Bài giảng Kỹ thuật điều khiển tự động - Chương 3: Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử

iện trở có độ chính xác cao + Cách đọc giống điện trở bốn vòng màu với: Vòng thứ ba là chỉ số thứ ba Vòng thứ tư là vòng số bội Vòng thứ năm là vòng sai số Hình 3.4. Điện trở độ chính xác cao (17,2KΩ) - Điện trở ba vòng màu Giá trị điện trở R <10Ω + R: Nâu – đen – vàng kim (nhũ vàng); R=10*10-1=1(Ω) + R: Nâu – đen – nhũ bạc; R=10*10-2=0,1(Ω) + R: Lục – đen – bạc kim; R=50*10-2=0,5(Ω) 93 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử 1.1.2. Cách đọc giá trị điện trở dán Hình 3.5. Giá trị điện trở dán 1.2. Xác định giá trị điện trở bằng đồng hồ đo VOM Để xác định giá trị điện trở bằng đồng hồ đo VOM, sử dụng các giai đo X1, X10, X100, X1K, X10K, X100K. Giai đo X1, X10, X100, X1K được cấp nguồn từ hai pin tiểu 1.5V, giai X10K và X100K được cấp nguồn từ pin 9V. Hình 3.6. Giai đo Ohm Các bước tiến hành khi đo điện trở bằng VOM: - Chọn giai đo tương ứng giá trị đo để dễ dàng nhìn giá trị hiển thị của kim đo: + Giai X1: đo điện trở có giá trị từ 0.2Ω đến 2kΩ. + Giai X10: đo điện trở có giá trị từ 2Ω đến 20kΩ, khi đọc giá trị nhân kết quả với 10. + Giai X100: đo điện trở có giá trị từ 20Ω đến 200kΩ, khi đọc giá trị nhân kết quả với 100. + Giai X1k: đo điện trở có giá trị từ 200Ω đến 20MΩ, khi đọc giá trị nhân kết quả với 1k. 94 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử + Giai X10K: đo điện trở có giá trị từ 2kΩ đến 20MΩ, khi đọc giá trị nhân kết quả với 10k. - Chập hai que đo và chỉnh chiết áp 0Ω để khi nào kim đồng hồ chỉ 0Ω (về bên tay phải) thì dừng lại. Thao tác này nhằm đảm bảo giá trị đo chính xác (tính từ vị trí 0Ω của kim đến giá trị thực tại đang nhìn thấy). - Cặp hai que đo vào hai chân điện trở, nếu điện trở đang gắn trên bo mạch thì cần hở một chân của điện trở ra khỏi mạch để tránh sai lệch kết quả. - Nhìn kim chỉ thị trên thang đo điện trở, đọc kết quả. Lưu ý: chiều chuyển động của kim theo hướng từ trái qua phải, giá trị đọc lấy mốc 0 làm chuẩn (vị trí 0 bên tay phải). Hình 3.7. Thang đo Ohm Các hư hỏng thường gặp: - Nếu kim không lên (ở vị trí ∞Ω): điện trở bị đứt hoặc cháy nên không còn khả năng dẫn dòng điện. - Nếu kim lên ở vị trí 0Ω: điện trở bị nối tắt, không còn khả năng cản trở dòng điện. Lúc này, điện trở là một đoạn dây dẫn thuần túy. 2. Diode - Sử dụng VOM đo kiểm tra diode các loại: diode chỉnh lưu, cầu diode, diode zener, diode xung, led. - Nhận xét kết quả đo cho từng loại diode, led. - Chú ý cực tính led, diode phù hợp với chiều phân cực của nguồn pin VOM (que đen là cực dương pin, que đỏ là cực âm pin). Đo, kiểm tra diode chỉnh lưu, diode zener bằng đồng hồ đo VOM Dựa vào đặc tính của diode có điện trở thuận nhỏ và điện trở nghịch lớn, ta có thể dùng đồng hồ đo VOM để kiểm tra diode. - Đặt giai đo đồng hồ ở giai X100. - Đo điện trở thuận: que đen nối với anode, que đỏ nối với ktode của diode. - Đo điện trở nghịch: que đen nối với kthode, que đỏ nối với anode của diode. 95 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.8. Đo diode các loại Hình 3.9. Diode các loại và ký hiệu tương ứng - Điện trở thuận và điện trở nghịch của diode phụ thuộc vào chất bán dẫn làm diode là Ge hay Si: + Diode Ge: điện trở thuận vài Ω; điện trở nghịch vài trăm KΩ. + Diode Si: điện trở thuận vài Ω; điện trở nghịch vài MΩ. 96 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Kết quả: - Nếu cả điện trở thuận và điện trở nghịch đều bằng 0Ω thì diode bị ngắn mạch (nối tắt). - Nếu cả điện trở thuận và điện trở nghịch đều bằng ∞Ω thì diode đứt. - Nếu R thuận đúng và R nghịch giảm xuống quá nhiều thì diode bị rỉ, không sử dụng được. - Nếu R thuận và R nghịch đúng như trên thì diode tốt. Đo, kiểm tra Led bằng đồng hồ đo VOM: - Led có cách đo giống như đo diode chỉnh lưu. - Nếu led còn tốt thì đo thuận led sẽ phát sáng, đo nghịch led tắt. - Nếu led bị đứt thì R thuận = R nghịch = 0Ω, led không sáng. - Nếu led bị ngắn mạch thì R thuận = R nghịch = ∞Ω, led không sáng. 3. Tụ điện 3.1. Xác định giá trị tụ bằng ngoại quan 3.1.1. Tụ gốm Hình 3.10. Giá trị tụ gốm 3.1.2. Tụ giấy Hình 3.11. Ký hiệu và giá trị tụ giấy 3.1.3. Tụ màng mỏng Hình 3.12. Hình dáng và giá trị tụ màng mỏng 97 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử 3.1.4. Tụ tang-tan Hình 3.13. Giá trị tụ tang-tan 3.2. Đo, kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ đo VOM 3.2.1. Phương pháp 1 Hình 3.14. Đo kiểm tra tụ điện bằng VOM (phương pháp 1) Dựa vào đặc tính nạp xả của tụ điện, người ta quan sát chuyển động của kim đồng hồ. Sử dụng giai đo điện trở XX. - Tùy theo giá trị tụ, ta chọn giai đo thích hợp: + Tụ có giá trị 10µF ÷ 100µF: chọn giai X10; + Tụ có giá trị 1µF ÷ 10µF: chọn giai X1K; + Tụ có giá trị 102 ÷ 104: chọn giai X10K; + Tụ có giá trị 100pF ÷ 102pF: chọn giai X100K. - Trường hợp tụ tốt: đo đảo chiều hai que đo vào hai chân tụ, kim lên sau đó trả về vị trí ∞Ω (phía tay trái); tụ có giá trị càng lớn kim lên càng nhiều, tụ có giá trị càng nhỏ kim lên càng ít. - Các trường hợp tụ hư hỏng: + Kim lên 0Ω sau đó không trở về vị trí ∞Ω: tụ bị chạm, chập các bản cực. + Kim không lên: tụ bị đứt, khô. + Kim lên lưng chừng, không về: tụ bị rỉ. Tụ rỉ làm mạch chập chờn. + Kim lên nhưng trở về nhanh hơn tụ tốt: tụ bị giảm điện dung (giá trị điện dung thực tế nhỏ hơn điện dung ghi trên vỏ). 98 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử - Đối với trường hợp tụ có điện áp làm việc cao, lúc này ta phải kiểm tra tụ bằng nguồn điện thực tế gọi là đo nóng. Đặt VOM ở chế độ đo DCV tương ứng mức điện áp và đo giá trị điện áp DC ở hai đầu tụ. Cấp nguồn DC cho tụ; nếu tụ tốt thì kim lên rồi trở về vị trí 0; nếu tụ rỉ thì kim lên lưng chừng không về; nếu tụ chạm thì kim chỉ mức điện áp DC của nguồn rồi không về vị trí 0. 