Trang bị điện các máy nông nghiệp

TG . NGUYỄN VĂN TOÀN NỘI DUNG . Nguyên lý hoạt động của các máy công nghiệp như: máy doa, máy bào giường, các thiết bị gia nhiệt Chương I. Tự động hoá cho nhóm máy tiện Chương II. Tự động hoá cho nhóm máy mài Chương III. Tự động hoá cho nhóm máy doa Chương IV. Tự động hoá cho nhóm máy bào Chương V. Tự động hoá cho cầu trục Chương VI. Tự động hoá cho lò điện trở Chương VII. Tự động hoá cho lò cảm ứng Chương VIII. Tự động hoá cho lò hồ quang Chương IX. Tự động hoá cho thiết bị hàn điện

pdf46 trang | Chia sẻ: tlsuongmuoi | Ngày: 16/07/2013 | Lượt xem: 1160 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Trang bị điện các máy nông nghiệp, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
rÞ sè t−¬ng øng víi tèc ®é V0. HÕt hµnh tr×nh ng−îc c«ng t¾c 2KC bÞ Ên, N mÊt ®iÖn, T l¹i cã ®iÖn… b. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña kh©u h¹n chÕ dßng: Khi dßng ®iÖn cßn nhá gi¸ trÞ dßng ng¾t (I− < Ing) th× sôt ¸p trªn cuén d©y cùc tõ phô cña ®éng c¬ vµ m¸y ph¸t lµ: ∆U = (RCPF + RCPD).I− = β.I−R−Σ cßn ®iÖn ¸p so s¸nh lÊy trªn ®iÖn trë 3R, c¸c diot 1D, 2D kh«ng th«ng, trong cuén CK4 kh«ng cã dßng ®iÖn, søc tõ ®éng F4= 0 Khi I− ≥ Ing t−¬ng øng ∆U ≥ Uss, c¸c van 1D (2D) th«ng, trong cuén CK4 xuÊt hiÖn dßng ®iÖn vµ søc tõ ®éng cña cuén CK4 sÏ t¸c dông ng−îc chiÒu víi søc tõ ®éng cña c¸c cuén CK1 – CK3 lµm ®iÖn ¸p m¸y ph¸t gi¶m, tèc ®é ®éng c¬ gi¶m nhanh khi dßng ®iÖn phÇn øng t¨ng, t¹o ra ®Æc tÝnh d¹ng dèc. §Æc tÝnh c¬ cã d¹ng nh− h×nh vÏ: c. Nguyªn lý ®iÌu chØnh tèc ®é ®éng c¬: I®m Ing I− n  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 24 §éng c¬ ®−îc ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phµn øng. §iÒu chØnh tèc ®é theo chiÒu thuËn b»ng biÕn trë BTT vµ chiÒu ng−îc b»ng biÕn trë BTN. Gi¶ sö, ®éng c¬ ®ang quay thuËn víi tèc ®é n1 t−¬ng øng víi ®iÖn ¸p chñ ®¹o Ucd1, muèn gi¶m tèc ®é ®éng c¬ xuèng n2 ta ®iÒu chØnh gi¶m ®iÖn ¸p chñ ®¹o xuèng Ucd2. Nõu bá qua qu¸n tÝnh ®iÖn tõ, chØ xÐt qu¸n tÝnh c¬ th×: FM§K§ = K13.[Ucd2 – γdt.n1] sÏ gi¶m nhá h¬n tr−íc (nÕu Ucd2 < γdt.n1 th× FM§K§ sÏ ®æi chiÒu). Gi¶ sö, gi¶m chiÒu s©u tèc ®é lµm cho U13 = Ucd – γdt.n1 < 0, do qu¸n tÝnh ®iÖn tõ cña M§K§ vµ F mµ søc ®iÖn ®éng m¸y ph¸t EF kh«ng gi¶m ngay mµ gi¶m mét c¸ch tõ tõ, song EF < ED → x¶y ra qu¸ tr×nh h+m t¸i sinh → tèc ®é ®éng c¬ gi¶m dÇn → U13 t¨ng dÇn → EF t¨ng dÇn. Cho tíi tèc ®é n2 th× EF ®¹t gi¸ trÞ æn ®Þnh t−¬ng øng víi ®iÖn ¸p chñ ®¹o ®+ ®¹t vµ hÖ lµm viÖc æn ®Þnh. Muèn t¨ng tèc ®é ta tiÕn hµnh ng−îc l¹i. d. Nguyªn lý æn ®Þnh tèc ®é: Gi¶ thiÕt ®éng c¬ ®ang quay thuËn víi tèc ®é n1 v× lý do nµo ®ã t¶i t¨ng lªn → tèc ®é ®éng c¬ gi¶m. Ban ®Çu ta cã U13 = Ucd – γ.n1, khi n < n1 th× U13 = Ucd – γ.n sÏ lín h¬n U13 → FM§K§ t¨ng → EM§K§ t¨ng → Φ1 t¨ng → E1 t¨ng → Kðo theo tèc ®é còng t¨ng lªn. e. Nguyªn lý ®¶o chiÒu: ViÖc ®¶o chiÒu ®éng c¬ cã thÓ ®−îc thùc hiÖn b»ng tay hoÆc tiÕn hµnh tù ®éng trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. Gi¶ sö ®éng c¬ ®ang quay thuËn t−¬ng øng víi Ucd1, tiÕn hµnh ®¶o sang chiÒu quay ng−îc t−¬ng øng víi Ucd2 th× U13 tr−íc vµ sau thêi ®iÓm ®¶o chiÒu cã gi¸ trÞ U13t = Ucd1 – γdt.n1 : U13S = Ucd2 – γdt.n1, nh− vËy ®iÖn ¸p ®Æt lªn cuén chñ ®¹o ®¶o chiÒu vµ cã gi¸ trÞ lín. Do qu¸n tÝnh ®iÖn tõ cña hÖ thèng nªn EF ch−a ®¶o chiÒu ngay mµ gi¶m tõ tõ cµ cã gi¸ trÞ nhá hoen ED → dßng phÇn øng ®éng c¬ ®¶o chiÒu, chuyÓn sang chÕ ®é h+m t¸i sinh. Dßng ®iÖn h+m ban ®Çu cã trÞ sè lín h¬n Ing, ®iÖn ¸p ph¶n håi dßng ®¶o chiÒu vµ cã gi¸ trÞ lín h¬n ®iÖn ¸p gi÷a hai ®iÓm 2,3 trªn ®iÖn trë 3R → 2D th«ng, xuÊt hiÖn dßng i4 qua cuén CK4 vµ còng t¹o ra tõ th«ng chñ ®¹o lµm EF gi¶m chËm. §ång thêi lóc nµy U13S cã gi¸ trÞ lín lµm 3D th«ng, xuÊt hiÖn dßng ip ch¹y trong m¹ch vßng CK4 – 3R – 3D, ip + i4 sÏ t¸c dông t¹o ra tõ th«ng khö tõ lµm EF gi¶m chËm. Khi EF=0 vµ b¾t ®Çu d−¬ng, tèc ®é ®éng c¬ ch−a b»ng 0, ®éng c¬ h+m ng−îc cho tíi tèc ®é b»ng 0 vµ khëi ®éng theo chiÒu ng−îc. Ch−¬ng V Trang bÞ ®iÖn – t®h cho cÇu trôc §5.1. kh¸i niÖm chung 1. Kh¸i niÖm chung: CÇu trôc lµ mét thiÕt bÞ thuéc nhãm m¸y n©ng vËn chuyÓn, ®−îc dïng ®Ó n©ng h¹ d chuyÓn hµng ho¸, chi tiÕt trong c¸c ph©n x−ëng. 2. C¸c chuyÓn ®éng c¬ b¶n trªn cÇu trôc vµ yªu cÇu TB§: a. C¸c chuyÓn ®éng c¬ b¶n trªn cÇu trôc: Trªn cÇu trôc cã 3 chuyÓn ®éng c¬ b¶n.  ChuyÓn ®éng cña c¬ cÊu n©ng h¹ hµng: Cã ®Æc ®iÓm phô t¶i th−êng mang tÝnh chÊt thÕ n¨ng, cã yªu cÇu ®¶o chiÒu, yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é trong ph¹m vi kh«ng lín l¾m vµ yªu cÇu dõng chÝnh x¸c.  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 25 Trong thùc tÕ, T§ n©ng h¹ hµng th−êng hay sö dông ®éng c¬ xoay chiÒu K§B 3 pha roto lång d©y quÊn, ®iÒu chØnh tèc ®é còng nh− h¹n chÕ dßng ®iÖn khi khëi ®éng vµ ®¶o chiÒu b»ng ®iÖn trë phô trong m¹ch r«to.  ChuyÓn ®éng theo chiÒu däc ph©n x−ëng cña toµn bé hÖ thèng cÇu trôc th−êng ®−îc gäi lµ chuyÓn ®éng cña xe lín hoÆc xe cÇu, chuyÓn ®éng nµy cã c¸c ®Æc ®iÓm vµ yªu cÇu: - Yªu cÇu ®¶o chiÒu quay. - Mc manh tÝnh chÊt ph¶n kh¸ng. - Yªu cÇu dõng chÝnh x¸c - Yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é trong ph¹m vi kh«ng lín vµ ®iÒu chØnh cã cÊp. → V× vËy ng−êi ta th−êng sö dông c¸c hÖ thèng T§ ®éng c¬ xoay chiÒu K§B 3 pha r«to d©y quÊn ®éng c¬ nhiÒu tèc ®é vµ h¹n chÕ dßng ®iÖn b»ng ®iÖn trë phô trong m¹ch r«to.  ChuyÓn ®éng theo chiÒu ngang cña ph©n x−ëng: §©y lµ chuyÓn ®éng cña mét c¬ cÊu mµ trªn nã cã hÖ thèng T§ n©ng h¹ th−êng gäi lµ xe con, chuyÓn ®éng nµy cã ®Æc ®iÓm t−¬ng tù nh− cña xe cÇu vµ còng sö dông hÖ T§ t−¬ng tù nh−ng víi c«ng suÊt nhá h¬n. b. Yªu cÇu trang bÞ ®iÖn: C¸c c¬ cÊu trªn cÇu trôc th−êng lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn hÕt søc nÆng nÒn, tÇn sè ®ãng c¾t lín, thêi gian qu¸ tr×nh qu¸ ®é yªu cÇu nhanh, thêi gian lµm viÖc ë c¸c tr¹ng th¸i nh− khëi ®éng, h+m, ®¶o chiÒu nhiÒu, v× vËy c¸c hÖ thèng T§§ còng nh− m¹ch ®iÖn nãi chung cña cÇu trôc th−êng cã mét sè yªu cÇu sau: - S¬ ®å cÊu tróc cña hÖ ®iÒu khiÓn tù ®éng ph¶i ®¬n gi¶n. - C¸c phÇn tö trong m¹ch ®iÖn ph¶i cã ®é tin cËy cao, dÔ söa ch÷a vµ thay thÕ. - Trong m¹ch ®iÒu khiÓn ph¶i bè trÝ thiÕt bÞ b¶o vÖ mÊt ®iÖn ¸p (b¶o vÖ ®iÖn ¸p kh«ng), b¶o vÖ qu¸ t¶i vµ ng¾n m¹ch. - Qu¸ tr×nh khëi ®éng ph¶i diÔn ra theo quy luËt ®Þnh tr−íc, s¬ ®å diÒu khiÓn c¸c hÖ T§ vµ tõng ®éng c¬ ph¶i ®éc lËp nhau. - Ph¶i cã c¸c c«ng t¾c hµnh tr×nh ®Ó giíi h¹n c¸c hµnh tr×nh lµm viÖc cña c¸c c¬ cÊu trªn cÇu trôc. - §¶m b¶o h¹ t¶i ë tèc ®é thÊp vµ ph¶i tù ®éng c¾t ®iÖn khi cã ng−êi lµm viÖc trªn xe cÇu, khi më cöa cabin… §.5.2. m¹ch ®iÖn hÖ thèng truyÒn ®éng cho C¬ cÊu n©ng h¹ cÇu trôc 1. Giíi thiÖu s¬ ®å: §iÒu khiÓn lµ ®éng c¬ xoay chiÒu K§B 3 pha roto d©y quÊn dïng ®Ó T§ cho c¬ cÊu n©ng h¹. R1 – R7 lµ c¸c cÊp ®iÖn trë phô trong m¹ch r«to ®éng c¬ ®−îc sö dông ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn khi khëi ®éng, h+m vµ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬. NCH: Nam ch©m ®iÖn cña c¬ cÊu phanh RI: Lµ r¬le dßng ®iÖn dïng ®Ó b¶o vÖ qu¸ dßng cho ®éng c¬. RA: Lµ r¬le ®iÖn ¸p dïng ®Ó b¶o vÖ mÊt ®iÖn ¸p. §Ó ®iÒu khiÓn sù lµm viÖc cña ®éng c¬ sö dông bé khèng chÕ chØ huy cã 12 tiÕp ®iÓm, 6 vÞ trÝ bªn ph¶i vµ 6 vÞ trÝ bªn tr¸i, kÕt hîp víi c¸c c«ng t¾c t¬ KCMX, KCML lµ c¸c c«ng t¾c hµnh tr×nh dïng ®Ó giíi h¹n hµnh tr×nh xuèng vµ lªn.  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 26 §iÖn ¸p cung cÊp cho m¹ch ®iÒu khiÓn lµ ®iÖn ¸p xoay chiÒu 380V 2. Nguyªn lý lµm viÖc: - ë vÞ trÝ 0: C¸c c«ng t¾c t¬ 1KH, 2KH vµ 1KT ÷ 4KT mÊt ®iÖn. - ë vÞ trÝ 1: Thªm 1KH cã ®iÖn - ë vÞ trÝ 2: Thªm 2KH cã ®iÖn - ë vÞ trÝ 3: Thªm 1KT cã ®iÖn - ë vÞ trÝ 4: Thªm 2KT cã ®iÖn - ë vÞ trÝ 5: Thªm 3KT cã ®iÖn - ë vÞ trÝ 6: Thªm 4KT cã ®iÖn a. §iÒu khiÓn n©ng: §Ó chuÈn bÞ cho c¬ cÊu n©ng h¹ lµm viÖc, tr−íc tiªn ta ®ãng cÇu dao 1CD vµ 2CD, chuyÓn tay g¹t vÒ vÞ trÝ dõng (vÞ trÝ sè 0) K1 kÝn, r¬le ®iÖn ¸p RA ®−îc cÊp ®iÖn, nã ®ãng tiÕp ®iÓm RA ®Ó tù duy tr× ®ång thêi chuÈn bÞ cÊp ®iÖn cho c¸c c«ng t¾c t¬. §Ó ®iÒu khiÓn lµm viÖc theo chiÒu n©ng ta chuyÓn tay g¹t ®iÒu khiÓn sang c¸c vÞ trÝ tõ sè 1 ®Õn sè 6 bªn ph¶i. * VÞ trÝ 1: K3 kÝn ®Ó tù duy tr× cho RA  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 27 K5 kÝn → KL cã ®iÖn K6 kÝn → KPH cã ®iÖn → më phanh K7 kÝn → 1KH cã ®iÖn §Æc tÝnh c¬ lµ ®−êng sè 2, lóc nµy nÕu trªn mãc ch−a cã hµng (MC = MC3) ®éng c¬ thùc hiÖn quay theo chiÒu n©ng víi tèc ®é thÊp → ®iÓm lµm viÖc lµ ®iÓm K. Tr−êng hîp t¶i träng lín (MC = MC1) lóc nµy ®éng c¬ thùc hiÖn quay víi tèc ®é thÊp ®Ó c¨ng c¸p, khi c¸p c¨ng th× ®éng c¬ ngõng quay. * VÞ trÝ 2: So víi vÞ trÝ sè 1 cã thªm K8 kÝn → 2KH cã ®iÖn, ®éng c¬ chuyÓn sang lµm viÖc trªn ®Æc tÝnh sè 3 thùc hiÖn n©ng hµng ë tèc ®é thÊp M = Mc1 ®iÓm lµm viÖc ë E * VÞ trÝ 3: So víi vÞ trÝ sè 2 cã thªm K9 kÝn → 1KT cã ®iÖn, ®éng c¬ lµm viÖc trªn ®Æc tÝnh sè 4 víi tèc ®é n©ng cao h¬n, ®iÓm lµm viÖc lµ ®iÓm D. T−¬ng tù nh− vËy ë c¸c vÞ trÝ tiÕp theo. (*) Chó ý: Trong thùc tÕ sau khi c¨ng c¸p ng−êi vËn hµnh cã thÓ chuyÓn nhanh tay g¹t sang vÞ trÝ sè 6 ®Ó thùc hiÖn n©ng t¶i víi tèc ®é cao nhÊt, lóc nµy qu¸ tr×nh t¨ng tèc cña ®éng c¬ t−¬ng tù nh− qu¸ tr×nh khëi ®éng qua nhiÒu cÊp ®iÖn trë phô khèng chÕ theo nguyªn t¾c thêi gian nhê thêi gian t¸c déng riªng cña c¸c c«ng t¾c t¬. Khi ®éng c¬ ®ang lµm viÖc theo chiÒu n©ng, ta chuyÓn tay g¹t ®iÒu khiÓn vÒ vÞ trÝ dõng, tÊt c¶ c¸c c«ng t¾c t¬ mÊt ®iÖn, ®éng c¬ mÊt ®iÖn, c¬ cÊu phanh gi÷ chÆt ®éng c¬ lµm ®éng c¬ dõng nhanh. b. §iÒu khiÓn h¹: * H7m ng−îc: Khi t¶i mang tÝnh chÊt thÕ n¨ng vµ cã t¶i träng lín trªn mãc hµng, ng−êi ta cã thÓ h¹ t¶i víi tèc ®é thÊp b»ng c¸ch cho ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é h+m ng−îc, lóc nµy chuyÓn tay g¹t ®iÒu khiÓn sang vÞ trÝ sè 1 hoÆc vÞ trÝ sè 2 bªn tr¸i (vÞ trÝ C cña c«ng t¾c ®iÒu khiÓn lµ vÞ trÝ chuÈn bÞ cho qu¸ tr×nh h¹ t¶i). - VÞ trÝ sè 1 bªn tr¸i: KL cã ®iÖn, KPH cã ®iÖn më phanh, 1KH cã ®iÖn, ®éng c¬ lµm viÑc trªn ®Æc tÝnh sè 2, diÓm lµm viÖc ë vÞ trÝ G, h¹ t¶i víi tèc ®é thÊp trong qu¸ tr×nh h+m ng−îc. - VÞ trÝ sè 2 bªn tr¸i: 1KH mÊt ®iÖn → ®Æch tÝnh sè 1 → ®iÓm lµm viÖc H * H¹ ®éng lùc: Tr−êng hîp kh«ng t¶i, momen t¶i mang tÝnh chÊt, lóc nµy ®Ó cho ®éng c¬ lµm viÖc theo chiÒu h¹ ta ph¶i cho ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é quay ng−îc b»ng c¸ch ®æi vÞ trÝ 2 pha nguån xoay chiÒu cung cÊp cho m¹ch stator ®éng c¬ so víi c¸c tr−êng hîp tr−íc. Lóc nµy ph¶i chuyÓn tay g¹t ®iÒu khiÓn sang c¸c vÞ trÝ 3,4,5 bªn tr¸i ®éng c¬ lµm viÖc trªn c¸c ®Æc tÝnh t−¬ng øng (gãc phÇn t− thø ba) ë c¸c ®iÓm lµm viÖc nµy ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬ lªn ng−êi ta gäi lµ h¹ ®éng lùc. *H¹ h7m t¸i sinh: Tr−êng hîp phô t¶i mang tÝnh chÊt thÕ n¨ng (MC = MC1) khi cÇn h¹ víi tèc ®é cao ta cã thÓ cho ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é h+m t¸i sinh b»ng c¸hc chuyÓn tay g¹t sang vÞ trÝ tËn cïng bªn tr¸i, ®éng c¬ lµm viÖc trªn ®Æc tÝnh 7’, ®iÓm lµm viÖc A’’ øng víi chÕ ®é h+m t¸i sinh.  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 28 Ch−¬ng VI Trang bÞ ®iÖn – tù ®éng ho¸ cho lß ®iÖn trë §6.1. kh¸i niÖm chung vµ ph©n lo¹i 1. Nguyªn lý: Lß ®iÖn trë lµ thiÕt bÞ biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng th«ng qua d©y ®èt (d©y ®iÖn trë). Tõ d©y ®èt, qua bøc x¹, ®èi l−u vµ truyÒn nhiÖt dÉn nhiÖt, nhiÖt n¨ng ®−îc truyÒn tíi vËt cÇn gia nhiÖt. Lß ®iÖn trë th−êng dïng ®Ó nung, nhiÖt luyÖn, nÊu ch¶y kim lo¹i mµu vµ hîp kim mµu. 2. Ph©n lo¹i lß ®iÖn trë: a. Theo nhiÖt ®é lµm viÖc cña lß: - Lß nhiÖt ®é thÊp (t0 < 6500C) - Lß nhiÖt ®é trung b×nh (t0 = 6500C ÷ 12000C) - Lß nhiÖt ®é cao (t0 > 12000C) b. Theo n¬i dïng lß: - Lß dïng trong c«ng nghiÖp - Lß dïng trong phßng thÝ nghiÖm - Lß dïng trong gia ®×nh c. Theo ®Æc tÝnh lµm viÖc: - Lß lµm viÖc liªn tôc - Lß lµm viÖc gi¸n ®o¹n Lß lµm viÖc liªn tôc ®−îc cÊp ®iÖn liªn tôc vµ nhiÖt ®é gi÷ v÷ng æn ®Þnh ë mét gi¸ trÞ nµo ®ã sau qu¸ tr×nh khëi ®éng lß (h×nh a). Khi khèng chÕ nhiÖt ®é b»ng c¸ch ®ãng c¾t nguån th× nhiÖt ®é sÏ dao ®éng quanh gi¸ trÞ nhiÖt ®é æn ®Þnh (h×nh b).  