Nghiên cứu ,xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ cho lò nhiệt 5m3

1.1.1. Giới thiệu chung về lò điện trởLò 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 pherô+ 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 để sấy, mạ vật phẩm và chuẩn bị thực phẩm+ Trong các lĩnh vực khác, lò điện được dùng để sản xuất các vật phẩm thuỷ tinh, gốm sứ, các 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...

Trường ĐHCN Hà Nội Đồ án điều khiển lập trình ĐỒ ÁN MÔN HỌC Số: Đề 27 Giáo viên hướng dẫn : Th.s Nguyễn Đăng Toàn Họ tên HS-SV : Trịnh Hữu Thuận Quản Thị Trang Lớp : ĐH Điện 4-k7 Khoá : Điện NỘI DUNG Nghiên cứu, xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ cho lò nhiệt 5m3 T T Tên vẽ Khổ giấy PHẦN VIẾT BÁO CÁO • • • Tổng quan hệ thống điều khiển nhiệt độ Xây dựng phương án tính chọn thiết bị liên quan Xây dựng hệ điều khiển giám sát GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn Số lượng ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang / 42GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa LỜI NÓI ĐẦU Trong công nghiệp sinh hoạt ngày, lượng nhiệt đóng vai trò quan trọng Năng lượng nhiệt có thể dùng trình công nghệ khác như: nấu gang thép, nung gốm ,ứng dụng ấp trứng …Vì việc sử dụng nguồn lượng một cách hợp lý hiệu cần thiết Lò điện trở sử dụng rộng rãi công nghiệp đáp ứng nhiều nhu cầu thực tiễn đặt ,mang lại hiệu cao Ở lò điện trở yêu cầu kỹ thuật quan trọng chúng điều chỉnh khống chế lò nhiệt Từ đề tài “ Nghiên cứu ,xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ cho lò nhiệt 5m3” Dựa sở lý thuyết kiến thức học môn như: Tổng hợp hệ thống điện cơ, lý thuyết điều khiển tự động,thực tập PLC…Vì kiến thức hạn chế còn nhiều thiếu xót tính toán ,thiết kế nên chúng em còn gặp khó khăn Để đồ án hoàn thiện chúng em mong nhận ý kiến thầy cô bạn Chúng em xin chân thành cám ơn thầy giáo Th.s NGUYỄN ĐĂNG TOÀN hướng dẫn để chúng em hoàn thành đồ án SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang / 42GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa CHƯƠNG I-TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ 1.1 Tổng quan lò nhiệt điện trở 1.1.1 Giới thiệu chung lò điện trở Lò điện một thiết bị điện biến điện thành nhiệt dùng trình công nghệ khác nung nấu luyện vật liệu, kim loại hợp kim khác v.v Lò điện sử dụng rộng rãi lĩnh vực kỹ thuật : + Sản xuất thép chất lượng cao + Sản xuất hợp kim phe-rô + Nhiệt luyện hoá nhiệt luyện + Nung vật phẩm trước cán, rèn dập, kéo sợi + Sản xuất đúc kim loại bột Trong lĩnh vực công nghiệp khác : + Trong công nghiệp nhẹ thực phẩm, lò điện dùng để sấy, mạ vật phẩm chuẩn bị thực phẩm + Trong lĩnh vực khác, lò điện dùng để sản xuất vật phẩm thuỷ tinh, gốm sứ, vật liệu chịu lửa v.v Lò điện có mặt ngành công nghiệp mà ngày dùng phổ biến đời sống sinh hoạt hàng ngày người một cách phong phú đa dạng: Bếp điện, nồi nấu cơm điện, bình đun