ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Thông tin tài liệu

 án in t công sut SV: Kim Vn T Lp - TH3 – K48 1 CHNG 1.GII THIU CHUNG V LÒ NU THÉP 1.1.Tìm hiu v lò nu thép - Ngành luyn kim ra i t rt lâu, sn phm ca nó áp ng c nhu cu trong moi lnh vc. Trong thi gian u, các phong pháp luyn thép c in nh: lò cao, lò Mactanh- ây là nhng loi lò dùng nhiên liu t nh ci than… Ngày nay, vi s s dng rng rãi ca in nng thì phng phá nu luy n thép bng in chim u th:  Nu luyn thép bng lò in là phng pháp nhanh nht, mang li hiu qu kinh t cao vì phng pháp này bin i in nng thành nhit nng  iu chnh nhit  d dàng, kh nng t ng hoá cao và có kh nng luyn, nu c nhiu loi thép khác nhau, dùng cho mc ích khác nhau.  It gây ô nhi m môi trng. - Có các loi lò ph bin sau: lò h quang, lò in tr, lò cm ng. - Trong các loi lò in trên thì lò cm ng có các u im ni tri hn c:  Nu chy c kim loi sch nht, vn hành n gin và có th nu chy trong chân không hay trong môi trng c bit. So vi lò in tr và lò h quang thì hiu qu nhi t ca lò in cm ng là 80% so vi 60%-75% ca 2 lò kia và hiu suât nhit lên ti 96%.  Tuy nhiên lò cm ng có h s công sut gim khi in tr ca vt liu gim và  tng nh s này thng ngi ta mc các t in song song vi lò. Nhit  ca x thp cho nên khó có th tinh luyn thép.  Mt im chú ý trong lò in cm ng là tn s lò càng cao khi khi lng phi liu nu trong nòi m thp. 500 000Hz i vi lò nh, nu thí nghim 10g - 100g. 8000Hz - 4000Hz i vi lò thí nghim nu vài kg. 2000Hz i vi lò công nghip nh, mt m 50 kg - 500kg. 1000Hz i vi lò mt m 250kg-2000kg. 50Hz (tn s công nghip) vi các lò nu ln trong công nghip Nói riêng về lò cảm ứng * Lò cm ng Theo ng dng có th chia làm 2 loi là: lò có lõi st và không có lõi st. - Loi lò có lõi st  gia: xut hin sc in ng h cm vào nguyên liu rn: E2 = 4,44.f.W2.φ.10 -8 (V) f - tn s (Hz), chu k (s) W2 - s vòng cun dây th cp φ - t thông sinh ra  lõi st (Wb)  án in t công sut SV: Kim Vn T Lp - TH3 – K48 2 Nh dòng xoay chiu gây ra cho t trng nam châm ca lõi st mà kim loi rn c nung nóng dn, cui cùng chy vào rãnh và có th ly ra ngoài. Loi này ít thông dng vì nng sut không cao, x luôn luôn b ngui. - Loi không có lõi st rt thông dng hin nay: c im ca loi lò này là t trng t cun dây cm ng c dn thng vào kim loi. Ti ây sinh ra dòng in h cm có c ng  không u trên dây ng. Mt  dòng in tp trung  mt ngoài dây,  gia gim dn. u im ca lò cm ng không có lõi thép là: - Có th luyn c hp kim có  sch cao - Luyn c hp kim ng nht, thành phn hoá hc trong b lò ng u do s xáo trn gây ra bi lc in ng. - Kim loi luyn có nhit  cao và t c nhit  cc i trong toàn b khi kim loi. - Kim loi cháy ít do nung kim loi t trong ra ngoài. - Hiu sut, nng sut lò cao. - iu chnh công sut và nhit  n gin, d dàng, phm vi rng. Lò cm ng c ng dng  luyn thép cht lng cao và các hp kim c bit khác có yêu cu  sch