Đang tải... (xem toàn văn)
TRANG LờI NÓI ĐầU………………………………………………………….…............1 MỤC LỤC………………………………………………………………………...2 DANH MỤC HÌNH VẼ…………………………………………………………..3 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ 1.1 Giới thiệu chung về lò điện trở……………………………………………...5 1.1.1 Khái niệm……....……………………………………………………..5 1.1.2Nguyênlý làm việc của lò điện trở ……………..………………..........5 1.1.3 Những vật liệu làm dây nung……………..………………………......6 1.1.4 Cấu tạo lò điện trở……………………………………………………..6 1.1.5 Phân loại lò điện trở…………………………………………………...8 1.1.6 Cách loại điện trở thông dụng………………………………………....9 1.2 Những vấn đề cần phải lưu ý trong việc thiết kế lò điện trở……..…….......11 CHƯƠNG II: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN. 2.1 Xây dựng sơ đồ khối chức năng của mạch………………………………….15 2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch lực…………………………………………….….....16 2.3 Xây dựng sơ đồ mạch điều khiển……………………………………….......20 2.3.1 Mạch điều khiển………………………………………………………21 2.3.2 Cấu trúc mạch điều khiển thyristor…………………………………...22 2.3.3 Nguyên tắc điều khiển…………………………………………….......23 2.3.4 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển………………………………….....23 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CHỌN PHẦN TỬ CHO MẠCH 3.1 Những số liệu cần thiết ban đầu……………….…………………………..26 3.2 Tính chọn vật liệu sợi đốt………………………………………………….27 3.3 Tính chọn công suất cho lò điện………………………………………......28 3.3.1 Tính chọn mạch lực…………………………………………………..28 3.3.2 Tính toán mạch điều khiển…………………………………………...33 3.3.3 Sơ đồ nguyên lý một kênh điều khiển…………………………...…...48 KẾT LUẬN.……………………………………………..………………………....52 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….53
Lời Nói Đầu Trong thực tế công nghiệp sinh hoạt hàng ngày ,năng lượng nhiệt đóng vai trò quan trọng Năng lượng nhiệt dùng để nung nóng,sấy … Vì việc sử dụng nguồn lượng cách hợp lý có hiệu cần thiết Lò điện trở ứng dụng rộng rãi công nghiệp đáp ứng nhiều yêu cầu thực tiễn đặt Ở lò điện điện trở,yêu cầu kĩ thuật quan trọng phải điều chỉnh khống chế nhiệt độ lò Đây yêu cầu đồ án tốt nghiệp mà em giao Sau thời gian học tập trường, đạo tần tình thầy cô giáo ngành Điện-Điện Tử trường Đại học Mỏ-Địa Chất, em kết thúc khoá học tích luỹ vốn kiến thức định Được đồng ý nhà trường thầy cô giáo khoa em giao đề tài tốt nghiệp:” thiết kế điều khiển khống chế nhiệt độ cho lò điện trở pha công suất lớn” Đồ án tốt nghiệp em gồm chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan lò điện trở Chương 2: Lựa chọn sơ đồ mạch điện lò điện trở Chương 3: Tính chọn phần tử mạch lực lò điện trở Bằng cố gắng nỗ lực thân đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy giáo PGS.TS Đinh Văn Thắng, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn trình độ chuyên môn nhiều hạn chế nên tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp để đồ án ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Đinh Văn Thắng, thầy cô giáo môn tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian qua Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2017 Sinh viên thực NGUYỄN MẠNH HƯNG TRANG LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………….