Đ n 1 Đi hc Bch khoa H Ni
1
Đề tài : Diều áp xoay chiều 3 pha điều khin nhiệt độ lò sấy 600-800 C
U=380V, f=50Hz, Công suất định mức 4kW
Lời nói đầu
Trong thực tế công nghiệp và sinh hoạt hàng ngày, năng lượng nhiệt đóng một
vai trò rất quan trọng. Năng lượng nhiệt có th được dùng đ nung nóng, sấy khô...
Vì vậy việc sử dụng nguồn năng lượng này một cách hợp lý và có hiệu quả là rất cần
thiết. Lò điện trở được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp vì đáp ứng được
nhiều yêu cầu thực tiễn đặt ra. ở lò điện trở, yêu cầu kĩ thuật quan trọng nhất là phải
điều chỉnh được khiệt độ của lò. Đây cũng chính là yêu cầu của đồ án 1 mà em đã
được giao.
Đồ án đã được thực hiện dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Vũ Đức
Trọng đã giúp em hoàn thành đồ án này. Đồ án được chia thành ba phần chính sau:
1. Giới thiệu sơ lược về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò điện và lò
điện trở.
2. Sơ đồ mạch động lực.
3. Tính toán mạch lực
4. Mạch điều khin
5. Mô phng trong proteus
Chương 1- Giới thiệu về lò điện trở
1.1 - Giới thiệu chung về lò điện
1.1.1 - Định nghĩa
Lò điện là một thiết bị điện biến điện năng thành nhiệt năng dùng trong các quá
trình công nghệ khác nhau như nung hoặc nấu luyện các vật liệu, các kim loại và các
hợp kim khác nhau v.v...
- Lò điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật :
+ Sản xuất thép chất lượng cao
+ Sản xuất các hợp kim phe-rô
Đ n 1 Đi hc Bch khoa H Ni
2
+ Nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện
+ Nung các vật phẩm trước khi cán, rèn dập, kéo sợi
+ Sản xuất đúc và kim loại bột
- Trong các lĩnh vực công nghiệp khác :
+ Trong công nghiệp nhẹ và thực phẩm, lò điện được dùng đ sất, mạ vật phẩm
và chuẩn bị thực phẩm
+ Trong các lĩnh vực khác, lò điện được dùng đ sản xuất các vật phẩm thuỷ
tinh, gốm sứ, các loại vật liệu chịu lửa v.v...
Lò điện không những có mặt trong các ngành công nghiệp mà ngày càng được
dùng phổ biến trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người một cách phong
phú và đa dạng : Bếp điện, nồi nấu cơm điện, bình đun nước điện, thiết bị nung rắn,
sấy điện v.v...
1.1.2 - Ưu điểm của lò điện so với các lò sử dụng nhiên liệu
Lò điện so với các lò sử dụng nhiên liệu có những ưu đim sau :
- Có khả năng tạo được nhiệt độ cao
- Đảm bảo tốc độ nung lớn và năng suất cao
- Đảm bảo nung đều và chính xác do dễ điều chỉnh chế độ điện và nhiệt độ
- Kín
- Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá quá trình chất dỡ nguyên liệu và vận
chuyễn vật phẩm
- Đảm bảo điều khiện lao động hợp vệ sinh, điều kiện thao tác tốt, thiết bị gọn nhẹ
1.1.3 - Nhược điểm của lò điện
- Năng lượng điện đắt
- Yều cầu có trình độ cao khi sử dụng
1.2 - Nguyên lý làm việc của lò điện trở
Lò điện trở làm việc dựa trên cơ sở khi có một dòng điện chạy qua một dây dẫn
hoặc vật dẫn thì ở đó sẽ toả ra một lượng nhiệt theo định luật Jun-Lenxơ :
Q=I2RT
Q - Lượng nhiệt tính bằng Jun (J)
Đ n 1 Đi hc Bch khoa H Ni
3
I - Dòng điện tính bằng Ampe (A)
R - Điện trở tính bằng Ôm
T - Thời gian tính bằng giây (s)
Từ công thức trên ta thấy điện trở R có th đóng vai trò :
- Vật nung : Trường hợp này gọi là nung trực tiếp
- Dây nung : Khi dây nung được nung nóng nó sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng
bức xạ, đối lưu, dẫn nhiệt hoặc phức hợp. Trường hợp này gọi là nung gián tiếp.
Trường hợp thứ nhất ít gặp vì nó chỉ dùng đ nung những vật có hình dạng đơn
giản ( tiết diện chữ nhật, vuông và tròn )
Trường hợp thứ hai thường gặp nhiều trong thực tế công nghiệp. Cho nên nói
đến lò điện trở không th không đề cập đến vật liều đ làm dây nung, bộ phận phát
nhiệt của lò.
1.3 - Cấu tạo lò điện trở
Lò điện trở thông thường gồm ba phần chính : v lò, lớp lót và dây nung.