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 29 Lß lµm viÖc gi¸n ®o¹n th× ®å thÞ nhiÖt vµ c«ng suÊt nh− h×nh c d. Theo kÕt cÊu lß:Lß buång, lß giÕng, lß chôp, lß bÓ… f. Theo môc ®Ých sö dông: Lß t«i, lß ram, lß ñ, lß nung, lß nÊu ch¶y… 3. Yªu cÇu víi vËt liÖu lµm d©y ®èt: Trong lß ®iÖn trë, d©y ®èt lµ phÇn tö chÝnh biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng th«ng qua hiÖu øng Joule. D©y ®èt cÇn ph¶i lµm tõ c¸c vËt liÖu tho¶ m+n c¸c yªu cÇu sau: - ChÞu ®−îc nhiÖt ®é cao. - Cã ®é bÒn c¬ khÝ lãn. - Cã ®iÖn trë suÊt lín (v× ®iÖn trë suÊt nhá dÉn ®Õn d©y dµi, khã bè trÝ trong lß hoÆc tiÕt diÖn d©y nhá, kh«ng bÒn) - HÖ sè nhiÖt ®iÖn trë nhá (v× ®iÖn trë sÏ Ýt thay ®æi theo nhiÖt ®é, ®¶m b¶o c«ng suÊt lß) - ChËm ho¸ giµ (Ýt bÞ biÕn ®æi theo thêi gian, do ®ã ®¶m b¶o tuæi thä cña lß) VËt liÖu lµm d©y ®èt cã thÓ lµ: - Hîp kim: Cr – Ni; Cr – Al… víi lß cã nhiÖt ®é lµm viÖc d−íi 12000C - Hîp chÊt: SiC, MoSi2… víi lß cã nhiÖt ®é lµm viÖc 1200 0C ÷ 16000C - §¬n chÊt: Mo, W, C… víi lß cã nhiÖt ®é cao h¬n 16000C §6.2. s¬ ®å m¹ch ®iÖn lß ®iÖn trë khèng chÕ τ, P τ0 τmt τ τ P τ, P P τmt τ0 (a) (b) τmt τ, P 0 P  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 30 b»ng khÝ cô cã tiÕp ®iÓm 1. Giíi thiÖu s¬ ®å: a. PhÇn m¹ch lùc: - M¹ch lùc ®−îc cÊp tõ l−íi 220/380V hay qua biÕn ¸p h¹ ¸p - Aptomat 2A - Dßng ®iÖn cÊp cho lß ®−îc ®o qua c¸c Ampe kÕ víi biÕn dßng BD - Bé d©y ®èt 3 pha: Rd®A, Rd®B , Rd®C - C¸c tiÕp ®iÓm chÝnh cña c«ng t¾c K b. PhÇn m¹ch ®iÒu khiÓn - C«ng t¾c t¬ K ®ãng c¾t ®iÖn cho d©y ®èt - R¬le R: ®ãng c¾t ®iÖn cho K - §T: ®¸t trÝc nhiÖt ®é (t−¬ng ®−¬ng nh− mét r¬le t¸c ®éng theo nhiÖt ®é) - C«ng t¾c ®iÒu khiÓn KCI, II, III vµ 3 vÞ trÝ + VÞ trÝ 1: Cho hÖ thèng lµm viÖc tù ®éng + VÞ trÝ 2: §iÒu khiÓn b»ng tay + VÞ trÝ 0: VÞ trÝ dõng - C¸c ®Ìn b¸o nhiÖt ®é. 2. Nguyªn lý lµm viÖc: a. Ho¹t ®éng cña ®¸t trÝc nhiÖt ®é §T: §¸t trÝc nhiÖt ®é §T t−¬ng ®−¬ng nh− mét r¬le t¸c ®éng theo nhiÖt ®é cã hai tiÕp ®iÓm: tiÕp ®iÓm nhiÖt ®é min vµ tiÕp ®iÓm nhiÖt ®é max. t0min, t0max lµ nhiÖt ®é giíi h¹n d−íi vµ nhiÖt ®é giíi h¹n trªn cña ®¸t trÝc (gi¸ trÞ nµy cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc) Tr¹ng th¸i cña hai tiÕp ®iÓm nµy lu«n ng−îc nhau. Gi¶ thiÕt nhiÖt ®é trong lß ®ang nhá h¬n nhiÖt ®é min th× tiÕp ®iÓm t0 min kÝn, nÕu gia t¨ng nhiÖt ®é cña lß trong kho¶ng t0min ≤ t 0 lß < t0max th× tr¹ng th¸i cña tiÕp ®iÓm t 0 min vÉn ch−a thay ®æi. Cho ®Õn khi nhiÖt ®é cña lß t¨ng lªn ®¹t gi¸ trÞ nhiÖt ®é max th× tiÕp ®iÓm t0min më ra. Khi nhiÖt ®é lß t 0lß ≤ t0max ta gi¶m dÇn nhiÖt ®é lß, nÕu t 0lß > t0min th× tiÕp ®iÓm t0min sÏ ®ãng l¹i. b. Khèng chÕ tù ®éng nhiÖt ®é lß: Trong chÕ ®é lµm viÖc nµy, nhiÖt ®é cña lß sau khi kÕt thóc qu¸ tr×nh khëi ®éng sÏ ®−îc duy tr× trong kho¶ng t0min ≤ t 0lß < t0max §ãng Tr¹ng th¸i Më t0min t 0 max  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 31 Khi cÇn cho lß ho¹t ®éng ta ®ãng c¸c Aptomat 1A, 2A, bËt KC vÒ vÞ trÝ (vÞ trÝ tù ®éng) do nhiÖt ®é cña lß ®ang cßn nhá h¬n t0max nªn tiÕp ®iÓm t 0 min kÝn, mÆt kh¸c tiÕp ®iÓm KCI, KCIII kÝn nªn r¬le R cã ®iÖn → tiÕp ®iÓm th−êng më R ®ãng → c«ng t¾c K ®−îc cÊp ®iÖn → ®ãng c¸c tiÕp ®iÓm th−êng më trong m¹ch ®éng lùc nèi nguån cung cÊp vµo c¸c d©y ®èt, nhiÖt l−îng sinh ra trªn c¸c d©y ®èt lµm nhiÖt ®é trong lß t¨ng dÇn. Khi nhiÖt ®é lß t¨ng ®¹t gi¸ trÞ nhiÖt ®é max th× tiÕp ®iÓm t0min më ra → R mÊt ®iÖn → K mÊt ®iÖn → c¸c d©y ®èt bÞ c¾t ®iÖn vµ ngõng sinh nhiÖt. Do qu¸ tr×nh to¶ nhiÖt ra m«i tr−êng qua vá c¸ch nhiÖt cña lß mµ nhiÖt ®é cña lß sÏ gi¶m dÇn, khi nhiÖt ®é lß gi¶m xuèng b»ng t0min th× tiÕp ®iÓm t 0 min ®ãng l¹i → R, K cã ®iÖn → d©y ®èt l¹i ®−îc cÊp ®iÖn ®èt nãng sinh nhiÖt lµm nhiÖt ®é lß t¨ng dÇn ®Õn khi t0lß = t0max → tiÕp ®iÓm t0min më… Qu¸ tr×nh cø diÔn ra nh− vËy lÆp ®i lÆp l¹i. KÕt qu¶ nhiÖt ®é lß ®−îc gi÷ dao ®éng gi÷a hai gi¸ trÞ t0min vµ t 0 max. c. Khèng chÕ b»ng tay: §Ó khëi ®éng lß ®ãng 1A, 2A, chuyÓn c«ng t¾c KC vÒ vÞ trÝ 2 (b»ng tay) → KCII kÝn → R cã ®iÖn → K cã ®iÖn → C¸c d©y ®èt ®−îc cÊp ®iÖn → NhiÖt ®é lß t¨ng Khi nhiÖt ®é lß ®¹t yªu cÇu chuyÓn KC vÒ vÞ trÝ dõng → C¸c tiÕp ®iÓm cña KC më ra → R mÊt ®iÖn → K mÊt ®iÖn → C¾t ®iÖn cña d©y ®èt. 3. B¶o vÖ: - B¶o vÖ m¹ch ®éng lùc dïng Aptomat 2A - B¶o vÖ m¹ch khèng chÕ dïng Aptomat 1A - §Ó chØ thÞ tr¹ng th¸i lµm viÖc cña m¹ch ®iÖn ng−êi ta dïng c¸c ®Ìn tÝn hiÖu vµ ®ång hå ®o dßng ®iÖn. Ch−¬ng VII Trang bÞ ®iÖn – tù ®éng ho¸ cho lß c¶m øng §7.1. kh¸i niÖm chunh vµ ph©n lo¹i 1. Nguyªn lý lµm viÖc cña lß c¶m øng Nguyªn lý lµm viÖc cña lß c¶m øng hay lß tÇn sè lµ dùa vµo hiÖn t−îng c¶m øng ®iÖn tõ. Khi ®Æt mét khèi kim lo¹i vµo trong mét tõ tr−êng biÕn thiªn th× trong khèi kim lo¹i sÏ xuÊt hiÖn (c¶m øng) c¸c dßng ®iÖn xo¸y (dßng Fuco), nhiÖt n¨ng cña dßng ®iÖn xoÊy sÏ ®èt nãng khèi kim lo¹i. 2. NhiÖt n¨ng truyÒn vµo kim lo¹i: Phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè: - §iÖn trë suÊt ρ vµ hÖ sè tõ thÈm µ cña kim lo¹i. - C−êng ®é tõ tr−êng H - WnhiÖt ~H2 ~ I2. Thùc tÕ kh«ng thÓ t¨ng m+i dßng ®iÖn ®Ó t¨ng c−êng ®é tõ tr−êng v× d©y ph¶i rÊt lín vµ qu¸ nãng. - TÇn sè dßng c¶m øng WnhiÖt ~ f. Thùc tÕ th−êng dïng ph−¬ng ph¸p thay ®æi tÇn sè ®Ó ®iÒu chØnh nhiÑt n¨ng truyÒn vµo kim lo¹i. Do vËy lß c¶m øng cßn ®−îc gäi lµ lß tÇn sè vµ nguån cÊp cho lß nguån ®iÖn tÇn sè cao. 3. Nguån ®iÖn cao tÇn Cã thÓ t¹o ra b»ng nhiÌu c¸ch: - Dïng m¸y ph¸t ®iÖn tÇn sè cao: Do h¹n chÕ vÒ kÝch th−íc vµ sè vßng quay nªn d¶i tÇn sè cña c¸c m¸y ph¸t ®iÖn quat kh«ng qu¸ 10KHz, hiÑu suÊt cña c¸c m¸y nµy cã thÓ ®¹t cì 70÷8-%. Do m¸y ph¸t nµy ®−îc chÕ t¹o víi tÇn sè, c«ng suÊt, ®iÖn ¸p nhÊt ®Þnh nªn khi cÇn  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 32 gia nhiÖt víi ®iÖn ¸p kh¸c thÊp h¬n th−êng cÇn cã biÕn ¸p ®Ó phèi hîp c¸c tham sè gi÷a nguån vµ phô t¶i. - Dïng ®Ìn ph¸t ®iÖn tö: Khi tÇn sè lín h¬n 10KHz, hiÖu suÊt cña ®Ìn ph¸t ®iÖn tö chØ ®¹t gÇn 60% v× qua nhiÒu kh©u biÕn ®æi vµ tæn hao nhiÖt lín. - Dïng Tiristor: Cßn bÞ h¹n chÕ ë d¶i tÇn sè cao vµ c«ng suÊt lín. Sö dông t«t ë c¸c lß trung tÇn c«ng suÊt nhá vµ võa. 4. −u ®iÓm cña thiÕt bÞ gia nhiÖt tÇn sè: - Cã thÓ truyÒn n¨ng l−îng cho vËt cÇn gia c«ng nhiÖt mét c¸ch nhanh chãng vµ trùc tiÕp, kh«ng ph¶i qua kh©u trung gian nªn cã thÓ tù ®éng ho¸ ë møc ®é cao vµ cã thÓ tiÕn hµnh gia nhiÖt ë m«i tr−êng trung tÝnh, ch©n kh«ng. - Cã thÓ t«i bÒ mÆt chi tiÕt mét c¸ch ®¬n gi¶n nhê hiÖu øng mÆt ngoµi cña dßng cao tÇn. VËt t«i cã thÓ cã h×nh d¹ng bÊt kú. - T¨ng ®−îc n¨ng suÊt lao ®éng, gi¶m c−êng ®é lao ®éng. 5. øng dông cña thiÕt bÞ gia nhiÖt tÇn sè: - NÊu ch¶y kim lo¹i trong kh«ng khÝ, khÝ tr¬, ch©n kh«ng. - Nung ph«i ®Ó rÌn, dËp, Ðp - Hµn - Gia c«ng ho¸ nhiÖt - SÊy, nung, hµn chÊt ®iÖn m«i, b¸n dÉn nh−: sÊy gç, d¸n gç, sÊy khu«n ®óc, sø, hµn, hµn d¸n nhùa, l−u ho¸ cao su ViÖc gia nhiÖt chÊt ®iÖn m«i (sÊy, nung…) thùc hiÖn nhê ®iÖn tr−êng E biÕn thiªn, trong ®iÖn tr−êng biÕn thiªn c¸c phÇn