cao, ng u và chính xác v thành phn hoá hc. C ấu tạo của lò Gm hai b phn chính là vòng cm ng và ni lò. - Vòng cm ng làm bng ng hoc ng st dt. Vì dòng qua vòng cm ng c hàng ngàn ampe nên tn hao in chim ti 25 ÷30% công sut hu ích ca thit b. Do vy cn làm mát vòng cm ng. Làm mát bng không khí cho phép mt  dòng in 2 ÷ 5A/mm 2 . Làm mát bng nc trong vòng cm ng rng cho phép dòng in ti 50 ÷ 70A/mm 2 . - Ni lò làm bng vt liu chu la. 1.2.Tìm hiu v ti 1.2.1.c tính ti trong quá trình nu thép Ti lò nu thép là ti có tính cm kháng.u tiên ta d nhn thy ti ph thuc nhit  theo công thc R t = R 0 *(1 +  *t) ;  án in t công sut SV: Kim Vn T Lp - TH3 – K48 3 Ti lò nu thép là ti có tính bin ng, thông qua  th di T 780 0 900 0 μ: là  t thm ca thép ρ: là sut in tr ca thép(Ωcm) Nhn thy khi nhit  khong 800-900 0 c thì ti mt tính cm kháng ,ch còn tính thun tr (do  gim mnh ,còn  tng mnh) Ti lò nu thép là ti ngn mch , nên ngun cp cho ti phi làm vic  ch  ngn mch, do ó ta chn ngun cp cho ti là nghch lu ngun dòng 1.2.2.Quan h f,p,U Nhit ôt nóng kim lai c tính theo công thc W=I 1 2 . n 2 . 2 π 2 . h d . 9 10 . − f μρ (W) Trong ó: I 1 : dòng in trong cun cm ng (A) n : s vòng dây cun cm ng d : ng kính trong lò h : chiu cao m liu (cm) I 1 .n : s ampe vòng T công thc trên ta thy: Nng lng bin thành in nng  trong m liu t l thun vi bình phng ampe vòng, tc t l vi cng  t trng và cn bình phng in tr riêng và tn s. W nhit ≈ H 2 ≈ I 2 W nhit ≈ f Nh vy  tng lng nhit cung cp cho vt liu có th tng cng  dòng in hoc tn s. Nhng trong thc t không th tng dòng in lên mãi vì dây phi rt ln và quá nóng, có th nóng chy (dù có nc làm mát). Thng dùng phng pháp tng tn s, do vy lò cm ng còn gi là lò cao tn. * Mt khác tn s còn nh hng n kích th c ca cc nguyên liu. Nng lng truyn t ngun in (tn s), qua vòng cm ng, bin i thành nng lng trng in t. Trong vt gia nhit in nng dòng xoáy cm ng μ  án in t công sut SV: Kim Vn T Lp - TH3 – K48 4 c chuyn thành nhit nng. Khi truyn sâu trong kim loi,  ln ca các vect E, H (hai thành phn ca trng in t) b gim dn và nng lng trng in t cng gim dn (theo  sâu truyn z).  sâu thm thu: )( . 503 2 m f a μ ρ μγω δ == Trong ó: ω : tn s (rad) a μ = μμ .0 : h s t thm tuyt i ca kim loi. μ : h s t thm tng i ca kim loi 0 μ = 4. μ .10 -7 H/m : h s t thm chân không ρ γ 1 = : in dn ca kim loi Tính toán và thc t cho thy khi z = δ thì 0,864 phn nng lng in t có  b mt kim loi b tiêu tán  t nóng lp kim loi dày δ, còn 0.316 phn nng lng tip tc truyn sâu vào lp kim loi bên trong. Tn s càng ln thì δ càng nh và nng lng in t càng tp trung t nóng  lp mt ngoài c a kim loi. Do ó  gim nng lng in mt mát trên mt tm kim loi và quá trình nu chy nguyên vt liu cn thit phi tính toán mt cách hp lý và t m nhng kích thc cc nguyên liu và cht khít cht vi tn s tng ng.  có hiu sut nu chy kim loi