nước điện, thiết bị nung rắn, sấy điện v.v 1.1.2 - Nguyên lý làm việc lò điện trở Lò điện trở làm việc dựa sở có một dòng điện chạy qua mét dây dẫn vật dẫn toả mét lượng nhiệt theo định luật Jun - Lenxơ : Q = I2RT Q - Lượng nhiệt đơn vị Jun (J) I - Dòng điện đơn vị Ampe (A) R - Điện trở đơn vị Ôm (W) T - Thời gian đơn vị giây (s) Tõ công thức ta thấy điện trở R có thể đóng vai trò : Vật nung : Trường hợp gọi nung trực tiếp SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang / 42GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa Dây nung : Khi dây nung nung núng truyền nhiệt cho vật nung bức xạ, đối lưu, dẫn nhiệt phức hợp Trường hợp gọi nung gián tiếp Trường hợp thứ Ýt gặp dùng để nung vật có hình dạng đơn giản ( tiết diện chữ nhật, vuông tròn ) Trường hợp thứ hai thường gặp nhiều 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 lò 1.1.3 - Cấu tạo lò điện trở Lò điện trở thông thường gồm ba phần chính : vá lò, lớp lót dây nung a - Vá lò Vá lò điện trở mét khung cứng vững, chủ yếu để chịu tải trọng trình làm việc lò Mặt khác vỏ lò dùng để giữ lớp cách nhiệt rời đảm bảo sự kín hoàn toàn tương đối lò Đối với lò làm việc với khí bảo vệ, cấn thiết vỏ lò phải hoàn toàn kín, còn lò điện trở bình thường, sự kín vỏ lò cần giảm tổn thất nhiệt tránh sự lùa không khí lạnh vào lò, đặc biệt theo chiều cao lò Trong trường hợp riêng, lò điện trở có thể làm vỏ lò không bọc kín Khung vá lò cần cứng vững đủ để chịu tải trọng lớp lót, phụ tải lò ( vật nung ) cấu khí gắn vỏ lò - Vá lò chữ nhật thườnng dùng lò buồng, lò liên tục, lò đáy rung v.v - Vá lò tròn dùng lò giếng một vài lò chụp v.v - Vá lò tròn chịu lực tác dụng bên tốt vỏ lò chữ nhật một lượng kim loại để chế tạo vỏ lò Khi kết cấu vỏ lò tròn, người ta thường dùng thép dày mm đường kính vỏ lò 1000 2000 mm 12 mm đường kính vỏ lò 2500 4000 mm 144 20 mm đường kính vỏ lò khoảng 4500 6500 mm.Khi cần thiết tăng độ cứng vững cho vá lò tròn, người ta dùng vòng đệm tăng cường loại thép hình Vá lò chữ nhật dựng lên nhờ thép hình U, L thép cắt theo hình dáng thích hợp Vỏ lò có thể bọc kín, có thể không tuỳ theo yêu cầu kín lò Phương pháp gia công vỏ lò loại chủ yếu hàn tán SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang / 42GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa b - Lớp lót Lớp lót lò điện trở thường gồm hai phần : vật liệu chịu lửa cách nhiệt Phần vật liệu chịu lửa có thể xây gạch tiêu chuẩn, gạch hình gạch hình đặc biệt tuỳ theo hình dáng kích thước cho buồng lò Cũng có người ta đầm loại bột chịu lửa chất dính dết gọi khối đầm Khối đầm có thể tiến hành lò có thể tiến hành nhờ khuôn Phần vật liệu chịu lửa cần đảm bảo yêu cầu sau : + Chịu nhiệt độ làm việc cực đại lò + Có độ bền nhiệt đủ lớn làm việc + Có đủ độ bền học xếp vật nung đặt thiết bị vận chuyển điều kiện làm việc + Đảm bảo khả gắn dây nung bền chắn + Có đủ độ bền hoá học làm việc, chịu tác dụng khí quyển