… MỤC LỤC……………………………………………………………………… DANH MỤC HÌNH VẼ………………………………………………………… CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ 1.1 Giới thiệu chung lò điện trở…………………………………………… 1.1.1 Khái niệm…… …………………………………………………… 1.1.2Nguyênlý làm việc lò điện trở …………… ……………… 1.1.3 Những vật liệu làm dây nung…………… ……………………… 1.1.4 Cấu tạo lò điện trở…………………………………………………… 1.1.5 Phân loại lò điện trở………………………………………………… 1.1.6 Cách loại điện trở thông dụng……………………………………… 1.2 Những vấn đề cần phải lưu ý việc thiết kế lò điện trở…… …… .11 CHƯƠNG II: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 2.1 Xây dựng sơ đồ khối chức mạch………………………………….15 2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch lực…………………………………………….… 16 2.3 Xây dựng sơ đồ mạch điều khiển……………………………………… .20 2.3.1 Mạch điều khiển………………………………………………………21 2.3.2 Cấu trúc mạch điều khiển thyristor………………………………… 22 2.3.3 Nguyên tắc điều khiển…………………………………………… .23 2.3.4 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển………………………………… 23 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CHỌN PHẦN TỬ CHO MẠCH 3.1 Những số liệu cần thiết ban đầu……………….………………………… 26 3.2 Tính chọn vật liệu sợi đốt………………………………………………….27 3.3 Tính chọn công suất cho lò điện……………………………………… 28 3.3.1 Tính chọn mạch lực………………………………………………… 28 3.3.2 Tính toán mạch điều khiển………………………………………… 33 3.3.3 Sơ đồ nguyên lý kênh điều khiển………………………… … 48 KẾT LUẬN.…………………………………………… ……………………… 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….53 DANH MỤC HÌNH VẼ TRANG Hình 1.1 Kết cầu buồng……………………………………………………….9 Hình1.2 Lò ………….10 chụp lò ……………………………………………………… Hình1.3 Lò muối ……………………………………………………………… … 11 Hình1.4 Lò giếng………………………………………………………………… 11 Hình 2.1 Sơ đồ khối chức mạch điện lò điện trở……………………………… 15 Hình 2.2 Sơ đồ nối tính…………………………………….16 Hình 2.3 Đồ thị điện áp pha Ua với α = Hình 2.4 Đồ thị điện áp pha Ua với α = Hình 2.5 Đồ thị điện áp pha Ua với α 30° 75° = dây trung , góc dẫn van ……… 17 , góc dẫn van ……………….18 120° , van dẫn hai đoạn (150- ), xen đoạn nghỉ van dẫn ( -90)………………………………… 19 Hình 2.6 Mối quan hệ công suất tải góc α………………………………… 20 Hình 2.7 Giản đồ cấu trúc mạch điều khiển……………………………………… 22 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển kênh ……………………………….24 Hình 3.1 Sơ đồ mạch lực hệ thống…………………………………………….26 Hình 3.2 Bảng thông van………………………………………………… 28 số Hình 3.3 Sơ đồ mạch lực có thiết bị bảo vệ dòng áp……………… 33 Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý điều khiển kênh…………………………………… 33 Hình 3.5 Sơ đồ khâu đồng pha…………………………………………………… 34 Hình 3.6 Sơ đồ khâu đồng pha mô Psim……………………………… 34 Hình 3.7 Giản đồ điện áp khâu đồng pha………………………………………….35 Hình 3.8 Sơ đồ khâu tạo điện áp tựa( dạng cưa)…………………………… 35 Hình 3.9 Sơ đồ mô khâu điện áp tựa……………………………………….36 Hình 3.10 Giản đồ tín hiệu điện áp khâu điện áp tựa………………………… 37 Hình 3.11 Sơ đồ khâu so sánh…………………………………………………… 37 Hình 3.12 Sơ đồ mô khâu so sánh………………………………………….38 Hình 3.13 