3.1.2. Phương pháp 2 - Đo thuận tụ điện với giai đo được chọn như phương pháp 1. Sau đó, chuyển giai đo về giai đo điện áp một chiều DCV, tiến hành đo điện áp hai đầu tụ; nếu giá trị điện áp trên 0,5VDC thì tụ có nạp (lưu giữ) được điện áp (với điều kiện không để hai chân tụ chạm vào nhau dẫn đến tụ xả điện hoàn toàn). Giai đo thường chọn là giai 2.5VDC. Hình 3.15. Đo kiểm tra tụ điện bằng VOM (phương pháp 2) - Nếu đo điện áp nạp trên tụ có mức điện áp xấp xỉ 0VDC thì tụ không còn khả năng tích điện, cần thay thế tụ điện khác. 4. Transistor lưỡng cực (BJT) 4.1. Phân loại transistor 4.1.1. Hình dáng và ký hiệu transistor Hình 3.16. Hình dáng một số loại transistor 99 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.17. Ký hiệu transistor 4.1.2. Nhận dạng transistor Hình 3.18. Nhận dạng transistor 2SA: PNP Loại cao tần 2SB: PNP 2SC: NPN Loại âm tần 2SD: NPN 2SN: PNP hoặc NPN Một vài loại transistor phổ biến: A1015, A564, A671, C1815, C828, D468, H1061, C4706, BC548,. 4.2. Đo, kiểm tra transistor lưỡng cực bằng đồng hồ đo VOM 4.2.1. Xác định chân B, C, E của một transistor Một transistor có thể xác định thứ tự chân như hình 3.18; transistor công suất nhỏ có thứ tự chân từ trái sang phải là E, C, B; transistor công suất trung và công suất lớn có thứ tự chân từ trái sang phải là B, C, E. Tuy nhiên, cách xác định trên chỉ đúng cho 90% các loại transistor trên thị trường; 10% còn lại là các transistor do một số hãng chế tạo không tuân theo tiêu chuẩn trên do đó ta phải xác định thứ tự chân theo cách sau. Cách xác định chân transistor sau đây còn cho ta kiểm tra được transistor còn tốt hay đã hỏng. Đặt giai đo X1K hoặc X10K 100 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử - Bước 1: Xác định chân B Đo đảo chiều ba cặp chân (sáu lần đo). Nếu cặp chân nào có giá trị điện trở lớn nhất (∞Ω) thì chân còn lại là chân B. Giải thích: Đo đảo chiều từng cặp chân (đo thuận, nghịch), tổng cộng có sáu lần đo. Có một cặp chân cho R thuận = R nghịch (kim không lên) thì chân còn lại là chân B. Hình 3.19. Minh họa xác định chân B transistor - Bước 2: Xác định loại Đặt que đen vào chân B, que đỏ vào lần lượt hai chân còn lại. Nếu kim đồng hồ lên là loại transistor NPN. Nếu kim đồng hồ không lên là loại transistor PNP. Hình 3.20. Minh họa xác định loại transistor - Bước 3: Xác định chân C, E + Nếu là loại NPN: Đo đảo chiều hai chân C và E, mỗi lần đo lấy tay nối chân B vào que đen. Lần đo nào có giá trị điện trở nhỏ hơn thì que đen đang nối với chân C, chân còn lại là chân E. 101 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.21. Minh họa xác định chân C và E transistor loại NPN + Nếu là loại PNP: Đo đảo chiều chân C và E, mỗi lần đo lấy tay nối chân B vào que đỏ. Lần đo nào có giá trị điện trở nhỏ hơn thì que đen đang nối với chân E, chân còn lại là chân C. Hình 3.22. Minh họa xác định chân C và E transistor loại PNP Transistor tốt, transistor hư Transistor tốt: - Đặt giai đo X10, đo cực B-E, B-C: một chiều kim lên, chiều ngược lại kim không lên. - Đặt giai đo X10, đo cực C-E: cả hai chiều kim không lên. Transistor hư: - Transistor chập (nối tắt) đo cực B-E: cả hai chiều kim đều lên. - Transistor bị đứt: đo cực B-E: cả hai chiều kim đều không lên. - Transistor chập (nối tắt) đo cực C-E: cả hai chiều kim đều lên. 4.2.2. Kiểm tra transistor Một transistor khi đã được xác định đúng thứ tự chân, ta tiến hành kiểm tra transistor bằng cách sử dụng phương pháp sau: - Chọn giai đo X1K - Transistor nghịch NPN 102 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.23. Transistor loại NPN + Đo điện trở thuận (R thuận): que đen ở cực B, que đỏ lần lượt ở cực E và C. Nếu transistor tốt thì cả hai lần đo kim đều lên, nếu kim không lên thì transistor bị đứt mạch. + Đo điện trở nghịch (R nghịch): que đỏ ở cực B, que đen lần lượt ở cực E và C. Nếu transistor tốt thì cả hai lần đo kim đều không lên, nếu kim lên thì transistor bị ngắn mạch. - Transistor thuận PNP Hình 3.24. Transistor loại PNP + Đo điện trở thuận (R thuận): que đỏ ở cực B, que đen lần lượt ở cực E và C. Nếu transistor tốt thì cả hai lần đo kim đều lên, nếu kim không lên thì transistor bị đứt mạch. + Đo điện trở nghịch (R nghịch): que đen ở cực B, que đỏ lần lượt ở cực E và C. Nếu transistor tốt thì cả hai lần đo kim đều không lên, nếu kim lên thì transistor bị ngắn mạch. 4.3. Thay thế transistor Thông thường thay thế transistor có cùng số hiệu hay thay thế transistor khác số hiệu nhưng với điều kiện là phải đảm bảo các thông số giới hạn bằng hoặc lớn hơn thông số của transistor được thay. Các thông số như: công suất lớn nhất cho phép PT dòng điện lớn nhất cho phép cực C là Ic, các thông số VBE, VBC, VCE, nhiệt độ cho phép to, 103 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử II. ĐO, KIỂM TRA ĐỘNG CƠ CHÍNH VÀ SOLENOID Trong một máy may điện tử, hộp bo điều khiển chủ yếu dùng để điều khiển hai đối tượng chủ đạo là động cơ chính và solenoid. Solenoid trong thiết bị may điện tử thực hiện các chức năng: lại mũi, cắt chỉ, gạt chỉ (đánh chỉ), điều khiển trụ kim (máy hai kim), bơm dầu (chỉ xuất hiện ở một vài dòng máy). Là các đối tượng thường xuyên hoạt động với điện áp và dòng điện lớn, động cơ chính và solenoid rất dễ hỏng hóc. Dựa vào phương pháp đo, kiểm tra bằng đồng hồ đo đa năng VOM, người thợ bảo trì có thể xác định các pan của chúng và đưa ra giải pháp sửa chữa, thay thế hợp lí. 1. Đo, kiểm tra động cơ chính Động cơ chính gồm có hai loại: động cơ điện xoay chiều thông thường (một pha hoặc ba pha) và động cơ servo điện xoay chiều (một pha hoặc ba pha). Trong xu hướng hiện nay, động cơ servo loại xoay chiều còn gọi là servo AC được sử dụng nhiều do độ tin cậy cao, moment lớn, thể tích nhỏ (phù hợp kiểu máy liền trục), tiết kiệm điện năng so với động cơ xoay chiều thông thường. Động cơ servo AC loại ba pha là lựa chọn tối ưu, khi cấp nguồn điện xoay chiều một pha 220VAC cho máy, bộ nguồn sẽ chỉnh lưu sang điện một chiều, bộ nghịch lưu sẽ chuyển đổi từ điện một chiều sang xoay chiều ba pha có giá trị điện áp hiệu dụng và tần số thay đổi được (thay đổi được vị trí góc trục động cơ và tốc độ động cơ). Hình sau mô tả layout dây