THIẾT KẾ LÒ ĐIỆN TỬ, NHIỆT ĐỘ LÒ 400-600 ĐỘ, CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC 40KW, TỔN HAO NHIỆT 10KW, ĐIỆN ÁP NGUỒN LƯỚI 3.380V

THIẾT KẾ LÒ ĐIỆN TỬ, NHIỆT ĐỘ LÒ 400-600 ĐỘ, CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC 40KW, TỔN HAO NHIỆT 10KW, ĐIỆN ÁP NGUỒN LƯỚI 3.380V

Điện áp nguồn lới 3*380 ( V )

2 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :

Chơng 1 Giới thiệu chung về lò điện trở

Chơng 2 Giới thiệu về mạch điều áp xoay chiều ba pha

Chơng 3 Thiết kế và tính toán mạch lực

Chơng 4 Thiết kế và tính toán mạch điều khiển

Kết luận

3 Các bản vẽ :

Bản vẽ tổng thể toàn bộ sơ đồ nguyên lý mạch thiết kế (cả mạch lực và mạch

điều khiển ) trên giấy vẽ kỹ thuật khổ A2

Mục lục

Lời mở đầu 1

Chơng 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện 2

1 Giới thiệu chung về lò điện

2 Giới thiệu chung về lò điện trở

3 Cấu tạo lò điện trở

Chơng 2: Giới thiệu chung về mạch điều áp xoay chiều ba pha

1 Mạch điều áp xoay chiều

2 Quan hệ giữa góc điều khiển và công suất ra tải

Chơng 3: Thiết kế và tính toán mạch lực

1 Tính toán chọn van bán dẫn

2 Tính toán bảo vệ van bán dẫn

Chơng 4: Thiết kế và tính toán mạch điều khiển

1 Nguyên lý chung của mạch điều khiển

2 Thiết kế và tính toán mạch điều khiển

2-1 Khâu đồng pha

2-2 Khâu tạo điện áp răng ca (Utựa)

2-3 Khâu so sánh

2-4 Khâu phát xung chùm

2-5 Chọn cổng AND

2-6 Khâu khuếch đại xung và biến áp xung

2-7 Khâu phản hồi

2-8 Khối nguồn

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

Trong thực tế công nghiệp và sinh hoạt hàng ngày, năng lợng nhiệt đóng một vai trò rất quan trọng Năng lợng nhiệt có thể đợc dùng để nung nóng, sấy khô Vì vậy việc sử dụng nguồn năng lợng này một cách hợp lý và có hiệu quả là rất cần thiết Lò điện trở đợc ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp vì

đáp ứng đợc nhiều yêu cầu thực tiễn đặt ra ở lò điện trở, yêu cầu kĩ thuật quan trọng nhất là phải điều chỉnh và khống chế đợc khiệt độ của lò Đây cũng chính là yêu cầu của đồ án môn học điện tử công suất mà em đã đợc giao

Đồ án đã đợc thực hiện dới sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Phạm Quốc Hải Đồ án đợc chia thành ba phần chính sau:

1 Giới thiệu sơ lợc về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò điện

và lò điện trở

2 Thiết kế và tính toán mạch lực

3 Thiết kế và tính toán mạch điều khiển

Chơng 1- tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện

I-Giới thiệu chung về lò điện

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 nh nung hoặc nấu luyện các vật liệu, các kim loại và các hợp kim khác nhau v.v

- Lò điện đợc sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật :

+ Sản xuất thép chất lợng cao

+ Sản xuất các hợp kim phe-rô

+ Nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện

+ Nung các vật phẩm trớc khi cán, rèn dập, kéo sợi

+ Sản xuất đúc và kim loại bột

Lò điện không những có mặt trong các ngành công nghiệp mà ngày càng

đợc dùng phổ biến trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con ngời một cách phong phú và đa dạng : Bếp điện, nồi nấu cơm điện, bình đun nớc điện, thiết

bị nung rắn, sấy điện v.v

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 u điểm sau :

- Có khả năng tạo đợc 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

3 - Nhợc điểm của lò điện

- Năng lợng điện đắt

- Yều cầu có trình độ cao khi sử dụng

II-Giới thiệu chung về lò điện trở

1 - 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 lợng nhiệt theo định luật Jun-Lenxơ :

Q=I2RT

Q - Lợng nhiệt tính bằng Jun (J)