Tính hiệu điện áp sơ đồ khâu so sánh…………………………… 38 Hình 3.14 Sơ đồ khâu phát xung chùm…………………………………………….39 Hình 3.15 Sơ đồ mô khâu phát xung chùm………………………………… 40 Hình 3.16 Tín hiệu đầu khâu phát xung chùm………………………………… 40 Hình 3.17 Sơ đồ phối hợp tạo xung chùm dùng cổng AND……………………….41 Hình 3.18 Tín hiệu điện áp ra……………………………………………………… 41 Hình 3.19 Sơ đồ khuếch đại xung đại xung biến áp xung……………………………… 42 Hình 3.20 sơ đồ mô khâu khuếch biến áp xung……………… 46 Hình 3.21 Giản đồ điện áp khâu khuếch đại biến áp xung……………………… 46 Hình 3.22 Sơ đồ đo nhiệt độ lò lấy tín hiệu điện áp Et………………………… 47 Hình 3.23 Sơ đồ khâu khuếch đại mạch điều phản hồi……………………………… 48 Hình 3.24 Sơ đồ khiển kênh……………………………………… 49 Hình 3.25 Giản đồ điện áp kênh…………………………………………….50 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ 1.1 Giới thiệu chung lò điện trở 1.1.1, Khái niệm Lò điện trở thiết bị điện biến điện thành nhiệt thông qua dây đốt (dây điện trở) Từ dây đốt qua xạ, đối lưu truyền nhiệt dẫn nhiệt, nhiệt truyền tới vật cần gia nhiệt Lò điện trở thường dùng để nung, sấy, nấu chảy kim loại, 1.1.2, Nguyên lý làm việc lò điện trở Lò điện trở làm việc dựa sở có dòng điện chạy qua dây dẫn vật dẫn tỏa lượng nhiệt theo định luật Jun-Lenxo: Q=I2RT Q-Lượng nhiệt tính Jun(J) I -Dòng điện tính Ampe(A) R -Điện trở tính Ôm(Ω) T-Thời gian tính băng giây(s) Từ công thức ta thấy điện trở R đóng vai trò:Vật nung(Trường hợp gọi nung trực tiếp), Dây nung; dây nung nung nóng truyền nhiệt cho vật nung xạ, đối lưu, dẫn nhiệt phức hợp (Trường hợp gọi nung gián tiếp) -Trường hợp thứ 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 đề cập đến vật liệu làm dây nung, phận làm phát nhiệt lò 1.1.3, Những vật liệu dùng làm dây nung a) Yêu cầu vật làm dây nung: Trong lò điện trở, dây đốt phần tử biến đổi điện thành nhiệt thông qua hiệu ứng Joule Dây đốt cần phải làm từ vật liệu thỏa mãn yêu cầu sau: - Chịu nhiệt độ cao - Độ bền khí lớn - Có điện trở suất lớn (vì điện trở suất nhỏ dẫn đến dây dài khó bố trí lò tiết diện dây nhỏ, không bền) - Hệ số nhiệt điện trở nhỏ (vì điện trở thay đổi theo nhiệt độ, đảm bảo công suất lò) - Chậm hóa già (tức dây đốt bị biến đổi theo thời gian, đảm bảo tuổi thọ lò) b) Vật liệu làm dây đốt - Hợp kim: Cr - Ni, Cr - Al… với lò có nhiệt độ làm việc 12000C - Hợp chất: SiC, MoSi2 … với lò có nhiệt độ làm việc 12000C ÷ 16000C - Đơn chất: Mo, W, C (graphit)…với lò điện trở làm việc cao 16000C Do vào khoảng nhiệt độ làm việc để chọn vật liệu làm dây đốt cho phù hợp Trong đồ án đòi hỏi nhiệt độ 800 – 1000 0C nên chọn vật liệu làm dây đốt hợp kim Cr - Ni có thành phần hóa học 20 – 23%Cr, 75 – 78%Ni, lại Fe chất khác 1.1.4, Cấu tạo lò điện trở Lò điện trở thông thường gồm ba phần :- Vỏ lò - Lớp lót - Dây nung a)Vỏ lò Vỏ lò điện trở 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 kín hoàn toàn tương đối lò Đối với lò làm việc với khí bảo vệ, cần thiết vỏ lò phải hoàn toàn kín, lò điện trở bình thường, kín vỏ lò cần giảm tổng thất nhiệt tránh lùa không khí lạnh vào lò, đặc biệt theo chiều cao lò Trong trường hợp