điện ngõ ra (dây pha và dây mass) ở bảng tấp-lô động cơ. Hình 3.25. Layout dây điện ngõ ra động cơ chính Hình 3.26 mô tả đấu nối dây nguồn tín hiệu động cơ từ tấp-lô đến hộp bo điều khiển thông qua connector và dây nối. Kiểu đấu nối này tạo điều kiện thuận lợi cho việc tháo lắp và thay thế động cơ chính. Hình 3.27 mô tả liên kết từ tấp-lô động cơ đến connector động cơ. 104 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.26. Đấu nối động cơ với hộp bo điều khiển thông qua connector và dây nối Hình 3.27. Liên kết dây tín hiệu từ động cơ đến connector động cơ Dựa vào đấu nối dây động cơ đến hộp bo điều khiển ở hình 3.26 và 3.27, tiến hành đo kiểm tra thông mạch các dây pha (dây tín hiệu) từ tấp-lô động cơ đến connector động cơ, giữa hai connector trên dây nối. - Đo, kiểm tra thông mạch dây kết nối giữa hai connector của dây nối động cơ như hình 3.29. + Chọn giai đo XX bất kỳ, chập kim, chỉnh 0Ω. + Chọn từng cặp tanshi ở hai connector để đo thông mạch. + Nếu kết quả đo là 0Ω thì dây đo vẫn còn thông mạch, kết nối dây đo và mối hàn tanshi tương ứng vẫn còn tốt. Tiếp tục với các cặp tanshi của dây kết nối khác. + Nếu kết quả đo là ∞Ω thì dây đo bị hở mạch hoặc mối hàn tanshi tương ứng đã bị bông tróc. Trường hợp này cần thay thế dây khác, hàn lại dây ở hai đầu tanshi. + Sử dụng dụng cụ tháo tanshi để tháo tanshi ra khỏi connector. Dụng cụ tháo tanshi có thể tự chế, tuy nhiên phải phù hợp kích cỡ để tránh tanshi bị cong, vênh, trầy xước hay tróc mối hàn. Hình 3.28. Dụng cụ tháo tanshi 105 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.29. Đo kiểm tra thông mạch dây kết nối giữa hai connector của động cơ Hình 3.30 minh họa quá trình đo kiểm tra dây tín hiệu pha B từ tấp-lô động cơ đến connector động cơ. Hình 3.30. Đo kiểm tra dây tín hiệu (dây pha B) từ động cơ đến connector động cơ 106 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử - Đo, kiểm tra thông mạch các dây pha từ động cơ đến connector động cơ. + Chọn giai đo XX bất kỳ, chập kim, chỉnh 0Ω. + Chọn dây pha và tanshi tương ứng cần đo. + Nếu kết quả đo là 0Ω thì dây pha còn thông mạch và tanshi tương ứng còn tốt, không bị bông tróc mối hàn. + Nếu kết quả đo là ∞Ω thì dây pha bị hở mạch (đứt mạch) hoặc tanshi tương ứng bị hư, tróc mối hàn. Trường hợp này cần thay dây pha khác và hạn lại đầu tanshi. Lưu ý, thay dây pha có đường kính tiết diện phù hợp với dây được thay. - Đo, kiểm tra thông mạch dây mass từ vỏ máy đến connector động cơ (hình 3.31). + Chọn giai đo XX bất kỳ, chập kim, chỉnh 0Ω. + Cố định một que đo vào vỏ máy (thân động cơ), một que còn lại vào tanshi tương ứng trên connector. Lưu ý, vỏ máy lâu ngày bị bao phủ bởi một lớp ôxit kim loại và bụi, do đó cần vệ sinh điểm tiếp xúc que đo. + Nếu kết quả đo là 0Ω hoặc gần bằng 0Ω (do có điện trở lớp ôxit kim loại và bụi) thì dây mass và tanshi tương ứng còn tốt. + Nếu kết quả đo là ∞Ω thì dây mass bị hở mạch (đứt mạch) hoặc tanshi tương ứng bị hư, tróc mối hàn. Trường hợp này cần thay dây mass khác và hạn lại đầu tanshi. Hình 3.31. Đo kiểm tra dây mass từ connector đến vỏ máy Hình 3.32 đến 3.34 minh họa quá trình đo, kiểm tra điện trở của các cuộn dây động cơ chính trên máy may điện tử. - Đo, kiểm tra điện trở các cuộn dây V, W, U của động cơ. 107 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.32. Đo kiểm tra điện trở cuộn dây V (cuộn AC) của động cơ + Chọn từng cặp tanshi trong số ba tanshi kết nối dây pha của động cơ để tiến hành đo, kiểm tra. + Chọn giai đo X10, chập kim, chỉnh 0Ω. + Giá trị điện trở đo được R=vài Ω ÷ vài chục Ω (cuộn dây tương ứng còn tốt). R=vài Ω (động cơ servo), R=vài chục Ω (động cơ xoay chiều thông thường). + Giá trị điện trở đo được R=vài trăm Ω, cuộn dây tương ứng đã bị già hóa do sử dụng lâu ngày. Trường hợp này, động cơ vẫn chạy khi cấp điện, tuy nhiên do hiện tượng già hóa, dòng Fuco tăng nhanh làm cho linh kiện cấp điện trực tiếp (IC công suất, transistor công suất, Fet) dễ bị hư hỏng do dòng hồi nguồn tăng cao (linh kiện không kịp tản nhiệt). Trường hợp này cũng gây ra hiện tượng nhiễu loạn trong mạch (hư hỏng mà không xác định được nguyên nhân chính xác). Người thợ bảo trì cần sớm thay thế cuộn dây. + Giá trị điện trở đo được R=∞Ω, cuộn dây đã bị đứt (hở mạch) do nhiều nguyên nhân: quá dòng (kẹt chỉ, kẹt nguyên liệu, linh kiện bo mạch hỏng hóc), quá áp (hỏng mạch nguồn). R=0Ω, cuộn dây bị ngắn mạch (hỏng mạch công suất), do hoạt động lâu ngày nên lớp vecni phủ dây đồng bị bông tróc vì nhiệt độ và thời gian dẫn đến chập mạch cuộn dây. Hai trường hợp này cần sớm thay thế cuộn dây hoặc tìm ra nguyên nhân khắc phục (nếu thay thế mà cuộn dây vẫn bị chập mạch). Khi đo, kiểm tra lại lần hai cần chú ý đo, kiểm tra từ mạch công suất. Quá trình đo, kiểm tra điện trở cuộn dây W và U được minh họa ở hình 3.33, 3.34. 108 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.33. Đo kiểm tra điện trở cuộn dây U (cuộn AB) của động cơ Hình 3.34. Đo kiểm tra điện trở cuộn dây W (cuộn BC) của động cơ 109 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử 2. Đo, kiểm tra solenoid Hình 3.35. Solenoid máy may điện tử Solenoid máy may điện tử sử dụng điện một chiều DC: 8VDC hoặc 12VDC. Hình 3.35 mô tả một solenoid điển hình trong thiết bị may điện tử. Hình 3.36 mô tả liên kết dây nối tín hiệu từ solenoid đến connector. Hình 3.36. Liên kết dây tín hiệu từ solenoid đến connector Hình 3.37. Đo, kiểm tra thông mạch dây kết nối giữa hai connector solenoid (dây 1) Hình 3.37 và 3.38 mô tả quá trình đo, kiểm tra thông mạch của hai dây tín hiệu giữa hai connector nối solenoid đến hộp điều khiển. 