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 thể đóng vai trò :

- Vật nung : Trờng hợp này gọi là nung trực tiếp

- Dây nung : Khi dây nung đợc nung nóng nó sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng bức xạ, đối lu, dẫn nhiệt hoặc phức hợp Trờng hợp này gọi là nung gián tiếp

Trờng hợp thứ nhất ít gặp vì nó chỉ dùng để nung những vật có hình dạng

đơn giản ( tiết diện chữ nhật, vuông và tròn )

Trờng hợp thứ hai thờng gặp nhiều trong thực tế công nghiệp Cho nên nói đến lò điện trở không thể không đề cập đến vật liều để làm dây nung, bộ phận phát nhiệt của lò

2 - Những vật liệu dùng làm dây nung

a) - Yêu cầu của vật liệu dùng làm dây nung

Dây nung là bộ phận phát nhiệt của lò, làm việc trong những điều kiện khắc nghiệt do đó đòi hỏi phải đảm bảo các yều cầu sau :

Để đảm bảo yêu cầu của dây nung, trong hầu hết các lò điện trở công nghiệp, dây nung kim loại đều đợc chế tạo bằng các hợp kim Crôm-Nhôm và Crôm-Niken là các hợp kim có điện trở lớn Còn các kim loại nguyên chất đợc dùng để chế tạo dây nung rất hiếm vì các kim loại nguyên chất thờng có những tính chất không có lợi cho việc chế tạo dây nung nh :

+ Điện trở suất nhỏ

+ Hệ số nhiệt điện trở lớn

+ Bị ôxy hoá mạnh trong môi trờng khí quyễn bình thờng

Dây nung kim loại thờng đợc chế tạo ở dạng tròn và dạng băng

c) - Dây nung phi kim loại

Dây nung phi kim loại dùng phổ biến là SiC, grafit và than

III-Cấu tạo lò điện trở

I- Những yêu cầu cơ bản đối với cấu tạo lò điện

1 - Hợp lý về công nghệ

Hợp lý về công nghệ có nghĩa là cấu tạo lò không những phù hợp với quá trình công nghệ yêu cầu mà cọn tính đến khả năng sử dụng nó đối với quá trình công nghệ khác nếu nh không làm phức tạp quá trình gia công và làm tăng giá thành một cách rõ rệt Cấu trúc lò đảm bảo đợc các điều kiện nh thế mới coi là hợp lý nhất Điều này đặc biệt quan trọng trong khi nhu cầy về lò

điện vợt xa khả năng sản xuất ra nó

2 - Hiệu quả về kỹ thuật

Hiệu quả về kỹ thuật là khả năng biểu thị hiêu suất cực đại của kết cấu khi các thông số của nó xác định ( kích thớc ngoài, công suất, trọng lợng giá thànhv.v )

Đối với một thiết bị hoặc một vật phẩm sản xuất ra, năng suất trên một

đơn vị công suất định mức, suất tiêu hao điện để nung v.v là các chỉ tiêu cở bản của hiệu quả kỹ thuật Còn đối với từng phần riêng biệt của kết cấu hoặc chi tiết, hiệu quả kỹ thuật đợc đánh giá bằng công suất dẫn động, mô men xoắn, lực v.v ứng với trọng lợng, kích thớc hoặc giá thành kết cấu

3 - Chắc chắn khi làm việc

Chắc chắn khi làm việc là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của chất lợng kết cấu của các lò điện Thờng các lò điện làm viêc liên tục trong một ca, hai ca và ngay cả ba ca một ngày Nếu trong khi làm việc, một bộ phận nào đó không hoàn hảo sẽ ảnh hởng đến quá trình sản suất chung Điều này đặc biệt quan trọng đối với các lò điện làm việc liên tục trong dây chuyền

sản xuất tự động Ngay đối với các lò điện làm việc chu kỳ, lò ngừng cũng làm thiệt hại rõ rệt cho sản xuất vì khi ngừng lò đột ngột ( nghĩa là phá huỷ chế độ làm việc bình thờng vủa lò ) có thể dẫn đến làm h hỏng sản phẩm, lãng phí nguyên vật liêu và làm tăng giá thành sản phẩm.