riêng, lò điện trở làm vỏ lò không bọc kín Khung vỏ lò cần cứng vững đủ để chịu tải trọng lớp lót, phụ tải lò (vật nung) cấu khí gắn vỏ lò Vỏ lò hình chữ nhật thường dùng lò buồng, lò liên tục, lò đáy rung… Vỏ lò tròn dùng lò giếng vài lò chụp… Vỏ lò tròn chịu lực tác dụng bên tốt vỏ lò chữ nhật 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 • 14 – 20 mm đường kính vỏ lò 4500 – 6500 mm Khi cần thiết tăng độ cứng vững cho vỏ lò tròn, người ta dùng vòng đệm tăng cường loại thép hình Vỏ lò chữ nhật dựng lên nhờ thép hình chữ U, L thép cắt theo hình dáng thích hợp Vỏ lò bọc kín, không tùy theo yêu cầu kín lò Phương pháp gia công vỏ lò loại chủ yếu hàn tán b) Lớp lót Lớp lót lò điện trở gồm hai phần: vật liệu chịu lửa cách nhiệt - Phần vật liệu chịu lửa xây gạch tiêu chuẩn, gạch hình gạch hình đặc biệt tùy 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 tiến hành lò 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 hóa học làm việc, chịu tác dụng khí 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 phần khác nói chung không yêu cầu Yêu cầu phần cách nhiệt là: + Hệ số dẫn nhiệt cực tiểu + Khả tích nhiệt cực tiểu + Ổn định tính chất vật lý, nhiệt điều kiện làm việc xác định Phần cách nhiệt xây gạch cách nhiệt, điền đầy bột cách nhiệt 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 1.1.5, Phân loại lò điện trở Phân loại lò điện trở có nhiều cách: Theo nhiệt độ làm việc lò: - Lò nhiệt độ thấp (t < 6500C) - Lò nhiệt độ trung bình ( 6500C < t < 12000C) - Lò nhiệt độ cao ( t > 12000C) Theo nơi dùng: - Lò dùng công nghiệp - Lò dùng phòng thí nghiệm - Lò dùng gia đình v.v… Theo dặc tính làm việc: - Lò làm việc gián đoạn - Lò làm việc liên tục Theo kết cấu lò: - Lò buồng - Lò giếng, lò chụp, lò bể… Theo mục đích sử dụng - Lò - Lò ram - Lò ủ - Lò nấu chảy v.v… Lò điện trở có kết cấu đợn giản, dễ khống chế nhiệt độ, dễ khí hoá tự động hoá Hiệu suất sử dụng nhiệt đạt (65 ÷ 75) % Ở Việt Nam thường dùng lò điện trở kiểu buồng để nhiệt luyện ( tôi, ủ, nung, thấm than); lò giếng để nung, nhiệt luyện; lò muối để luyện dao cắt qua muối nung 1.1.6, Các loại lò điện trở thông dụng Các lò điện trở dùng Việt Nam có nhiều kiểu, loại, nguồn gốc khác Đa phần Nga, số khác Đức, Hungari Séc…và số lò thí nghiệm lò công suất nhỏ dùng sấy, nung, nhiệt luyện Mỹ, Pháp, Ý, Nhật, Trung Quốc… Một số lò Việt Nam thiết kế, chế tạo theo tiêu chuẩn Nga Lò buồng loại lò phổ biến sử dụng vào nhiều mục đích khác Hình 1.1 Kết cấu lò buồng Buồng lò có kết cấu hình chữ nhật với kích thước tuỳ theo công suất lò Lớp áo buồng lò xây gạch chịu lửa có nhiều lớp Lớp gạch Samot hay bột Samot có tính cách nhiệt cao Bọc vỏ tôn dày từ – 10 mm Đáy lò thép chịu nhiệt đúc liền ghép lại từ miếng nhỏ xây dựng gạch chịu lửa Dây đôt đặt thành xung quanh buồng lò bố trí phía đáy lò đỉnh lò Đầu dây đốt đưa qua lò qua ốc nối Phía lò có lỗ thăm để quan sát lò, có cửa khí để dẫn khí bảo vệ vào lò( nhận đc từ khâu so sánh U Tín hiệu đầu xẽ đưa đến khâu khuếch đại xung U6 Chọn IC loại TL084 hãng Texas Instruments chế tạo Các IC có khuếch đại thuật