110 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.38. Đo, kiểm tra thông mạch dây kết nối giữa hai connector solenoid (dây 2) - Đo, kiểm tra thông mạch dây kết nối giữa hai connector solenoid. + Chọn giai đo XX bất kỳ, chập kim, chỉnh 0Ω. + Chọn từng cặp tanshi kết nối một dây tín hiệu ở hai đầu connector và tiến hành đo thông mạch. + Nếu kết quả đo là 0Ω thì dây đo vẫn còn thông mạch, kết nối dây đo và mối hàn tanshi tương ứng vẫn còn tốt. Tiếp tục với cặp tanshi của dây tín hiệu còn lại. + Nếu kết quả đo là ∞Ω thì dây đo bị hở mạch hoặc mối hàn tanshi tương ứng đã bị bông tróc. Trường hợp này cần thay thế dây khác, hàn lại dây ở hai đầu tanshi. Hình 3.39. Đo kiểm tra điện trở cuộn dây của solenoid 111 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử - Đo, kiểm tra điện trở cuộn dây solenoid (hình 3.39). + Chọn giai đo X100 hoặc X10, chập kim, chỉnh 0Ω. + Giá trị điện trở đo được R=vài Ω ÷ vài chục Ω (solenoid còn tốt). + Giá trị điện trở đo được R=vài trăm Ω, cuộn dây solenoid đã bị già hóa do sử dụng lâu ngày. Trường hợp này, solenoid vẫn hoạt động khi được cấp điện, tuy nhiên do hiện tượng già hóa, dòng Fuco tăng nhanh làm cho linh kiện cấp điện trực tiếp (transistor công suất, Fet) dễ bị hư hỏng do dòng hồi nguồn tăng cao (linh kiện không kịp tản nhiệt). Trường hợp này cũng gây ra hiện tượng nhiễu loạn trong mạch (hư hỏng mà không xác định được nguyên nhân chính xác). Người thợ bảo trì cần sớm thay thế solenoid. + Giá trị điện trở đo được R=0Ω, solenoid bị ngắn mạch; solenoid cần được thay thế. + Giá trị điện trở đo được R=∞Ω, solenoid bị đứt mạch; solenoid cần được thay thế. III. ĐO, KIỂM TRA VÀ HIỆU CHỈNH MẠCH NGUỒN Bo mạch nguồn máy may điện tử làm việc với giá trị điện áp lớn, chịu dòng kéo từ tải khá cao đến 30A, 45A; đồng thời mạch cũng là nơi chịu nhiễu điện từ tác động khá lớn. Do đó, mạch nguồn là vị trí xảy ra nhiều hư hỏng trong thiết bị may điện tử. Mục ba sẽ trình bày các vấn đề về cấu trúc nguồn từ sơ cấp đến thứ cấp, những vấn đề về đo đạc, kiểm tra và thay thế các bo mạch, dây dẫn và linh kiện từ cơ bản đến mức trung bình. Các vấn đề chuyên sâu sẽ được trình bày trong quyển giáo trình thực tập thiết bị may điện tử tiếp theo. Mạch nguồn sơ cấp tính từ phích cắm hoặc CB nguồn lưới cung cấp cho máy, qua hộp công tắc nguồn, qua connector nguồn, qua biến thế nguồn (nếu có) vào vỉ bo mạch nguồn chính (điện áp ngõ ra bo này khoảng 300VDC). Mạch nguồn thứ cấp tính từ ngõ vào điện áp 300VDC qua mạch nguồn xung (biến thế xung, diode xung) hoặc mạch nguồn chỉnh lưu sử dụng IC ổn áp (IC họ 78XX, 79XX, LMXX), qua mạch ổn áp zenner (3.3VDC, 3.6VDC). Ngõ ra mạch thứ cấp có các mức điện áp 3.3 VDC, 3.6VDC, 5VDC dùng để cấp cho mạch vi xử lý trung tâm và mạch đèn led (pha chân vịt); điện áp ±8VDC, ±12VDC, ±15VDC dùng để cấp cho mạch điều khiển relay đóng mở nguồn, solenoid các loại. 1. Đo, kiểm tra mạch nguồn sơ cấp 1.1. Đo, kiểm tra cáp nguồn, CB, phích cắm và hộp công tắc nguồn Hình 3.40 minh họa đo thông mạch một dây trong sợi cáp nguồn từ phích cắm ba pha đến hộp công tắc nguồn. - Đo thông mạch dây nguồn từ phích cắm/CB đến hộp công tắc nguồn: + Chọn từng cặp đầu dây trên phích cắm/CB và trên hộp công tắc nguồn để đo thông mạch. 112 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.40. Đo, kiểm tra thông mạch từ CB/Phích cắm đến hộp công tắc nguồn + Lần lượt thực đo kiểm tra thông mạch cho các dây pha, dây trung tính và dây mass. + Nếu giá trị đo R=0Ω thì dây đo được thông mạch cùng với tanshi tương ứng và đầu nối trên hộp công tắc. + Nếu giá trị đo R=∞Ω thì dây đo bị đứt (hở mạch) hoặc tanshi, hoặc đầu nối tương ứng bị hở mạch. Kiểm tra, thay dây, thay tanshi, hàn và đấu nối lại dây. + Thực hiện tương tự cho phích/CB và dây, hộp công tắc nguồn loại một pha. - Đo, kiểm tra thông mạch dây và hộp công tắc nguồn (hình 3.41). + Chọn từng cặp tanshi đầu phích cắm và đầu cốt tương ứng trên hộp công tắc đo, kiểm tra thông mạch. Thực hiện cho dây pha và dây trung tính. + Nhấn nút ON để kiểm tra thông mạch, nếu giá trị đo R=0Ω thì mạch thông từ đầu tanshi trên phích cắm qua dây dẫn, qua tiếp điểm công tắc ON, đến đầu cốt. Nếu giá trị đo R=∞Ω thì mạch không được thông mạch, kiểm tra tiếp điểm ON, đầu cốt và thay thế nếu cần thiết. + Nhấn nút OFF để kiểm tra hở mạch, nếu giá trị đo R=∞Ω thì mạch đã được hở. Nếu R=0Ω thì mạch đã không được hở mạch. Trường hợp này là do tiếp điểm công tắc OFF không nhảy “hở mạch” vì lâu ngày lò xò giãn không đủ lực hoặc lưỡi gà bị mòn không kích được tiếp điểm hở mạch. Hộp công tắc cần được sửa chữa hoặc thay thế trong trường hợp này. 113 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.41. Đo, kiểm tra thông mạch từ tanshi đầu phích cắm đến đầu cốt hộp công tắc 1.2. Đo, kiểm tra mạch điện từ connector nguồn đến cầu diode Mạch nguồn sơ cấp khi đến ngõ vào cầu diode chỉnh lưu chính (cầu lớn loại 30A, 45A) vẫn là nguồn xoay chiều có giá trị 220VAC (một pha), 380VAC (ba pha). Phần mạch nguồn từ connector nguồn đến cầu diode gồm các linh kiện chính: biến thế (nếu có), cầu chì, cuộn dây L, tụ C (mạch lọc LC), diac, cầu diode, điện trở công suất, relay (đóng mạch nguồn trễ 2÷3 giây). Trong mục này sẽ không trình bày phần mạch relay, tuy nhiên vẫn bố trí relay lên bảng mạch mô phỏng. Phần mạch relay sẽ được trình bày trong các mục tiếp theo. Hình 3.42 mô tả cấu tạo mạch nguồn từ connector nguồn đến cầu diode, trong mạch không đề cập biến thế nguồn vì hiện nay nhiều dòng máy mới không sử dụng biến thế nguồn mà chỉnh lưu trực tiếp điện 220VAC và chỉ sử dụng biến thế xung cho nguồn xung ở mạch thứ cấp. Các pan thường xảy ra trên mạch nguồn sơ cấp. - Nhấn nút nguồn không có tín hiệu điện (đèn led nguồn không báo) có thể do: + Phích cắm điện nguồn bị hở, lỏng chốt cắm; CB nguồn không hoạt động. + Dây cắm điện nguồn bị đứt, hở mạch chân cắm. + Connector kết nối dây cắm bị lỏng, hở mạch điện. + Biến thế nguồn bị chạm hoặc hở mạch. + Cầu chì (F1, F2) bo mạch nguồn bị đứt. 114 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.42. Cấu tạo mạch nguồn từ connector nguồn đến cầu diode - Mất tín hiệu nguồn một chiều DC ở tất cả các ngõ ra mạch nguồn chính: + Cầu diode hư, không hoạt động. + Hư hỏng tụ lọc C trong mạch lọc hình π. + Đứt một trong các cuộn dây chặn L1, L2 của nguồn. + Quá tải dẫn đến diac đứt mạch. + Quá tải dẫn đến cháy điện trở công suất. + Cháy tiếp điểm relay, tiếp điểm relay lâu ngày bị bao phủ bởi lớp ôxit (do hồ quang gây ra) nên không tiếp xúc tốt. + Đứt đường mạch in nguồn phía trước và phía sau cầu diode. + Chân các linh kiện bị bông tróc mối chì hàn. Đo, kiểm tra các linh kiện. - Đối với các đường mạch in, dây mass, dây tín hiệu kết nối tanshi của connector nguồn, cầu chì thì sử dụng phương pháp đo thông mạch. Nếu điện trở đo được R=0Ω thì mạch thông; nếu R=∞Ω thì mạch bị đứt (hở mạch). - Đối với diac là linh kiện dẫn điện hai chiều và được xem như hai diode đấu ngược. Thực hiện đo điện trở thuận và điện trở nghịch diac, nếu giá trị điện trở Rthuận=Rnghịch=R=vài Ω÷vài chục Ω thì diac còn tốt. Nếu một trong các điện trở thuận hoặc điện trở nghịch bằng ∞Ω thì diac bị hở mạch, trường hợp này cần thay diac khác. Nếu một trong các điện trở thuận hoặc điện trở nghịch bằng 0Ω thì diac bị ngắn mạch, trường hợp này cần thay diac khác. - Đối với các cuộn chặn thì tiến hành đo điện trở tương tự như đo điện trở của solenoid. Nếu giá trị điện trở đo được R=vàiΩ thì cuộn chặn còn tốt. Nếu R=0Ω thì cuộn chặn bị ngắn mạch, nếu R=∞Ω thì cuộn chặn bị hở mạch; cả hai trường hợp này cần thay cuộn chặn (cuộn dây) khác. Lưu ý thay cuộn chặn cùng kích cỡ và lõi. 115 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử - Đối với điện trở công suất thì tiến hành đo giá trị điện trở giống như đo điện trở thông thường. - Đối với cầu diode là linh kiện tích hợp bốn diode chỉnh lưu theo cấu trúc hình 3.43 nên sử dụng phương pháp đo, kiểm tra riêng. Hình 3.43. Đo, kiểm tra diode D1, D2 của cầu diode Đo, kiểm tra diode D1, D2 của cầu diode. + Chọn giai đo X1 hoặc X10, chập kim, chỉnh 0Ω. + Cố định que đen vào chân (-), di chuyển que đỏ lần lượt đến hai chân nguồn xoay chiều ngõ vào cầu diode (~). + Cả hai lần đo, nếu giá trị điện trở đo được R= vài Ω ÷ vài chục Ω (đó chính là điện trở thuận của diode) thì diode còn tốt, cầu chỉnh lưu còn tốt. Nếu một trong hai lần đo R=0Ω thì diode tương ứng bị ngắn mạch; nếu một trong hai lần đo R=∞Ω thì diode tương ứng bị hở mạch. Cả hai trường hợp này báo hiệu cầu chỉnh lưu đã bị hư, cần thay thế. Đo, kiểm tra diode D3, D4 của cầu diode. Hình 3.44. Đo, kiểm tra diode D3, D4 của cầu diode Hình 3.44 minh họa quá trình đo, kiểm tra diode D3, D4 của cầu diode. + Chọn giai đo X1 hoặc X10, chập kim, chỉnh 0Ω. 116 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử + Cố định que đỏ vào chân (+), di chuyển que đen lần lượt đến hai chân nguồn xoay chiều ngõ vào cầu diode (~). + Cả hai lần đo, nếu giá trị điện trở đo được R= vài Ω ÷ vài chục Ω (đó chính là điện trở thuận của diode) thì diode còn tốt, cầu chỉnh lưu còn tốt. Nếu một trong hai lần đo R=0Ω thì diode tương ứng bị ngắn mạch; nếu một trong hai lần đo R=∞Ω thì diode tương ứng bị hở mạch. Cả hai trường hợp này báo hiệu cầu chỉnh lưu đã bị hư, cần thay thế. Hình 3.45. Minh họa mạch nguồn sơ cấp (cầu diode bên dưới bản mạch) Hình 3.45 minh họa mạch nguồn sơ cấp máy may một kim điện tử, cầu diode nằm phía dưới bản mạch có lưng áp vào vỏ nhôm của hộp máy để tản nhiệt. 1.3. Đo, kiểm tra mạch điều khiển relay đóng mở máy Hình 3.46 mô tả mạch điều khiển relay đóng mở máy tiêu chuẩn. Đối tượng điều khiển chính của mạch là cuộn dây rờ le được cấp điện sau 3s đến 5s mở máy. Khi cuộn dây có điện thì tiếp điểm thường hở Ry đóng lại. Ở bán kỳ dương của nguồn điện 220Vac, dòng điện chạy qua ba điện trở hạn dòng R1, R2, R3 vào led phát của opto, led dẫn và phát ra ánh sáng. Transistor thu của opto đóng mạch CE dẫn dòng từ nguồn +24Vdc qua điện trở R4 và tụ C2. Điện áp trên C2 cũng chính là điện áp R5 (do R5 mắc song song C2) và là điện áp cực B transistor T1A. Như vậy, T1A được kích dẫn nên điện áp cực C T1A giảm dẫn đến transistor T2 dẫn dòng từ cực C nguồn +24Vdc qua cực B đến cực E qua cuộn dây rờ le, cuộn dây rờ le có điện nên đóng tiếp điểm Ry, dòng qua động cơ chính đi qua tiếp điểm này trong quá trình máy hoạt động. Tuy nhiên, do tụ C2 khá lớn (10MF) nên điện áp trên tụ này chỉ được nạp này sau thời gian từ 3s đến 5s (đây chính là thời hằng nạp xả của tụ T = R4*C2 (s)); vì vậy cuộn dây có điện khoảng 3s đến 5s sau thời gian mở máy. Khoảng thời gian này đủ để dòng mở máy được giảm thấp sau khi qua điện trở 10Ω. 117 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.46. Mạch điều khiển relay mở máy trong máy may một kim điện tử Diode D2 có tác dụng chỉnh lưu nữa bán kỳ, chỉ cho dòng điện qua led phát của Opto theo một chiều duy nhất ở bán kỳ dương. Diode D1 có tác dụng ép dòng điện qua led phát khi ở bán kỳ dương. 118 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Các hư hỏng có thể xảy ra trên mạch điều khiển relay mở máy dẫn đến relay không hoạt động. - Điện trở công suất 10Ω bị đứt, cháy (đo, kiểm tra lại điện trở). - Đứt cầu chì F5 (đo, kiểm tra và thay thế cầu chì). - Mất nguồn 24Vdc từ nguồn xung (đo, kiểm tra lại nguồn). - Cháy tiếp điểm Ry của rờ le (đo, kiểm tra lại relay). - Transistor T1A, T2 không dẫn (đo, kiểm tra lại transistor). - Opto PC817 không dẫn, đo kiểm tra lại opto. - Nếu F1 hoặc F2 bị nổ: + Chập IC khuếch đại công suất + Cầu diode hỏng + Tụ lọc nguồn C bị chập - Nếu đo từ chân dương (+) của cầu diode đến chân P của IC khuếch đại công suất sẽ được giá trị 10Ω. Nếu giá trị đo là ∞Ω thì điện trở 10Ω bị đứt, nếu giá trị đo là 0Ω thì tiếp điểm relay bị chạm (tiếp điểm NO không trở về trạng thái thường hở sau khi cuộn dây relay mất điện). Đo, kiểm tra relay: - Đo điện trở cuộn dây relay (hình 3.47). Nếu giá trị đo R=vài Ω ÷ vài chục Ω thì cuộn dây relay hoạt động tốt. Nếu R=0Ω thì cuộn dây relay bị ngắn mạch, nếu R=∞Ω thì cuộn dây relay bị đứt (hở mạch). Cả hai trường hợp này cần thay thế relay khác. - Đo, kiểm tra tiếp điểm thường hở (NO) của relay (hình 3.47). Cấp nguồn cuộn dây relay với mức điện áp phù hợp (ghi trên vỏ relay). Nếu R=0Ω thì tiếp điểm relay được thông mạch (đóng tiếp điểm), relay hoạt động tốt. Nếu R=∞Ω thì