tö ®iÖn m«i bÞ ph©n cùc, sù thay ®æi h−íng ph©n cùc th−êng chËm sau theo sù thay ®æi h−íng cña ®iÖn tr−êng vµ cÇn mét n¨ng l−îng, n¨ng l−îng nµy lµm nãng ®iÖn m«i hoÆc c¸c chÊt b¸n dÉn lªn. TÇn sè gia nhiÖt ®iÖn m«i lªn tíi 1MHz 6. Ph©n lo¹i thiÕt bÞ gia nhiÖt tÇn sè: a. Theo tÇn sè lµm viÖc: - ThiÕt bÞ tÇn sè c«ng nghiÖp - ThiÕt bÞ trung tÇn víi tÇn sè lµm viÖc 500 ÷ 1000Hz. ThiÕt bÞ nµy th−êng dïng m¸y ph¸t ®iÖn quay tÇn sè cao hay dïng tiristor khi c«ng suÊt nhá hoÆc võa. - ThiÕt bÞ cao tÇn víi tÇn sè lµm viÖc trªn 10000Hz, th−êng dïng ®Ìn ph¸t hoÆc tiristor. b. Theo ph¹m vi sö dông: - ThiÕt bÞ tÇn sè ®Ó nÊu ch¶y kim lo¹i vµ hîp kim. Chia thµnh 2 lo¹i: + Lß m¸ng: Lß cã lâi thÐp, dung l−îng nhá vµ nhiÖt ®é thÊp, hay dïng ®Ó nÊu ch¶y kim lo¹i mµu + Lß nèi: Kh«ng cã lâi thÐp, cã dung l−îng nåi cµng lín th× tÇn sè cµng gi¶m (®Ó nãng ®Òu gi÷a nåi) dung l−îng nåi cã thÓ tíi 10T, lµm viÖc ë tÇn sè 50Hz, c«ng suÊt 1500KW - ThiÕt bÞ nung ph«i cho rÌn, dËp, c¸n - ThiÕt bÞ t«i bÒ mÆt th−êng lµm viÖc ë tÇn sè cao - ThiÕt bÞ nung, sÊy chÊt ®iÖn m«i vµ b¸n dÉn. §7.2. c¸c lo¹i thiÕt bÞ t¹o nguån cung cÊp cho lß c¶m øng I. Nguån tÇn sè c«ng nghiÖp: §Ó cung cÊp cho c¸c lß c¶m øng lµm viÖc víi tÇn sè dßng ®iÖn qua vßng c¶m øng b»ng tÇn sè cña l−íi ®iÖn c«ng nghiÖp th× chØ cÇn sö dông MBA.  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 33 II. C¸c bé biÕn tÇn cung cÊp cho lß trung tÇn (500Hz ÷ 10KHz) 1. M¸y ph¸t cao tÇn: Khi cÇn nguån ®iÖn cã tÇn sè cao h¬n tÇn sè l−íi ®iÖn c«ng nghiÖp nh−ng nhá h¬n 500Hz ng−êi ta sö dông m¸y ph¸t ®ång bé cùc låi víi sè ®«i cùc lín vµ tèc ®é cao, nh−ng víi nguån ®iÖn xoay chiÒu dïng ®Ó cung cÊp cho c¸c lß trung tÇn víi tÇn sè tõ 500Hz trë lªn th× ng−êi ta kh«ng sö dông m¸y ph¸t ®ång bé v× yªu cÇu sè ®«i cùc tõ qu¸ lín mµ ng−êi ta sö dông mét lo¹i m¸y ph¸t cao tÇn ®Æc biÖt cßn ®−îc gäi lµ m¸y ph¸t c¶m øng cã tõ tr−êng ®Ëp m¹ch. S¬ l−îc cÊu t¹o cña m¸y ph¸t nµy nh− sau: - Trªn stator cña m¸y ph¸t ng−êi ta quÊn hai cuén d©y: + Cuén d©y lµm viÖc hay cßn gäi lµ cuén phÇn øng. Trªn cuén nµy sÏ cã ®iÖn ¸p xoay chiÒu tÇn sè cao ®−îc dïng ®Ó cung cÊp cho cuén d©y lß. + Cuén kÝch thÝch: Cuén nµy ®−îc cung cÊp bëi ®iÖn ¸p mét chiÒu vµ qua ®ã sÏ cã dßng ®iÖn mét chiÒu sinh ra mét tõ tr−êng trong m¹ch tõ cña m¸y ph¸t. Cßn roto cña m¸y ph¸t ®−îc chÕ t¹o nh− mét b¸nh r¨ng. Ho¹t ®éng cña m¸y ph¸t nh− sau: Khi roto cña m¸y ph¸t ®−îc ®éng c¬ s¬ cÊp kÐo quay, tõ tr−êng do cuén d©y kÝch thÝch g©y ra sÏ khÐp vßng qua m¹ch tõ cña stator vµ cuén d©y lµm viÖc råi vßng qua r«to. Do mÆt ngoµi cña roto cã d¹ng r¨ng lªn khi roto quay th× khe hë m¹ch tõ gi÷a roto vµ stator sÏ thay ®æi dÉn ®Õn tõ trë thay ®æi vµ dßng tõ th«ng khÐp vßng sÏ biÕn thiªn. Khi roto dÞch chuyÓn ®−îc mét b−íc r¨ng th× tõ th«ng mãc vßng qua cuén lµm viÖc sÏ ®Ëp m¹ch mét chu kú, do sù biÕn thiªn cña tõ th«ng mãc vßng qua cuén lµm viÖc dÉn ®Õn trªn cuén d©y lµm viÖc sÏ c¶m øng c¸c ®iÖn ¸p xoay chiÒu víi chu kú b»ng chu kú ®Ëp m¹ch cña tõ tr−êng. Nh− vËy tÇn sè cña ®iÖn ¸p ®Çu ra ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: π ω 2 . )( 60 . 22 ZHz Zn f == n: Tèc ®é quay Z2: Sè r¨ng roto ω: Tèc ®é gãc cña roto Tõ th«ng trong c¸c r¨ng roto kh«ng biÕn thiªn theo thêi gian nªn kh«ng xuÊt hiÖn dßng ®iÖn xo¸y trong r«to v× vËy roto cã thÓ chÕ t¹o b»ng c¸ch ®óc liÒn hoÆc còng cã thÓ ghÐp b»ng c¸c l¸ thÐp máng. Cßn trong stator, tõ th«ng lµ ®Ëp m¹ch nªn sÏ xuÊt hiÖn dßng ®iÖn xo¸y v× vËy stator ph¶i ®−îc chÕ t¹o b»ng c¸ch ghÐp c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn. TÇn sè lµm viÖc cña m¸y ph¸t lo¹i nµy cã thÓ ®¹t tíi 8KHz, c«ng suÊt cña m¸y ph¸t ®−îc chÕ t¹o tõ 0,5 ÷ 1500KW. §Ó kÐo c¸c m¸y ph¸t c«ng suÊt nhá ng−êi ta cã thÓ dïng ®éng c¬ K§B 3 pha roto lång sãc, cßn víi c¸c m¸y ph¸t trªn 100KW ng−êi ta sö dông ®éng c¬ ®ång bé. Th−êng roto cña ®éng c¬ s¬ cÊp vµ roto cña m¸y ph¸t ®−îc chÕ t¹o chung mét trôc vµ hai phÇn tö nµy hîp thµnh mét bé biÕn tÇn thèng nhÊt. 2. C¸c bé biÕn tÇn dïng dông cô b¸n dÉn c«ng suÊt: §èi víi c¸c lß tÇn sè ng−êi ta th−êng sö dông c¸c BBT gi¸n tiÕp cã kh©u trung gian mét chiÒu mµ kh«ng dïng c¸c BBT trùc tiÕp, c¸c BBT gi¸n tiÕp nµy th−êng cã c¸c thiÕt bÞ nh− sau:  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 34 CL: Bé chØnh l−u th−êng lµ chØnh l−u cã ®iÒu khiÓn dïng tiristor, cã nhiÖm vô biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu tÇn sè c«ng nghiÖp thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu ®Ó cung cÊp cho s¬ ®å nghÞch l−u, s¬ ®å th−êng ®−îc sö dông lµ s¬ ®å chØnh l−u cÇu h×nh tia 3 pha. Läc: Khèi läc ®Çu vµo ®−îc ®Æt ®iÖn ¸p ®Çu ra cña s¬ ®å chØnh l−u cßn ®Çu ra lµ ®iÖn ¸p hoÆc dßng ®iÖn mét chiÒu tuú theo s¬ ®å nghÞch l−u lµ nghÞch l−u dßng hoÆc nghÞch l−u céng h−ëng sö dông nguån dßng hoÆc tô ®iÖn m¾c song song víi ®Çu ra cña s¬ ®å nghÞch l−u khi cÇn cung cÊp cho nghÞch l−u lµ d¹ng nguån ¸p. NL: Khèi nghÞch l−u, th«ng th−êng ®èi víi c¸c BBT dïng ®Ó cung cÊp cho c¸c lß tÇn sè th× s¬ ®å nghÞch l−u lµ nghÞch l−u 1 pha cã thÓ thùc hiÖn ë d¹ng nghÞch l−u céng h−ëng hoÆc nghÞch l−u phô thuéc. T¶i: Gåm MBA lß vµ cuén d©y lß (cuén c¶m øng). III. Bé nguån cung cÊp cho lß cao tÇn: 1. Bé biÕn ®æi dïng Tranzitor: 2. ThiÕt bÞ ph¸t dao ®éng dïng ®Ìn ®iÖn tö ch©n kh«ng: Th−êng sö dông víi tÇn sè cao cã thÓ ®Õn 1MHz, c«ng suÊt 25 ÷ 500KW. Trong thiÕt bÞ nµy ng−êi ta thùc hiÖn biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu 3 pha cña m¹ng c«ng nghiÖp thµnh ®iÖn ¸p xoay chiÒu 3 pha cã gi¸ trÞ tõ 10 ÷ 15KV b»ng c¸ch sö dông MBA t¨ng ¸p, tr−íc ®©y ®iÖn ¸p xoay chiÒu thø cÊp cña MBA th−êng cã gi¸ trÞ kh«ng ®æi nh−ng víi c¸c lß s¶n xuÊt trong thêi gian gÇn ®©y ®iÖn ¸p nµy th−êng ®iÒu chØnh ®−îc trong giíi h¹n réng nhê sö dông BBD xoay chiÒu – xoay chiÒu 3 pha bªn phÝa s¬ cÊp MBA. §iÖn ¸p xoay chiÒu ®Çu ra MBA lµ ®iÖn ¸p ®−îc chØnh l−u thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu, ®èi víi c¸c lß s¶n xuÊt ë giai ®o¹n tr−íc ng−êi ta sö dông bé chØnh l−u kh«ng ®iÒu khiÓn b»ng c¸c diot b¸n dÉn. Nguån ®iÖn ¸p mét chiÒu sau khi chØnh l−u sÏ ®−îc sö dông ®Ó cung cÊp cho mét bé ph¸t dao ®éng gåm c¸c phÇn tö: ®Ìn ph¸t (th−êng lµ ®Ìn 3 cùc), mét m¹ch céng h−ëng gåm c¸c tô ®iÖn vµ ®iÖn c¶m, ngoµi ra cßn cã mét sè thiÕt bÞ phô trî ®Ó ®¶m b¶o tÝnh chÊt tù dao ®éng cña m¹ch… Ch−¬ng VIII