Download miễn phí Đồ án Thiết kế tủ điều khiển và giới thiệu bảng đấu dây
Các phần tử bán dẫn công suất sử dụng trong sơ đồ các bộ biến đổi như các khóa điện tử, gọi là các van bán dẫn, khi mở dẫn dòng thì nối tải vào nguồn, khi khóa thì ngắt tải ra khỏi nguồn, không cho dòng điện chạy qua.Khác với các phần tử có tiếp điểm, khi các van bán dẫn thực hiện đóng cắt dòng điện không gây nên tia lửa điện, không bị mài mòn theo thời gian.Tuy có thể đóng cắt các dòng điện lớn nhưng các van bán dẫn lại được điều khiển các tín hiệu điều khiển công suất nhỏ tạo bởi các mạch điện tử công suất nhỏ. Quy luật nối tải vào nguồn phụ thuộc vào sơ đồ bộ biến đổi và phụ thuộc vào cách thức điều khiển các van trong bộ biến đổi.Hiệu suất của các bộ biến đổi phụ thuộc trước hết vào tổn thất trên các van bán dẫn, trong quá trình làm việc tổn thất này bằng tích của dòng điện chạy qua van với điện áp rơi trên van.
Công nghệ chế tạo các phần tử bán dẫn ngày nay đã đạt được những bước tiến bộ vượt bậc, với việc cho ra đời những phần tử kích thước ngày càng nhỏ gọn, khả năng cắt dòng điện và chịu điện áp ngày càng cao và tổn thất công suất giảm đáng kể ngày càng đáp ứng được những yêu cầu phức tạp của các quy luật biến đổi năng lương trong các bộ biến đổi. Hiểu rõ nguyên lý hoạt động và các đặc tính cơ bản của các phần tử bán dẫn là điều vô cùng quan trọng để có thể sử dụng đúng và phát huy hết hiệu quả của các phần tử bán dẫn trong các ứng dụng cụ thể.Tính năng kỹ thuật chủ yếu của các phần tử bán dẫn công suất thể hiện qua khả năng đóng cắt dòng điện khă năng chịu điện áp và các đặc tính liên quan đến quá trình đóng cắt cũng như vấn đề điều khiển chúng.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
tiết diện dây phải nhỏ, không bền )Hệ số điện trở nhỏ ( vì điện trở sẽ ít thay đổi theo nhiệt độ, đảm bảo công suất lò ).
Chậm hoá già ( tức là dây đốt ít bị biến đổi theo thời gian, do đó đảm bảo tuổi thọ lò ).
Vật liệu dây đốt có thể là
Hợp kim : Cr – Ni, Cr – Al …. với nhiệt độ lò làm việc dưới 1200C.
Hợp chất : SiC, MoSi 2 với nhiệt độ làm việc 1200C 1600C;
Đơn chất : M0, W, C, Với lò có nhiệt độ làm việc cao hơn 1600C;
Bảng 2.1. Một vài thông số cơ bản của vật liệu làm dây đốt lò điện trở.
Vật liệu
Thành phần hóa học (%)
( còn lại là Fe và các chất khác )
Nhiệt độ làm việc max (C.)
Hệ số
nhiệt
điện trở (
độ)
Điện
trở suất (10)
Cr Ni Al SiC SiO2
Cr – Ni
Cr – Ni
Cr – Al
Cr – Al
SiC
Gr
Mo
Ti
W
20-23
15-18
12-15
23-27
75-78
55-61
3-5
4-6
94,4
3,6
1100
1000
850
1200
1500
2800
2000
2500
2800
0,035
0,1
5,1
4,0
4,3
1,15
1,10
1,26
1,25
2.10
8-13
0,052
0,15
0,05
2.2.3. Tính toán dây đốt
Xuất phát từ năng suất lò, ta tính toán ra công suất lò tiêu thụ từ lưới điên.
