Đồ án Thiết kế thiết bị điều khiển lò trung tần nấu thép

Đồ án Thiết kế thiết bị điều khiển lò trung tần nấu thép LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần kĩ thuật điện tử bán dẫn công suất lớn phát triển mạnh mẽ Các thiết bị điện tử cơng suất có nhiều ưu điểm có khả điều khiển rộng, có tiêu kinh tế cao, kích thước trọng lượng thấp, độ tin cậy xác cao Ứng dụng chúng vào việc biến đổi điều khiển điện áp dòng điện xoay chiều thành chiều ngược lại chiều thành xoay chiều ngày sâu rộng Do mà thiết bị điện tử điều khiển có mặt hầu hết lĩnh vực sống Do yêu cầu thực tế sản xuất, hầu hết kĩ sư học môn điện tử cơng suất Sau trường, họ làm việc có liên quan đến lĩnh vực điện tử công suất phổ biến Thật may mắn đề tài tốt nghiệp em sử dụng nhiều kiến thức môn Đồ án tốt nghiệp gồm năm chương: Chƣơng : Tìm hiểu cơng nghệ lò cảm ứng điện từ Chƣơng : Giới thiệu lò cảm ứng số loại lò khác Chƣơng : Thiết kế tính tốn mạch lực Chƣơng : Khảo sát bảng mạch điều khiển lò trung tần nấu thép Chƣơng 5: Thiết kế tủ điều khiển giới thiệu bảng đấu dây Trong làm đồ án chúng em vô cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Đoàn Phong giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Vì q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp khơng dài nên chắn nhiều thiếu sót em mong góp ý thầy cô giáo Em xin chân thành cảm ơn CHƢƠNG TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ LÕ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Đến kỷ 20, sau Chiến tranh giới lần thứ nhất, công nghiệp ngày phát triển mạnh Trên giới lúc ngành công nghiệp, ngành luyện thép hợp kim, ngành đúc chi tiết, ngành chế tạo máy, ngành điện lực, ngành điện tử … đà phát triển sản lượng chất lượng sản phẩm Do yêu cầu điều kiện kĩ thuật mới, sắt thép thông thường trước khơng thỏa mãn với dụng cụ, máy móc thiết bị tối tân, đòi hỏi chúng phải làm việc điều kiện nhiệt độ áp suất cao, chống ăn mòn hóa học điện hóa, chống bào mòn học, chống nóng, chống rỉ… phải sản xuất loại thép hợp kim có tính đặc biệt độ bền học cao, độ bền chống ăn mòn mơi trường axít, nước sơng, nước biển, chống mài mòn va đập … Đặc biệt cần phải sản xuất loại thép có tính đàn hồi cao, có tính nhiễm từ tốt, có tính chống nhiễm từ cao Do tính chất đặc biệt nên thép đựơc sản xuất từ lò thổi khơng khí khơng thể đáp ứng nữa, mà phải nấu luyện loại lò điện Vậy phương pháp luyện thép lò điện công nghệ đại Để luyện thép hợp kim lò điện người ta tận dụng điện biến thành nhiệt dạng hồ quang, cảm ứng điện từ, điện trở dạng plasma Thường sử dụng lò điện hồ quang xoay chiều lò điện hồ quang chiều để sản xuất thép cácbon chất