toán với thông số sau Điện áp nguồn nuôi : Vcc = ± 15 (V) Hiệu điện đầu vào: U = ± 30 (V) Công suất tiêu thụ: P = 0,68 (W) Tốc độ biến thiên điện áp cho phép: = 13 (V/μs) Mạch tạo xung chùm có tần số: f = 20 kHz, hay chu kì xung chùm là: T = / f = 50 (μs.) Ta có: T = 2R6.C2.ln( + 2) Chon R4 = R5 = 33kΩ Thì T = 2,2.R6.C2 = 50 (μs) Chọn tụ C2 = 0,1 (μF), có điện áp U = 16 (V) Vậy R6 = 0,228 (kΩ) Chọn R6 biến trở 0,2 (kΩ) để thuận tiện cho việc lăp mạch Mô khâu phát xung chùm Psim Hình 3.15 Sơ đồ mô khâu phát xung chùm Tín hiệu đầu khâu phát xung chùm: Hình 3.16 Tín hiệu đầu khâu phát xung chùm Chọn cổng AND Hình 3.17 Sơ đồ phối hợp tạo xung chùm dùng cổng AND +) Nguyên lý làm việc: Trộn xung chùm U5 với tín hiệu điều khiển lấy khấu so sánh U4 để đưa xung điều khiển dạng xung chùm gửi tới khâu khuếch đại xung +) Tính chon linh kiện Chọn IC CMOS IC 4081 có cồng AND có thông số sau: Vcc = 3-15 V Ta chon Vcc = E = 15 V Công suất tiêu thụ: 2,5 nW/ cổng I1v < 1mA Điện áp ứng với mức logic “1” là: – 4,5 V Tín hiệu điện áp hình vẽ: Hình 3.18 Tín hiệu điện áp Khâu khuếch đại xung biến áp xung Biến áp xung thực nhiệm vụ : - Cách ly mạch lực mạch điều khiển - Phối hợp trở kháng tầng khuếch đại xung KĐX cực điều khiển van lực - Nhân thành nhiều xung ( BAX nhiều cuộn thứ cấp) cho vân cần mở đồng thời trường hợp phải mắc nối tiếp mắc song song nhiều van Sơ đồ nguyên lý khâu khuếch đại xung biến áp xung Hình 3.19 Sơ đồ khuếch đại xung biến áp xung +) Nguyên lý hoạt động: Để nâng cao hệ số khuếch đại công suất xung ra, ta dùng mạch khuếch đại nối kép tranzitor theo kiểu sơ đồ Darlingtons Thường chọn tranzitor Tr3 có công suất lớn thảo mãn với công suất xung ra, có tranzitor Tr2 có nhiệm vụ khuếch đại dòng Hệ số khuếch đại mạch (β) tính theo công thức: β= β2.β3.η β2 , β3 hệ số khuếch đại tranzitor Tr2 tranzitor Tr3 η hiệu xuất ( thường lấy η = 0,7 ) Tín hiệu vào U tín hiệu logic Khi tín hiệu mức “1” tranzitor mở bão hoà Tín hiệu mức “0” tranzitor khoá lại Điện trở R8 , R9 hạn chế dòng, diot D3 hạn chế điện áp cực colector, emitor tranzitor Tr3 Vì xung điều khiển có độ rộng bé, mà thời gian mở thông tranzitor dài, làm cho công suất toả nhiệt dư tranzitor lớn kích thước dây quấn sơ cấp biến áp lớn Để giảm nhỏ công suất toả nhiệt tranzitor kích thước dây quán sơ cấp máy biến áp xung, ta nối thêm tụ C Khi đó, tranzitor mở cho dòng điện chạy qua thời gian tụ nạp, nên dòng điện hiệu dụng nhỏ nhiều lần Điện trở R7 dùng để hạn chế dòng điện đưa vào bazơ tranzitor Tr2 *) Tính toán mạch điều khiển tầng khuếch đại biến áp xung Mạch điều khiển tính xuất phát từ yêu cầu xung mở thyristor Các thông số để tính mạch điều khiển: Un 800 (V) Iđm 150 (A) Ipik 2800 (A) Ig 0,1 (A) Ug (V) Ir 15 (mA) du/dt 200 (V/μs) di/dt 180 (A/μs) tcm 80 (μs) *) Tính biến áp xung Chọn vật liệu làm lõi săt Ferit HM Lõi có hình dạng xuyến, làm việc phần đặc tính từ hoá có ΔB = 0,3 (T), ΔH = 30 (A/m) kẽ hở không khí -Tỉ số biến áp xung: Chọn m = -Điện áp thứ cấp máy biến áp xung: U2 = Udk = (V) -Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp máy biến áp xung: U = mU2 = 3.3 = (V) -Dòng điện thứ cấp máy biến áp xung: I2 = Idk = 0,1 (A) -Dòng điện sơ cấp máy biến áp xung: I1 = I2 / m = 0,1/3 = 0,033 (A) -Độ từ thẩm trung bình tương đối lõi sắt: μtb = = 0,3 / (1,25.10-6) = 8.103 (H/m) Với μ0 = 1,25.10-6 (H/m) (độ từ thẩm không khí) -Thể tích lõi thép cần: V = Q.l = ( μtb.