Các thế hệ ổn áp LiOA

Từ thời dùng ổn áp cho gia đình đến nay thì nhà tôi đã dùng qua 3 chiếc LiOA mà mỗi chiếc trong số chúng là một thế hệ. Tôi đoán rằng hiện nay ở Việt Nam cũng có nhiều người dùng ổn áp của hãng này nên có lẽ muốn viết một chút về chúng để thấy các ưu nhược điểm của từng thế hệ.

Thế hệ thứ nhất (tạm thời gọi thế) mà tôi sử dụng là một chiếc ổn áp 3kVA vào thời điểm khoảng những năm 199x nào đó. Ổn áp thế hệ này có cấu tạo gồm lõi hình xuyến và các vòng dây quấn trên nó, có một chổi than tiếp xúc với các vòng dây để thay đổi vị trí tiếp xúc từ đó thay đổi cuộn sơ cấp của biến áp tự ngẫu.

Chế độ hoạt động của thế hệ ổn áp LiOA này khá đơn giản: Khi cấp điện thì nhờ một mạch điện so sánh mức điện áp mà chổi than được điều khiển bởi một mô tơ bước sẽ quay đến vị trí điện áp đầu vào phù hợp để cho mức điện áp ra tại mức 220V.

Nhược điểm của thế hệ này là khi mất điện thì chổi than đứng nguyên - không quay về phía nào cả, do đó khi mất điện khi đang ở trạng thái 150V thì khi có điện ở trạng thái 220V thì điện áp tức thời của nó hoạt động sẽ cho ra ở mức 322V- tức là rất cao - dẫn đến có thể gây hư hỏng thiết bị điện đang sử dụng.

Loại thế hệ này cũng có sự điều chỉnh điện áp ngay khi mà điện áp đầu vào thay đổi - có nghĩa là nếu như gần nhà bạn người ta đang hàn điện hồ quang thì chiếc ổn áp sẽ quay đi quay lại một cách liên tục. Khi quay chúng phát ra những tiếng két két khó chịu - mà có lần trên một entry trước đây tôi gọi là "Ổn áp nghiến răng".

Công tắc đầu vào của loại này chỉ đơn thuần là một CB mà không có chế độ bảo vệ quá nhiệt hoặc quá dòng tích hợp, việc bảo vệ quá dòng được sử dụng một bộ ngắt riêng.

Thế hệ thứ 2 của ổn áp LiOA mà tôi sử dung là chiếc SH-5000 có dải điện áp từ 130V đến 250V. Về cấu tạo cũng như ổn áp thế hệ thứ nhất nhưng được điều chỉnh chế độ làm việc đi để đảm bảo an toàn hơn: Khi mất điện thì chổi than tự quay về vị trí 250V. Bởi có chế độ này nên khi có điện trở lại (giả sử ở mức 220V) thì điện áp đầu ra của ổn áp sẽ vào khoảng 193V. Sự điều chỉnh này tuy rằng vẫn chưa phải là hợp lý nhưng chúng đúng là có cải tiến so với thế hệ thứ nhất.

Điển cải tiến của thế hệ 2 không chỉ dừng lại ở tính năng "Auto reset system" như đã nêu trên mà còn có một số sự thay đổi nữa như sau:

Công tắc đóng ngắt đầu vào không đơn thuần là một CB nữa, thay vào đó là một công tắc kết hợp với cuộn hút. Người sử dụng có thể đóng cắt công tắc này thông qua việc bấm cơ học vào chúng, ổn áp cũng thế cắt công tắt này nếu như bị quá dòng hoặc quá áp thông qua cuộn hút.

LiOA thế hệ hai sử dụng một biến dòng (nhìn giống như một cuộn hình xuyến xuyên qua dây dẫn đầu vào) để theo dõi dòng điện tiêu thụ và nhờ đó sẽ tự động ngắt nếu dòng này vượt ngưỡng giới hạn (ví dụ cái LiOA 5kVA của tôi ngắt nếu dòng quá 28A). Đồng thời phía sau ổn áp có một công tắc gạt cho phép kích hoạt chế độ bảo vệ quá áp hay không, nếu cho phép (bật) thì khi hệ thống phát hiện ra mức điện áp đầu ra quá cao thì cũng tác động đến cuộn hút để ngắt đầu vào.

Bên trong ổn áp LiOA thế hệ thứ 2 (loại SH-5000)

Sự điều chỉnh điện áp đầu ra ngay lập tức theo điện áp đầu vào của ổn áp LiOA thế hệ thứ 2 này vẫn còn thực hiện y như thế hệ đầu tiên nên chúng không phù hợp cho những nơi có nhiều công trình thi công xây dựng (sử dụng các máy hàn điện, máy khoan và các loại thiết bị tiêu thụ điện công suất lớn nhưng lại đóng ngắt liên tục). Về bản chất điều này không đơn thuần là chúng kêu lẹt kẹt khó chịu, mà mức điện áp đầu vào thay đổi sẽ dẫn đến mức đầu ra thay đổi liên tục và vượt ngưỡng là điều nguy hiểm hơn (bạn chịu khó đọc lại entry trước để biết về điều này)

Chiếc LiOA thế hệ thứ 2 này tôi mua khi mà chiếc thế hệ thứ nhất đã không còn phù hợp công suất nữa (mà tuổi đời sử dụng của nó đã hơn 10 năm nên cho nghỉ hưu là đúng rồi). Sau một thời gian ngắn sử dụng (được 3 năm) thì mức công suất 5kVA không còn phù hợp nên tôi đã có cơ hội để sử dụng một chiếc thế hệ thứ 3 như dưới đây.