lượng, thép hợp kim thấp, trung bình cao với sản lượng lớn Để luyện số thép hợp kim chuyên dùng, thép hợp kim cao cácbon người ta sử dụng loại lò điện cảm ứng cao tần, trung tần tần số công nghiệp Để nấu loại thép hợp kim, tinh luyện kim loại thép đạt chất lượng cao người ta sử dụng lò điện xỉ, lò điện cảm ứng chân khơng, lò hồ quang chân khơng, lò điện từ chân khơng sâu, lò plasma … Để nung ngun liệu loại vật liệu, dụng cụ, chi tiết máy người ta sử dụng lò điện trở nung trực tiếp gián tiếp 1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA LÕ CẢM ỨNG KHÔNG LÕI SẮT Đầu kỷ 20 có đề nghị hợp kim luyện kim lò cảm ứng khơng lõi sắt dòng điện tần số cao Nhà phát minh đèn điện A.N Lô-đư-gin thời gian 1905 – 1907 đề nghị nhiều kết cấu dây nung cảm ứng Sau kết thúc chiến tranh giới lần thứ lò không lõi sắt bắt đầu dùng rộng rãi cơng nghiệp Ở Mỹ việc sản xuất lò theo sơ đồ Nc- trúp bắt đầu chiếm vai trò chủ yếu công ty Ajax Electrothemic corporation năm 1920 Ở Châu Âu độc lập với Noóc-trúp năm 1920 bắt đầu thí nghiệm việc tạo lò tần số cao có thiết bị phóng tia lửa điện tự quay Ri-bơ Sự phát triển kỹ thuật rađio sinh máy phát dòng điện tần số cao khác nhau, máy phát hồ quang, máy phát tia lửa điện, máy phát có đèn điện tử Do đến đầu năm 30, kỷ 20 giá thành lượng dòng cao tần giảm – lần giá thành lượng dòng điện cơng nghiệp Đó sơ đồ tốt để sử dụng rỗng rãi cơng nghiệp lò số cao tần số cao Năm 1937 công suất thiết bị lò tần số cao tồn giới tăng đến 100.000 kW dung tích lò lần vài Kg lên đến 12 ( Các nhà máy luyện thép Bofooc Thụy Điển năm 1951) Nguồn cho tần số cao để cung cấp cho thiết bị điện nhiệt tần số 10000 Hz máy phát cảm ứng tần số lớn máy phát đèn Năm 1930 V.P vôlôgđin (Nga) với người cộng tác bắt đầu nghiên cứu lò luyện cảm ứng khơng lõi sắt, năm 1932 xây dựng lò luyện 10 200 Kg thép, công nghiệp Nga bắt đầu sản xuất tồn lò với trang bị điện chúng máy phát môtơ, tụ điện …giáo sư V.P vôlôgđin phát minh lò điện cảm ứng khơng có lõi sắt nước Nga với máy phát đèn năm 1939 Sau chiến tranh giới lần thứ hai lò điện xây dựng phát triển rộng khắp giới Như Đức ứng dụng lò điện hồ quang 10 60 tấn/mẻ để sản xuất thép công cụ thép hợp kim, Tiệp Khắc sử dụng lò điện hồ quang 20 30 tấn/ mẻ để nấu tất loại thép cácbon hợp kim thấp Ngày người ta sử dụng phổ biến loại lò điện hồ quang với dung lượng 100 400 tấn/ mẻ dung lượng biến áp 35000 165000 kVA Đặc biệt Mỹ người ta chạy thường xuyên loại lò 360 /mẻ với chế độ siêu công suất 160000 kW để sản xuất thép cacbon chất lượng, đảm bảo suất 100 120 thép/ Từ năm 1990 đến thiết kế xây dựng loại lò điện hồ quang đại loại hồ quang chiều siêu