μ0.tx.Sx.Ul.ll )/(ΔB2) V = ( 8.103 1,25.10-6 1,67.10-6 0,15 0,033)/ ( 0,32) V= 0,834 (cm3) Chọn mạch tích V = 1,4 (cm3) Với thể tích ta có, kích thước mạch từ sau: a = 4,5mm ; b = 6mm ; Q = 27 mm2 ; d = 12mm ; D = 21mm Chiều dài trung bình mạch từ : l = 5,2 cm -Số vòng dây sơ cấp máy biến áp xung: Theo định luật cảm ứng điện từ có: Q1 = W1.Q = W1.Q W1= ( U1.tx )/( ΔB.Q) = (9.167.10-6)/(0,3.27.10-6) = 186 ( vòng) -Số vòng dây thứ cấp: W2 = W1/m = 186/3 = 62 ( vòng) -Tiết diện dây quấn sơ cấp: S1 = I1 / J1 = (33,3.10-3)/ = 0,0056 ( mm2) Ta chọn mật độ dòng điện J1 = ( A/mm2) -Đường kính dây quấn sơ cấp: d1 = = = 0,084 (mm) Chọn dây có đường kính d1 = 0,1 (mm) -Tiết diện dây quấn thứ cấp: S2 = I2 / J2 = 0,1 / = 0,025 (mm) Ta chọn mật độ dòng điện J2 = ( A/mm2) -Đường kính dây quấn thứ cấp: d2 = = = 0,178 (mm) Chọn dây có đường kính d2 = 0,18 (mm) -Kiểm tra hệ số lấp đầy: kld = ( S1.W1 + S2.W2 )/( + ) kld = ( d12.W1 + d22.W2 )/( d2 ) = ( 0,12.186 + 0,182.62 )/( 122 ) kld = 0,03 Như cửa sổ đủ diện tích *) Chọn C3 , R7 Ta chọn R7 cho thoả mãn điều kiện: R7 ≥ U / IB3 = 4,5 / (0,66.10-3) = 6,757 (kΩ) Chọn R7 = 6,8 (kΩ) Ta có C3.R7 = tx = 167 μs, từ C3 = 0,024 (μF) Chọn tranzitor Tr3 loại 2SC9111 có thông số sau: Tranzitor loại npn, vật liệu bán dẫn Si Dòng lớn colector chịu : ICmax = 500 mA Hệ số khuếch đại: β = 50 Dòng làm việc colector : IC3 = Il = 33,3 (mA) Dòng làm việc bazơ : IB3 = IC3 / β = 33,3 / 50 = 0,66 (mA) Với loại thyristor chọn có công suất điều khiển nhỏ ( U dk = 3V ; Idk = 0,1 A ), nên dòng colector–bazơ tranzitor Tr nhỏ Trong trường hợp ta k cần tranzitor Tr2 mà đủ công suất điều khiển tranzitor Chọn nguồn cấp cho máy biến áp xung: E = ± 15 V Với nguồn E = 15V ta phải mắc thêm điện trở R8 nối tiếp với cực Emitor Tr3 R8 = ( E – Ul )/( Il ) = (15 – 9)/( 33,3.10-3) = 180 (Ω) Chọn R9 = 10 (kΩ) Tất diot mạch điều khiển dùng loại 1N4009 có thông số: Dòng điện định mức: Idm = 10 mA Điện áp ngược lớn nhất: UN = 25 V Điện áp điot mở thông : Um = V **) Sơ đồ mô khâu khuếch đại xung biến áp xung Hình 3.20 sơ đồ mô khâu khuếch đại xung biến áp xung **)Giản đồ điện áp ra: Hình 3.21 Giản đồ điện áp khâu khuếch đại biến áp xung 7, Khâu phản hồi +)Sơ đồ đo nhiệt độ lò điện trở lấy tín hiệu điện điện áp E t Hình 3.22 Sơ đồ đo nhiệt độ lò lấy tín hiệu Et Trong sơ đồ trên: - R13, R14, R15 điện trở Manganin - R12 điện trở thay đổi theo nhiệt độ làm Cu Ni Ở nhiệt độ cầu tính toán cân bằng, lúc E t = Khi nhiệt độ môi trường thay đổi cầu cân Lúc giá trị R 12 thay đổi làm xuất đầu A, B điện áp ΔU Mặt khác nhiệt độ thay đổi nên hai đầu nhiệt kế xuất điện áp ΔEt cho ΔEt=ΔU Như mV kế V Ta dùng nhiệt kế Platin – Platin Rôđi ( 90% Pt 10% Rh) đo lâu dài với nhiệt độ 1000 – 1200 Khoảng 100 tăng 0.64 mV → nhiệt độ nhỏ 1000 : Et = 6,4 mV → nhiệt độ nhỏ 1200 : Et = 7,68 mV Điện áp đo mV kế nhỏ nên ta phải khuếch đại điện áp +)Khâu khuếch đại điện áp phản hồi : Hình 3.23 Sơ đồ khâu khuếch đại điện áp phản hồi Uph = - Et.R17/ R16 Ta chọn R16 = KΩ, R17 = 40 KΩ, Uph = ( -0,212) ÷ ( -0.256) V Chọn R18 = R17/ R16 = KΩ 3.3.3 Sơ đồ mạch điều khiển kênh Hình 3.24 Sơ đồ mạch điều khiển kênh 3.3.4 Giản đồ điện áp kênh Hình 3.25 Giản đồ điện áp kênh 3.3.5 Sơ đồ mạch lực mạch điều khiển lò điện trở Hình 3.26 Sơ đồ mạch lực mạch điều khiển lò điện trở **)Giản đồ điện áp ba pha Hình 3.27 Đồ thị điện áp pha a với α =45° Hình 3.28 Đồ thị điện áp pha a với α =75° KÊT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu thực đề tài hướng dẫn tận tình thầy PGS TS Đinh Văn Thắng với cố gắng nỗ lực thân, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp theo kế hoạch giao Tuy nhiên, thời gian có hạn, kiến thức hạn chế nên bên cạnh kết đạt nội dung đề tài không tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đóng góp, đánh giá thầy cô giáo để đề tài hoàn thiện 1- Hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động lò điện nói chung lò điện trở nói riêng 2- Vận dụng nguyên lý hoạt động mạch điều áp xoay chiều ba pha vào mạch thực tế 3- Biết cách thiết kế tính toán mạch lực 4- Biết cách tính toán thiết kế mạch điều khiển Kết mô cho thấy mạch lực mạch điều khiển hoạt động tốt đáp ứng yêu cầu thực tế đặt Điều chứng tỏ tính đắn mạch thiết kế Kết sở cho việc ứng dụng để thiết kế cho mạch thực tế Tuy nhiên, thời gian có hạn trình độ hạn chế, đồ án không tránh khỏi thiếu sót Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy PGS TS Đinh Văn Thắng thầy cô Bộ môn Kỹ thuật điện - Điện tử tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ em trình thực hoàn thành đề tài Hà Nội, ngày 05 tháng 06 năm 2017 Sinh viên NGUYỄN MẠNH HƯNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang thiết bi điện tử - PGS TS Đinh Văn Thắng- Đại học Mỏ - Địa Chất Hà Nội, 2006 Điện tử công suất – Nguyễn Bính Nhà xuất khoa học kĩ thuật - 1995 Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất – Phạm Quốc Hải Nhà xuất khoa học kĩ thuật - 2009 Phân tích giải mạch điện tử công suất – Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật – 1997 http://www.thuvientailieu.vn/tai-lieu/de-tai-khai-thac-phan-mem-psim-mo-phongmach-dien-tu-cong-suat-22712/ http://www.thuvientailieu.vn/tai-lieu/thiet-ke-bo-dieu-ap-xoay-chieu-20509/ ... TRỞ 1. 1 Giới thiệu chung lò điện trở…………………………………………… 1. 1 .1 Khái niệm…… …………………………………………………… 1. 1.2Nguyênlý làm việc lò điện trở …………… ……………… 1. 1.3 Những vật liệu làm dây nung…………… ……………………… 1. 1.4... Hình 1. 1 Kết cầu buồng……………………………………………………….9 Hình1.2 Lò ………… .10 chụp lò ……………………………………………………… Hình1.3 Lò muối ……………………………………………………………… … 11 Hình1.4 Lò giếng………………………………………………………………… 11 Hình 2 .1. .. (1) , (2), (3) giá trị α khác lấy P α = 10 0% ta có bảng giá trị đồ thị thể mối quan hệ công suất tải góc α α 20 30 40 50 60 70 80 P% 10 0 98.6 95.6 90.2 81. 8 70.6 57 .16 42.8 α 90 10 0 11 0 12 0 13 0