tiếp điểm relay hở mạch, cần thay thế relay khác. Hình 3.47. Đo, kiểm tra relay 2. Đo, kiểm tra mạch nguồn thứ cấp Mạch nguồn thứ cấp thường lấy điện áp ngõ vào từ mạch nguồn sơ cấp, hạ áp, chỉnh lưu, ổn áp theo các phương thức nguồn xung, IC ổn áp và đưa ra các mức điện áp 3.3 VDC, 3.6VDC, 5VDC, ±8VDC, ±12VDC, ±15VDC. Mạch nguồn sơ cấp thường được bố trí tại các vị trí là các vùng bo mạch sử dụng điện áp ngõ ra của mạch nguồn thứ cấp đó. 119 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Trên các board nguồn thứ cấp thường xảy ra các pan cơ bản sau: - Connector kết nối giữa nguồn sơ cấp và nguồn thứ cấp bị lỏng, hở mạch. - Dây kết nối giữa nguồn sơ cấp và nguồn thứ cấp bị đứt, bông tróc đầu tanshi. - Cầu chì board nguồn thứ cấp bị đứt. - IC ổn áp nguồn không hoạt động: ngắn mạch, hở mạch, cháy. - Một trong các tụ lọc nguồn (tụ hóa) và lọc nhiễu (tụ gốm) bị ngắn mạch: không có nguồn ngõ ra. - Tụ lọc nguồn bị rỉ hoặc hở mạch: nguồn ngõ ra không ổn định. - Điện trở công suất bị hở mạch hoặc ngắn mạch. - Transistor công suất nguồn (nếu có) không hoạt động. - Đứt đường mạch in trong mạch. - Đứt cuộn dây chặn của nguồn xung. - Chạm diode xung dùng bảo vệ khóa đóng ngắt (Switching). - Khóa đóng ngắt (Switching) nguồn chính không hoạt động (các Fet cao tần). - IC tạo dao động đóng ngắt không hoạt động (nguồn xung). - Hở mạch hoặc ngắn mạch điện trở công suất. - Hở mạch hoặc ngắn mạch transistor công suất nguồn (transistor kéo dòng). 2.1. Đo, kiểm tra mạch nguồn xung 2.1.1. Mạch nguồn xung kiểu điều chế độ rộng xung Hình 3.48 là sơ đồ nguyên lý mạch nguồn xung kiểu điều chế độ rộng xung điển hình. Hình 3.48. Mạch nguồn xung kiểu điều chế độ rộng xung 120 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Nguồn này được sử dụng để cung cấp cho sáu sò công suất. Mất nguồn này thì relay không hoạt động (tương tự chức năng mạch dao động nghẹt). - Nguyên nhân nguồn không hoạt động: + Mất nguồn 300Vdc (đo sau cầu diode) + Điện trở Rk bị đứt + Tụ C2 hoặc Diode zener Dz bị chập + Mạch dao động OSC không hoạt động (sử dụng dao động ký đo ngõ ra IC OSC). + Diode D1 bị chập - Cách xác định khác: nếu mạch nguồn không hư thì sau khi tắt điện, đo hai đầu tụ chính C1→ điện áp đã được xả hết. Nếu IC nguồn họ MR4030 bị hư thì sau khi tắt nguồn và đo 2 đầu tụ điện C1→ vẫn còn điện áp trên tụ. - Nguyên nhân chết IC nguồn: + Sò nguồn bị chập dẫn đến cầu chì bị đứt, nguyên nhân do điện trở công suất R0,15Ω÷0,18Ω bị đứt, cháy nổ (quá tải). + Nếu thay thế IC mới vẫn tiếp tục chết thì nguyên nhân có thể do mất điện áp đưa về so sánh, hư mạch lấy mẫu, đo kiểm tra điện trở R3, R4; Opto bị đứt. + Nguyên nhân ngẫu nhiên là do IC tự hư hỏng có thể do sốc điện, quá tải, giảm tuổi thọ →thay IC mới, điện trở công suất và thử chạy lại. - Nguồn điện áp ra không ổn định, chập chờn: tụ C2 bị giảm điện dung → thay tụ mới. - Nhận dạng mạch bảo vệ quá tải: + Từ đầu điện trở R0,15Ω có mạch nối về một chân IC nguồn đó chính là mạch bảo vệ quá tải. + Khi không có hiện tượng quá tải xảy ra, điện áp trên điện trở R0,15Ω rất nhỏ, không đáng kể → mạch không có tác dụng. + Nếu điện áp thứ cấp của biến thế xung có đầu ra bị chạm, chập → dòng qua sò nguồn tăng, điện áp trên điện trở R0,15Ω tăng đáng kể → điện áp này được đưa đến mạch bảo vệ ngắt dao động → nguồn ngưng hoạt động để tự động bảo vệ. Vậy trường hợp nguồn không hoạt động kiểu này thì bị ảnh hưởng bởi phía tải. Hiện tượng: khi bật điện, đo điện áp ra tăng lên rồi tắt, tắt nguồn rồi mở lại thì hiện tượng lặp lại. 2.1.2. Mạch nguổn xung kiểu dao động nghẹt Nguồn xung kiểu dao động nghẹt được mô tả như hình 3.49. Kiểu nguồn này có trị trung bình điện áp và trung bình dòng điện ngõ ra tải phụ thuộc vào tần số đóng ngắt sò nguồn (linh kiện đóng ngắt như Transistor công suất hay Mosfet) do tốc độ mạch dao động RC1 quyết định. Hình 3.50 mô tả sơ đồ nguyên lý mạch nguồn xung kiểu dao động nghẹt trong máy Juki DDL- 5570. 121 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.49. Mạch dao động nghẹt nguồn chính máy Juki DDL- 5570 122 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.50. Nguồn xung kiểu dao động nghẹt - Xác định chân “+” của tụ nguồn lớn (tụ C2 trong hình 3.49) nối với một trong hai chân của cuộn dây L3. Chọn thang đo Ω, chọn giai đo X1, chập que đo chỉnh núm adjust về 0Ω. Que đen nối vào “+” tụ lớn (tụ C2), que đỏ vào một trong hai chân của cuộn dây L3, nếu R=0Ω (kim về hết phía tay phải) thì chân đó của L3 nối với “+” tụ C2. - Sau đó xác định chân còn lại của L3 (chân này sẽ mắc chung với chân C của sò công suất (BD249A)). Điện trở L3 = vài Ω đến vài chục Ω. - Cách xác định nguồn có hư hỏng hay không: Đo điện áp ngõ ra cầu diode, kiểm tra sau mỗi Diode; nếu không có điện áp nguồn thì có thể do: + Các điện trở công suất R4 hoặc R5 bị đứt. + Mất nguồn 300VDC (tụ C7 bị hỏng). + Sò công suất (BD249A) bị đứt mối nối B-E. + Cuộn L1 bị đứt. - Hiện tượng hư hỏng: sò nguồn bị chập C-E dẫn đến nổ cầu chì nguồn. - Các nguyên nhân: + Mất xung âm làm sò nguồn đóng liên tục dẫn đến sò bị hư hỏng. + Nguồn 300VDC giảm thấp do hư hỏng tụ lọc nguồn phía trước. + Chập mạch phía thứ cấp gây ra quá tải cho sò nguồn làm hư hỏng sò nguồn. Lưu ý: Khi thay thế Diode zener D7, D8 do bị hư hỏng cần thay loại đúng điện áp ngưỡng 9V, có dòng tối đa cho phép bằng hoặc lớn hơn Diode được thay. + Nếu thay nhằm Diode có điện áp ngưỡng > 9V thì điện áp cực B của sò nguồn tăng làm cho điện áp các ngõ ra (-8V, +5V, +15V) lớn hơn so với giá trị chuẩn. + Nếu thay nhằm Diode có điện áp ngưỡng < 9V thì điện áp cực B của sò nguồn giảm làm cho điện áp các ngõ ra (-8V, +5V, +15V) thấp hơn so với giá trị chuẩn. 