Trang bÞ ®iÖn – tù ®éng ho¸ cho lß hå quang §8.1. kh¸i niÖm chung vµ ph©n lo¹i 1. Nguyªn lý gia nhiÖt trong lß hå quang: Läc CL NL T¶i §K TÝn hiÖu ®Æt ~ 50Hz  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 35 Lß hå quang lµ lß lîi dông nhiÖt cña ngän löa hå quang gi÷a c¸c ®iÖn cùc hoÆc gi÷a c¸c ®iÖn cùc vµ kim lo¹i ®Ó nÊu ch¶y kim lo¹i. Lß hå quang dïng ®Ó nÊu thÐp hîp kim chÊt l−îng cao. 2. Ph©n lo¹i: a. Theo dßng ®iÖn sö dông: - Lß hå quang mét chiÒu - Lß hå quang xoay chiÒu b. Theo c¸ch ch¸y cña ngän löa hå quang: - Lß nung nãng gi¸n tiÕp: NhiÖt cña ngän löa x¶y ra gi÷a hai ®iÖn cùc (Graphit, than) ®−îc dïng ®Ó nÊu ch¶y kim lo¹i. - Lß nung nãng gi¸n tiÕp: NhiÖt cña ngän löa hå quang x¶y ra gi÷a ®iÖn cùc vµ kim lo¹i dïng ®Ó nÊu ch¶y kim lo¹i. c. Theo ®Æc ®iÓm chÊt liÖu vµo lß: - Lß chÊt liÖu bªn s−ên b»ng ph−¬ng ph¸p thñ c«ng hay m¸y mãc qua cöa lß. - Lß chÊt liÖu trªn ®Ønh lß xuèng nhê gÇu chÊt liÖ. Lo¹i lß nµy cã c¬ cÊu n©ng h¹ vßm mãc. 3. KÕt cÊu cña lß hå quang: Mét lß hå quang bÊt lú ®Òu cã c¸c bé phËn chÝnh sau: - Nåi lß cã líp vá c¸ch nhiÖt vµ cã cöa lß vµ miÖng rãt. - Vßm nãc lß cã vá c¸ch nhiÖt. - C¬ cÊu gi÷ vµ dÞch chuyÓn ®iÖn cwcj truyÒn ®éng b»ng ®iÖn hay thuû lùc. - C¬ cÊu nghiªng lß, truyÒn ®éng b»ng ®iÖn hay thuû lùc - PhÇn dÉn ®iÖn tõ biÕn ¸p lß tíi lß. Ngoµi ra, ®èi víi lß hå quang n¹p liÖu tõ trªn cao cßn cã c¬ cÊu n©ng, quay vßm lß, c¬ cÊu rãt kim lo¹i còng nh− gÇu n¹p liÖu. Trong c¸c lß hå quang cã nåi lß s©u, kim lo¹i láng ë tr¹ng th¸i tÜnh cã chÖnh lÖch nhiÖt ®é theo ®é cao (kho¶ng 1000C/m), trong ®iÒu kiÖn ®ã ®Ó t¨ng c−êng ph¶n øng cña kim lo¹i (víi xØ) vµ ®Ó ®¶m b¶o kh¶ n¨ng nung nãng kim lo¹i tr−íc khi rãt cÇn ph¶i khuÊy trén kim lo¹i láng. ë c¸c lß dung l−îng nhá (d−íi 6 tÊn) th× viÖc khuÊy trén thùc hiÖn b»ng tay qua c¬ cÊu c¬ khÝ. Víi lß cã dung l−îng trung b×nh (12 ÷ 50 tÊn) vµ ®Æc biÖt lín (100 tÊn vµ lín h¬n) th× thùc hiÖn b»ng thiÕt bÞ khuÊy trén ®Ó kh«ng nh÷ng gi¶m lao ®éng vÊt v¶ cña thî mµ cßn n©ng cao ®−îc chÊt l−îng cña kim lo¹i nÊu. ThiÕt bÞ khuÊy trén kim lo¹i láng th−êng lµ thiÕt bÞ ®iÖn tõ cã nguyªn lý lµm viÖc t−¬ng tù nh− ®éng c¬ K§B roto ng¾n m¹ch. Tõ tr−êng ch¹y t¹o ra ë lß cã ®¸y phi kim lo¹i nhê hai cuén d©y (stator) dßng ®iÖn xoay chiÒu tÇn sè 0,5 ÷ 1Hz, lÖch pha nhau 900, do tõ tr−êng nµy mµ kim lo¹i cã lùc ®iÖn tõ däc trôc lß. Khi ®æi nèi, dßng trong c¸c cuén d©y cã thÓ thay ®æi h−íng chuyÓn ®éng cña kim lo¹i trong nåi theo h−íng ng−îc l¹i. C¸c th«ng sè quan träng cña lß hå quang lµ: - Dung l−îng ®Þnh møc cña lß: Sè tÊn kim lo¹i láng trong mét mÎ nÊu. - C«ng suÊt ®Þnh møc cña biÕn ¸p lß: ¶nh h−ëng quyÕt ®Þnh ®Õn thêi gian nÊu luyÖn (n¨ng suÊt lß). Theo møc ®é c«ng suÊt t¸c dông cña biÕn ¸p trong giai ®o¹n nÊu ch¶y ®èi víi 1 tÊn kim lo¹i láng, lß hå quang cßn chia ra: lß cã c«ng suÊt b×nh th−êng, cao vµ siªu cao. VÒ cÊu tróc lß hå quang c«ng suÊt cao vµ siªu cao cßn cã hÖ lµm m¸t b»ng n−íc qua vá lß. §8.2 c¸c giai ®o¹n lµm viÖc cña lß hå quang nÊu thÐp  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 36 Chu tr×nh lµm viÖc cña lß hå quang gåm 3 giai ®o¹n víi c¸c ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ nh− sau: 1. Giai ®o¹n nung nãng liÖu vµ nÊu ch¶y kim lo¹i: Trong giai ®o¹n nµy lß cã c«ng suÊt nhiÖt lín nh¸t, ®iÖn n¨ng tiªu thô chiÕm kho¶ng 60 – 80% n¨ng l−îng toµn mÎ nÊu vµ thêi gian cña nã chiÕm 50 ÷ 60% toµn bé thêi gian mét chu tr×nh. §Ó ®¶m b¶o c«ng suÊt nÊu ch¶y, ngän löa hå quang cÇn ph¶i ch¸y æn ®Þnh. khi ch¸y, ®iÖn cùc bÞ ¨n mßn dÇn, kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÖn cùc vµ kim lo¹i t¨ng lªn. §Ó duy tr× hå quang, ®iÖn cùc cÇn ph¶i ®−îc ®iÒu chØnh vµo gÇn kim lo¹i. Lóc ®ã dÔ x¶y ra hiÖn t−îng ®iÖn cùc ch¹m vµo kim lo¹i - gäi lµ qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh - vµ g©y ra ng¾n m¹ch lµm viÖc. Ng¾n m¹ch lµm viÖc tuy x¶y ra trong thêi gian ng¾n nh−ng l¹i hay x¶y ra nªn c¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong m¹ch ®éng lùc th−¬ng ph¶i lµm viÖc ë ®iÒu kiÖn nÆng nÒ. §©y lµ ®Æc ®iÓm cÇn l−u ý khi tÝnh to¸n vµ chän thiÕt bÞ cho lß hå quang. Ng¾n m¹ch lµm viÖc còng cã thÓ g©y ra do sôt lë c¸c thµnh phÇn cña hè bao quanh ®Çu ®iÖn cùc t¹o ra trong liÖu hoÆc sù nãng ch¶y cña c¸c mÈu liÖu còng cã thÓ ph¸ huû ngän löa hå quang do t¨ng chiÒu dµi ngän löa. Lóc ®ã ph¶i tiÕn hµnh måi l¹i b»ng c¸ch h¹ ®iÖn cùc xuèng cho ch¹m vµo kim lo¹i råi n©ng lªn t¹o hå quang. Trong giai ®o¹n nµy, sè lÇn ng¾n m¹ch lµm viÖc cã thÓ lªn tíi 100 lÇn hoÆc h¬n. Mçi lÇn x¶y ra ng¾n m¹ch lµm viÖc, c«ng suÊt h÷u Ých gi¶m m¹nh vµ cã khi b»ng 0 víi tæn hao cùc ®¹i, thêi gian cho phÐp cña mét lÇn ng¾n m¹ch lµm viÖc lµ tõ 2 ÷ 3s. Tãm l¹i, giai ®o¹n nung nãng liÖu vµ nÊu ch¶y lµ gia ®o¹n hå quang ch¸y kÐm æn ®Þnh nhÊt, c«ng suÊt nhiÖt cña hå quang dao ®éng m¹nh vµ ngän löa hå quang rÊt ng¾n th−êng tõ vµi nm ®Õn 10 ÷ 15mm. Do vËy trong giai ®o¹n nµy ®iÖn ¸p cÊp vµ c«ng suÊt ra cña biÕn ¸p lß lµ lín nhÊt. 2. Giai ®o¹n «xi ho¸ vµ hoµn nguyªn: §©y lµ giai ®o¹n khö C cña kim lo¹i ®Õn mmét giíi h¹n nhÊt ®Þnh tuú theo yªu cÇu c©u nghÖ, khö P vµ khö S, khö khÝ trong gang råi tinh luyÖn. Sù ch¸y hoµn toµn C g©y s«i kim lo¹i m¹nh. Giai ®o¹n nµy c«ng suÊt nhiÖt yªu cÇu vÒ c¬ b¶n lµ ®Ó bï l¹i c¸c tæn hao nhiÖt vµ nã b»ng kho¶ng 60% c«ng suÊt nhiÖt cña giai ®o¹n 1, hå quang còng cÇn duy tr× æn ®Þnh. Tr−íc khi thÐp ra lß ph¶i qua giai ®o¹n hoµn nguyªn lµ giai ®o¹n khö «xi, khö sufua vµ hîp kim ho¸ kim lo¹i. C«ng suÊt lóc nµy yªu cÇu chØ cì 30% so víi giai ®o¹n 1. ChÕ ®é n¨ng l−îng t−¬ng ®èi æn ®Þnh vµ chiÒu dµi ngän löa hå quang kho¶ng vµi chô mm. 3. Giai ®o¹n phô: §©y lµ giai ®o¹n lÊy s¶n phÈm ®+ nÊu luyÖn, tu söa, lµm vÖ sinh, chÊt liÖu vµo lß. §8.3. m¹ch ®iÖn chÝnh lß hå quang 1. Giíi thiÖu chung: - §iÖn ¸p cÊp cho lß hå quang lÊy tõ tr¹m biÕn ¸p lß. - CÇu dao c¸ch ly CL dïng ®Ó ph©n c¸ch m¹ch ®éng lùc cña lß víi l−íi khi cÇn thiÕt. - M¸y c¾t 1MC dïng ®Ó b¶o vÖ lß hå quang khái ng¾n m¹ch sù cè. Nã ®−îc chØnh ®Þnh ®Ó kh«ng t¸c ®éng khi ng¾n m¹ch lµm viÖc, ®ång thêi nã còng dïng ®Ó ®ãng c¾t m¹ch lùc d−íi t¶i. - Cuén kh¸ng CK dïng ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn khi x¶y ra ng¾n m¹ch lµm viÖc vµ æn ®Þnh sù ch¸y cña hå quang. Khi b¾t ®Çu nÊu luyÖn hay x¶y ra ng¾n m¹ch lµm viÖc, lóc ng¾n m¹ch lµm viÖc m¸y c¾t 