấn trên lõi hình xuyến để có thể thay đổi số vòng dây cuốn của cuộn sơ cấp (còn thứ cấp giữ nguyên) bằng cách tì một đầu tiếp xúc trên các vòng dây đó thường gọi là "chổi than". Một cơ cấu cơ khí chuyền động được điều khiển bằng mạch điện sẽ điều khiển chổi than di chuyển để lựa chọn số vòng dây đầu vào cho phù hơi với điện áp đầu ra. Sự di chuyển này đã phát ra tiếng kêu, tiếng kêu này rọt rẹt, xột xoạt hoặc cọt kẹt tuỳ theo từng loại khác nhau mà tôi đã nói là "nghiến răng" như phần đầu của bài viết này.

Thế thì có gì mà đáng ngại đâu. Hic, quan trọng là cơ chế điều khiển di chuyển của chổi than đó. Nó như thế nào đây?

Ta biết rằng để di chuyển chổi than đến vị trí thì cần chuyển động cơ khí, vì để thuân tiện cho chế tạo thì lõi biến áp dùng cho trường hợp này có hình tròn mà trục quay của chổi than trùng với tâm của đường tròn đó...

Đến đây thì bạn vẫn chưa hiểu tại sao nó lại cứ cọt kẹt nghiến răng như vậy. Quên mất tôi không nói ở đoạn đầu bài này rằng nhà hàng xóm của tôi đã làm một thứ gì đó rất ồn ào, tôi thấy rằng ánh chớp loé liên hồi và đều đặn. Hoá ra họ đang hàn một thứ gì đó bằng máy hàn điện hồ quang. Chính vì cái máy này mà điện áp của những nhà quanh khu vực bị dao động liên tục thấp khi đang hàn, cao trở lại mức điện lưới ở trạng thái bình thường. Chính vì vậy nên cái ổn áp mới cố gắng điều chỉnh liên tục để điện áp đầu ra là 220V~ theo như lưới điện mà địa phương tôi sử dụng. Sự điều khiển liên tục này đã khiến nó nghiến răng.

Thế thì có gì đáng ngại. Nhưng tôi giả sử rằng điện áp ổn định là 220V~, vì máy hàn điện có công suất lớn nên nó gây ra sụt điện áp trên đường dây điện quanh khu vực lân cận đó một mức điện áp là 180V~. Ổn áp của tôi điều chỉnh cho đầu ra là 220V~ thì phải có một hệ số giữa các vòng dây là 180/220, tất nhiên là tỷ số này bằng 0,181818181...rồi. Vậy thì khi người thợ hàn dừng, lại để chuyển đổi que hàn thì điện áp đầu vào lại là 220V~, lúc này ngay lập tức điện áp đầu ra sẽ là 180/220 = 220/xV~. Quá đơn giản để bạn tính ra xV~ có giá trị bằng 220x220/180 = 268V. Lúc này thì điện áp này đã xuất hiện ngay trên các thiết bị tiêu thụ điện của bạn. Ngay lập tức chiếc ổn áp sẽ bắt đầu hoạt động để đưa điện áp về mức 220V.

Để chổi than quay được, nhất thiết phải có một động cơ để quay - hoặc cái gì đó tương tự như động cơ để có thể gây chuyển động tròn được. Chắc chắn rằng động cơ này thì không thể có tốc độ cực kỳ cao nhưng lại có thể hãm lại cực kỳ nhanh trong điều kiện giá thành thấp được. Vậy nó phải có thời gian đáp ứng hơi chậm một chút khi muốn chuyển chổi than từ vị trí này sang một vị trí khác cách khá xa trong cái ổn áp tự động đó. Ở đây ta thấy rằng việc đưa điện áp đầu ra về mức 220V~ thì cần một khoảng thời gian cho chổi than quay về đúng vị trí của nó. Việc quay này không thực hiện tức thời, nên chúng ta sẽ thấy việc ổn áp chuyển mức điện áp đầu ra từ 268V về 220V cần có một thời gian nhất định để thực hiện điều chỉnh.