123 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử IV. ĐO, KIỂM TRA VÀ HIỆU CHỈNH MẠCH CÔNG SUẤT Hình 3.51. IC công suất QM20TD-H Hình 3.52. IC công suất máy may một kim điện tử điển hình Hình 3.53. Các Mosfet điều khiển solenoid trong mạch công suất 124 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Trong thiết bị may điện tử, khối công suất là bộ đóng ngắt công suất (power- switching) gồm IC công suất, các Fet công suất, transistor công suất (minh họa ở các hình 3.51, 3.52, 3.53) giao tiếp với mạch vi xử lý thông qua mạch giao tiếp công suất là các linh kiện đóng ngắt quang học (Opto). Trong thực tế, nhiều opto được tích hợp trong cùng một vỏ bọc gọi là IC – opto. Hình 3.54. IC opto họ ISP Có nhiều IC chứa opto như họ PCXX, ISPXX,Hình 3.54 minh họa cấu tạo IC opto họ ISP. Mạch công suất điều khiển trực tiếp các đối tượng là động cơ chính, các solenoid lại mũi, gạt chỉ, cắt chỉ, lựa chọn trụ kim, động cơ bơm dầu. Do đó, mạch công suất thường phải làm việc với tần suất lớn, chịu dòng tải lớn nên hay gặp nhiều hỏng hóc. Mục bốn trình các phương pháp đo, kiểm tra opto, transistor công suất, Mosfet và IC công suất. 1. Đo, kiểm tra opto - Đo nguội ngõ vào (minh họa ở hình 3.55). Hình 3.55. Đo nguội opto + Đặt giai đo VOM X100 + Đo thử hai đầu A và K của opto: * Khi que đen đặt vào A và que đỏ vào K: kim lên một giá trị nào đó thì ngõ vào opto còn tốt, kim không lên (∞Ω) thì ngõ vào opto bị hở mạch, kim lên hết (0Ω) thì ngõ vào opto bị ngắn mạch. * Khi que đen đặt vào K và que đỏ vào A: kim không lên (∞Ω) thì ngõ vào opto còn tốt. Kim lên một giá trị nào đó thì ngõ vào opto bị rỉ, nếu lên hết (0Ω) thì ngõ vào opto bị ngắn mạch. + Lưu ý: có opto ta cần chỉnh giai Rx1000 (Rx1K) để đo chính xác. 125 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử - Đo nóng ngõ ra (minh họa ở hình 3.56). Hình 3.56. Đo nóng opto + Đặt giai đo VOM X100 + Đặt hai đầu que đo vào hai cực C, E của opto (không phân biệt cực tính): * SW đóng mạch: giá trị điện trở nhỏ (kim lên nhiều) từ vài Ω đến vài chục Ω hoặc gần đến vị trí 0Ω, ngõ ra opto còn tốt. Nếu kim không lên (∞Ω) thì ngõ ra opto bị hở mạch, nếu kim lên đến vị trí 0Ω (hết kim) thì ngõ ra opto bị ngắn mạch. * SW hở mạch: giá trị điện trở tăng (kim lên ít) gần vị trí ∞Ω hoặc vài trăm kΩ đến vài ngàn kΩ, ngõ ra opto còn tốt. - Opto chỉ sử dụng được khi cả hai ngõ vào và ngõ ra còn hoạt động tốt. 2. Đo, kiểm tra transistor công suất Áp dụng phương pháp đo kiểm transistor thông thường. Đặt giai đo đồng hồ VOM ở giai R X100 hoặc X1K. - Bước 1: Xác định chân B Đo đảo chiều ba cặp chân. Nếu cặp chân nào có giá trị điện trở lớn nhất (∞Ω) thì chân còn lại là chân B (minh họa ở hình 3.57). Giải thích: Đo đảo chiều từng cặp chân (đo thuận, nghịch), tổng cộng có sáu lần đo. Có một cặp chân cho R thuận = R nghịch (kim không lên) thì chân còn lại là chân B. Hình 3.57. Ví dụ minh họa xác định chân B transistor 126 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Kiểm tra: Ở bước này, nếu không xác định được chân B transistor (các giá trị đo không phù hợp) thì transistor đã bị chạm hoặc đứt mạch; cần thay thế transistor khác. - Bước 2: Xác định loại Hình 3.58. Ví dụ minh họa xác định loại transistor Đặt que đen vào chân B, que đỏ vào lần lượt hai chân còn lại. Nếu kim đồng hồ lên là loại transistor NPN, nếu kim đồng hồ không lên là loại transistor PNP. Kiểm tra: Ở bước này, nếu không xác định được loại transistor (các giá trị đo không phù hợp) thì transistor đã bị chạm hoặc đứt mạch; cần thay thế transistor khác. - Bước 3: Xác định chân C, E + Nếu là loại NPN: Đo đảo chiều hai chân C và E, mỗi lần đo lấy tay nối chân B vào que đen. Lần đo nào có giá trị điện trở nhỏ hơn thì que đen đang nối với chân C, chân còn lại là chân E. Hình 3.59. Minh họa xác định chân C và E transistor loại NPN Hình 3.60. Lần đo có giá trị điện trở nhỏ hơn – Transistor được phân cực thuận R_CE giảm nhanh 127 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử + Nếu là loại PNP: Đo đảo chiều chân C và E, mỗi lần đo lấy tay nối chân B vào que đỏ. Lần đo nào có giá trị điện trở nhỏ hơn thì que đen đang nối với chân E, chân còn lại là chân C. Hình 3.61. Minh họa xác định chân C và E transistor loại PNP Hình 3.62. Lần đo có giá trị điện trở nhỏ hơn – Transistor được phân cực thuận R_CE giảm nhanh Kiểm tra: Ở bước này, nếu không xác định được chân C, E transistor (các giá trị đo không phù hợp) thì transistor đã bị chạm hoặc đứt mạch; cần thay thế transistor khác. 3. Đo, kiểm tra Mosfet - Bước 1: Nạp điện tích cho cực G + Chọn giai đo X1K, chập kim, chỉnh 0Ω. + Chạm que đen vào cực G, que đỏ vào cực D hoặc S (kim không lên). + Kiểm tra: nếu kim đồng hồ lên thì Fet bị rỉ; cần thay Fet khác. - Bước 2: Đo điện trở RDSon + Chọn giai đo X1K, chập kim, chỉnh 0Ω. + Đo điện trở giữa D và S (que đen vào cực D, que đỏ vào cực S) thì kim sẽ lên nếu Mosfet còn tốt. + Nếu kim không lên thì cực G bị hỏng hoặc đứt liên kết DS; thay Fet khác. 128 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Lưu ý: Tiếp xúc tốt que đo. Hình 3.63. Đo, kiểm tra điện trở RDSon của Mosfet - Bước 3: Xả điện tích cực G + Chạm cực G và cực D hoặc cực G vào cực S để xả điện cho Mosfet. Lưu ý: Xả kỷ điện tích - Bước 4: Đo điện trở RDSoff + Sau khi xả điện cực G ta đo điện trở giữa D và S (que đen vào cực D, que đỏ vào cực S) thì kim sẽ không lên nếu Mosfet còn tốt. + Nếu kim lên thì Mosfet bị chập cực DS, cần thay Fet khác. Lưu ý: Tiếp xúc tốt que đo Hình 3.64. Đo, kiểm tra điện trở RDSoff của Mosfet 4. Đo, kiểm tra IC công suất QM20TD-H IC gồm sáu transistor công suất loại nghịch NPN, nếu hiểu cấu tạo và biết được nguyên tắc đo kiểm thì khi IC này bị hư hỏng, người thợ có thể sửa chữa một phần mà không cần thay thế toàn bộ (tiết kiệm chi phí) hoặc thay thế IC tương ứng (trên thị trường có nhiều dòng IC tương ứng, chúng được sử dụng trong máy lạnh, tủ lạnh). Hình 3.51 và 3.65 là hình ảnh và cấu tạo của sò công suất QM20TD-H. IC QM20TD-H gồm sáu transistor công suất loại NPN hoàn toàn giống nhau về mặt cấu tạo. Chân P là cực (+) của IC và là ngõ vào nguồn +300V, chân N là cực (-) của IC và 129 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử là ngõ vào 0V. Các ngõ U, V, W là ba ngõ ra của IC kết nối với ba ngõ vào là ba dây