lò ảnh hưởng vật nung + Đảm bảo khả tích nhiệt cực tiểu Điều đặc biệt quan trọng lò làm việc chu kỳ Phần cách nhiệt thường nằm vỏ lò phần vật liệu chịu lửa Mục đích chủ yếu phần để giảm tổn thất nhiệt Riêng đáy, phần cách nhiệt đòi hỏi phải có độ bền học định còn phần khác nói chung không yêu cầu Yêu cầu phần cách nhiệt : + Hệ số dẫn nhiệt cực tiểu + Khả tích nhiệt cực tiểu + Ổn định tính chất lý, nhiệt điều kiện làm việc xác định Phần cách nhiệt có thể xây gạch cách nhiệt, có thể điền đầy bột cách nhiệt SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang / 42GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa c - Dây nung Theo đặc tính vật liệu dùng làm dây nung, người ta chia dây nung làm hai loại : dây nung kim loại dây nung phi kim loại Trong công nghiệp, lò điện trở dùng phổ biến dây nung kim loại SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang / 42GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa CHƯƠNG II-XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH CHỌN THIẾT BỊ LIÊN QUAN I-Mô tả nguyên lý làm việc hệ thống: Yêu cầu đặt điều khiển giám sát nhiệt độ cho lò nhiệt có thể tích 5.3m3 Nên ta có mô tả hoạt động hệ thống làm việc sau: Vì hệ thống dùng dây nung phát nhiệt làm bộ phát nhiệt lò.Để điều chỉnh nhiệt độ dây nung ta thay đổi điện áp đặt vào dây nung,tức điều chỉnh công suất Có nhiều phương pháp điều chỉnh điện áp xoay chiều đặt vào dây nung,nhưng ta chọn phương pháp tối ưu đơn giản hiệu Cấp điện vào dây nung sau một thời gian ngắn dây nung nung nóng lên phát nhiệt vào lò,cảm biến nhiệt độ đặt thân lò thu nhiệt độ từ nhiệt dây nung phát ra.Nhiệt độ thu chuyển đổi thành tín hiệu điện áp phản hồi hệ thống điều khiển cảnh báo hộp controller,ở bao gồm cấu hiễn thị nhiệt độ thời lò cảnh báo nhiệt độ mức thấp mức cao so với nhiệt độ đặt ban đầu lo nhiệt mà người dùng yêu cầu Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ thu hiễn thị tủ điều khiển người dùng,và người dùng nhận biết mức nhiệt độ yêu cầu điểu chỉnh tăng hay giảm nhiệt độ lò cho thích hop.Vì số yêu cầu nên em chọn dải giá trị nhiệt độ xem giá trị đặt yêu cầu lò,nhiệt độ cao lò nhận từ dây nung phát 300oC tức nhiệt độ lò lên tới 300oC cảm biến báo bộ điều khiển so sánh với điện áp đo điều khiển không tăng thêm nhiệt độ từ dây nung cảnh báo đèn sáng,nhiệt độ thấp mà người dùng đặt yêu cầu 0oC,tức cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ 0oC tác động báo đèn báo mức thấp sáng yêu cầu tăng thêm nhiệt đọ từ dây nung Hệ thống dùng thêm cảm biến nhiệt độ đặt xung quanh lò để đo nhiệt độ phân tán nhiệt có không báo hệ thống giám sát Phương pháp dùng để điều khiển điệp áp xoay chiều cấp cho dây nung dùng phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) phương pháp điều chỉnh điện áp tải, hay nói cách khác, phương pháp điều chế dựa sự thay đổi độ rộng chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp Các