Một chỉ tiêu phụ về sự chắc chắn khi làm việc của một bộ phận đó của lò

điện là khả năng thay thế nhanh hoặc khả nằng dự trữ lớn khi lò làm việc bình thờng Theo quan điểm chắc chắn, trong thiết bị cần chú ý đến các bộ phận quan trọng nhất, quyết định sự làm việc liên tục của lò Thí dụ : dây nung, băng tải v.v

4 - Tiện lợi khi sử dụng

Tiện lợi khi sử dụng nghĩa là yêu cầu

- Số nhân viên phục vụ tối thiểu

- Không yêu cầu trình độ chuyên môn cao, không yêu cầu sức lực và sự dẻo dai của nhân viên phục vụ

- Số lợng các thiết bị hiếm và quí bị hao mòn nhanh yêu cầu tối thiểu

- Bảo quản dễ dàng Kiểm tra và sửa chữa tất cả các bộ phận của thiết bị thuận lợi

- Theo quan điểm an toàn lao động, điều kiện làm việc phải hợp vệ sinh và tuyệt đối an toàn

5 - Rẻ và đơn giản khi chế tạo

Về mặt này yêu câu nh sau :

- Tiêu hao vật liệu ít nhất, đặc biệt là các vật liệu quí và hiếm ( các kim loại mầu, các hợp kim có hàm lợng niken cao v.v )

- Công nghệ chế tạo đơn giản nghĩa là khả năng chế tạo phải sao cho ngày công ít nhất và tận dụng đọc các thiết bị, dụng cụ thông thờng có sẵn trong các nhà máy chế tạo để gia công

- Các loại vật liệu và thiết bị yêu cầu để chế tạo phải ít nhất

của kết cấu khi trọng lợng nhỏ và hình dáng bề ngoài đẹp có quan hệ khăng khít với nhau.

Việc gia công lần chót nh sơn có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hình dáng bề ngoài của lò điện Song cũng cần tránh sự trang trí không cần thiết

II - Cấu tạo lò điện trở

Lò điện trở thông thờng gồm ba phần chính : vỏ lò, lớp lót và dây nung

1 - Vỏ lò

Vỏ lò điện trở là một khung cứng vững, chủ yếu để chị tải trọng trong quá trình làm việc của lò Mặt khác vỏ lò cũng dùng để giữ lớp cách nhiệt rời

và đảm bảo sự kín hoàn toàn hoặc tơng đối của lò

Đối với các lò làm việc với khí bảo vệ, cấn thiết vỏ lò phải hoàn toàn kín, còn đối với các lò điện trở bình thờng, sự kín của vỏ 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 trờng hợp riêng, lò điện trở có thể làm vỏ lò không bọc kín.Khung vỏ lò cần cứng vững đủ để chị đợc tải trọng của lớp lót, phụ tải lò ( vật nung ) và các cơ cấu cơ khí gắn trên vỏ lò

- Vỏ lò chữ nhật thờnng dùng ở lò buồng, lò liên tục, lò đáy rung v.v

- Vỏ lò tròn dùng ở các lò giếng và một vài lò chụp v.v

- Vỏ lò tròn chịu lực tác dụng bên trong tốt hơn vỏ lò chữ nhật khi cùng một lợng kim loại để chế tạo vỏ lò Khi kết cấu vỏ lò tròn, ngời ta thờng dùng thép tấm dày

3 - 6 mm khi đờng kính vỏ lò là 1000 – 2000 mm và 8 – 12 mm khi ờng kính vỏ lò là 2500 – 4000 mm và 14 – 20 mm khi đờng kính vỏ lò khoảng 4500 – 6500 mm

đ-Khi cần thiết tăng độ cứng vững cho vỏ lò tròn, ngời ta dùng các vòng

đệm tăng cờng bằng các loại thép hình

Vỏ lò chữ ngật đợc dựng lên nhờ các thép hình U, L và thép tấm cắt theo hình dáng thích hợp Vỏ lò có thể đợc bọc kín, có thể không tuỳ theo yêu cầu kín của lò Phơng pháp gia công vỏ lò loại này chủ yếu là hàn và tán

2 - Lớp lót

Lớp lót lò điện trở thờng gồm hai phần : vật liệu chịu lửa và cách nhiệt.Phần vật liệu chịu lửa có thể xây bằng gạch tiêu chuẩn, gạch hình và gạch hình đặc biệt tuỳ theo hình dáng và kích thớc đã cho của buồng lò Cũng

có khi ngời ta đầm bằng các loại bột chịu lửa và các chất dính dết gọi là các

khối đầm Khối đầm có thể tiến hành ngay trong lò và cũng có thể tiến hành ở ngoài nhờ các khuôn.