cơng suất ( 150tấn/ mẻ ) lò hồ quang thân cột có dung lượng lò 100 300 tấn/mẻ Sản lượng lò điện hồ quang chiếm 80 90% tổng lượng thép lò điện Số lượng thép lại sản xuất từ lò cảm ứng cao tần, trung tần tần số cơng nghiệp Lò cảm ứng cao tần có dung lương 50 f = 35000 100 kg/mẻ với số làm việc 55000 Hz sử dụng để sản xuất loại thép hợp kim chuyên dùng Hiện loại lò sử dụng để nấu thép mà chủ yếu để bề mặt chi tiết máy Lò cảm ứng trung tần có dung lương 100, 200, 500, 900, 1000 kg/mẻ với tần số làm việc từ 1000 đến 3000 Hz sử dụng để nấu thép hợp kim cao có hàm lượng cacbon thấp ( C 0,10% ) Loại lò ứng dụng phổ biến khắp nơi xưởng đúc, xương khí, xưởng luyện thép, luyện gang … Ngày công nghiệp điện tử đà phát triển lò điện cảm ứng trung tần trang bị thiết bị tối tân để vận hành lò thuận lợi nhanh chóng xác 1.3 ĐẶC ĐIỂM CHỦ YẾU CỦA PHƢƠNG PHÁP LÕ ĐIỆN - Để nấu luyện thép hợp kim lò điện người ta sử dụng lượng điện biến thành nhiệt năng, tập trung lượng nhiệt lớn để nung chảy kim loại nhanh đặc biệt kim loại khó chảy volfram, molipden… - Ở lò điện có nhiệt độ cao 1700 nên tạo điều kiện hòa tan nguyên tố hợp kim nhiều thép, thỏa mãn đầy đủ cho phản ứng luyện kim tạo điều kiện tăng tốc độ phản ứng hóa học, thúc đẩy q trình phản ứng oxi hóa hồn ngun kim loại xảy nhanh chóng triệt để - Trong q trình nấu luyện thép lò điện, dễ dàng nâng nhiệt độ cho bể kim loại đồng thời tiến hành điều chỉnh xác thành phần hóa học thép lỏng xỉ - Nấu luyện tất loại thép cácbon cao, thấp có chất lượng tốt, luyện tất loại thép hợp kim cao đặc biệt mà đảm bảo cháy hao nguyên tố hợp kim thấp Đặc biệt luyện mác thép có hàm lượng phospho lưu huỳnh thấp - Giá thành loại thép lò điện cao tiêu tốn điện điện cực lớn (điện cực grafit phải nhập từ nước ngồi nước ta chưa sản xuất được) - Vì cần phải áp dụng biện pháp cải tiến thiết bị cường hóa trình luyện thép lò điện để nâng cao chất lượng hạ giá thành sản phẩm - Chọn tính tốn hợp lý đảm bảo phospho lưu huỳnh, kích thước nguyên liệu phải phù hợp với dung lượng lò phương pháp chất liệu vào lò để đảm bảo vận hành lò tốt - Sử dụng khống chế chế độ điện cách tối ưu trình nấu luyện thép, đảm bảo thời gian nấu mẻ thép thấp suất lò cao - Áp dụng biện pháp cường hóa giai đoạn nấu chảy oxi hóa hồn ngun - Áp dụng công nghệ tạo xỉ đơn, tạo xỉ bọt, thổi oxi nguyên chất, thổi chất khử khí trơ vào lò để đảm bảo tốc độ phản ứng luyện kim xảy nhanh khử bỏ tạp chất khí có hại thép cách triệt để 1.