Thế hệ thứ 3 của ổn áp LiOA có cải tiến so với thế hệ thứ 2 trước đó là việc các rơ le để đóng điện đầu ra sau khi đã điều chỉnh điện áp ổn định sau khi có điện trở lại. Nguyên lý hoạt động như sau: Khi mất điện thì chổi than quay về vị trí 250V (năng lượng được xả ra từ các tụ dung lượng lớn tích trữ trước đó); Khi có điện chổi than quay đến vị trí tương ứng để mức điện áp đầu ra là 220V. Sau khoảng vài giây đến vài chục giây khi mà điện lưới ổn định thì LiOA đóng điện cho đầu ra - lúc này các thiết bị điện trong nhà mới được cấp điện.

Đây là một cải tiến rất tốt, có thể loại trừ các hiện tượng thay đổi điện áp liên tục ở thế hệ 2. Một mặt khác khi một nhánh tiêu thụ điện tại địa phương mới được cấp điện thì mức tiêu thụ trong giai đoạn đầu này thay đổi thất thường (ví dụ hàng loạt động cơ bắt đầu khởi động...), việc chờ một thời gian vài chục giây sẽ giúp cho thiết bị tiêu thụ điện trong gia đình không bị dao động quá nhiều (và cũng tránh hiện tượng đóng ngắt vài lần như thời gian trước đây người ta thường làm).

Một ưu điểm nữa của thiết kế ổn áp LiOA thế hệ 3 này là cho phép điều chỉnh mức điện áp đầu ra ở một mức nhất định nào đó mà không cần can thiệp vào bên trong. Việc điều chỉnh điện áp thông qua một chiết áp xoay có chữ V.ADJ như ở hình dưới đây:

Việc LiOA thiết kế thêm một phần điều chỉnh bên ngoài được giải thích là cho phép người sử dụng tinh chỉnh mức điện áp đầu ra cho chính xác nhất với các tần số, dạng sóng sin ở từng khu vực sử dụng. Theo mặc định thì chiết áp trên đã được chỉnh ở mức giữa và tương ứng với mức đầu ra 220V chuẩn cho lưới điện tại Việt Nam, nếu bạn muốn thay đổi thì có thể dùng một tua vít trừ (-) và khẽ điều chỉnh chúng theo mức điện áp ra cần thiết.

Việc điều chỉnh điện áp đầu ra theo mức điện áp đầu vào của ổn áp LiOA thế hệ 3 có vẻ như ở một dải điện áp rộng hơn (chẳng hạn khi điện áp đầu ra trong khoảng 215-225V thì biến áp không điều chỉnh, nhưng ngoài khoảng này mới bắt đầu điều chỉnh). Việc thiết kế như vậy vẫn đảm bảo được việc cung cấp điện áp đầu ra ổn định trong vùng cho phép, vừa tránh được hiện tượng máy "nghiến răng" liên tục khi điện áp giao động xung quanh mức điện áp nào đó (chẳng hạn như khi trong khu vực có người hàn điện dẫn đến điện áp tăng giảm thất thường).

Hình ảnh bên trong của một chiếc ổn áp LiOA thế hệ thứ 3 như sau:

Hình ảnh bên trong một ổn áp LiOA thế hệ thứ 3 (loại DRII-10000)

Trong hình này bạn sẽ thấy thấp thoáng 2 rơ le (như hình là loại rơ le 80A) loại sử dụng cuộn hút 24V DC để đóng điện đầu ra cho ổn áp. Quạt làm mát cho ổn áp chỉ xuất hiện với một số loại công suất (ví dụ của tôi dùng mức 10kVA thì mới có quạt).

Loại ổn áp thế hệ 3 của LiOA sử dụng một aptomat tép một nhánh để bảo vệ quá dòng ở đầu vào. Về cơ bản thì aptomat này chỉ bảo vệ được mức quá dòng, còn trong trường hợp điện áp đầu vào tăng cao do mất pha mát chung (trong khu vực sử dụng nhiều pha) thì thế hệ 3 này chỉ bảo vệ được các thiết bị đầu ra (ngắt điện ra qua việc ngắt rơ le) mà không tự bảo vệ được chính mình.

Để phân biệt nhằm tránh mua phải loại ổn áp còn tồn của thế hệ trước thì bạn cần lưu ý một số điểm phân biệt sau:

- Loại thế hệ mới sử dụng một aptomat tép loại một nhánh ở mặt trước, nhãn hiệu của aptomat này là LiOA.

- Loại thế hệ mới có một nút điều chỉnh điện áp (như hình phía trên) ở phía dưới đồng hồ Vôn kế tại mặt trước.

- Phía trên (hoặc phía sau) thường dán một dòng thông báo về việc ổn áp sử dụng rơ le đóng điện đầu ra nên sau khi cấp điện một lúc mới có điện áp ra (cái này chắc để người dùng không hoang mang tưởng hỏng ổn áp mà gửi đi bảo hành).

Trương Mạnh An (05/2011)

XEM THÊM

* Website của hãng sản xuất LiOA.

* Ổn áp nghiến răng (trên blog này): Có trình bày sơ lược về nguyên lý biến áp.