Phần vật liệu chịu lửa cần đảm bảo các yêu cầu sau :

+ Chịu đợc 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 chuyển 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 đợc tác dụng của khí quyển lò

Yêu cầu cơ bản của phần cách nhiệt là :

+ Hệ số dẫn nhiệt cực tiểu

+ Khả năng tích nhiệt cực tiểu

+ ổn định về tính chất lý, nhiệt trong điều kiện làm việc xác định

Phần cách nhiệt có thể xây bằng gạch cách nhiệt, có thể điền đầy bằng bột cách nhiệt

Chơng 2 Giới thiệu chung về mạch điều áp

xoay chiều ba pha

I - Mạch điều áp xoay chiều ba pha :

Nh đã nói ở trên, công suất ra tải của lò đợc tính theo công thức:

P = 3

t

2 f

RU

Nh vậy, để thay đổi công suất đa ra tải , ta có thể thay đổi R t hoặc U fTuy nhiên, trong thực tế, ngời ta thờng chọn cách thay đổi U để có thể thay f

đổi công suất ra tải

Khi có sẵn một nguồn điện xoay chiều, để có thể thay đổi điện áp ra tải

ta có thể dùng bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều ( ĐAXC ) dùng van bán dẫn Việc điều chỉnh điện áp ra tải dựa theo nguyên tắc tơng tự nh ở các bộ chỉnh l-

u tức là thay đổi điểm mở của van so với điểm qua không của điện áp nguồn, vì vậy còn gọi là phơng pháp điều khiển pha (thay đổi góc mở van )

Do diot chỉ có thể dẫn dòng theo một chiều mà ta lại yêu cầu điện áp ra tải là xoay chiều nên trong mạch điều áp xoay chiều ngời ta không dùng diot

mà dùng triac vì đây là loại van bán dẫn duy nhất cho phép dòng điện xoay chiều đi qua nó Tuy nhiên, do triac không thông dụng bằng thyristor nên thực

tế ngời ta thờng dùng sơ đồ 2 thyristor đấu song song ngợc nhau thay cho triac

Một u điểm của việc sử dụng hai van thyristor đấu song song ngợc nhau thay thế cho triac trong nạch điều áp xoay chiều là khả năng điều khiển để mở

và khoá thyristor dễ dàng hơn nhiều so với triac

Ta có đồ thị dạng điện áp ra của mạch điều áp xoay chiều :

Các mạch điều áp xoay chiều có nhợc điểm cơ bản là trong quá trình

điều chỉnh, mạch luôn làm việc ở chế độ dòng điện gián đoạn, cả dạng dòng

điện và điện áp ra tải đều không sin nên chỉ phù hợp với các tải loại điện trở

nh lò điện trở , bóng đèn loại sợi đốt v v Dòng điện sẽ liên tục và đồng thời trở thành hình sin hoàn chỉnh chỉ khi điện áp ra tải lấy bằng điện áp nguồn

Nh vậy, khi điều chỉnh trên tải nhận đợc một dải n sóng hài hình sin Mặc dù vậy, với tải là điện trở thuần của lò điện trở thì việc dạng điện áp ra tải không sin cũng không ảnh hởng đến chế độ làm việc của lò Các mạch điều áp xoay chiều không phù hợp với tải dạng cảm kháng nh biến áp hoặc động cơ điện, nên chỉ dùng khi phạm vi điều chỉnh điện áp không lớn

Trong thực tế công nghiệp, các mạch điều áp xoay chiều thờng sử dụng

là các mạch điều áp xoay chiều ba pha, tải mắc hình sao( Y ) hoặc tải hình tam giác (∆ ) Quá trình làm việc của mạch điều áp xoay chiều ba pha phức tạp hơn nhiều so với mạch một pha vì ở đây các pha ảnh hởng mạnh sang nhau

và nó còn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố nh sơ đồ đấu van, góc điều khiển cụ thể, tính chất tải

Hình trên là sơ đồ thờng dùng nhất, đó là sơ đồ có sáu thyristor đấu thành ba cặp song song ngợc