Như vậy khi điện áp đầu vào thay đổi liên tục thì điện áp đầu ra sẽ biến thiên theo, lúc này ổn áp không còn có tác dụng ổn định điện áp đầu ra nữa, mà nó lại có tác dụng làm cho sự dao động điện áp đầu ra một cách đột ngột và có khả năng đưa điện áp đầu ra tăng giảm bất thường so với mức điện áp thiết kế. Đây chính là điều mà tôi lo ngại khi đã viết ở đoạn đầu.

Như vậy thì khi mà bạn thấy chiếc ổn áp của bạn nghiến răng liên tục, bạn đừng nên dùng chúng nữa trong thời điểm đó, mà chuyển mạch điện gia đình mình sang trạng thái không sử dụng ổn áp. Tôi nghĩ rằng điều này không khó khăn, bởi khi thiết kế mạng điện trong gia đình thì nhiều người đã thiết kế cho việc có hoặc không sử dụng ổn áp. Tại sao? Bởi vì nếu không dùng ổn áp nữa thì dù điện áp có dao động đến mấy thì cũng chỉ giới hạn trong khoảng 180V - 220V~, đây là mức điện áp mà nhiều thiết bị vẫn có thể sử dụng được.

Xem thêm:

Các thế hệ ổn áp LiOA, trên blog này.

Máy biến thế, mục từ cùng tên trên Wikipedia tiếng Việt (bài còn rất sơ sài, mong bạn bổ sung giúp nó nếu có thể).

Transformer, mục từ trên Wikipedia tiếng Anh, khá đầy đủ

Trương Mạnh An (10/6/2008)

8 nhận xét :

  1. a cho e hỏi đối với thiết bị điện tử ! như may tính ! vì nhà e mở tiệm intêrnet! thi nên chọn giải pháp nào ! hic bên cạnh nha có tiệm hàn ! ban ngay thì ổn áp kêu hoài nhiều khi tu ngắt automat bật lên ko đc phải đợi vài giây mới bật lại đc !
    e đang xài ổn áp lioa SH 10000 dãi 150 - 250 v
    e nên đổi qua xài ổn áp gì thích hợp cho phòng net a !

    Trả lờiXóa
  2. Do comment bạn bị trùng nội dung nên tôi đã trả lời trên bài này:
    http://tman75hd.blogspot.com/2011/05/cac-he-on-ap-lioa.html?showComment=1313027552819#c5045310076419221180

    Trả lờiXóa
  3. Anh An ơi a có thể cho e nguyên lý mạch điều khiển cho LiOA k, bên e hay hỏng thằng này mà e toàn phải sửa mò thôi, nhiều lúc gặp khó khăn, e lại kém vẽ mạch, bọn e hay dùng LiOA 1-2KVA. Cảm ơn a nhiều

    Trả lờiXóa
  4. Hỏi về hiện tượng nghiến răng ở Ổn áp:
    Chào anh! Mấy bữa nay tự dưng có lúc con ổn áp nhà em nó phát ra tiếng kêu to, sốt ruột quá đành phải mở máy tính lên để tìm hiểu về hiện tượng này thì đọc được bài viết "Ổn áp nghiến răng" của anh, đọc xong cũng thấy sợ cho các thiết bị đang dùng. Hiện tại nhà em đang dùng 2 con ổn áp, mỗi 1 con được nối vào 1 công tơ điện
    - Con 3kva của Ruler dải 60 - 250V, con này em chỉ dùng cho các thiết bị chiếu sáng, với TV
    - Con 10kva của Lioa dải 50 - 250V, con này em dùng cho các thiết bị có công suất lớn (lý do là nhà em sản xuất bánh đa sợi) gồm: 2: mô tơ say bột 1500w/1 chiếc, 1 điều hòa 9000 BTU, 1 nồi cơm 600w, 1 tủ lạnh 130w, 1 máy giặt 430w,1 máy bơm nước, 1 máy đẩy.. nhưng em không dùng tất cả các thiết bị này cùng 1 lúc, nói chung là khi dùng nhiều tải nhất thì đồng hồ A trên ổn áp cũng chỉ gần tới mốc 20A. (Còn các thiết bị để sản xuất bánh là chạy dòng điện 3 pha).
    Như em nói ở trên mấy bữa nay thỉnh thoảng có lúc con 10kva của Lioa nó phát ra tiếng kêu to kể cả là chạy không tải và chạy có tải đều kêu, còn con 3kva của ruler thì im re, vậy anh cho em hỏi hiện tượng này la do đâu, có phải ở ổn áp có vấn đề không?