PWM biến đổi có tần số khác độ rộng sườn dương hay sườn âm Ứng dụng PWM điều khiển SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang / 42GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa PWM ứng dụng nhiều điều khiển Điển hình mà thường hay gặp điều khiển động bộ xung áp, điều áp Sử dụng PWM điều khiển độ nhanh chậm động hay cao nữa, còn dùng để điều khiển sự ổn định tốc độ động Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải PWM còn tham gia điều chế mạch nguồn : boot, buck, nghịch lưu pha pha PWM còn gặp nhiều thực tế mạch điện điều khiển Điều đặc biệt PWM chuyên dùng để điều khiển phần tử điện tử công suất có đường đặc tính tuyến tính có sẵn nguồn chiều cố định Như PWM ứng dụng nhiều thiết bị điện- điện tử PWM chính nhân tố mà đội Robocon sử dụng để điều khiển động hay ổn định tốc độ động cơ.hoạt động mô tả hình : II-TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang / 42GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa 1.Các thiết bị phần mạch lực a.Vỏ lò Vỏ lò phần bào vệ giữ nhiệt độ ổn định cho lò,nên quan trọng,yêu cầu vỏ lò giữ nhiệt độ,không bị phân tán nhiệt trình sử dụng.Ở ta chọn vỏ lò xây dựng bên bê tông,phần bên tiếp xúc với nhiệt nhiều ta gia công thép chịu nhiệt độ cao,trong trình lắp ráp xây dựng vỏ lò yêu cầu cần giám sát sự rò rỉ nhiệt độ,gió lùa trình đưa vào hoạt động Một phần quan trọng đế lò,nơi tiếp xúc trực tiếp với bộ phận tạo nhiệt,tùy vào mục đích sử dụng yêu cầu ta làm đế hình vuông hay tròn tùy ý,yêu cầu thiết kế theo vẽ để sau lắp ráp thiết bị điều khiển giám sát chính xác Công suất lò chọn P=35kW,điện áp cấp cho lò điện áp pha 380v hệ số cos δ 0,65,tổn hao nhiệt 5kW.nhiệt độ ổn định cung cấp làm việc lâu dài lò 300oC b.Dây nung Là thiết bị tạo nhiệt cho lò nên quan trọng,khi tính toán chọn lựa dây nung cần sự chính xác cao,để đảm bảo lò nhiệt hoạt động tốt với yêu cầu,do phải làm việc điều kiện vô khắc nghiệt lâu dài.Một số yêu cầu chính chọn dây: -chịu đươc nhiệt độ cao -độ bến khí cao -có điện trở suất lơn -có hệ số nhiệt điện trở nhỏ -chậm hóa già + tính chọn dây nung 1.Dây điện trở hơp kim + hợp kim Crom-Niken.Hợp kim có độ bền học cao có lớp màng Oxit croom bảo vệ,dẻo,dễ gia công,điện trở suất lơn,hệ số nhiệt điện trở bé,sử dụng với lò có nhiệt độ làm việc 1200oC SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang 10 / 42GVHD: 10 Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường Đồ án chuyên môn tự động hóa −6 Ta có V= ĐHCN Hà Nội 2.4.0,25.50 10 0,2 = 3,33cm3 0,2.30 Từ thể tích biến áp xung , tra bảng chọn Bó:782E272 có : Diện tích lõi từ: Sl=0,577cm2 Diện tích cửa sổ Scs=0,968cm2 V=3,79cm3 10.50.10−6 U1.t x = 44 ∆B.Sl 0,2.0,577.10−4 Số vòng dây sơ cấp : W1= = vòng Số vòng dây thứ cấp : W2=W1/m=44/2=22vòng Đối với loại biến áp xung để điều khiển Tiristo, độ rộng xung điện áp hẹp nên có thể chọn mật độ dòng điện J lớn I1 0,125 J1 S1 = = = 0.031 (mm2) chọn