cao, khi tn s càng ln thì kích thc cc nguyên liu càng phi nh , còn i vi tn s thp hn kích thc cc nguyên liu có th to hn. Ví d: Tn s (Hz) Kích thc cc nguyên liu (mm) 500 ≥ 20 1000 10 10000 5 Nu khi tn s rt ln hn na thì kích thc cc nguyên liu nh hn 5mm. * Tn s cng có quan h cht ch vi bn cht cu vt liu và công sut ca lò. Công thc gn úng  tính tn s dòng in là: f min ≈ 2 8 .10.25 d ρ Công thc trên cho thy rng khi công sut lò ln, ngha là khi bán kính liu hocdung tích ca lò ln cng nh khi in tr ca liu nh, tn s ca dòng in cung cp có th ly thp hn.  án in t công sut SV: Kim Vn T Lp - TH3 – K48 5 i vi nhng kim loi nh st, niken, crôm cng nh hp kim ca chúng ngi ta thng dùng tàn s trong gii hn 1000 ÷ 3000 Hz. i vi bc, ng, ng thanh, ng , hp kim bc niken, ng niken tn s có th dùng t 50 ÷ 500 Hz.  m bo c yêu cu kinh t và k thut, vic la chn tn s ph thuc rt nhiu vào công sut c a lò. Quan h gi tn s và công sut ca lò c th hin qua nhng s liu sau: Công sut lò (kW) Tn s (Hz) <150 2000 ÷ 3000 250 ÷ 500 1000 750 ÷ 1000 500 >1200 150 Hin nay vic la chn tn s dòng in cung cp cho lò không có lõi st  luyn thép vn c la chn nh trên. CHNG 2.PHNG ÁN THIT K S  kh i ca b bin tn cp cho là nu thép Trong ó: U 21 : in áp vào b chnh lu. U d1 =K cl *U 21 *cos : in áp ra b chnh lu (in áp vào b lc) U d2 = K nl *U 22 β cos∗ : in áp vào b nghch lu (sau b lc) U 2 : in áp ra b nghch lu (in áp ti) Phng trình cân bng in áp U d1 = U d2  án in t công sut SV: Kim Vn T Lp - TH3 – K48 6 K cl *U 21 *cos = K nl *U 22 *cos  t Vi  là góc m chnh lu, còn  t là góc ti T lí lun trên , ta thy yêu cu vi mch chnh lu Mch chnh lu có chc nng cp ngun cho mch nghch lu dòng 1 chiu cho mch nghch lu, tc là gi cho I d = const Mch chnh lu iu chnh công sut trong quá trình nu chy vt liu,vì khi góc ti  t thay i thì  cng phi thay i cho phù hp. 2.1.Phân tích  xut phng án. Chn nghch lu ngun dòng cng hng vì To tn s cao f = 1 – 30 kHz Ph ti có tính cm kháng , nên ta mc song song vào ti t ,  to mch vòng dao ng hình Sin ca I hoc U.Nh ó có th s dng Thyristor thng và xung iu khin là các xung n,van chuyên mch t nhiên T công thc K cl *U 21 *cos = K nl *U 22 *cos  t ,mt khác , quá trình nu thép thì ti luôn thay i , hay  t luôn bin ng . m bo cho quá trình nng lng c tt , ngi ta chn nghch lu c lp ngun dòng lam vic  ch  cng hng , tc là luôn gi cho cos  t = const , khi ó công sut ngun qua b bin tn là max, tn hao min Dòng hình sin nên giúp gim kích thc b lc 2.2.La chn phng án chnh lu T yêu cu ta suy ra mch chnh lu phi là chnh lu có iu khin. Công sut ca lò nu là P = 140 kW, ngun in s dng là ngun in 3 pha nên chúng ta dùng chnh lu iu khin 3 pha (nu dùng chnh lu i u khin 1 pha công sut ti ln s làm xu li in) Ta có các phng án: • Chnh lu hình tia 3 pha • Chnh lu cu 3 pha • Chnh lu hình tia 6 pha Nhng chúng ta thy rng: • Chnh lu hình tia 3 pha có nhc im: cht lng in áp thp, h s p mch nh nu công sut ti ln s nh h ng xu n h s cosϕ ca li in, làm méo li in và buc phi dùng n bin áp lc. • Chnh lu hình tia 6 pha tuy cht lng in áp tt nhng vic ch to máy bin áp lc 6 pha tn kém, phc tp, giá thành cao nên phng án này cng không kh thi. Nh vy chúng ta s thit k phn chnh lu cho b ngun lò n u thép dùng s  chnh lu cu 3 pha có iu khin, bao gm: 9 Chnh lu cu 3 pha iu khin i xng  án in t công sut SV: Kim Vn T Lp - TH3 – K48 7 9 Chnh lu cu 3 pha iu khin không i xng Sau ây em xin phân tích c th tng phng án và i n la chn phng án cui cùng  thit k chi tit. 2.2.1. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển không đối xứng • S  nguyên lý: • Dng in áp và dòng in:  án in t công sut SV: Kim Vn T Lp - TH3 – K48 8 • Phân tích s : S  cu 3 pha không i xng gm 3 tiristor và 3 diode chia làm 2 nhóm: - Nhóm catot chung : T1, T3, T5 - Nhóm anod chung : D2, D4, D6 in áp các pha:  U a = 2 U 2 sinθ  U b = 2 U 2 sin(θ - 3 2 π )  U c = 2 U 2 sin(θ - 3 4 π ) Khi làm vic các diode chuyn mch t nhiên còn các tiristo chuyn mch  các thi im cp xung iu khin theo góc iu khin α. Khi α<60 o thì in áp U d luôn dng. Nhng khi α>60 o s xut hin các giai on 2 van thng hàng cùng dn in ng thi T1-D4, T3-D6,T5-D2; khi ó dòng in I d = 0 ch chy trong ti mà không chy v ngun nên nng lng c gi  ti không tr v ngun. Ta có th coi s  chnh lu cu 3 pha không i xng tng ng 2 mch chnh lu hình tia:  Chnh lu hình tia 3 pha iu khin gm T1, T3, T5 có: U K = α cos∗ U doTia = 1,17U 2 cosα  Chnh lu hình tia 3 pha không iu khin gm D2, D4, D6 có: U A = α cos∗ U doTia = 1,17U 2 Tng hp li ta có: Ch  và chc nng  án in t công sut SV: Kim Vn T Lp - TH3 – K48 9 in áp trên mch ti: U d = U K + U A = 1,17U 2 (1 + cosα) = 2,34U 2 . 2 cos1 α + = U dmax . 2 cos1 α + Ch  hot ng: ch  chnh lu vi α = 0 ÷ π, U d = 0 ÷ U dmax Chc nng: n nh in áp và dòng ra ti bng cách thay i α • Thông s chn van: in áp ngc ln nht t lên van: UU dng maxmax 3 π = Dòng trung bình qua van: I v = I d /3 • u nhc im ca s : - u im: Mch iu khin n gin H s cosϕ ln - Nhc im: • Không hoàn tr nng lng v ngun c khi 2 van thng hàng cùng dn in • Cht lng in áp thp, h s p mch nh (m m =3) nên yêu cu cao v b lc. • Làm lch pha li in khi thay i góc iu khin 2.2.3. Chỉnh lưu điều khiển 3 pha đối xứng • S  nguyên lý:  án in t công sut SV: Kim Vn T Lp - TH3 – K48 10 • Dng in áp và dòng in . van I cp = 300 A • Tc  bin thiên in áp )/(500 sV dt dU μ = • Tc  bin thiên dòng )/(100 sA dt di μ = • Dòng iu khin I GK =300 mA • in áp iu

Ngày đăng: 05/11/2013, 16:07

Xem thêm: ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT, ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Thông tin tài liệu

Hình ảnh liên quan

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan