I. YÊU CẦU NGUỒN CẤP CHO LÒ:
Lò trung tần là một thiết bị gia nhiệt dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ có đặc điểm là năng lượng nhiệt tỷ lệ với f nên thường tần số khá cao. Lò trung tần thường cần nguồn điện mang tần số từ 500 đến 1000 Hz. Do đó cần phải tạo ra nguồn cao tần để đáp ứng yêu cầu về nguồn cho lò. Hiện nay, người ta thường
dùng các thiết bị để biến đổi năng lượng điện xoay chiều mang tần số 50Hz sẵn có thành năng lượng điện có tần số trên 50Hz, thậm chí còn lớn hơn rất nhiều lần.
Các thiết bị tần số cao hiện nay như là : Máy phát điện tần sè cao, đèn điện tử, biến tần dùng Tristor.
Việc phân tích các phương án khống chế thiết bị điện nói chung để chọn phương án tối ưu là rất quan trọng. Phương án tối ưu là phương án thỏa mãn các điều kiện sau :
* Thỏa mãn các yêu cầu về công nghệ như đã trình bày ở phần I * Đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật .
+ Kinh tế : giá thành rẻ hơn các thiết bị khác, hiệu suất cao năng suất lao động cao, khÊu hao nhanh vận hành hiệu quả, sản phẩm cạnh tranh được với thị trường có lãi.
+ Kỹ thuật : Vận hành tin cậy dễ sử dụng, đơn giản, đảm bảo các chỉ tiêu về an toàn.
Việc phân tích hai chỉ tiêu trên để đạt được kết quả tốt, tối ưu là khá phức tạp. Thường chúng mâu thuẫn với nhau. Ở đây chỉ tiêu về kỹ thuật sẽ được ưu tiên hơn.
II. GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG ÁN BIẾN ĐỔI TẦN SỐ
1.Máy phát điện tấn số cao :
Máy phát điện tần số cao đã được chế tạo ở giải công suất 0,5 đến 1500 Kw và ở dải tần số 500 đến 800 Hz.
Đối với tần số dưới 500 Hz người ta dùng máy phát đồng bộ cực lồi có cặp số cực lớn hơn số vòng quay vì :
f = (n.p)/ 60 Trong đó:
p : Là số đối cực .
Đối với tần số cao hơn, chế tạo máy phát như trên sẽ gặp nhiều khó khăn vì số cặp cực tăng làm kích thước máy và việc tăng tốc độ cũng bị hạn chế do độ bền cơ khí....Vì vậy ở tấn số 500 Hz người ta dùng máy phát cảm ứng có từ trường đập mạch theo thời gian ( Máy phát sóng điều hòa răng ).
Tần số dòng của máy phát : f = (nZ)/60
Z : Số răng của Rotor.
Từ thông trong các răng của rotor không bị thay đổi theo thời gian nên không có dòng xoáy Fucô trong Rotor. Do vậy có thể đúc liền hoặc ghép các lá thép mỏng ghép lại.
Còn ở 2 rãnh Stator từ thông là đập mạch và gây ra tổn thất trong thép nên Stator được ghép lại từ các lá thép mỏng.Việc làm mát máy phát có thể bằng quạt khí qua các rãnh gần vùng răng hoặc làm mát bằng nước khi máy có công suất lớn. Kéo máy phát công suất lớn (trên 100 Kw) dùng động cơ đồng bộ, máy phát công suất nhỏ hơn dùng động cơ sơ cấp là động cơ không đồng bộ. Động cơ kéo và máy phát có thể được ghép chung tạo thành một thể thống nhất biến đổi tần số.
Để tối ưu hóa quá trình gia nhiệt, việc điều chỉnh tự động kích từ dòng máy phát là rất quan trọng, nhằm ổn định điện áp phát ra cấp cho lò phản ứng hoặc nhằm điều chỉnh điện áp theo trị số mong muốn (không dùng biến áp lò).
Hoàn thiện nhất hiện nay trong việc này là dùng bộ biến đổi kích từ dùng tiristor. Đảm bảo độ chính xác ổn áp ± 1% với giải điện áp kích từ 0 đến 180V.
Sơ đồ khối của thiết bị gia nhiệt bằng tần số dùng máy phát điện quay được chỉ ra ởhình 2-1:
F(f) BA
Hình 2-1: Sơ đồ khối của thiết bị gia nhiệt dùng máy phát
Trong đó máy phát dòng điện cao tần F(f) cấp cho vòng cảm ứng qua mba phối hợp BA (Để thay đổi điện áp phù hợp với dòng cảm ứng). Bộ tụ C để bù Cosϕ. Máy cấp cho hai vòng cảm ứng 1 cảm ứng và 2 cảm ứng làm việc luân phiên để tận dụng công suất .
Từ những phân tích trên ta thấy phương án dùng máy phát diện tần số cao có những đặc điểm :
* Ưu điểm :
- Đơn giản về cấu trúc . - Độ tin cậy cao, dễ sử dụng.
- Có thể làm việc song song các máy phát - Công suất càng lớn, vốn đầu tư càng nhỏ.
* Nhược điểm :
- Có phần tử quay khó sửa chữa .
- Diện tích lắp đặt lớn, làm việc ồn, khởi động phức tạp. - Hiệu suất thất khi tải nhỏ, bôi trơn và làm lạnh phức tạp. - Không thay đổi được tần số.