J1 = (A/mm2) Đường kính dây quÊn sơ cấp : * S1 π d1 = = 0.2 mm chọn mật độ dòng điện J2 = (A/mm2) Tiết diện dây quÊn thứ cấp : I2 0.25 J2 S2 = = = 0.0625 (mm2) Đường kính dây quÊn sơ cấp ; d2 = * S2 π = 0.28 mm Tính tầng khuếch đại cuối cùng: Biến áp xung có tû số biến áp K=2 nên: U1=kUg=2.4=8V I1=Ig/k=0,125A Nguồn công suất phải có trị số lớn U1 để bù sụt áp điện trở , Vì chọn U1=15V lấy từ nguồn chỉnh lưu cầu pha trước ổn áp Chọn Tr2 tranzito loại 2N3053 có thông số: β Icmax=0,7A , Ucmax=40V, 2=50 SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang 28 / 42GVHD: 28 Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa β Chọn Tr1 loại công suất nhỏ Tr2 Ic1=Ic2/ 2=0,125/50=2,5mA chọn Tr1 loại BC547 có thông số: β Icmax=0,1A , Ucmax=45V , 1=110 Tính chọn R12: R12 làm nhiệm vụ giảm áp nguồn (24V) trước đưa vào khâu khuếch đại: R12=(Ec-U1)/I1=(24-15)/0,125=72Ω R13 làm nhiệm vụ tiêu tán lượng tích luỹ cuộn dây giai đoạn Thyristor khoá Vì nếu không biên độ xung giảm đáng kể lõi biến áp bị đẩy lên phía bão hồ Chọn R13 cứ vào dòng cho phép Tr2 R13> U1 Ic2 =15/0,7=22Ω chân R13=33Ω loại 6W (P=I2R=(15/33)2.33=5,12W) ∆ Kiểm tra sụt áp R13: U=0,125.33=4,125V > U1=15-4=11V>8V thoả mãn yêu cầu Để tăng thêm độ lớn xung điều khiển , cho thêm tô C3: C3 có nhiệm vụ giữ điện áp ban đầu biến áp xung U1(15V) C3< tn 3R 13 =50s/(3.33)=0,5F chọn C3=0,47F Tính chọn R11: R11 để đưa điện áp vào mở bão hồ cho Tr1,Tr2 đồng thời không gây tải cho tầng trước KDX: Uv max 3,5 β1β2.Uv 110.50.5 =183K = =1,2K < R11< 1,2.0,125 Iv max 3mA s.I1 = Chọn R11=40k Chọn tất diode loại 1N4001 có Ungmax=50V, Imax=1A Tính chọn tạo xung chùm : Mỗi kênh điều khiển phải dựng khuếch đại thuật toán,tổng số dựng 14 KDTT ta chọn IC loại LM324 loại thông dụng nay, thích hợp với nguồn cung cấp dải rộng , IC có khuếch đại thuật toán Thông số LM324 : : Vcc = 5V± 18 (V) chọn Vcc = ± 15V Điện áp nguồn nuôi SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang 29 / 42GVHD: 29 Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa Hiệu điện thế hai đầu vào : ± 30 (V) Nhiệt độ làm việc : T = -25÷ 850 C Công suất tiêu thụ : P = 680 (mW) = 0,68 (W) Tổng trở đầu vào : Rin= 106 ( MΩ) Dòng điện đầu : Ira = 20mA Mạch tạo chùm xung có tần số f= 10 ( kHz) hay chu kỳ xung chùm T= 1/f = 100 (µs) ta có : T= R9 C2 ln(1+2 R7/ R8) Chọn R8=4k, R7= 16kΩ T=4,4.R9C2 = 100 (µs) : R9 C2 = 22,7 (µs) Chọn tô C2 = 10nF có điện áp U = 16 (V) Suy R9= 2,3(kΩ) Để thuận tiện cho việc điều chỉnh lắp mạch ta chọn R9 biến trở 5KΩ Tính chọn tầng so sánh: Khuếch đại thuật toán chọn loại LM324 Chọn R5= R6 để hạn chế dòng >R5=R6> Uv/I v = 15/ 1.10-3 = 15 (KΩ) Trong nếu nguồn nuôi Vcc = ± 15 (V) Thì điện áp vào A3 Uv≈15 (v) Do ta chọn R6= R5= 20 (KΩ) dòng điện vào hạn chế để Iv < (m A) Ta có : Ivmax= 15/ (20 103) = 0,75 ( m A) Tính chọn khâu tạo điện áp cưa: Trước hết yêu cầu kỹ thuật ta có: Theo đề công suất lò P=35Kw