pha T1, T2, T3 của động cơ ba pha. Hình 3.65. Cấu tạo IC công suất QM20TD-H Đối với ba transistor hàng trên thì chân P chính là cực C của các transistor. Do đó, với ba transistor này, cần chọn giai đo Ω, que đen đặt ở cực B (BuP, BvP, BwP), que đỏ lần lượt vào hai cực C (chân P) và E (EuP, EvP, EwP), cả hai lần kim đều lên và chỉ thị một giá trị Ω nhất định. Nếu kim không lên thì mối nối tương ứng (BE hoặc BC) bị đứt và transistor tương ứng bị hư, chỉ cần thay transistor này bằng transistor công suất rời. Nếu đặt que đỏ ở cực B và que đen lần lượt vào hai cực C và E, cả hai lần kim đều không lên chỉ ∞Ω thì transistor còn tốt; nếu kim lên thì mối nối tương ứng (BE hoặc BC) bị ngắn mạch và transistor tương ứng bị hư. Đối với ba transistor hàng dưới thì chân u, v, w chính là cực C và chân N chính là cực E của các transistor. Do đó, với ba transistor này ta chọn giai đo Ω, que đen đặt ở cực B (BuN, BvN, BwN), que đỏ lần lượt vào hai cực C (u,v,w) và E (EuN, EvN, EwN hay chân N), cả hai lần kim đều lên và chỉ thị một giá trị Ω nhất định. Nếu kim không lên thì mối nối tương ứng (BE hoặc BC) bị đứt và transistor tương ứng bị hư, chỉ cần thay transistor này bằng transistor công suất rời. Nếu đặt que đỏ ở cực B và que đen lần lượt vào hai cực C và E, cả hai lần kim đều không lên chỉ ∞Ω thì transistor còn tốt; nếu kim lên thì mối nối tương ứng (BE hoặc BC) bị ngắn mạch và transistor tương ứng bị hư. V. ĐO, KIỂM TRA MẠCH HỒI TIẾP TỐC ĐỘ - VỊ TRÍ VÀ MẠCH PEDAL 1. Đo, kiểm tra mạch hồi tiếp tốc độ - vị trí Mạch hồi tiếp tốc độ - vị trí sử dụng mạch encoder làm chủ đạo. Mạch encoder gồm hai thành phần chính là mạch phát xung (phát xung, khuếch đại, sửa dạng xung) và mạch mã hóa (mã hóa tín hiệu xung thành chuỗi số theo mã, ví dụ mã BCD, mã Gray). Hình 3.66 mô tả encoder được sử dụng các thiết bị may điện tử. 130 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.66. Encoder được sử dụng để đo tốc độ, xác định vị trí trụ kim thiết bị may điện tử 1.1. Kiểm tra ngõ ra tín hiệu encoder Hình 3.67. Kiểm tra ngõ ra encoder (loại 3 đường tín hiệu) bằng led đơn Hình 3.67 mô tả quá trình kiểm tra các ngõ ra (loại ba đường tín hiệu) của một encoder loại 5VDC. - Mắc các đèn led tại các ngõ ra encoder với những điện trở hạn dòng (220Ω với nguồn 5VDC, 1kΩ với nguồn 12VDC, 2,2kΩ với nguồn 24VDC). - Cấp nguồn tương ứng cho encoder (5VDC, 12VDC hoặc 24VDC). - Xoay trục encoder hoặc động cơ để kiểm tra xem các đèn led có sáng tuần tự cho một vài cấp tốc độ hay không. - Nếu các đèn led có sáng thì ngõ ra encoder vẫn còn tốt, nếu đèn led nào không sáng thì ngõ ra tương ứng đã bị hư. Encoder cần được thay thế khi có một ngõ ra không còn hoạt động. - Thực hiện tương tự cho các encoder loại bốn, sáu đường tín hiệu. 1.2. Đo, kiểm tra độ lệch pha ở 1/4 chu kỳ quay 131 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.68. Độ lệch pha cho một góc 1/4 chu kỳ quay encoder và tín hiệu mã hóa - Cấp nguồn cho encoder đúng với mức điện áp của encoder. - Sử dụng hai kênh đo tín hiệu (AC) trên máy đo dao ký Oscilloscope để khảo sát từng cặp tín hiệu (A-B, B-C). - Xoay trục encoder hoặc trục động cơ. - Vẽ lại các đường tín hiệu ra giấy và quan sát độ lệch pha giữa các tín hiệu, nếu độ lệch là 1/4 thì độ lệch pha giữa các tín hiệu là chính xác. - Nếu độ lệch pha sai thì cần thay thế Opamp khuếch đại trên mỗi đường tín hiệu hoặc thay thế encoder khác. 1.3. Đo, kiểm tra tín hiệu vị trí (góc) của encoder Hình 3.69. Xoay trái, phải encoder và xác định vị trí tín hiệu các pha Hình 3.69 mô tả dạng sóng là vị trí tín hiệu các pha ngõ ra khi xác định góc pha của encoder (khi pan không nhận dạng vị trí dừng kim xuất hiện). - Cấp nguồn cho encoder đúng với mức điện áp của encoder. - Sử dụng hai kênh đo tín hiệu (AC) trên máy đo dao ký Oscilloscope để khảo sát từng cặp tín hiệu (A-B, B-C). - Xoay phải và xoay trái trục encoder hoặc trục động cơ. - Mỗi lần xoay, quan sát vị trí góc pha của các đường tín hiệu (vẽ ra giấy nếu cần). 132 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử - Nếu vị trí pha các đường tín hiệu như hình 3.69 thì encoder xuất tín hiệu vị trí góc pha đúng, chính xác. - Nếu vị trí pha các đường tín hiệu không như hình 3.69 thì encoder xuất sai vị trí pha tín hiệu, cần thay thế encoder khác. 2. Đo, kiểm tra mạch pedal Mạch pedal máy may điện tử sử dụng biến trở volumn hoặc optocoupler hoặc cảm biến Hall làm linh kiện chủ đạo. Các linh kiện này thường phổ biến trên thị trường và dễ đo, kiểm tra. Hình 3.70. Hình dáng và phương pháp đo, kiểm tra cảm biến Hall Hình 3.70 mô tả hình dáng và phương pháp đo, kiểm tra cảm biến Hall. Kiểm tra mạch pedal sử dụng cảm biến Hall. - Kiểm tra lõi nam châm có lệch vị trí cố định hay không, nam châm có bị nứt mẻ hay không. - Kiểm tra hoạt động của cảm biến Hall có còn chính xác không, nếu không thì thay mới. - Thay mới ADC (nếu có), thường thì mạch này nằm trên mạch vi xử lý hoặc do vi xử lý thực hiện. - Cấp nguồn phù hợp với loại cảm biến Hall. - Mắc điện trở hạn dòng 10kΩ ở ngõ vào nguồn +Vcc. - Đo, kiểm tra ngõ bằng máy đo hiện sóng Oscilloscope hoặc sử dụng đồng hồ đo VOM. Kiểm tra mạch pedal sử dụng optocoupler. Mạch sử dụng hai đến ba optocoupler (hai đến ba kênh), đây là loại mạch phổ dụng. Hình 3.71 là sơ đồ nguyên lý mạch một kênh pedal điển hình sử dụng optocoupler. Nếu mạch có hai kênh thì trên board pedal có hai mạch như hình 3.71. Cách xử lý tín hiệu của các hãng khác nhau nhưng nhìn chung sơ đồ nguyên lý pedal phải có Opamp, biến trở chỉnh độ nhạy và transistor thúc. 133 Chương 3. Đo, kiểm tra và hiệu chỉnh hộp điều khiển máy may điện tử Hình 3.71. Mạch pedal 1 kênh loại optocoupler - Sử dụng đồng hồ đo VOM (giai đo DCV) đo, kiểm tra điện áp ngõ ra Vout. - Đo, kiểm optocoupler tương tự với phương pháp đo kiểm opto đã trình bày trong mục bốn (đo, kiểm tra và hiệu chỉnh mạch công suất). - Đo, kiểm tra các biến trở chỉnh độ nhạy pedal VR. - Đo, kiểm tra các transistor khuếch đại dòng. 134