7.2.1. Mụ hỡnh
Mạch điều khiển sử dụng mụ hỡnh điều khiển Internal Cascade để điều khiển lũ. Quỏ trỡnh vũng trong điều khiển biến thay đổi nhanh đú là nhiệt độ của lũ, quỏ trỡnh vũng ngoài điều khiển biến thay đổi chậm hơn là nhiệt độ vật nung. Trong đú quỏ trỡnh cần điều khiển là quỏ trỡnh vũng ngoài ( điều chỉnh nhiệt độ vật nung ).
Vũng trong được điều khiển bởi bộ điều khiển PID2 cũn vũng ngoài điều khiển bởi bộ điều khiển PID.
PID PID2 Nhiệt độ lò nung
Nhiệt độ vật nung Main
input Second analog input Setpoint
7.2.2. Sơ đồ mạch kết nối.
Trong đú:
1 – Hai cặp nhiệt điện loại XK. 2 – Dõy nung.
3 – Vật nung.
4 – Bộ điều khiển cụng suất.
Cặp nhiệt được sử dụng ở đõy là cặp nhiệt điện Crụmen- Copen (ký hiệu XK ) Dõy dương Crụmen là hợp kim 89% Ni + 9,8% Cr + 1% Fe + 0,2 % Mn ,cũn dõy
Hình 35: Sơ đồ mạch kết nối TCU-lò điện trở. Linear DC output
õm Cropen là hợp kim 56% Cu và 44% Ni .Giới hạn đo cực đại khi đo dài hạn 6000C, cũn khi đo ngắn hạn là 8000C.
7.3. Bộ điều khiển cụng suất. 7.3.1. Đặc điểm .
Cú nhiều phương phỏp điều khiển cụng suất nhưng phương phỏp dựng hai Thyristor mắc xung đối được sử dụng nhiều nhất.Khi cú xung điều khiển thỡ
hai Thyristor sẽ lần lượt mở cho dũng đi qua.
Gúc mở của Thyristor được điều khiển để bảo đảm cho cụng suất lũ thay đổi từ 0 đến giỏ trị lớn nhất.
Phương phỏp này cho phộp điều chỉnh trong phạm vi rộng ,độ chớnh xỏc tương đối cao ,độ nhạy điều khiển lớn,cú khả năng điều chỉnh liờn tục và đều đặn . Dựa vào yờu cầu về chất lượng điều khiển và trang thiết bị sẵn cú ,đồ ỏn này chọn phương phỏp điều chỉnh cụng suất lũ dựng hai Thyristor mắc xung đối để điều khiển lũ điện trở.
+Cấu tạo và nguyờn lớ hoạt động của Thyristor.
Thyristor là thiết bị bỏn dẫn gồm bốn lớp bỏn dẫn P1N1P2N2 khỏc nhau về chiều dày và mật độ điện tớch ghộp với nhau .Giữa cỏc lớp bỏn dẫn này hỡnh thành cỏc mặt ghộp chuyển tiếp PN lần lượt là J1,J2,J3.
Khi đặt điện ỏp một chiều giữa hai cực A và K (anụt nối với cực dương ,catụt nối vào cực õm) thỡ J1 và J3 được phõn cực thuận cũn J2 bị phõn ngược .Gần như toàn bộ điện ỏp nguồn đặt trờn mặt ghộp J2.Điện trường nội tại E1 của J2 cú chiều hướng từ N1 về P2.Điện trường ngoài tỏc dụng cựng chiều với Ei ,vựng
A K G P1 N1 P2 N2 J1 J2 J3 A K + - G
chuyển tiếp cũng là vựng cỏch điện càng mở rộng ra ,khụng cú dũng điện chạy qua Thyristor mặc dự nú được đặt dưới điện ỏp .
Khi cú một xung điều khiển tỏc động vào cực G ,cỏc điện tử từ N2 chảy sangP2. Cỏc điện tử chịu sức hỳt của điện trường tổng hợp của mặt ghộp J2 và ngày càng nhiều điện tử chảy ào ạt vào N1 ,qua P1 và đến cực dương của nguồn điện ngoài với tốc độ 1cm/100ìàs .Khi đú J2 trở thành mặt ghộp dẫn điện Thyristor mở cho dũng chạy qua.
Điện trở thuận của Thyristor khi ở trạng thỏi khoỏ khoảng100kΩ,ở trạng thỏi mở khoảng 0,01Ω.
Loại Thyristor được dựnglà loại Thyristor cụng suất nhỏ KY-202H cú cỏc thụng số kĩ thuật như sau:
+Điện ỏp làm việc 0,4(KV). +Dũng điện cực đại cho phộp 10(A). +Điện ỏp điều khiển 10(V).
+Dũng điện dũ 0,3-0,5(A).
VậyThyristor sẽ được mở khi cú điện ỏp thuận ,nghió là khi cú hiệu điện ỏp giữa Anod và Catod là dương và đồng thời cú tớn hiệu điều khiển vào cực điều khiển G của nú và cú dũng :
Ig > Igst
Ig: Dũng điều khiển .
Igst:Giỏ trị giới hạn dũng điều khiển .
Cũn muốn đúng Thyristor phải đặt điện ỏp ngược lờn hai đầu Anod và Catod UAK<0. Phải chỳ ý là trong bất cứ trường hợp nào thỡ cũng khụng được đặt Thyristor dưới điện ỏp thuận khi Thyristor chưa bị khoỏ ,nếu khụng cú thể gõy lờn hiện tượng nguồn bị ngắn mạch.
Bởi hai Thyristor được mắc song song và ngược chiều nờn tại một thời điểm chỉ cú một trong hai Thyristor được mở ,dũng điện đi qua sợi đốt được mụ tả như hỡnh vẽ:
Trong đú α là gúc mở của Thyristor,tức là gúc lệch kể từ thời điểm ban đầu của nửa chu kỡ của dũng xoay chiều cho đến thời điểm mở Thyristor ,thời điểm này chớnh là thời điểm phỏt xung điều khiển,ta cú thể thay đổi thời điểm phỏt xung điều khiển làm thay đổi gúc mở α của Thyristor, tức là thay đổi cụng suất cung cấp cho sợi đốt lũ.Việc điều khiển thời điểm phỏt xung cho van Thyristor được thực hiện bằng bộ phỏt xung răng cưa XR,bộ so sỏnh SS và bộ phỏt xung mở Thyristor FX.
Mạch tạo xung điều khiển bao gồm mạch tạo xung răng cưa đồng pha với điện ỏp nguồn cung cấp cho sợi đốt thụng qua Thyristor ,mạch so sỏnh thực hiện việc so sỏnh xung răng cưa với tớn hiệu điện ỏp điều khiển và phỏt xung điều khiển Thyristor.