tổn hao nhiệt nên có ∆ ∆ P=5Kw ∆ P/( P+P)=12,5% để giữ cho nhiệt độ ổn định công suất nhiệt lò phát phải công suất tổn hao nhiệt lò ứng với công suất tổn hao góc điều khiển SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang 30 / 42GVHD: 30 α max=1150 Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường Mặt khác dải α ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa ∆ Utải = Unguồn -Trường hợp van dẫn: Có pha có van dẫn pha không valve dẫn => điện áp pha tải = ½ điện áp dây nguồn có pha điện áp -Trường hợp van dẫn: Toàn bộ tải bị ngắt khỏi nguồn (Utải = 0) - Các trường hợp dẫn van phụ thuộc vào góc điều khiển α *0o > α > 60o - Trong vùng có hai trạng thái kế tiếp van dẫn → van dẫn Giai đoạn van dẫn dài 60o ÷ α, giai đoạn van dẫn chính α SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn - Góc dẫn van λ = (180o – α), van ngắt điện áp pha nguồn = Trang 34 / 42GVHD: 34 Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa * 60o > α > 90o: - Vùng điều khiển có valve dẫn không phụ thuộc vào góc điều khiển α - Valve nhóm (chẳn lẽ) thay dẫn, valve sau mở valve SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn trước khóa lại Lúc góc dẫn valve λ = 120o - Điện áp tải không còn đoạn điện áp nguồn mà có thể = ½ điện áp dây Trang 35 / 42GVHD: 35 Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa • 90o > α > 150o - Trong vùng điều khiển có trạng thái thay thế van dẫn không van dẫn - Van không dẫn liên tục mà dẫn thành giai đoạn xen một khoản nghỉ SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang 36 / 42GVHD: 36 Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa - Van ngắt dòng điện áp dây nguồn 0V Ta có bảng giá trị đồ thị biểu diễn quan hệ công suất tải P góc điều khiển α : α P% α P% 100 90 29,3 20 98,6 100 18,1 30 95,6 110 9,7 40 90,2 120 4,3 50 81,8 130 1,3 60 70,6 140 0,1 70 57,1 150 80 42,8 Nhận xét : công suất đưa tải lớn góc điều khiển α = với α =30 công suất tải xấp xỉ α = SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang 37 / 42GVHD: 37 Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa Trong mạch điều áp xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu song song ngược tải trở đấu tam giác, dạng điện áp pha nh Tuy nhiên, tải đấu tam giác nên mạch có ba van dẫn điện áp rơi điện trở tải điện áp dây, mạch có hai van dẫn điện áp rơi điện trở tải hai dây điện áp dây còn điện áp rơi hai điện trở còn lại một nửa điện áp dây *Nguyên tắc chung mạch điều khiển Thyristor mở cho dòng chảy qua thoả mãn hai điều kiện : UAK > IG > Khi thyristor chuyển sang trạng thái dẫn cực điều khiển không còn tác dụng Thyristor trở trạng thái khoá nếu dòng điện I A < IH ( IH : dòng điện trì ) khoảng thời gian phục hồi không đặt UAK>0 Chức mạch điều khiển : + Điều chỉnh vị trí xung phạm vi nưa chu kỳ dương điện áp đặt lên A-K thyristor + Tạo xung đủ diều kiện mở thyristor, độ rộng xung t x tính theo biểu