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. Có một số thắc mắc khác hoặc tương thích, bạn có thể xem ở bài "Các thế hệ ổn áp LiOA"
      - Bạn cần xem tiếng ồn thuộc thể loại nào: do quạt quay hay do chổi than quay đi quay lại liên tục hoặc do khung sắt từ hình xuyến kêu để biết được nguyên nhân.
      + Nếu do chổi than quay đi quay lại liên tục thì kể cả có tải hay không tải nó vẫn quay như vậy - để đảm bảo mức điện áp đầu ra. Nếu bị vậy thì không làm gì được vì nguyên nhân do điện đầu nguồn.
      + Nếu ồn do sắt từ thì có thể do dạng sóng điện (hình sin) bị méo - cũng do nguồn điện đầu vào.
      + Ồn do quạt là đương nhiên (nhưng chắc không phải vậy).

      So sánh hai con 3kVA và 10kVA thì khác nhau, con Ruler công suất nhỏ, dây bé nên có thể quấn có thể sít chặt hơn, phần keo định vị dây được tốt hơn nên hạn chế ồn hơn khi sóng điện bị méo. Với ổn áp công suất lớn, các đoạn dây dài và rãnh của chúng có thể làm xa nhau hơn nên gây rung và ồn khi sóng điện bị méo đi so với thông thường.

      Do nhà bạn sử dụng điện 3 pha, bạn cần phân bố công suất thật cân giữa ba pha đó khi sử dụng. Trong trường hợp dùng đồng thời thì nên đo xem điện áp thường xuyên của pha nào cao nhất để đấu ổn áp công suất lớn vào đó, đồng thời cũng cần nối dây tăng cường cho pha đó nhằm tránh bị lệch pha cho các thiết bị điện 3 pha và quá tải đường dây.

      Xóa
    2. Về nguồn cấp điện đầu vào của ổn áp cụ thể là: Nhà em trong ngõ cách đường lớn 100m, đường dây điện của ngõ xóm có 2 sợi được nối từ ngoài đường lớn vào dùng chung cho tất cả 9 hộ gia đình trong con ngõ đó. Còn như nhà em lắp điện 3 pha là phải kéo dây từ ngoài đường lớn về, 2 con ổn áp là lấy điện từ nguồn điện của ngõ chứ không phải lấy điện từ 1 pha của nguồn điện 3 pha như vậy là 2 cái này không liên quan đến nhau phải không anh?
      Xem bài: "Các thế hệ ổn áp Lioa" em thấy giống trường hợp của anh bacnguyen. Chắc con ổn áp nhà em cũng là do nguồn điện đầu vào vì khu vực nhà em là làng nghề có nhiều hộ sản xuất nhưng không lắp điện 3 pha, 1 số thiết bị như máy thái bánh có công suất lớn chạy và dừng liên tục nên gây sụt giảm nguồn đột ngột nên ổn áp phát tiếng kêu chăng?

      Xóa
    3. Như vậy tiếng kêu là do chổi than quay đi quay lại - và nó chính xác là do sự thay đổi của điện áp đầu vào (hoặc do sự thay đổi công suất sử dụng trong nhà bạn). Để chắc chắn, bạn thử nhìn qua khe thoát nhiệt của ổn áp để thấy sự di chuyển chổi than liên tục (quay lên và quay xuống).