II - Quan hệ giữa góc điều khiển và công suất ra tải

Khi phân tích hoạt động của sơ đồ ta cần xác định rõ xem trong các giai

đoạn sẽ có bao nhiêu van dẫn và nhờ các quy luật dới đây ta có thể có đợc biểu thức điện áp của từng giai đoạn, từ đó mới tiến hành tính toán Dới đây là các quy luật dẫn dòng của van trong mạch điều áp xoay chiều ba pha:

•Nếu mỗi pha có một van dẫn thì toàn bộ điện áp ba pha nguồn đều nối

ra tải

•Nếu chỉ hai pha có van dẫn thì một pha nguồn bị ngắt ra khỏi tải, do đó

điện áp đa ra tải là điện áp dây nào có van đang dẫn

Ta xét hoạt động của mạch điều áp xoay chiều ba pha dùng sáu

thyristor đấu song song ngợc, tải thuần trở đấu hình sao ở trên và dựng đồ thị quan hệ giữa công suất tải và góc α :

Công suất tải là : P=3.I2.R trong đó I là trị số hiệu dụng của dòng điện tải Dòng điện này biến thiên theo hai trong ba quy luật dẫn dòng của van nh sau :

• Nếu mỗi pha có một van dẫn ( hay toàn mạch có ba van dẫn) :

)sin(

R3

U

i= dm θ+ϕ

• Nếu chỉ có hai van dẫn (hay toàn mạch có hai van dẫn ) :

)sin(

R2

U

i= dm θ+ϕ

trong đó : U là biên độ điện áp dây.dm

ϕ là góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện ở giai đoạn đang xét.Tuỳ thuộc vào góc điều khiển mà các giai đoạn có ba van dẫn hoặc hai van dẫn cũng thay đổi theo Ta thấy có ba khoảng điều khiển chính :

1) Khoảng dẫn của van ứng với α = 0 ữ 60o :

Trong phạm vi này sẽ có các giai đoạn ba van và hai van dẫn xen kẽ nhau nh đồ thị dới đây :

Dựa vào đồ thị ta có thể xác định đợc biểu thức liên quan giữa công suất

ra tải P và góc điều khiển α :

R.I.3

P= 2

3

sin d

4

sin d

3

sin d

4

sin d

3

sin ( R

U 3

3 2

2 3

2

3 2

2 3

2

3

2 3

3

2 2

2

α π

α π

π π

α π

π α

α π

π

8

2sin46

[R

U

3 2

2) Khoảng van dẫn ứng với α = 60 ữ 90o :

Trong phạm vi này luôn chỉ có các giai đoạn hai van dẫn Ta có đồ thị

điện áp ra ở dới :

Dựa vào đồ thị ta có thể xác định đợc biểu thức liên quan giữa công suất

ra tải P và góc điều khiển α :

R.I

4

sin[

3 6 5

3 2

2 2

2

α +

−

α +

−

α +

−

α +

−

16

32

sin16

312

[R

U

3 2

3) Khoảng van dẫn ứng với α = 90 ữ150o :

Trong phạm vi này chỉ có các giai đoạn hai van dẫn hoặc không có van nào dẫn xen kẽ nhau Ta có đồ thị điện áp ra nh ở dới :

Dựa vào đồ thị ta có thể xác định đợc biểu thức liên quan giữa công suất

ra tải P và góc điều khiển α :

R.I

3

P= 2

α +

−

π

α +

−

θ

θ+

θ

θπ

3

2 2

2

3

sind

4

sin[

R

U3

16

12cos16

3424

5[R

U

3 2

Trong mạch điều áp xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu song song

ng-ợc tải thuần trở đấu tam giác, dạng điện áp từng pha cũng nh vậy Tuy nhiên,

do tải đấu tam giác nên khi mạch có ba van dẫn thì điện áp rơi trên điện trở tải

là điện áp dây, khi mạch có hai van dẫn thì điện áp rơi trên điện trở tải giữa hai dây đó là điện áp dây còn điện áp rơi trên hai điện trở còn lại bằng một nửa điện áp dây

Chơng 3 Thiết kế tính toán mạch lực

I - Tính chọn van bán dẫn

Trong mạch điều áp xoay chiều ba pha dùng cho lò điện dới đây ta sử dụng mạch điều áp xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu song song ngợc, tải thuần trở đấu sao