thức : tx = IH di / dt di/dt : tốc độ biến thiên dòng tải Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính : Ulực ĐB Uđb Utựa Urc SS Uss DX Udx KĐX Ugk Uđk - Hoạt động: Khâu ĐB thường tạo điện áp hình sin có góc lệch pha cố định so với điện áp lực Utựa tạo điện áp tựa có dạng cố định (thường có dạng cưa, có dạng hình sin) theo chu kỳ nhịp đồng bộ U đb Khâu so sánh (SS) SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang 38 / 42GVHD: 38 Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa xác định điểm cân hai điện áp Utựa Uđk để phát động khâu tạo xung DX Như nguyên tắc thời điểm phát xung mở van hay góc điều khiển thay đổi sự thay đổi trị số Uđk Sơ đồ mạch điều khiển pha Nguyên Lý Hoạt Động SVTH: Nguyễn Phúc Đoàn Trang 39 / 42GVHD: 39 Th.s Nguyễn Đăng Toàn ĐAXC pha khởi động ĐC KĐB roto ngắn mạch Môn: Điện tử công suấtTrường ĐHCN Hà Nội Đồ án chuyên môn tự động hóa Giản đồ đường cong mạch điều khiển Toàn bộ mạch điều khiển gồm kênh điều khiển , kênh điều khiển van pha Điện áp đồng pha lấy từ biến áp đồng pha (chung biến áp nguồn nuôi) đưa vào mạch chỉnh lưu pha có điểm để tạo nưa hình sin Điện áp nưa hình sin đưa vào so sánh với một điện áp ngưỡng để tạo điện áp xung vuông điểm B Chọn ngưỡng cắt nhỏ phạm vi góc điều khiển lớn Khi điện áp B âm diode D3 phân cực thuận , D3 mở Tô C1 nạp , chọn giá trị R3 nhỏ để tô C1 nạp theo đường B-R3-C1-0-B, nhanh chóng đến điện áp thông diode Dz1 Khi điện áp B dương D3 phân cực ngược , D3 khoá , lúc còn dòng phóng tô theo đường C1-0-+E-R4-C1, chọn R4 lớn để trình phóng chậm cho phạm vi góc điều khiển lớn diode Dz1 giữ cho điện áp không âm Điện áp C điện áp cưa, so sánh với điện áp điều khiển Udk tạo điện áp xung vuông D Nếu Uc[...]... bng kim loi Thng dựng nhng kim loi cú nhit ụ núng chy cao:Molipden,Tanta v Wonfram dựng cho cỏc lo in tr chõn khụng hoc lo in tr cú khi bo v 3.in tr nung núng bng vt liu kim loi + vt liu Cacbuarun chu c nhit ụ cao ti 1450oC,thng dựng cho lo in tr cú nhit ụ cao ,dựng ờ tụi dng c ct gt + Cripton l hn hp ca graphic,cacbuarun v t sột,chỳng c chờ to di dng ht,chỳng cú ng kinh 2-mm,thng dựng cho lo in tr trong... húa d Qut giú ờ lm thụng thoỏng lo trc khi cp nhit cho lo Khi cho lo hot ụng, trc tiờn ta phi cho chy qut ri mi cp in cho dõy nung Nờu qut cha chy, ta khụng c cho dõy in tr lm vic vỡ khi ú cha cú khụng khi tun hon nờn nhit lng do dõy in tr to ra s khụng c ly i lm cho nhit ụ ca dõy tng lờn quỏ nhit ụ cho phộp gõy hng dõy in tr e.Tinh chn cm biờn nhit ụ cho lo Khi nhit ụ ca mụt h thng thay i thỡ cỏc tinh... xoắn đặt ở tuờng bên 7 - Dây xoắn đặt ở nóc lò và đáy lò 1 - Treo ở tuờng bên 2 - Đặt ở đáy lò 3 - Đặt ở duới nóc lò Mụn: in t cụng sutTrng HCN H Ni 4 - Đặt trên giá gốm ở tuờng bên 8 - Dây xoắn lồng trên ống gốm AXC 3 pha khi ng C KB roto ngn mch 1 5 Hình 2.9 Các kiểu bố trí dây điện trở trong lò 2 6 3 7 4 8 ỏn chuyờn mụn t ng húa C Ngun cung cp cho