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ LÕ CẢM ỨNG KHÔNG LÕI THÉP Là dựa vào tượng cảm ứng điện từ Khi đặt khối kim loại vào từ trường biến thiên khối kim loại xuất hiện( cảm ứng ) dòng điện xốy ( dòng Foucault ) Nhiệt dòng điện xốy đốt nóng khối kim loại Lò cảm ứng cấu tạo dựa ngun lý máy biến áp khơng khí cuộn cảm ứng chế tạo đồng theo dạng xoắn ốc bọc xung quang tường lò Cuộn cảm ứng coi cuộn sơ cấp, cuộn kim loại chứa đựng lò coi cuộn thứ cấp máy biến áp Khi ta cho dòng điện xoay chiều qua cuộn cảm ứng sinh từ thông biến thiên Từ thông qua kim loại sản sinh sức điện động cảm ứng E2 Kim loại coi dây dẫn, khép kín thẳng góc với từ thơng biến thiên Xuất kim loại dòng điện cảm ứng lương dòng điện cảm ứng sinh lượng nhiệt lớn để nung chảy kim loại Như lò làm việc xuất hai sức điện động cảm ứng cuộn cảm ứng E kim loại E2 Giá trị E1 E2 tính theo cơng thức: E1 = 4,44 .f.n1.10 V E2 = 4,44 .f.n2.10 V Trong đó: - từ thông biến thiên, Wb f - số làm việc, Hz n1 – số vòng cuộn cảm ứng (sơ cấp); n2 - số vòng cảm ứng cuộn thứ cấp ( kim loại coi khối thống nên có n2 = ); Do cuộn cảm ứng kim loại chứa lò bị ngăn cách độ dày nồi lò ( vật liệu chịu lửa ) vòng cuộn cảm ứng có khoảng cách định nên từ thông biến thiên bị mât mát lớn ( từ thông tản ngồi khơng khí ) sức điện động cảm ứng E1 > E2 Vì cần phải cấp vào cuộn cảm ứng lượng điện lớn để tạo E cao phù hợp với dung lượng lò đồng thời tạo E2 đủ lớn để làm nóng chảy kim loại lò Khi kim loại bị cảm ứng kim loại sinh từ thông chống lại từ thông cuộn cảm ứng sinh ra, chiều dòng điện I1 ngược chiều với chiều dòng điện Foucault (I2) Ta có : E1 E2 n1 n2 I1 I2 = I1.n1; I2 Như dòng điện I2 phụ thuộc vào nguồn cung cấp phụ thuộc vào số vòng cuộn cảm ứng Khi dòng điện xoay chiều vào cuộn cảm ứng kim loại sinh dòng điện Phucơ (I2) Dòng điện I2 lớn gấp n1 so với I1 nghĩa có I1 = const tăng số vòng cuộn cảm ứng dòng I tăng cao Và nhờ có dòng điện Phucơ ( I2 ) tạo lượng nhiệt lớn để nấu chảy kim loại Năng lương điện nấu chảy kim loại tính theo cơng thức : W = I 22 2 d.h W = (I1.n1).2 f 10 d.h f 10 ; (W); ; (W); Trong : I1.n1 – gọi ampe vòng,( A.mm); d - đường kính nồi chứa kim loại, ( mm ) h – chiều cao nồi lò, ( mm) - điện trở suất kim loại, ( mm /m ) f – tần số làm việc, (Hz) Qua công thức ta thấy nhiệt cung cấp cho lò nấu phụ thuộc vào nhiều yếu tố tỷ lệ với bình phương ampe vòng Lượng nhiệt phụ thuộc vào số vòng cuộn sơ cấp ( n1 ) cường độ dòng điện cảm ứng (I1) Mỗi loại lò cảm ứng có mạch điện riêng để đảm bảo cung cấp dòng điện I1 số làm việc múc độ tối thiểu fmin Trong : 2,5 10 d2 ; - điện trở suất ngun liệu, mm /m; d - đường kính lò chứa nguyên liệu, mm Nhân xét : Đường kính nồi lò tỷ lệ nghịch với đường kính làm việc Khi tăng số làm việc phải giảm đường kính nồi lò Vậy tần số làm việc định dung