1.3.1 - Vỏ lò
V lò điện trở là một khung cứng vững, chủ yếu đ chị tải trọng trong quá trình
làm việc của lò. Mặt khác v lò cũng dùng đ giữ lớp cách nhiệt rời và đảm bảo sự
kín hoàn toàn hoặc tương đối của lò.
Đối với các lò làm việc với khí bảo vệ, cấn thiết v lò phải hoàn toàn kín, còn
đối với các lò điện trở bình thường, sự kín của v lò chỉ cần giảm tổng thất nhiệt và
tránh sự lùa của không khí lạnh vào lò, đặc biệt theo chiều cao lò.
Trong những trường hợp riêng, lò điện trở có th làm v lò không bọc kín.
Khung v lò cần cứng vững đủ đ chị được tải trọng của lớp lót, phụ tải lò ( vật
nung ) và các cơ cấu cơ khí gắn trên v lò.
- V lò chữ nhật thườnng dùng ở lò buồng, lò liên tục, lò đáy rung v.v...
- V lò tròn dùng ở các lò giếng và một vài lò chụp v.v...
Đ n 1 Đi hc Bch khoa H Ni
4
- V lò tròn chịu lực tác dụng bên trong tốt hơn v lò chữ nhật khi cùng một
lượng kim loại đ chế tạo v lò. Khi kết cấu v lò tròn, người ta thường dùng thép
tấm dày
3 - 6 mm khi đường kính v lò là 1000 – 2000 mm và 8 – 12 mm khi đường
kính v lò là 2500 – 4000 mm và 14 – 20 mm khi đường kính v lò khoảng 4500 –
6500 mm.
Khi cần thiết tăng độ cứng vững cho v lò tròn, người ta dùng các vòng đệm
tăng cường bằng các loại thép hình.
V lò chữ ngật được dựng lên nhờ các thép hình U, L và thép tấm cắt theo hình
dáng thích hợp. V lò có th được bọc kín, có th không tuỳ theo yêu cầu kín của lò.
Phương pháp gia công v lò loại này chủ yếu là hàn và tán.
1.3.2 - Lớp lót
Lớp lót lò điện trở thường gồm hai phần : vật liệu chịu lửa và cách nhiệt.
Phần vật liệu chịu lửa có th xây bằng gạch tiêu chuẩn, gạch hình và gạch hình
đặc biệt tuỳ theo hình dáng và kích thước đã cho của buồng lò. Cũng có khi người ta
đầm bằng các loại bột chịu lửa và các chất dính dết gọi là các khối đầm. Khối đầm có
th tiến hành ngay trong lò và cũng có th tiến hành ở ngoài nhờ các khuôn.
Phần vật liệu chịu lửa cần đảm bảo các yêu cầu sau :
+ Chịu được nhiệt độ làm việc cực đại của lò.
+ Có độ bền nhiệt đủ lớn khi làm việc.
+ Có đủ độ bền cơ học khi xếp vật nung và đặt thiết bị vận chuyn trong điều
kiện làm việc.
+ Đảm bảo khả năng gắn dây nung bền và chắc chắn.
+ Có đủ độ bền hoá học khi làm việc, chịu được tác dụng của khí quyn lò và
ảnh hưởng của vật nung.
+ Đảm bảo khả năng tích nhiệt cực tiu. Điều này đặc biệt quan trọng đối với lò
làm việc chu kỳ.
Đ n 1 Đi hc Bch khoa H Ni
5
Phần cách nhiệt thường nằm giữa v lò và phần vật liệu chịu lửa. Mục đích chủ
yếu của phần này là đ giảm tổn thất nhiệt. Riêng đối với đáy, phần cách nhiệt đòi
hi phải có độ bền cơ học nhất định còn các phần khác nói chung không yêu cầu.
Yêu cầu cơ bản của phần cách nhiệt là :
+ Hệ số dẫn nhiệt cực tiu
+ Khả năng tích nhiệt cực tiu
+ ổn định về tính chất lý, nhiệt trong điều kiện làm việc xác định.
Phần cách nhiệt có th xây bằng gạch cách nhiệt, có th điền đầy bằng bột cách
nhiệt.
1.3.3 - Dây nung
Theo đặc tính của vật liệu dùng làm dây nung, người ta chia dây nung làm hai
loại : dây nung kim loại và dây nung phi kim loại.
Trong công nghiệp, các lò điện trở dùng phổ biến là dây nung kim loại.
Chương 2: Sơ đồ mạch động lực
2.1 . Sơ đồ điều áp xoay chiều ba pha bằng Thiristor
2.1.1. Sơ đồ tải đấu sao dùng thiristor có trung tính
-Ưu đim:
Điện áp trên các van bán dẫn nh hơn sơ
đồ khác vì điện áp đặt vào van bán dẫn là điện
áp pha.
-Nhược đim:
Sơ đồ này là trên dây trung tính có tồn tại dòng điện điều hòa bậc cao, khi góc mở
của van khác 0 có dòng tải gián đoạn và loại sơ đồ nối này chỉ thích hợp với loại tải
ba pha có bốn đầu dây ra.