      Thông thường thế hệ ổn áp mới sẽ không điều chỉnh mức điện áp nếu có sự trồi sụt điện trong thời gian ngắn (giống như sự sụt giảm điện áp khi khởi động các động cơ lớn, hoặc lốc lạnh điều hoà bắt đầu khởi động...) mà nó chờ cho hết khoảng thời gian này thì mới bắt đầu điều chỉnh, điều đó giúp cho chổi than không quay liên tục và hạn chế các sự thay đổi điện áp đầu ra vượt ngưỡng an toàn. Tuy nhiên có một số động cơ công suất lớn, vòng quay thấp hoặc các động cơ khởi động đổi sao-tam giác thì có thể thời gian sụt giảm điện áp kéo dài hơn bình thường, và chổi than vẫn quay. Khác hơn một chút thì các máy hàn hồ quang tay với chu kỳ chấm ngắt chậm của người hàn cũng khiến cho điện áp trồi sụt liên tục hơn. Và các trường hợp này thì không khắc phục được trừ khi dùng một loại UPS online có công suất lớn (10KVA chẳng hạn, nhưng giá của nó có thể đến vài trăm triệu).

      Trường hợp trên là coi ổn áp hoạt động ổn định, tuy nhiên có một vài khả năng (nhỏ) là sự lão hoá hoặc sai lệch thông số của linh kiện điện tử cũng có thể gây ra sự điều chỉnh điện áp tức thời giống như các thế hệ ổn áp cũ. Nếu nghi ngờ trường hợp này thì bạn có thể đưa ổn áp đi bảo hành hoặc thay thế mạch điện tử nếu đã hết thời gian bảo hành (thường với giá không đắt lắm).

      Nếu 9 hộ dùng chung một đường dây, bạn quan sát xem dây đó có đủ lớn không, nếu dây nhỏ, mức điện áp đầu vào trong giờ cao điểm thấp hơn 190-200V thì có thể đề nghị chi nhánh điện thay dây mới hoặc lắp công tơ từ đường chính (và dây của gia đình bạn cũng kéo dài khoảng 100m như vậy).

      Còn vấn đề ảnh hưởng của dây 3 pha với 1 pha thì trong trường hợp của bạn thường là không ảnh hưởng (nếu coi dây điện ở đường trục chính là đủ lớn, mà thông thường cũng là như vậy).

      Việc bạn sử dụng hai loại ổn áp cho cùng một đường dây có lẽ là không nên nếu chúng được đấu kiểu nối tiếp nhau (ổn áp công suất nhỏ lắp phía sau của ổn áp công suất lớn) hoặc là điều lãng phí khi đấu chúng theo kiểu song song (cùng đấu vào nguồn chính). Đôi khi có những thời điểm mà hai ổn áp công suất lớn sẽ gây trồi sụt điện áp khiến ổn áp nhỏ thay đổi đầu ra và có thời điểm chúng giao thoa nhau gây ra mức điện áp ra vượt ngưỡng nguy hiểm của chiếc ổn áp nhỏ. Nếu có các thiết bị quan trọng, bạn có thể thay chiếc ổn áp nhỏ bằng một UPS online (chẳng hạn 2KVA giá khoảng 15triệu) thì sẽ ổn định hơn (vì loại ổn áp này điều chế lại sóng điện đầu ra cho dù điện đầu vào thay đổi như thế nào, dạng sóng ra sao).

      Xóa

Hoan nghênh góp ý/phản hồi của bạn tới các bài viết!
- Nếu bạn không có các tài khoản Blogger/WordPress... để phản hồi/bình luận bạn có thể chọn trong "Nhận xét với tư cách" phần "Ẩn danh" (Anonymous).
- Blog còn có các bài viết khác mà có thể bạn sẽ quan tâm, được liệt kê tại Mục lục.