lương định mức lò ( tấn/mẻ ) 1.5 ĐẶC ĐIỂM NGUYÊN LÝ CẢM ỨNG ĐIỆN TRONG LÕ CẢM ỨNG KHÔNG LÕI SẮT 1.5.1 Mức độ cảm ứng Mức độ cảm ứng khối kim loại chứa lò khác nhau, phụ thuộc vào vùng, tính chất nguyên liệu tần số làm việc Mật độ dòng điện cảm ứng phân bố lò khơng Kim loại sát tường lò, gần cuộn cảm ứng có mật độ điện lớn giảm dần theo hướng vào tâm lò, tức nguyên liệu chảy nhanh sát tường lò, lò chảy chậm Để xác định đại lượng mật độ dòng kim loại điểm nồi lò ta có cơng thức sau: z z e w 2 z f kl 10 e Trong : z , : tương ứng mật độ dòng hồnh độ z : độ từ thẩm tuyệt đối, ( H ) = 0: kl kl độ từ thẩm môi trường chân không; : độ từ thẩm kim loại lò; : điện trở xuất kim loại lò; ( mm / m ) f – tần số làm việc, ( Hz ) z Pz P0 z z Hình 1.1 Phân bố tương đối mật độ dòng điện ( z / cơng suất(P z /P0 ) Ta có bảng nêu tiêu sản xuất thép lò cảm ứng khơng lõi sắt 0) Bảng1.1 Chỉ tiêu kích thước nguyên liệu sử dụng loại lò Tần số làm việc, Hz Đường kính liệu, (mm) Loại lò cảm ứng 50 100 150 Lò tần số cơng nghiệp 1000 35 40 Lò trung tần 2000 25 30 Lò trung tần 3000 20 25 Lò trung tần 10.000 10 12 Lò cao tần 500.000 1,0 1,5` Lò cao tân đặc biệt 1.5.2 Công suất điện Phải tận dụng cơng suất điện có lợi cho q trình nấu, cần phải nối vào tải hệ thống tụ điện bù cos Do cấu tạo lò cuộn cảm ứng nồi lò có độ dày vật liệu chịu lửa ngăn cách lò với cuộn cảm ứng, cuộn cảm ứng có nhiều vòng, vòng cách vòng mm nên tạo nhiều khe hở, dẫn đến từ thơng biến thiên bị rò ngồi khơng khí, bớt lượng điện cảm ứng lò hệ số tận dụng cơng suất điện thấp - Tần số 50 Hz cos - Tần số 500 = 0,1 0,12 3000 Hz cos - Tần số 4000 10.000 Hz cos = 0,2 0,22 = 0,25 0,28 10 1.5.3 Hệ thống tụ điện bù Với đại lượng cos thấp đủ lượng nhiệt cung cấp cho việc nấu chảy kim loại người ta mắc hệ thơng tụ điện bù nối tiếp song song tổng hợp với cuộn cảm ứng lò a) Mắc nối tiếp với cuộn cảm ứng lò cho ta chế độ cộng hưởng điện áp hình vẽ C U1 = U2 I1 r U1 X= C U2 Uc UL Uc I1 UL = Uc Hình 1.2 Sơ đồ kiểu nối tụ nối tiếp với cuộn cuộn cảm ứng lò Khi cộng hưởng Im = Ilò = IC= I điện áp máy phát công hưởng nhỏ điện áp máy chưa cộng hưởng ( Um > U ' m ) Nếu cơng hưởng hồn tồn có điện áp cuộn cảm ứng điện áp tụ điện bù ( U L = UC ) Khi Um > U ' m góc lệch pha UL UC giảm xuống không Nếu điện áp máy phát ổn định theo mức bù dẫn tới I L tăng làm tăng giá trị sụt áp cuộn cảm tụ điện bù Điện áp cuộn cảm ứng lò UL = U1.X = U1 .L; Điện áp tụ điện bù Uc = I1 điện trở có điện áp C Ur = I1.r dẫn đến làm tăng điện áp lò ( I ), đơi cao q dễ làm thủng lớp cách điện vòng cảm ứng dẫn đến cố Do cần khống chế dòng điện có chế độ cộng hưởng điện áp Thực tế