LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây kĩ thuật điện tử và bán dẫn công suất lớn phát triển mạnh mẽ. Các thiết bị điện tử công suất này có nhiều ưu điểm là có khả năng điều khiển rộng, có chỉ tiêu kinh tế cao, kích thước và trọng lượng thấp, độ tin cậy và chính xác cao... Ứng dụng của chúng vào việc biến đổi và điều khiển điện áp và dòng điện xoay chiều thành một chiều và ngược lại một chiều thành xoay chiều ngày càng sâu rộng. Do đó mà các thiết bị điện tử điều khiển có mặt trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống.

Do yêu cầu của thực tế sản xuất, hiện nay hầu hết các kĩ sư đều được học về môn điện tử công suất. Sau khi ra trường, họ làm việc có liên quan đến lĩnh vực điện tử công suất là rất phổ biến. Thật may mắn đề tài tốt nghiệp của em đã sử dụng rất nhiều kiến thức của môn này. Đồ án tốt nghiệp gồm năm chương:

Chương 1 : Tìm hiểu công nghề lò cảm ứng điện từ

Chương 2 : Giới thiệu lò cảm ứng và một số loại lò khác

Chương 3 : Thiết kế tính toán mạch lực

Chương 4 : Khảo sát bảng mạch điều khiển lò trung tần nấu thép

Chương 5: Thiết kế tủ điều khiển và giới thiệu bảng đấu dây

Trong quá làm đồ án chúng em vô cùng cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Tạ Duy Hà đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Vì quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp không được dài nên chắc chắn còn rất nhiều thiếu sót em rất mong được sự góp ý của các thầy cô giáo. Em xin chân thành cảm ơn.

Ngày 1 tháng 6 năm 2007

Sinh viên

LƯU TRUNG

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời cam kết

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ LÒ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ.1

1.1 Đặt vấn đề ..1

1.2 Lịch sử phát triển của phương pháp lò điện . . 1

1.3 Đặc điểm chủ yếu của phương pháp lò điện3

1.4 Cơ sở lý thuyết về lò cảm ứng không lõi sắt .. 4

1.5 Đặc điểm nguyên lý cảm ứng điện trong lò cảm ứng không lõi sắt 6

1.5.1 Mức độ cảm ứng ... . 6

1.5.2 Công suất điện ... .8

1.5.3 Hệ thống tụ điện bù . . .8

1.5.4 Ảnh hưởng của từ thông tán xạ và từ thông trong khối kim loại .. 10

1.6 Phân loại. 11

1.6.1 Theo tần số làm việc.. 11

1.6.2 Theo phạm vi ứng dụng. .11

1.7 Nguồn điền cao tần có thể được tạo ra bằng nhiều cách khác nhau 13

1.7.1 Dùng máy phát điện tần số cao ... 13

1.7.2 Dùng đèn phát tần số.. ..13

1.7.3 Dùng Thyristor.. 14

1.8 Ưu nhược điểm của lò cảm ứng không lõi sắt.. 14

1.8.1 Ưu điểm 14

1.8.2 Nhược điểm.. 15

1.9 Ứng dụng của lò cảm ứng không lõi sắt 15

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU LÒ CẢM ỨNG VÀ MỘT SỐ LOẠI LÒ KHÁC .17