Năng suất lò là: A = ()
Trong đó : M : Khối lượng vật gia nhiệt (Kg),
T : Thời gian gia nhiệt (s)
Nhiệt lượng hữu ích cần cấp cho vật gia nhiệt :
Q = M. c ( t - t), (J),
Trong đó : c : nhiệt dung riêng trung bình trong một khoảng nhiệt độ
(t - t), (J/Kg, độ)
t,t : Nhiệt độ lúc ban đầu và lúc gia nhiệt của vật gia nhiệt
Công suất hữu ích của lò :
Phi = = A. c ( t - t), (W),
Công suất lò: Plò = (W).
Trong đó : : Hiệu suất lò.
Thường lò có hiệu suất là = 0,7 0,8
Công suất đặt của thiết bị :
P = k.Plò
Trong đó: k là hệ số dự trữ, tính đến tình trạng điện áp lưới bị tụt thấp, do dây hoá già mà điện trở tăng lên.
k = 1,2 1,3 đối với lò làm việc liên tục
k = 1,4 1,5 đối với lò làm việc theo chu kỳ.
Từ công suất P, có thể tính gần đúng mật độ công suất dây đốt một pha. Đó là khả năng cấp nhiệt của đốt trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích bề mặt dây.
Wdd = , ()
Trong đó : m : số pha.
Fdd : Diện tích bề mặt của dây đốt một pha.
2.2.4. Sơ bộ kết cấu lò điện trở
Các lò điện trở hiện nay ở Việt Nam có nhiều loại và nguồn gốc khác nhau. Đa phần là lò Liên Xô (cũ), một số khác của Đức, Tiệp, Hung…và một số lò thí nghiệm hay lò công suất nhỏ dùng để nung, sấy, nhiệt luyện của Mỹ, Pháp … Nói chung các lò đều có kết cấu tương tự nhau.
Lò buồng là loại lò vạn năng nhất. Lò gồm buồng nung hình hộp chữ nhật với kích cỡ tuỳ từng trường hợp công suất lò. Buồng nung được lót cách nhiệt và tạo thành áo lò. Áo lò xây bằng gạch chịu lửa có nhiều lớp. Lớp ngoài cùng xây bằng gạch samôt hay bột samôt có độ cách nhiệt cao. Bọc ngoài là vỏ tôn dày 5 đến 10 mm. Đáy lò bằng thép chịu nhiệt, đúc liền bằng những miếng nhỏ hay đáy lò xây bằng gạch chịu lửu. Thành trong của buồng lò có đặt dây đốt. Dây đốt được bố trí cả phía đáy và phía đỉnh. Cửa lò tuỳ kiểu và công suất lò, có thể mở bằng tay hay bằng cơ cấu cơ khí. Cửa lò có lỗ thăm để quan sát phía trong lò. Ngoài ra lò còn có đầu ra của dây, cửa khí để dẫn khí bảo vệ vào lò để thâm nhập vào buồng lò qua cửa lò gây hiện tượng ôxi hoá, thoát cacbon của vật gia nhiệt, đầu đo nhiệt ở đỉnh lò hay bên hông…
2.3. Lò hồ quang
2.3.1. Khái niệm chung và phân loại
Lò hồ quang là lò lợi dụng nhiệt của ngọn lửa hồ quang giữa các điện cực hay giữa điện cực và kim loại để nấu chảy kim loại. Lò hồ quang dùng để nấu thép hợp kim chất lượng cao.
Phân loại lò hồ quang:
Theo dòng điện sử dụng :
Lò hồ quang một chiều.
Lò hồ quang xoay chiều.
b) Theo cách cháy của ngọn lửa :
- Lò nung nóng gián tiếp : nhiệt của ngọn lửa xảy ra giữa hai điện cực, được dùng để nấu chảy kim loại.
Hình 2.24. Lò hồ quang nung nóng gián tiếp
-Lò nung nóng trực tiếp : nhiệt của ngọn lửa hồ quang xay ra giữa 2 điện cực để nấu chảy kim loại.
Hình 2.25. Lò hồ quang nung nóng trực tiếp
c) Theo đặc điểm chất liệu vào của lò:
- Lò chất liệu ( rắn, kim loại vụn ) bên sườn bằng phương pháp thủ công hay máy móc (máy chất liệu, máy trục máng) qua cửa lò.