người ta dùng cách ghép nối tụ điện nối tiếp, mà phổ biến dùng phương pháp ghép nối tụ bù song song với cuộn cảm ứng lò Với cách nối cho ta chế độ cộng hưởng dòng điện hoàn toàn tránh cố dòng điện cộng hưởng 11 b) Sơ đồ ghép nối tụ song song với cuộn cảm ứng lò giới thiệu hinh vẽ : I2 r I2 C U1 = U2 In In= IL Ic X= C Uc Ic = IL I2 Ic Hình 1.3 Sơ đồ nối tụ song song với cuộn cảm ứng Ta có Um = Ulò = UC= UL, nghĩa điện áp máy phát ổn định q trình chạy lò, dòng điện cộng hưởng vượt trội dòng điện máy phát: I lo Nếu chưa có cos IC Im ta có I lo Im Nếu cộng hưởng hồn tồn r = ta có chế độ cộng hưởng ta có L I lo I C Khi lò làm việc theo ( điện trở cuộn cảm ứng C điện trở tụ điện bù ) Do ta xác định điện dung tụ điện bù: C= L= 1 = L ( f ) L U Q = = 2 f I U f U f Trong đó: - tần số góc, ( rad/s); f – tần số dòng điện, Hz; L - đại lượng tự cảm, Hz ; C - điện dung tụ điện, F; Q – công suất phản kháng, kVAr ; 12 Qua công thức ta thấy lò cảm ứng có tần số làm việc cao điện dung bù nhỏ ( giá thành hạ, tổn hao điện thấp ) c) Cộng hưởng hỗn hợp vừa có cộng hưởng điện áp, vừa có cộng hưởng dòng q trình chạy lò Để thực cộng hưởng hỗn hợp người ta vừa nối ghép tụ bù nối tiếp, vừa nối song song với cuộn cảm ứng lò Đây mạch nối phức tạp cồng kềnh nên dùng sản xuất C U1 = U2 r C IC In X= C I2 Hình 1.4 Sơ đồ nối tụ vừa nối tiếp vừa song song với cuộn cảm ứng lò 1.5.4 Ảnh hƣởng từ thông tán xạ từ thông khối kim loại Làm xuất lực nâng làm cho phần kim loại lỏng lò tăng cao với độ cao h2 h2 = 6,41 10 3.( I n0 ) 1.P h2 d f ( cm ) Trong đó: I1 : Cường độ dòng điện vào cuộn cảm ứng lò (A); n0: Số vòng cảm ứng đơn vị dài ( vg/cm ); : Tỷ khối kim loại lỏng ( g/cm ); : Điện trở suất kim loại ( m ); f : Tấn số làm việc ( Hz ); h2,,d2 : Tương ứng với chiều cao bể kim loại Cùng công suất truyền cho kim loại tần số nhỏ h cao Do lực nâng lên phần kim loại lỏng lò nên kim loại xỉ lỏng 13 xáo trộn mãnh liệt làm cho thành phần hóa học nhiệt độ thép lỏng đồng đều, sản phẩm luyện lại có nhược điểm làm cho áo lò bị bào mòn nhanh, bóc trần bề mặt kim loại lỏng Qua sản xuất thực tế người ta áp dụng hai biện pháp sau để khắc phục nhược điểm : + Nâng hạ cuộn cảm đến mức cho phép lò có dung tích nhỏ cỡ từ 10 (kg/mẻ ) + Người ta lắp đặt hại cuộn cảm ứng : Cuộn cảm ứng có tần số cao để tăng tốc độ nấu chảy nguyên liệu, cuộn cảm ứng thứ hai có tần số cơng nghiệp để khuấy trộn bề mặt kim loại lỏng Hai cuộn cảm ứng ghép nối thành hệ thống chung quấn vòng cảm ứng ngược chiều Cuộn cảm ứng thứ có nhiều vòng sử dụng cần xáo trộn kim loại lỏng, mãnh liệt mà có độ vòng cao phần khối kim loại lò Với thiết bị đại người ta vận