Tính côngsuấtmáyphát cấp nguồn
Điện ápcấpchocuộncảm ứng
1. Công suấtmáyphát P
n
tính theo
.
. os
n
P S
P
c
Với :
P
- mật độ côngsuất bề mặt phía trong cuộncảm ứng
S- diện tích bề mặt trong cuộncảm ứng
- hiệu suất thường từ 0,50 – 0,87
cos
- hệ số công suất, hệ số
cos
rất thấp từ 0,1 – 0,3
2. Điệnáp :cấp chocuộncảmứng trong nung tôi thường chọn theo sự kết
hợp với kinh nghiệm; đưa ra khoảng chọn:
U = ( 50 – 250 ) V
V
ới nung tôi bề mặt: U = ( 50 – 100 ) V
3. Nâng cao hệ số côngsuấtchocuộncảm ứng
Cuộn cảmứng có hệ số công suất
cos
thấp
cos
= 0,1 – 0,3 bởi
vậy bắt buộc phải nâng cao hệ số công suất. Trị số của tụ điện C dùng để
nâng cao hệ số côngsuất được tính theo:
1 2
2
.
n
P
C tg tg
U
Với P
n
– côngsuất của nguồn , W
U – áp trên cu
ộn cảm ứng, V
2
f
- ; f- tần số dòng cảm ứng
1
tg
- từ hệ số côngsuất trước khi nâng cao
1
os
c
2
tg
- từ hệ số côngsuất trước khi nâng cao
2
os
c
C- trị số tụ điện , F
Các b
ộ tụ điện được đấu song song với cuộncảm ứng
§ 6. Các loại lò luyện kim theo phương pháp cảm ứng
Hiện nay trong luyện kim, sản xuất sắt thép xây dựng, thép hợp kim,
trong ch
ế tạo máy… thường dùng lò cảm ứng. Xét hai loại lò phổ biến:
1. Lò máng ( lò có lõi thép)
U
1
2
3
4
Hình 1
Trên hình 1 - c
ấu tạo lò máng
1- Lõi thép
2- Cu
ộn cảm ứng
3- Máng
4- Thép h
ợp kim
Nhờ có lõi thép, từ thông trong lõi lớn nhờ đó dòng cảmứng trong
thép l
ớn, tạo được nhiệt độ cao, tốc độ nung chảy cao. Loại lò này dùng phổ
biến cho thép hợp kim.
2. Lò nồi ( lò không có lõi thép)
Lò nồi không có lõi thép, từ thông biến thiên qua kim loại nhỏ hơn lò
máng, nhi
ệt độ thấp hơn nhưng ít chịu tác động của lực điện động, nhiệt độ
quá cao nhờ đó thép ít bị phế phẩm, ít bị cháy, phù hợp luyện kim loại có giá
tr
ị.
1
2
U
3
Hình 2
Hình 2- cấu tạo lò nồi
1- Vỏ lò
2- Cu
ộn cảm ứng
3- Thép hợp kim
§ 7. Nguồnáp cung cấpchocuộncảm ứng
Nguồn ápchocuộncảmứng đòi hỏi phải có tần số cao hơn nhiều tần
số dòng điệncông nghiệp 50 Hz đồng thời phải điều chỉnh được và làm việc
ổn định
trong các thiết bị nung tôi và luyện kim.
Điểm qua một số nguồnáp được sử dụng trong phương pháp cảm ứng
như sau:
1. Máyphát tần số cao: là máyphát đồng bộ với roto có số đôi cực từ p,
t
ần số f của dòng điệnphát ra là:
( )
60
np
f Hz
n- số vòng quay của roto
Khi t
ăng số đôi cực từ p sẽ tăng tần số f. Nhưng số đôi cực từ p cũng
bị hạn chế kết cấu của máy. Do đó tần số của loại máyphát này hạn chế
800
f Hz
loại máyphát này trước kia dùng trong lò luyện kim.
2. Máyphátđiệncảm ứng
Tần số của máyphátđiệncảmứng f xác định theo:
( )
60
nZ
f Hz
với n- tốc độ quay của roto
Z - s
ố răng của roto
Khi t
ăng số răng Z của roto tăng tần số f. Máyphátđiệncảmứng làm việc
với tần số f < 1 KHz.
Các lo
ại máyphátđiện quay ở trên có nhược điểm là hiệu suất thấp,
kích th
ước lớn, vận hành bảo hành khó… Ngày nay với kỹ thuật điện tử
công suấtphát triển người ta tạo ra nguồnáp có hiệu suất cao, làm việc ổn
định
, không tiếng ồn cùng với nhiều tính năng ưu việt khác. Sau đây xem xét
m
ạch điện tử côngsuất như vậy.