2.1 Lò cảm ứng. ...17

2.1.1 Sơ đồ chức năng của lò cảm ứng dùng bộ biến tần ....17

2.1.2 Sơ đồ nguyên lý của lò cảm ứng. 18

2.1.3 Các bộ phận chính của lò cảm ứng20

2.1.4 Đặc điểm nguyên lý lò trung tần nấu thép phần chỉnh lưu30

2.1.5 Đặc điểm nguyên lý lò trung tần nấu thép phần nghịch lưu..33

2.2 Lò điện trở..............37

2.2.1 Khái niệm......37

2.2.2 Yêu cầu đối với vật liệu làm dây đốt.37

2.2.3 Tính toán dây đốt 38

2.2.4 Sơ bộ kết cấu lò điện trở39

2.3 Lò hồ quang 40

2.3.1 Khái niêm chung và phân loại 40

2.3.1 Kết cấu của lò hồ quang 41

2.3.2 Chu trình làm việc của lò hồ quang 42

2.3.3 Lò hồ quang chân không 43

2.3.4 Lò hồ quang Plasma...45

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TÍNH TOÁN MẠCH LỰC . 48

3.1 Sơ đồ .48

3.2 Thyết minh sơ đồ mạch lực49

3.3 Số liệu tính toán 49

3.4 Tính toán thiết kế phần mạch chỉnh lưu ... 50

3.4.1 Tính toàn chọn van chỉnh lưu... . .. 50

3.4.2 Chọn van chỉnh lưu.. 51

3.4.3 Lựa chọn phương pháp bảo vệ van chỉnh lưu 52

3.4.4 Bảo vệ quá dòng cho van chỉnh lưu..53

3.4.5 Tính toán lưa chọn máy cắt...53

3.4.6 Bảo vệ tốc độ tăng dong di/dt cho van chỉnh lưu. 57

3.4.7 Bảo vệ qua điện áp cho van chỉnh lưu.. . . 58

3.4.8 Thiết kế cuộn kháng một chiều........ 60

3.5 Tính toán thiết kế phần mạch nghịch lưu65

3.5.1 Phân tích sơ đồ...65

3.5.2 Tính toán giá trị điện cảm của lò... 67

3.5.3 Tính toán giá trị điện dung của giàn tụ... 68

3.5.4 Tính toán chọn van nghịch lưu..... 68

3.5.5 Lựa chọn van nghịch lưu.. 69

3.5.6 Lựa chọn phương pháp bảo vệ van nghịch lưu . 70

3.5.7 Bảo vệ tốc độ tăng dong di/dt cho van nghịch lưu. 70

3.5.8 Bảo vệ quá điện áp cho van nghịch lưư.. 71

CHƯƠNG 4 KHẢO SÁT BẢNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN LÒ TRUNG TẦN NẤU THÉP

4.1 Các đặc tính cơ bản của phần tử bán dẫn.72

4.2 Thyristor công suất...72

4.2.1 Cấu tạo của thyristor công suất72

4.2.2 Tín hiệu điều khiển Thyristor công suất.. 73

4.2.3 Nguyên tắc điều khiển Thyristor công suất..74

4.2.4 Chức năng của bảng mạch điều khiển.76

4.3 Khảo sát bảng mạch điều khiển lò trung tần nấu thép.77

4.3.1 Khái quát..77

4.3.2 Tên gọi sản phẩm.78

4.3.3 Lắp đặt lò trung tần nấu thép 78

4.3.4 Điều kiện sử dụng lò trung tần nấu thép..78

4.3.5 Các thông số kỹ thuật chủ yếu của lò..79

4.3.6 Nguyên lý mạch điện của bảng điếu khiển..79

4.3.7 Nguyên lý chung của mạch điều khiển80

4.4 Nguyên lý làm việc của bộ chỉnh lưu 80

4.4.1 Khâu đồng pha chỉnh lưu.83

4.4.2 Khâu tạo xung chỉnh lưu..84

4.4.3 Khâu điều khiển chỉnh lưu...85

4.4.4 Khâu điều chỉnh công suất..86

4.4.5 Khâu phản hồi điện áp và dòng điện87

4.5 Nguyên lý làm việc của bộ nghịch lưu 88

4.5.1 Khâu đồng pha nghịch lưu...89

4.5.2 Khâu điều khiển nghịch lưu.90

4.5.3 Khâu khởi động và kết thúc khởi động khi không khởi động được 90

4.5.4 Khâu tạo tần số khởi động... 92

4.5.5 Khâu bảo vệ quá dòng. 93

4.5.6 Khâu đo thiếu điện áp.. 93

4.5.7 Khâu bảo vệ quá áp..94

4.5.8 Khâu bảo vệ mất nước..95

4.5.9 Nguyên lý hoạt động và tác dụng của các chiết áp trên bảng mạch.95

4.5.10 Khâu tạo điện áp cung cấp cho các phần tử của bảng mạch95

4.5.11 Thiết kế riêng bộ biến áp xung ngịch lưu.96

CH ƯƠNG 5 THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN LÒ VÀ GIỚI THIỆU BẢNG ĐẤU DÂY

5.1 Thiết kế tủ điều khiển 101

5.2 Giới thiệu bảng đấu dây.102