2MC më ra ®Ó cuén kh¸ng CK tham gia vµo m¹ch ®Ó h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch. Khi liÖu ch¶y hÕt lß cÇn c«ng suÊt nhiÖt lín ®Ó nÊu luyÖn, 2MC ®ãng l¹i ®Ó  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 37 ng¾n m¹ch cuén kh¸ng CK. ë giai ®o¹n hoµn nguyªn, c«ng suÊt lß yªu cÇu Ýt h¬n, 2MC l¹i më ra ®Ó ®−a CK vµo m¹ch lµm gi¶m c«ng suÊt cÊp cho lß (víi lß cã c«ng suÊt lín h¬n nhiÒu th× kh«ng cã cuén kh¸ng CK, viÖc æn ®Þnh hå quang vµ h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch lµm viÖc do c¸c phÇn tö c¶m kh¸ng cña s¬ ®å lß ®¶m nhiÖm). - BiÕn ¸p lß BAL dïng ®Ó h¹ ¸p vµ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p, viÖc ®æi nèi cuén s¬ cÊp thµnh tam gi¸c hay h×nh sao thùc hiÖn nhê c¸c m¸y c¾t 3MC, 4MC. Cuén thø cÊp cña biÕn ¸p lß nèi víi c¸c ®iÖn cùc cña lß qua mét m¹ch ng¾n MN kh«ng ph©n nh¸nh. PhÝa s¬ cÊp cña biÕn ¸p lß cã ®Æt r¬le dßng cùc ®¹i ®Ó t¸c ®éng lªn cuén ng¾t cña m¸y c¾t 1MC. R¬le nµy cã duy tr× thêi gian, thêi gian duy tr× nµy gi¶m khi béi sè qu¸ t¶i dßng t¨ng, nhê vËy 1MC ng¾t m¹ch lùc cña lß hå quang khi chØ cã sù ng¾n m¹ch sù cè vµ khi ng¾n m¹ch lµm viÖc kÐo dµi mµ kh«ng xö lý ®−îc. Víi ng¾n m¹ch lµm viÖc trong mét thêi gian t−¬ng ®èi ng¾n 1MC kh«ng c¾t m¹ch mµ chØ cã tÝn hiÖu ®Ìn b¸o vµ chu«ng. PhÝa s¬ cÊp BAL cßn cã c¸c dông cô ®o l−êng kiÓm tra nh−: v«n kÕ, ampe kÕ, c«ng t¬ ®iÖn, pha kÕ,… PhÝa thø cÊp còng cã c¸c m¸y biÕn dßng 2TI nèi víi c¸c ampe kÕ ®o dßng hå quang. 2. Mét sè thiÕt bÞ chÝnh: a. M¸y biÕn ¸p lß: M¸y biÕn ¸p lß dïng cho lß hå quang ph¶i lµm viÖc trong nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Æc biÖt nÆng nÒ nªn cã c¸c ®Æc ®iÓm sau: - C«ng suÊt th−êng rÊt lín (cã thÓ tíi hµng chôc MW) vµ dßng ®iÖn thø cÊp rÊt lín (hµng tr¨m KA) - §iÖn ¸p ng¾n m¹ch lín ®Ó h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch d−íi (2,5 ÷ 4)I®m - Cã ®é bÒn c¬ häc cao ®Ó chÞu ®−îc c¸c lùc ®iÖn tõ ph¸t sinh trong c¸c cuén d©y, thanh dÉn khi cã ng¾n m¹ch. - Cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p s¬ cÊp d−íi t¶i trong mét giíi h¹n réng. - Ph¶i lµm m¸t tèt v× dßng lín, hay cã ng¾n m¹ch vµ v× BA ®Æt ë n¬i kÝn l¹i gÇn lß. - Cuén thø cÊp BAL th−êng ®Êu tam gi¸c v× dßng ng¾n m¹ch ®−îc ph©n ra hai pha vµ nh− vËy ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña c¸c cuén d©y sÏ nhÑ h¬n. M¸y biÕn ¸p lß th−êng ph¶i lµm viÖc trong t×nh tr¹ng ng¾n m¹ch vµ ph¶i cã kh¶ n¨ng qu¸ t¶i nªn th−êng chÕ t¹o to, nÆng h¬n c¸c MBA ®éng lùc cïng c«ng suÊt. b. M¹ch ng¾n (MN): M¹ch ng¾n hay d©y dÉn dßng thø cÊp cã dßng ®iÖn lµm viÖc rÊt lín tíi hµng chôc, hµng tr¨m ngh×n ampe. Tæn hao c«ng suÊt ë m¹ch ng¾n chiÕm tíi 70% tæn hao trong toµn bé thiÕt bÞ lß hå quang. Do vËy yªu cÇu c¬ b¶n cña m¹ch ng¾n lµ ph¶i ng¾n nhÊt trong ®iÒu kiÖn cã thÓ (biÕn ¸p lß ph¶i ®Æt rÊt gÇn lß) ®Ó gi¶m bít tæn hao, ®ång thêi ®−îc ghÐp tõ c¸c tÊm ®ång l¸ thµnh c¸c thanh mÒm ®Ó cã thÓ uèn dÎo lªn xuèng theo c¸c ®iÖn cùc. Ngoµi ra, ®èi víi lß hå quang ba pha, m¹ch ng¾n cßn ph¶i ®¶m b¶o sù c©n b»ng rnm vµ xnm gi÷a c¸c pha ®Ó cã c¸c th«ng sè ®iÖn (c«ng suÊt, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn) nh− nhau cña c¸c lß hå quang. Khi 3 pha m¹ch ng¾n ph©n bè ®èi xøng th× hç c¶m gi÷a hai pha bÊt kú sÏ b»ng nhau vµ søc ®iÖn ®éng hç c¶m b»ng 0. Tr−êng hîp nÕu kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha kh«ng nh− nhau, hç c¶m gi÷a c¸c pha sÏ kh¸c 0. Trong mét pha nµo ®ã sÏ xuÊt hiÖn søc ®iÖn ®éng phô ng−îc chiÒu dßng ®iÖn trong pha ®ã vµ t¹o ra mét sôt ¸p trªn ®iÖn trë thuÇn pha ®ã dÉn ®Õn ®iÖn trë thuÇn pha nµy t¨ng lªn g©y ra tæn hao c«ng suÊt phô vµ c«ng suÊt hå quang cña pha nµy sÏ gi¶m ®i so víi c¸c pha kh¸c. §ång thêi ë mét pha kh¸c, søc ®iÖn ®éng phô l¹i cïng chiÒu víi dßng ®iÖn nªn ®iÖn trë t¸c dông cña pha nµy gi¶m vµ c«ng suÊt hå quang sÏ t¨ng lªn. HiÖn t−îng trªn g©y lªn sù mÊt ®èi xøng vÒ ®iÖn ¸p gi÷a c¸c hå quang, sù ph©n bè c«ng suÊt kh«ng ®ång ®Òu gi÷a c¸c pha, gi¶m hiÖu suÊt lß vµ víi lß c«ng suÊt cang lín th× sù mÊt ®èi xøng ®iÖn tõ ë m¹ch ng¾n sÏ cµng lín.  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 38 §8.4. C¸c ph−¬ng ph¸p khèng chÕ hÖ thèng T§ dÞch chuyÓn ®iÖn cùc trong lß hå quang 1. C¸c yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng T§ dÞch chuyÓn ®iÖn cùc lß hå quang Mçi giai ®o¹n lµm viÖc cña lß hå quang ®ßi hái mét c«ng suÊt nhÊt ®Þnh mµ c«ng suÊt nµy l¹i phô thuéc vµo chiÒu dµi ngän löa hå quang. Nh− vËy ®iÒu chØnh ®iÖn cùc tøc lµ ®iÒu chØnh chiÒu dµi ngän löa hå quang, do ®ã ®iÒu chØnh ®−îc c«gn suÊt lß hå quang lµ nhiÖm vô c¬ b¶n cña hÖ thèng T§ dÞch cùc lß hå quang. C¸c yªu cÇu ®èi víi mét hÑ T§ dÞch cùc lß hå quang lµ: - §ñ ®é nh¹y ®Ó ®¶m b¶o chÕ ®é lµm viÖc ®+ cho cña lß. Duy tr× dßng ®iÖn hå quang kh«ng tôt qu¸ (4 ÷ 5)% trÞ sè dßng lµm viÖc. Vïng kh«ng nh¹y cña bé ®iÒu chØnh kh«ng qu¸ (4 ÷ 6)% trong giai ®o¹n nÊu ch¶y vµ (2 ÷ 4)% trong c¸c giai ®o¹n kh¸c. - T¸c ®éng nhanh, ®¶m b¶o khö ng¾n m¹ch hay ®øt hå quang trong thêi gian (1,5 ÷ 3)s. DiÒu ®ã sÏ lµm gi¶m sè lÇn ng¾t m¸y c¾t chÝnh, gi¶m sù thÊm C cña kim lo¹i… - H¹n chÕ tèi thiÓu sù dÞch cùc kh«ng cÇn thiÕt nh− khi chÕ ®é lµm viÖc bÞ ph¸ vì trong thêi gian rÊt ng¾n hay trong chÕ ®é thay ®æi tÝnh ®èi xøng. Yªu cÇu nµy rÊt cÇn thiÕt ®èi víi lß hå quang 3 pha kh«ng cã d©y trung tÝnh. C¸c chÕ ®é hå quang cña mét pha nµo ®ã bÞ ph¸ huû sÏ dÉn theo ph¸ huû chÕ ®é hå quang cña c¸c pha cßn l¹i. §iÖn cùc c¸c pha cßn l¹i ®ang ë vÞ trÝ chu¶n còng cã thÓ bÞ dÞch chuyÓn. Do vËy mçi pha cÇn cã hÖ ®iÒu chØnh ®éc lËp ®Ó sù lµm viÖc cña nã kh«ng ¶nh h−ëng tíi chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c pha kh¸c. - Thay ®æi c«ng suÊt lß b»ng ph¼ng trong giíi h¹n (20 ÷ 125)% trÞ sè ®Þnh møc víi sai sè kh«ng qu¸ 5%. - Cã thÓ chuyÓn ®æi nhanh tõ chÕ ®é ®iÒu khiÓn tù ®éng sang chÕ ®é ®iÒu khiÓn b»ng tay do ph¶i thùc hiÖn mét thao t¸c phô nµo ®ã (ch¼ng h¹n nh− n©ng ®iÖn cùc lªn tr−íc khi vµo lß) vµ ng−îc l¹i, chuyÓn nhanh vÒ chÕ ®é ®iÒu khiÓn tù ®éng. - Tù ®éng ch©m löa hå quang khi b¾t ®Çu lµm viÖc vµ sau khi hå quang bÞ ®øt. Khi ng¾n m¹ch lµm viÖc th× thùc hiÖn n©ng ®iÖn cùc lªn vµ kh«ng lµm ®øt hå quang. - Dõng mäi ®iÖn cùc khi mÊt ®iÖn l−íi. 2. C¸c ph−¬ng ph¸p khèng chÕ hÖ T§ dÞch cùc: §Ó ®iÒu chØnh vµ æn ®Þnh c«ng suÊt lß hå quang th«ng qua hÖ thèng T§ dÞch chuyÓn ®iÖn cùc ng−êi ta ®−a ra 3 ph−¬ng ph¸p ®Ó kh«ng chÕ T§ dÞch ®iÖn cùc, ®ã lµ: - Duy tr× dßng ®iÖn hå quang kh«ng ®æi Ihq = const. - Duy tr× ®iÖn ¸p hå quang kh«ng ®æi Uhq = const. - Duy tr× tæng trë hå quang kh«ng ®æi Zhq = const. Bé ®iÒu chØnh duy tr× dßng hå quang kh«ng ®æi sÏ kh«ng måi hå quang tù ®éng ®−îc, ngoµi ra khi dßng ®iÖn trong mét pha nµo ®ã thay ®æi sÏ kÐo theo dßng ®iÖn trong hai pha cßn l¹i thay ®æi. Bé ®iÒu chØnh ¸p hå quang kh«ng ®æi cã khã kh¨n trong viÖc ®o th«ng sè nµy. Thùc tÕ cuén d©y ®o ®−îc nèi gi÷a th©n kim lo¹i cña lß vµ thanh c¸i thø cÊp cña BAL. Do vËy, ®iÖn ¸p ®o phô thuéc dßng t¶i vµ sù thay ®æi dßng cña mét pha sÏ ¶nh h−ëng tíi hai pha cßn l¹i Bëi vËy, hai biÖn ph¸p trªn th−êng chØ ¸p dông cho lß hå quang mét pha. Ph−¬ng ph¸p −u ®iÓm h¬n c¶ lµ dïng bé ®iÒu chØnh duy tr× Zhq = const. Víi ph−¬ng ph¸p nµy th× tÝn hiÖu ®Ó khèng chÕ hÖ T§ sÏ lµ: UKC = a.Uhq – b.Ihq Trong ®ã a, b lµ c¸c hÖ sè phô thuéc hÖ sè c¸c biÕn ¸p ®o l−êng vµ ®iÖn trë ®iÒu chØnh trªn m¹ch. Khi Ihq = Ihq0, Uhq = Uhq0 th×:  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 39 0 0 0 hq hq hq U I Z = : Tæng trë ®Æt vïng hå quang Khi UKC = 0 → a.Uhq = b.Ihq → 0 0 0 hq hq hq Z a b I U == + Khi Zhq = Zhq0 th× UKC = 0: §iÖn cùc ®øng yªn + Khi Zhq < Zhq0 th× UKC < 0: N©ng ®iÖn cùc lªn + Khi Zhq > Zhq0 th× UKC > 0: H¹ ®iÖn cùc xuèng * Muèn ®iÒu chØnh t¨ng c«ng suÊt hå quang → gi¶m Zhq → gi¶m chiÒu dµi hå quang. §8.5. s¬ ®å ®iÒu khiÓn hÖ thèng n©ng h¹ ®iÖn cùc lß hå quang dïng hÖ m®k® - ® 1. Giíi thiÖu s¬ ®å: a. PhÇn m¹ch lùc: §: §éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. Dïng ®Ó truyÒn ®éng cho c¬ cÊu dÞch chuyÓn ®iÖn cùc (n©ng, h¹) CK§: Cuén kÝch tõ cña ®éng c¬ M§K§: M¸y ®iÖn khuÕch ®¹i tõ tr−êng ngang dïng ®Ó cung cÊp ®iÖn ¸p cho ®éng c¬ CB: Cuén bï cña M§K§ M¸y ®iÖn khuÕch ®¹i cã mét sè cuén d©y: + C§C1: Cuén kÝch thÝch ®−îc ®Æt tÝn hiÖu chñ ®¹o khi lµm viÖc ë chÕ ®é tù ®éng. + C§C2: Cuén kÝch thÝch ®−îc ®Æt tÝn hiÖu chñ ®¹o khi lµm viÖc ë chÕ ®é ®iÒu khiÓn b»ng tay. + CFE: Cuén d©y thùc hiÖn ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p m¹ch phÇn øng ®éng c¬. b. M¹ch ®iÒu khiÓn: - Kh©u lÊy tÝn hiÖu tû lÖ víi ®iÖn ¸p hå quang gåm cã: 2CD, CC, 2R, c¸c tiÕp ®iÓm 1K, 2K, bé chØnh l−u h×nh cÇu 1 pha kh«ng ®iÒu khiÓn 2CL. chiÕt ¸p 4R. PhÇn ®iÖn ¸p mét chiÒu gi÷a ®iÓm nèi chung 4R, 5R vµ con tr−ît 4 R tû lÖ víi gi¸ trÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p vïng hå quang vµ ®−îc ký hiÖu lµ a.Uhq - Kh©u lÊy tÝn hiÖu tû lÖ víi dßng ®iÖn hå quang gåm m¸y biÕn dßng BD, 1CD, 1R, 1BA, chØnh l−u cÇu mét pha kh«ng ®iÒu khiÓn 1CL vµ chiÕt ¸p 5R. PhÇn ®iÖn ¸p lÊy gi÷a ®iÓm nèi chung 4R vµ 5R víi chiÕt ¸p 5R lµ ®iÖn ¸p mét chiÒu tû lÖ víi gi¸ trÞ hiÖu dông cña dßng hå quang vµ ®−îc ký hiÖu lµ b.Ihq - M¾c nèi tiÕp víi 5R cã cuén d©y cña r¬le dßng ®iÖn RD vµ tiÕp ®iÓm cña nã m¾c song song víi ®iÖn trë 3R. - §Ó ®iÒu khiÓn c¸c chÕ ®é lµm viÖc (b»ng tay, tù ®éng) ng−êi ta sö dông c«ng t¾c quay cã c¸c tiÕp ®iÓm: + T§: Tù ®éng + N, H: n©ng, h¹ b»ng tay + l: vÞ trÝ dõng - Ngoµi ra m¹ch khèng chÕ cßn cã ®iÖn trë 7R, 10R, 9R, cuén d©y r¬le ®iÖn ¸p RA, r¬le thêi gian Rth, c¸c diot 3CL, 4CL. - §Ó cung cÊp ®iÖn ¸p cho cuén d©y kÝch tõ cña ®éng c¬ vµ cuén C§C2 khi ®iÒu khiÓn b»ng tay ng−êi ta sö dông nguån mét chiÒu.  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 40 - §Ó ®iÒu chØnh gi¸ trÞ tèc ®é n©ng vµ h¹ khi ®iÒu khiÓn b»ng tay, s¬ ®å sö dông chiÕt ¸p 6R. - Cùc tÝnh cña ®iÖn ¸p trªn ®éng c¬ khi ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬ theo chiÒu n©ng vµ h¹ ®−îc biÓu diÔn trªn s¬ ®å. 2. Nguyªn lý lµm viÖc: a. Khi hÖ thèng ®@ ®i vµo lµm viÖc b×nh th−êng: * ë chÕ ®é ®iÒu khiÓn tù ®éng: Khi hÖ thèng lµm viÖc ë chÕ ®é ®iÒu khiÓn tù ®éng th× c«ng t¾c ®iÒu khiÓn §K ®Ó ë vÞ trÝ T§, tiÕp ®iÓm nèi gi÷a c¸c ®iÓm 5,6 vµ 7 kÝn cßn c¸c tiÕp ®iÓm kh¸c hë m¹ch. Nh− vËy, trªn cuén d©y C§C1 vµ ®iÖn trë 3R ®−îc ®Æt ®iÖn ¸p UKC = a.Uhq – b.Ihq (Lêy ë hai ®iÓm gi÷a con tr−ît 4R vµ 5R), cßn cuén C§C2 kh«ng lµm viÖc. - Khi tæng trë hå quang b»ng gi¸ trÞ ®Æt: Zhq = Zhq0 →Uhq = 0, nh− vËy M§K§ kh«ng ®−îc kÝch tõ nªn søc ®iÖn ®éng cña nã b»ng 0 → ®éng c¬ kh«ng ®−îc cÊp ®iÖn ¸p vµ ®iÖn cùc kh«ng dÞch chuyÓn. - Khi tæng trë hå quang Zhq < Zhq0, tøc lµ ®iÖn cùc gÇn kim lo¹i h¬n so víi kho¶ng c¸ch ®Æt dÉn ®Õn dßng hå quang t¨ng, ®iÖn ¸p vïng hå quang gi¶m. → UKC a. Uhq – b.Ihq < 0 → Cuén C§C1 ®−îc cÊp ®iÖn ¸p → M§K§ ®−îc kÝch thÝch vµ ph¸t ra mét søc ®iÖn ®éng cã cùc tÝnh lµm cho ®éng c¬ quay theo chiÒu n©ng ®iÖn cùc lªn → kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÖn cùc vµ kim lo¹i t¨ng dÇn → Ihq gi¶m dÇn, Uhq t¨ng dÇn vµ khi kho¶ng c¸ch b»ng gi¸ trÞ ®Æt th× Uhq = 0 → søc ®iÖn ®éng cña M§K§ b»ng 0 → ®éng c¬ ngõng quay vµ ®iÖn cùc ngõng dÞch chuyÓn. - Khi Zhq > Zhq0, tøc lµ ®iÖn cùc xa kim lo¹i h¬n so víi kho¶ng c¸ch ®Æt → Ihq gi¶m, Uhq t¨ng → UKC > 0 → M§K§ còng ®−îc kÝch thÝch nh−ng víi chiÒu tõ th«ng ng−îc víi chiÒu cña tr−êng hîp trªn dÉn ®Õn cùc tÝnh cña M§K§ ng−îc l¹i → ®éng c¬ quay theo chiÒu h¹ ®iÖn cùc ®Ó gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÖn cùc vµ kim lo¹i, vµ khi kho¶ng c¸ch b»ng gi¸ trÞ ®Æt th× UKC = 0 → ®éng c¬ ngõng quay vµ ®iÖn cùc ngõng dÞch chuyÓn. b. Lo¹i trõ ng¾n m¹ch lµm viÖc: Khi lß hå quang ®ang lµm viÖc nÕu x¶y ra ng¾n m¹ch th× Uhq sÏ gi¶m vÒ b»ng 0, dßng hå quang t¨ng lªn rÊt lín lµm cho UKC sÏ rÊt ©m. MÆt kh¸c do ®iÖn ¸p ®Çu ra 1CL lín nªn dßng qua cuén d©y cña RD ®¹t gi¸ trÞ t¸c ®éng, nã ®ãng tiÕp ®iÓm RD m¾c song song víi 3R lµm cho dßng qua C§C1 cã gi¸ trÞ lín dÉn ®Õn søc ®iÖn ®éng cña M§K§ cã gi¸ trÞ lín vµ cã cùc tÝnh lµm cho ®éng c¬ quay theo n©ng ®iÖn cùc, ®éng c¬ thùc hiÖn t¸ch ®iÖn cùc ra khái kim lo¹i vµ nang nhanh ®iÖn cùc lªn, hå quang l¹i xuÊt hiÖn. MÆt kh¸c, víi cùc tÝnh cña ®iÖn ¸p nh− ®+ giíi thiÖu trªn s¬ ®å th× dßng ®iÖn ®i qua cuén CGA ph¶i ®i qua ®iÖn trë 7R lµm cho hÖ sè ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p nhá h¬n tr−êng hîp ®éng c¬ quay theo chiÒu h¹ → t¨ng søc ®iÖn ®éng cña M§K§ → t¨ng tèc ®é n©ng. §ång thêi víi cùc tÝnh cña ®iÖn ¸p nh− ®+ nªu vµ cã gi¸ trÞ lín th× r¬le ®iÖn ¸p RA t¸c ®éng më tiÕp ®iÓm RA → c¾t ®iÑn cuén d©y r¬le thêi gian Rth, sau kho¶ng thêi gian duy tr× cña r¬le thêi gian tiÕp ®iÓm Rth më sÏ bèi nèi tiÕp ®iÖn ttrë 9R víi cuén CK§ lµm tõ th«ng cña ®éng c¬ gi¶m → t¨ng tèc ®é n©ng ®Ó t¨ng nhanh kho¶ng c¸ch, gi¶m nhanh gi¸ trÞ dßng ®iÖn qua ®iÖn cùc. Khi ®iÖn cùc ®+ t¸ch khái kim lo¹i, dßng hå quang gi¶m cßn ¸p hå quang t¨ng dÇn, r¬le RD ngõng t¸c ®éng → tiÕp ®iÓm RD më, nèi nèi tiÕp ®iÖn trë 3 R vµo m¹ch cuén day C§C1 lµm dßng qua C§C1 gi¶m nhiÒu → søc ®iÖn ®éng M§K§ gi¶m nhiÒu → RA ngõng t¸c ®éng → r¬le Rth ®−îc cÊp ®iÖn → tiÕp ®iÓm Rth ®ãng → ®iÖn trë 9R bÞ ng¾n m¹ch khái cuén CKD → tõ th«ng cña ®éng c¬ t¨ng b»ng ®Þnh møc. TÊt c¶ c¸c t¸c ®éng trªn lµm gi¶m tèc ®é khi n©ng tr¸nh hiÖn t−îng mÊt hå quang. Khi kho¶ng c¸c b»ng gi¸ trÞ ®Æt th× ®éng c¬ ngõng quay.  