1. B
ộ biến đổi tần số tĩnh
F
X
T
8
T
7
T
1
T
3
T
5
T
2
T
4
T
6
L
BA
Cuén c¶m øng CC¦
BiÕn ¸p
xung
BAX
C
Hình 1
Hình 1- sơ đồ nguyên lý của bộ biến đổi tần số tĩnh là mạch điện tử
công suất, cấpđiệnápchocuộncảmứng của lò luyện kim.
Có th
ể trình bày nguyên lý làm việc của mạch hình 1 như sau: từ biến
áp nguồn ba pha BA đưa áp thích hợp vào bộ chỉnh lưu dùng Tiristor T
1
, T
2
,
T
3
, T
4
, T
5
, T
6
bố trí như hình 1. Nguồnáp từ bộ chỉnh lưu qua lọc L đưa vào
b
ộ nghịch lưu, tạo áp và tần số cấpchocuộncảm ứng, ápcấpchocuộn cảm
ứng khoảng 50 – 250 V, tuỳ thuộc trường hợp cụ thể. Bộ nghịch lưu làm
vi
ệc như sau: thời điểm đầu phát xung ở bộ phát xung FX để mở tiristor T
7
,
dòng qua T
7
vào biến áp xung BAX nạp tụ C. Qua BAX ápcấpcho cuộn
cảm ứng CCư. Ở thời điểm sau, phát xung mở T
8
, dòng qua T
8
qua BAX
đồng thời C phóng điện qua T
7
qua T
8
làm đóng T
7
… Thời điểm tiếp theo lại
tiếp tục lại từ đầu.
T
ần số dòng điện ở cuộncảmứng CCư quyết định bởi tần số phát
xung c
ủa bộ FX.
T
ần số dòng ở cuộncảmứng dùng mạch điện tử côngsuất hiện nay
gi
ới hạn trong khoảng 30 KHz. Với tần số đó thích hợp cho lò luyện kim.
V
ới lò nung tôi chi tiết máy yêu cầu phải có tần số tới hàng trăm KHz bởi
với mạch điện tử côngsuất không đáp ứng được, người ta thiết kế mạch điện
tử tần số cao dùng đèn điện tử.
4. Máyphát dùng đèn điện tử tần số cao.
Trong phương pháp cảmứng tuỳ theo tần số dòng điện trong cuộn
cảm ứng có thể phân thành:
- T
ần số thấp là tần số công nghiệp 50 Hz
- T
ần số trung, khoảng từ 150 – 10000 Hz
- T
ần số cao khoảng từ 60 KHz – 100 MHz
V
ới dòng điện có tần số từ 150 – 500 Hz nhận được từ những máy
phát
đồng bộ, khi cần tần số cao hơn nữa thì dùng máyphátcảm ứng.
Ở thời gian này khi kỹ thuật điện tử côngsuấtphát triển các máy phát
đồng bộ tần số cao và máyphátcảmứng được thay thế bởi những bộ biến
đổi
tần số tĩnh được thực hiện bằng Tiristor và máy biến áp, như đã trình bày
ở trên.
Dòng điện trong cuộncảmứng ở tần số cao từ 60 KHz trở lên chỉ có
th
ể thực hiện được nhờ máyphát dùng đèn điện tử. Các máyphát dùng đèn
đ
iện tử được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau trong kỹ thuật gia công
nhi
ệt như nung tôi bề mặt, nấu luyện hợp kim…
V
K
2
K
1
CC¦
BAX
§
CL
BA
Hình 2
Hình 2 là s
ơ đồ mô tả máyphát dùng đèn điện tử
BA- biến áp nguồn
CL- chỉnh lưu
Đ
- đèn điện tử
BAX- biến áp xung
CCư
- cuộncảm ưng
V- vật nung tôi
K
1
, K
2
- các hệ số phản hồi
Các máyphát dùng đèn điện tử được công nghiệp chế tạo với công
su
ất tới 250 KW hoặc cao hơn đáp ứng yêu cầu.
. Tính công suất máy phát cấp nguồn
Điện áp cấp cho cuộn cảm ứng
1. Công suất máy phát P
n
tính theo
.
. os
n
P S
P
c
Với :
P
- mật độ công suất. Cu
ộn cảm ứng
3- Thép hợp kim
§ 7. Nguồn áp cung cấp cho cuộn cảm ứng
Nguồn áp cho cuộn cảm ứng đòi hỏi phải có tần số cao hơn nhiều tần
số dòng điện công