hành lò có hai cuộn cảm ứng nhanh chóng xác Hiện người ta áp dụng phương pháp phổ biến đẻ nấu luyện thép hợp kim có chất lượng cao đồng thời nâng cao tuổi thọ lò ( 100 150 ) mẻ 1.6 PHÂN LOẠI 1.6.1 Theo số làm việc - Thiết bị tần số công nghiệp lấy điện từ lưới qua máy biến áp f = 50 Hz (Lò cảm ứng số công nghiệp) - Thiết bị trung tần với tần số làm việc 500 10 0000 Hz ( Lò cảm ứng trung tần ) Đây lò trung gian lò cảm ứng tần số cơng nghiệp lò cảm ứng cao tần - Thiết bị cao tần với tần số làm việc 10 000 Hz ( Lò cảm ứng cao tần ) 1.6.2 Theo phạm vi ứng dụng - Thiết bị tần số để nấu chảy kim loại hợp kim Lò cảm ứng loại có hai loại lò có lõi thép ( lò máng ) lò khơng có lõi thép ( lò nồi ) Lò máng dung lượng nhỏ nhiệt độ thấp dùng để nấu chảy 14 kim loại màu Lò nồi có dung lượng nồi lớn tần số cáng giảm ( để nung nóng ) VËt nÊu M¸ng Hình 1.5 Lũ mỏng Các vòng cảm ứng Nồi Hỡnh 1.6 Lũ nồi - Thiết bị nung phôi cho rèn, dập, cán Phơi lớn tần số làm viêc nhỏ - Thiết bị bề mặt thường làm việc tần số cao Lớp tơi mỏng tần số làm việc cáng cao - Thiết bị nung, sấy chất điện môi bán dẫn 1.7 NGUỒN ĐIỆN CAO TẦN CÓ THỂ ĐƢỢC TẠO RA BẰNG CÁCH SAU: 1.7.1 Dùng máy phát điện tần số cao Người ta dùng máy phát đồng cực lồi số cặp cực lớn số vòng quay cao : 15 f= n p (Hz) 60 Trong : p : số cặp cực n : tốc độ quay roto, vòng /phút Để tối ưu hóa q trình cơng nghệ gia nhiệt, việc điều chỉnh dòng kích từ máy phát quan trọng, nhằm ổn định điện áp máy phát cấp cho lò cảm ứng nhằm điều chỉnh cấp điện áp theo trị số mong muốn Hoàn thiện dùng biến đổi kích từ Thyristor, đảm bảo độ xác, ổn áp 1% với điện áp kích từ ( 180 V) * Ưu điểm: - Đơn giản cấu trúc - Độ tin cậy cao - Có thể làm việc song song với máy phát, vốn thấp công suất lớn * Nhược điểm: - Có phần tử khó sửa chữa - Diện tích lắp đặt lớn, làm việc ồn - Hiệu suất thấp tải nhỏ, bôi trơn làm lạnh phức tạp không thay đổi tần số 1.7.2 Đèn phát tần số Dùng thiết bị gia nhiệt tần số thường đèn cực chân không Tần số từ vài chục đến hàng trăm MHz Đèn làm mát khơng khí ( cơng suất vài Kw ) hay nước ( cơng suất lớn hơn, tới ngồi 100 kW ) Khi làm việc, nhiệt độ Katot tăng từ nhiệt độ môi trường tới 2000 C điện trở lò tăng tới 10 lần bắt đầu làm việc, không cấp điện áp định mức dòng Katơt q lớn gây hỏng đèn mà phải qua nhiều nấc tăng dần.Lúc làm việc cần ổn định điện áp sợi đốt tăng điện áp lên 1% làm tuổi thọ đèn giảm 10% 16 * Ưu điểm: - Gọn nhẹ dễ sửa chữa * Nhược điểm : - Hiệu suất tuổi thọ thấp, sợi đốt đèn tiêu thụ từ 30% công suất đèn - Phải qua nhiều khâu biến đổi 1.7.3 Dùng thyristor Là loại phổ biến gồm hai khâu chỉnh lưu nghịch lưu Dòng điện tần