- Lò chất liệu trên đỉnh lò xuống nhờ gầu chất liệu. Loại lò này có cơ cấu nâng vòm nóc.
2.3.2. Kết cấu của lò hồ quang
Cấu tạo của lò hồ quang gồm các bộ phận chính:
Nồi lò có lớp vỏ cách nhiệt và cửa lò có miệng rót.
Vòm nóc lò có vỏ cách nhiệt.
Cơ cấu giữ và dịch chuyển điện cực, truyền động bằng điện hay thuỷ lực.
Cơ cấu nghiêng lò truyền động bằng điện hay thuỷ lực.
Phần dẫn điện từ biến áp lò tới lò.
Ngoài ra, đối với lò hồ quang nạp liệu từ trên cao còn có cơ cấu nâng quay vòm lò cơ cấu rót kim loại cũng như gàu nạp liệu.
Trong các lò hồ quang có lò nồi sâu, kim loại lỏng ở trạng thái tĩnh có chênh lệch nhiệt độ theo độ cao (khoảng 100C/m). Trong điều kiện đó để tăng phản ứng của kim loại và để đảm bảo khả năng nung nóng kim loại trước khi rót cần khuấy trộn kim loại lỏng. Ở các lò dung lượng nhỏ dưới 6 tấn thì việc khuấy trộn thực hiện bằng tay qua cơ cấu cơ khí. Với lò dung lượng trung bình và đặc biệt lớn (100T và hơn) thì thực hiện bằng thiết bị khuấy trộn để không những giảm lao động vất vả của các thợ nấu mà còn nâng cao chất lượng của kim loại nấu.
Thiết bị khuấy trộn kim loại thường là thiết bị điện từ có nguyên lý làm tương tự động cơ đồng bộ rôto ngắn mạch. Từ trường chạy tạo ra ở lò có đáy phi kim loại nhờ hai cuộn dây dòng xoay chiều 0,5 đến 1 Hz lệch pha nhay 90 do từ trường này mà kim loại có lực điện từ dọc trục. Khi đổi nối dòng trong các cuộn dây có thể thay đổi hướng chuyển động củ kim loại trong nồi theo hướng ngược lại.
Các thông số quan trọng của lò hồ quang:
Dung lượng định mực của lò: số tấn kim loại trong một mẻ nấu.
Công suất định mức của biến áp lò : ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian nấu luyện tức là tới năng suất lò.
2.3.3. Chu trình làm việc của lò hồ quang gồm ba giai đoạn :
a) Giai đoạn nung nóng nhiện liệu và nấu chảy kim loại. Trong giai đoạn này lò cần công suất nhiệt lớn nhất điện năng tiêu thụ chiếm khoảng
60% 80% năng lượng toàn mẻ nấu và thời gian của nó chiếm khoảng 50%60% toàn bộ thời gian một chu trình.
Để đảm bảo công suất nấu chảy, ngọn lửa hồ quang phải cháy ôn định. Khi cháy điện cực bị ăn mòn dần, khoảng cách giữa điện cực và kim loại tăng lên. Để duy hồ quang điện cực phải đựơc điều chỉnh gần vào kim loại. Lúc đó dễ xảy ra hiện tượng điện cực bị chạm vào kim loại gọi là quá điều chỉnh và gây ra ngắn mạch làm việc. Ngắn mạch làm việc tuy xảy ra trong thời gian ngắn nhưng lại hay xảy ra nên các thiết bị điện trong mạch động lực thường phải làm việc trong điều kiện nặng nề. Đây là đặc điểm nổi bật cần lưu ý khi tính toán và chọn thiết bị cho lò hồ quang.
Trong giai đoạn này, số lần ngắn mạch làm việc có thể lên tới 100 lần Mỗi lần xảy ra ngắn mạch làm việc, công suất hữu ích giảm mạnh và có khi bằng không với công suất tổn hao cực đại. Thời gian cho phép của một lần ngắn m...