Các biểu thức thể hiện quan hệ giữa công suất ra tải P và góc điều khiển

[R

sin16

312

[R

3424

5[R

U

3 2

π

tổn thất khác nh tổn thất trên các van bán dẫn, tổn thất trên đờng dây nhng

do không đáng kể so với tổng tổn thất vì nhiệt của lò nên ta có thể bỏ qua

Khi α = 0 thì điện áp ra tải là hình sin hoàn toàn và đồng thời công suất

ra tải cũng đạt công suất lớn nhất P = P vì vậy để đảm bảo đủ bù các tổn maxhao đã nói ở trên ta chọn công suất lớn nhất của lò ứng với khi góc điều khiển

R2

10.50.2

380P

có thể đảm bảo đợc các yêu cầu kinh tế kĩ thuật của lò điện

Tiếp theo, ta tiến hành chọn van thông qua các thông số kỹ thuật của van là điện áp ngợc lớn nhất, dòng trung bình qua van

Nh đã nói ở trên, hoạt động của mạch điều áp xoay chiều cũng tơng tự

nh mạch chỉnh lu, cụ thể là mạch điều áp xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu song song ngợc có nguyên lý hoạt động trong một chu kỳ cũng giống nh nguyên lý của mạch chỉnh lu ba pha hình tia Vì vậy, ta có thể hoàn toàn áp dụng các thông số chọn van của mạch chỉnh lu ba pha hình tia cho mạch điều

áp xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu song song ngợc Cụ thể :

Điện áp ngợc lớn nhất trên van :

dm f

π

=0 max max

2

1I

(do tải thuần trở nên i trùng pha với u )

 [ cos ( cos0)]

R2

2.220

Itbmax

π

Khi chọn van ta phải chú ý đến điều kiện làm mát cho van vì khi hoạt

động, van toả nhiệt rất lớn nên điều kiện làm mát cho van sẽ ảnh hởng đến hiệu quả cũng nh tuổi thọ của van Nếu van hoạt động trong điều kiện đợc làm mát bằng không khí nhờ cánh tản nhiệt thì van có thể làm việc tốt với 25% dòng định mức Nếu van làm việc trong điều kiện làm mát bằng quạt gió cỡng bức thì van có thể chịu đợc đến 30 ữ 60% dòng định mức Nếu làm mát bằng nớc thì van có thể chịu đợc đến 80% dòng định mức

Thông thờng trong công nghiệp thì van phải đợc làm mát tồi nhất là bằng không khí có quạt gió cỡng bức Trong nhiệm vụ thiết kế là điện này thì dòng qua van không quá lớn nên ta có thể chọn chế độ làm mát cho van bằng không khí có quạt gió cỡng bức Ta chọn các điều kiện thích hợp để van có thể chịu dòng tới 40% dòng định mức của van

Khi đó:

tb

I =

%40

Itbmax

=

%40

6,68

Kết luận, trong mạch điều áp xoay chiều ba pha dùng cho lò điện này ta cần dùng sáu van thyristor C358 do hãng G.E của Nhật Bản chế tạo.

II - Tính toán bảo vệ van bán dẫn

Trong quá trình van hoạt động thì van phải đợc làm mát để van không

bị phá hỏng về nhiệt vì vậy ta đã tính toán chế độ làm mát cụ thể cho van rồi Tuy nhiên, van cũng có thể bị hỏng khi van phải chịu tốc độ tăng dòng, tăng

áp quá lớn Để tránh hiện tợng quá dòng, quá áp trên van dẫn đến hỏng van ta phải có những biện pháp thích hợp để bảo vệ van Biện pháp bảp vệ van thờng dùng nhất là mắc mạch R, C song song van để bảo vệ quá áp và mắc nối tiếp cuộn kháng để hạn chế tốc độ tăng dòng

Do tải của lò điện là tải thuần trở nên khi van có tín hiệu điều khiển mở thì dòng qua van sẽ tăng đột ngột với tốc độ tăng dòng rất lớn sẽ gây hỏng van Vì vậy, ngời ta cần phải mắc vào trớc van một cuộn dây để hạn chế tốc độ tăng dòng Cuộn dây đợc dùng là một cuộn kháng bão hoà có đặc tính là: khi dòng qua cuộn kháng ổn định thì điện cảm của cuộn kháng hầu nh bằng

không và lúc này cuộn dây dẫn điện nh một dây dẫn bình thờng

Ta có mạch nh hình vẽ:

Để tính toán giá trị của cuộn kháng ta xét quá trình quá độ trong mạch:

Uf = i.R + L

dtdi

U

10.200

2.220

− = 1,555 àH