số cơng nghiệp chỉnh lưu biến đổi thành dòng cao tần bị hạn chế tần số cao giải công suất lớn Sử dụng tốt với lò cơng suất nhỏ vừa ƢU ĐIỂM, NHƢỢC ĐIỂM CỦA LÕ CẢM ỨNG KHÔNG LÕI 1.8 SẮT 1.8.1 Ƣu điểm: - Luyện hợp kim có độ cao khơng có nguồn bẩn - Luyện hợp kim đồng nhất, thành phần hóa học bể lò đồng sáo lộn gây lực điện động - Kim loại luyện có nhiệt độ cao đạt nhiệt độ cực đại toàn khối kim loại khơng riêng biệt lò hồ quang - Kim loại cháy nung kim loại từ - Hiệu suất thân lò cao - Năng suất cao luyện nhanh - Diện tích lò chiếm nhỏ kích thước ngồi nhỏ so với kích thước lò khác - Điều chỉnh công suất nhiệt độ đơn giản, dễ dàng phạm vi rộng - Có khả luyện chân khơng mơi trường khí đặc biệt - Điều kiện lao động nhẹ nhàng hợp vệ sinh - Máy phát môtơ làm việc yên tĩnh so với chế độ làm việc khơng ổn định lò hồ quang 17 - Không tiêu hao điện cực - Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao so với lò hồ quang phương diện việc so sánh giá thép luyện lò cảm ứng lò hồ quang có tầm quan đặc biệt 1.8.2 Nhƣợc điểm: - Kê tương đối lạnh, khó tiến hành phản ứng kim loại xỉ trình tinh luyện khó Nhược điểm là đặc tính chung lò có lõi sắt khơng có lõi sắt Do xỉ lò khơng có dòng điện chạy qua nung nhiệt kim loại nấu lò - Hiệu suất toàn thiết bị thấp thiết bị cần có nguồn tần số cao cấn phải có tụ điện - Trang bị với thiết bị lò khơng lõi sắt phức tạp đắt - u cầu nhân viên phục vụ có trình độ cao 1.9 ỨNG DỤNG CỦA LÕ CẢM ỨNG KHÔNG LÕI SẮT - Ứng dụng chủ yếu để luyện thép chất lượng cao hợp kim đặc biệt khác có yêu cầu độ cao đồng xác thành phần hóa học Các u cầu khơng thực lò có lửa lò hồ quang - Luyện loại thép thơng thường lò khơng có lõi sắt có tính kinh tế so với lò hồ quang, tương tự luyện kim loại hợp kim màu lò điện khơng có lõi sắt kinh tế so với lò cảm ứng có lõi sắt ta biết năm gần thành tựu khoa học đời liên tiếp như: máy bay phản lực siêu âm dùng lương nguyên tử … yêu cầu tạo ta hàng loạt hợp kim đặc biệt chế tạo hợp kim này, chủ yếu đơi dùng lò cảm ứng khơng lõi sắt.Do phát triển lò khơng có lõi sắt chậm nên năm gần sử dụng quy mô rộng lớn 18 CHƢƠNG GIỚI THIỆU LÕ CẢM ỨNG DÙNG BỘ BIẾN TẦN 2.1 LÕ CẢM ỨNG 2.1.1 Sơ đồ chức lò cảm ứng dùng biến tần KĐK3 U = var U = var f = 50Hz CL CKL NL KĐK2 KĐCS KĐK1 U,I,f Lò KNg Hình 2.1 Sơ đồ khối chức lò cảm ứng dùng biến tần Trong sơ đồ khối chức lò cảm ứng trung tần dùng biến tần gồm khâu sau: - Mạch lực gồm khâu: + CL – Bộ chỉnh lưu có điều khiển dùng thyristor biến đổi điện áp xoay chiều lưới điện thành điện áp chiều + NL – Khâu nghịch lưu cộng hưởng biến điện áp chiều thành điện áp xoay chiều cung cấp cho vòng cảm ứng lò 19