lo nhit Theo yờu cu ca lo nhit cú thờ tich 5.3m3... vic nh mc ca l l P=35kW v in ỏp nh mc cp cho lo l 3 pha 380v ta s tinh toỏn xỏc nh c cỏc thiờt b cho mch iu khiờn, õy ta s chn thyristor cho mch iu khiờn Tinh chn van bỏn dn SVTH: Nguyn Phỳc on Trang 19 / 42GVHD: 19 Th.s Nguyn ng Ton AXC 3 pha khi ng C KB roto ngn mch Mụn: in t cụng sutTrng HCN H Ni ỏn chuyờn mụn t ng húa Trong mch iu ỏp xoay chiu ba pha dựng cho lo in tr di õy ta s dng mch iu ỏp xoay... GIM ST CHO Lề NHIT Mch iu khiờn cho lo s c kờt ni v hin th trờn mỏy tinh qua cng truyn thụng giao tiờp,nguyờn li lm vic mch iu khiờn nh sau:khi úng cu dao cp in cho lo cựng h thng iu khiờn,nhit ụ s tng dn lờn theo thi gian,cm biờn nhit ụ lỳc ny bt u o nhit ụ trong lo v hin th lờn bụ iu khiờn,t ú ngi iu khiờn s iu khiờn mch iu khiờn tc l iu khiờn mch thyristor úng v m cỏc gúc ờ thay i cụng sut cp cho. .. ỏp xoay chiu ba pha dựng cho lo in tr ny ta cn dựng sỏu van thyristor T14-125do Nga chờ to SVTH: Nguyn Phỳc on Trang 23 / 42GVHD: 23 Th.s Nguyn ng Ton AXC 3 pha khi ng C KB roto ngn mch Mụn: in t cụng sutTrng HCN H Ni ỏn chuyờn mụn t ng húa Tớnh toỏn chn bo v van Trong quỏ trỡnh van hot ụng thỡ van phi c lm mỏt ờ van khụng b phỏ hng v nhit vỡ vy ta ó tinh toỏn chờ ụ lm mỏt c thờ cho van ri Tuy nhiờn,... vo dong cho phộp ca Tr2 R13> U1 Ic2 =15/0,7=22 chõn R13=33 loi 6W (P=I2R=(15/33)2.33=5,12W) Kiờm tra st ỏp trờn R13: U=0,125.33=4,125V > U1=15-4=11V>8V tho món yờu cu ờ tng thờm ụ ln xung iu khiờn , cho thờm tụ C3: C3 cú nhim v gi in ỏp ban u trờn biờn ỏp xung bng U1(15V) C3< tn 3R 13 =50s/(3.33)=0,5F chn C3=0,47F Tinh chn R11: R11 ờ a in ỏp vo m bóo h cho Tr1,Tr2 ng thi khụng gõy quỏ ti cho tng trc... ta dựng gch gm cht lng cao lm gch dõy in tr (samụt loi A, vt liu Alumin, vt liu giu Al2O3) - Dõy in tr St Crụm Nhụm b gion trong mụi trng cú cha khi CO Trong mụi trng ny ta phi dựng dõy in tr Crụm Nhụm (Cr Al) *Cỏc kiờu b tri dõy in tr trong lo SVTH: Nguyn Phỳc on Trang 14 / 42GVHD: 14 Th.s Nguyn ng Ton 5 - Đặt nằm trên các viên gạch đua ra ở 6 - Dây xoắn đặt ở tuờng bên 7 - Dây xoắn đặt ở nóc lò. .. khi ng C KB roto ngn mch Mụn: in t cụng sutTrng HCN H Ni ỏn chuyờn mụn t ng húa Trong thc tờ, lo in tr cú thờ coi l hụ tiờu dựng in loi mụt, ngha l ngun cung cp cho lo in l n nh Tuy nhiờn, ờ m bo hiu qu cng nh s an ton trong hot ụng ca lo in tr, ta s chn mụt lng cụng sut d tr cho lo in phong trng hp in ỏp ngun vỡ mụt lý do no ú b st ỏp Ngoi ra, trong quỏ trỡnh hot ụng ca mỡnh, lo in tr cng chu thờm... sin d 2 0 (do ti thun tr nờn i trựng pha vi u ) I tb max = I tb max = U f max [ cos ( cos 0)] 2R 220 2 2, 06 = 48,07 (A) Khi chn van ta phi chỳ ý ờn iu kin lm mỏt cho van vỡ khi hot ụng, van to nhit rt ln nờn iu kin lm mỏt cho van s nh hng ờn hiu qu cng nh tui th ca van Nờu van hot ụng trong iu kin c lm mỏt bng khụng khi nh cỏnh tn nhit thỡ van cú thờ lm vic tt vi 25% dong nh mc Nờu van lm vic