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 41 c. Tù ®éng måi hå quang khi mÊt hå quang hoÆc khi b¾t ®Çu khëi ®éng lß: Gi¶ sö, ®iÖn cùc ch−a ch¹m vµo kim lo¹i (ch−a cã hå quang) ta ®ãng nguån cung cÊp cho MBA lß ®Ó thùc hiÖn ®−a lß vµo lµm viÖc vµ phÇn m¹ch khèng chÕ ®Æt ë chÕ ®é lµm viÖc tù ®éng (c«ng t¾c ®iÒu khiÓn ®Ó ë vÞ trÝ tù ®éng T§). §ãng cÇu dao 2CD vµ c¾t 1CD → Uhq = U (®iÖn ¸p kh«ng t¶i thø cÊp MBA) cßn Ihq = 0 → UKC > 0 vµ cã gi¸ trÞ lín nhÊt → ®iÖn cùc ®−îc h¹ xuèng víi tèc ®é nhanh nhÊt, khi ®iÖn cùc ch¹m vµo kim lo¹i x¶y ra hiÑn t−îng ng¾n m¹ch Uhq = 0 cßn Ihq t¨ng rÊt lín → UKC ®æi chiÒu vµ cã gi¸ trÞ rÊt lín → søc ®iÖn ®éng M§K§ ®¶o chiÒu → ®éng c¬ ®¶o chiÒu thùc hiÖn qu¸ tr×nh lo¹i trõ ng¾n m¹ch lµm viÖc lµm xuÊt hiÖn hå quang. d. Khèng chÕ b»ng tay qu¸ tr×nh dÞch chuyÓn ®iÖn cùc: Trong tr−êng hîp nµy khi cÇn n©ng ta ®Ó c«ng t¾c ®iÒu khiÓn ë vÞ trÝ n©ng N, khi cÇn h¹ ®Ó c«ng t¾c ®iÌu khiÓn ë vÞ trÝ H, nguån ®iÖn mét chiÒu ®Æt lªn 6R vµ cuén C§C2 ®−îc cÊp ®iÖn ¸p bëi mét phµn ®iÖn ¸p trªn 6R → ®éng c¬ thùc hiÖn qóa tr×nh n©ng hoÆc h¹ ®iÖn cùc. §iÒu chØnh tèc ®é n©ng, h¹ nhê con tr−ît trªn 6R (t¨ng tèc dÞch con tr−ît xuèng phÝa d−íi). Chó ý: Muèn t¨ng Phq cÇn gi¶m Zhq vµ ng−îc l¹i a b Z hq = + T¨ng Phq → gi¶m b (kÐo con tr−ît 5R xuèng d−íi) t¨ng a (kÐo con tr−ît 4 R xuèng d−íi) + Gi¶m Phq: t−¬ng tù  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 42 Ch−¬ng IX trang bÞ ®iÖn – tù ®éng ho¸ cho thiÕt bÞ hµn ®iÖn §9.1. kh¸i niÖm chung vµ ph©n lo¹i 1. Kh¸i niÖm chung vÒ hµn ®iÖn: Hµn ®iÖn lµ mét c«ng nghÖ ®Ó nèi ghÐp kim lo¹i dïng nhiÖt l−îng sinh ra bëi nguån ®iÖn (hå quang ®iÖn hoÆc hiÖu øng Jun) Hµn ®iÖn cã c¸c −u ®iÓm sau: - TiÕt kiÖm ®−îc nguyªn vËt liÖu so víi c¸c ph−¬ng ph¸p gia c«ng kh¸c. - Cã ®é bÒn c¬ häc cao - Gi¸ thµnh h¹, n¨ng suÊt cao - C«ng nghÖ ®¬n gi¶n - DÔ tù ®éng ho¸ nªn cã thÓ c¶i thiÖn ®−îc ®iÒu kiÖn lµm viÖc 2. Ph©n lo¹i thiÕt bÞ hµn ®iÖn: Mét c¸ch tæng thÓ cã thÓ ph©n lo¹i c¸c ph−¬ng ph¸p hµn ®iÖn nh− sau: - Hµn hå quang: + B»ng tay + Tù ®éng: - Hµn d−íi líp trî dung - Hµn trong ga b¶o vÖ - Hµn tiÕp xóc: + Hµn nèi + Hµn ®−êng + Hµn ®iÓm - Hµn mét ®iÓm hai mÆt - Hµn hai ®iÓm mét mÆt §9.2. c¸c lo¹i nguån hµn hå quang 1. C¸c yªu cÇu ®èi víi nguån hµn hå quang: - §iÖn ¸p kh«ng t¶i ®ñ lín ®Ó måi ®−îc hå quang: + Khi nguån hµn lµ mét chiÒu víi ®iÖn cùc lµ: - Kim lo¹i: U0min = (30 ÷ 40)V - Than: U0min = (45 ÷ 55)V + Khi nguån hµn lµ xoay chiÒu: U0min = (50 ÷ 60)V - §¶m b¶o an toµn khi ë chÕ ®é lµm viÖc còng nh− khi ë chÕ ®é ng¾n m¹ch lµm viÖc, béi sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch kh«ng ®−îc qu¸ lín 1,1 2,1 1 == dm nm I I λ Trong ®ã: - λ1: Béi sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch - Inm: Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch - Idm: Dßng ®iÖn hµn ®Þnh møc - Nguån hµn ph¶i cã c«ng suÊt ®ñ lín  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 43 - Nguån hµn ph¶i cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh ®−îc dßng hµn, v× dßng ®iÖn hµn phô thuéc vµo ®−êng kÝnh que hµn. Dßng ®iÖn hµn ®−îc tÝnh theo biÓu thøc sau: Ih = (40 ÷ 60)d Trong ®ã: - Ih: Dßng ®iÖn hµn (A) - d: §−êng kÝnh que hµn (mm) - §−êng ®Æc tÝnh ngoµi (®Æc tÝnh V – A) cña nguån hµn ph¸i ®¸p øng theo tõng lo¹i ph−¬ng ph¸p hµn. + Nguån hµn dïng cho ph−¬ng ph¸p hµn hå quang b»ng tay ph¶i cã ®−êng ®Æc tÝnh ngoµi dèc. + Nguån hµn dïng cho ph−¬ng ph¸p hµn hå quang tù ®éng ph¶i cã ®−êng ®Æc tÝnh ngoµi cøng. 2. C¸c nguån hµn hå quang xoay chiÒu: Nguån hµn hå quang xoay chiÒu th−êng dïng biÕn ¸p hµn v× cã nh÷ng −u ®iÓm næi bËt sau: + DÔ chÕ t¹o, gi¸ thµnh h¹ + Cã thÓ t¹o ra dßng ®iÖn lín BiÕn ¸p hµn phæ biÕn nhÊt lµ biÕn ¸p hµn mét pha, cã khi lµ ba pha. Th«ng th−êng biÕn ¸p hµn ba pha dïng cho nhiÒu ®Çu hµn. a. BiÕn ¸p hµn cã cuén kh¸ng ngoµi: BiÕn ¸p hµn lo¹i nµy ngoµi lâi thÐp chÝnh cña m¸y biÕn ¸p cßn cã mét c¬ cÊu phô gäi lµ cuén kh¸ng ngoµi. Thay ®æi khe hë trong m¹ch tõ cña cuén kh¸ng ngoµi cã thÓ nhËn ®−îc hä ®Æc tÝnh ngoµi cña m¸y biÕn ¸p hµn nh− sau: W1 W2 WCK  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 44 - Khi kh«ng t¶i: U0 = U2 U0: §iÖn ¸p kh«ng t¶i U2: §iÖn ¸p thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p → §iÖn ¸p kh«ng t¶i thay ®æi khi ®iÒu chØnh chÕ ®é hµn - Khi cã t¶i: U2 = Uhq + UCK Uhq: §iÖn ¸p hå quang UCK: §iÖn ¸p r¬i trªn cuén kh¸ng UCK = I2. rCK + j.I2.xCK ≈ ω.L. I2 a: Khe hë trong m¹ch tõ cuén kh¸ng ngoµi Khi thay ®æi a → UCK sÏ thay ®æi → U0 thay ®æi. b. M¸y biÕn ¸p hµn kiÓn hçn hîp: a1 < a2 < a3 a1 a2 a3 Inm1 Inm2 Inm3 U0 U I  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 45 Lo¹i m¸y biÕn ¸p nµy cã m¹ch tõ cña cuén kh¸ng cã quan hÖ trùc tiÕp víi m¹ch tõ chÝnh §iÒu chØnh khe hë m¹ch tõ a ta sÏ nhËn ®−îc hä ®Æc tÝnh nh− h×nh vÏ: - Khi kh«ng t¶i: U0 = U2 + UCK Khi thay ®æi khe hë m¹ch tõ a, UCK thay ®æi nªn U0 còng thay ®æi - Khi cã t¶i, ®iÖn ¸p r¬i trªn cuén kh¸ng vµ cuén thø cÊp cña biÕn ¸p hµn b»ng: W1 W2 WCK a1 < a2 < a3 a1 a2 a3 Inm1 Inm2 Inm3 I U03 U02 U01 U  ThuyÕt minh nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y c«ng nghiÖp Copyright by NguyenVanToan® 46 Ur = I2.(x2 + xCK) §iÖn ¸p hå quang sÏ lµ: Uhq = U2 + UCK → Ur = U2 + UCK = I2 (x2 + xCK) Khi dßng I2 t¨ng ®Õn b»ng Inm th× ®iÖn ¸p hå quang b»ng 0 vµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch b»ng: CK CK nm xx UU I + + = 2 2 Khi khe hë m¹ch tõ t¨ng, tõ trë m¹ch tõ t¨ng → ®iÖn c¶m L gi¶m → dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¨ng lªn

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfTrangBiDienCacMayCongNghiep.pdf
Tài liệu liên quan