Trang bị điện 2” được biên soạn dùng để làm giáo trình giảng dạy cho sinh viên Cao đẳng nghề ở nghề điện công nghiệp. Giáo trình biên soạn với mục tiêu nhằm cung cấp các kiến thức về trang bị điện – điện tử, phân tích quá trình công nghệ, phân tích các sơ đồ nguyên lý điển hình của từng loại máy trong các lĩnh vực khác nhau.
Trang bị điện các thiết bị gia nhiệt
Đặc điểm của lò nhiệt
Mục tiêu: Nêu được các đặc điểm của lò điện
Các đặc điểm của lò điện:
- Có khả năng tạo ra nhiệt độ cao do nhiệt năng được tập trung trong một thể tích nhỏ
- Do nhiệt năng tập trung, nhiệt tập trung nên lò có tốc độ nung nhanh và năng suất cao
- Đảm bảo nung đều, dễ điều chỉnh, khống chế nhiệt và chếđộ nhiệt
Lò được thiết kế với độ kín cao, cho phép nung trong môi trường chân không hoặc khí bảo vệ, giúp giảm thiểu đáng kể tình trạng cháy tiêu hao kim loại.
- Có khả năng cơ khí hoá và tựđộng hoá ở mức cao
- Đảm bảo điều kiện vệ sinh: không có bụi, không có khói.
Các phương pháp biến đổi điện năng
Mục tiêu: Trình bày được nguyên lý của các phương pháp biến đổi điện năng thành nhiệt năng.
Phương pháp điện trở dựa trên định luật Joule - Lence cho thấy rằng khi dòng điện chạy qua dây dẫn, nó sẽ sinh ra nhiệt lượng Nhiệt lượng này có thể được tính toán bằng một công thức cụ thể.
Trong đó: I : Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn(A)
R: Điện trở dây dẫn(Ω) t : Thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn(s) Nguyên lý làm việc của lò điện trở được biểu diễn trên hình MH21-01-01
Hình MH 21-01-01: Nguyên lý làm việc của lò điện trở a) đốt nóng trực tiếp b) đốt nóng gián tiếp
1 Vật liệu được nung nóng trực tiếp; 2 Cầu dao; 3 Biến áp; 4 Đầu cấp điện
5 Dây đốt (dây điện trở); 6 Vật liệu được nung nóng trực tiếp 2.2 Phương pháp cảm ứng:
Phương pháp cảm ứng dựa trên định luật Faraday cho thấy khi dòng điện đi qua cuộn cảm, điện năng chuyển thành năng lượng từ trường biến thiên Khi đặt kim loại vào từ trường này, sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng, hay còn gọi là dòng điện xoáy (dòng Foucault) Nhiệt năng từ dòng điện xoáy làm nóng kim loại.
Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng được biểu diễn trên hình MH21-01-02
Hình MH21-01-02: Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng a) Lò cảm ứng có mạch từ b) Lò cảm ứng không có mạch từ.
1 Vòng cảm ứng 2 Mạch từ 3 Nồi lò 4 Tường lò bằng vật liệu chịu nhiệt 2.3 Phương pháp hồ quang điện
Phương pháp hồ quang điện sử dụng ngọn lửa hồ quang, một hiện tượng phóng điện qua chất khí Dưới điều kiện bình thường, chất khí không dẫn điện, nhưng khi bị ion hóa và tác động bởi điện trường, khí có thể dẫn điện Khi hai điện cực gần nhau, ngọn lửa hồ quang xuất hiện, và nhiệt năng từ ngọn lửa này được tận dụng để gia công vật nung hoặc nấu chảy.
Nguyên lý làm việc của hồ quang điện được biểu diễn trên hình MH21-01- 03
Hình MH21-01-03:Nguyên lý làm việc của lò quang điện a) Lò hồ quang trực tiếp b) Lò hồ quang gián tiếp
1 Điện cực 2 Ngọn lửa hồ quang 3 Vật gia nhiệt (kim loại) 4 Tường lò
Lò điện trở
Khái niệm chung và phân loại
2.Yêu cầu đối với vật liệu làm dây đốt
3.Vật liệu làm dây điện trở
4.Tính toán kích thước dây điện trở
5.Các loại lò điện thông dụng
6.Khống chế và ổn định nhiệt độ lò điện trở
7.Một số sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở điển hình.
2 Sơ đồ cung cấp điện của lò hồ quang
3 Điều chỉnh công suất lò hồ quang
4 Một số sơ đồ khống chế dịch cực lò hồ quang.
5 Lò hồ quang chân không 0,5
2.Một số sơ đồ khống chế 2,5 1
3 Các máy hàn hồ quang tự động và bán tự động
4 Công nghệ hàn tiếp xúc 1
Chương 6: Trang bị điện máy bơm 6 4 2
2 Điều chỉnh năng suất của máy bơm
3 Tính chọn công suất động cơ truyền động
4 Sơ đồ khống chế máy bơm 2 0,5
Chương 7: Trang bị điện quạt gió 6 4 1 1
2 Yêu cầu trang bị điện cho quạt 1
Chương 8: Trang bị điện máy nén 6 3 2 1
1 Khái niệm chung và phân loại 1
2 Điều chỉnh năng suất và áp suất máy nén khí
3 Sơ đồ tự động khống chế máy nén.
Chương 9: Trang bị điện máy kéo sợi 4 3 1
1 Trang bị điện máy kéo sơi thô 1,5 0,5
2 Trang bị điện máy kéo sơi len 1,5 0,5
XChương 10: Trang bị điện máy dệt 5 4 1
1 Trang bị điện máy mắc sơi 1,5 0,5
2 Sơ đồ điều khiển máy dệt kim 2,5 0,5
Chương 11: Trang bị điện máy in vải 6 4 1 1
2 Xác định phụ tải của động cơ truyền động chính máy in
3 Yêu cầu đối với hệ thống truyền 1 động điện
4 Sơ đồ điều khiển hệthống truyền động chính máy in hoa ELITEX
CHƯƠNG 1 TRANG BỊ ĐIỆN CÁC THIẾT BỊ GIA NHIỆT
Lò điện là thiết bị chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng, thường được sử dụng trong công nghiệp để nấu chảy vật liệu, nung nóng và trong công nghệ nhiệt luyện Thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm cả ngành y tế.
- Nắm được các đặc điểm của lò điện.
- Phân tích nguyên lý làm việc, cách thực hiện, phạm vi ứng dụng của lò điện và các phương pháp biến đổi điện năng trong thực tế sản xuất.
- Nghiêm túc, tự giác học tập.
1 Đặc điểm của lò điện.
Mục tiêu: Nêu được các đặc điểm của lò điện
Các đặc điểm của lò điện:
- Có khả năng tạo ra nhiệt độ cao do nhiệt năng được tập trung trong một thể tích nhỏ
- Do nhiệt năng tập trung, nhiệt tập trung nên lò có tốc độ nung nhanh và năng suất cao
- Đảm bảo nung đều, dễ điều chỉnh, khống chế nhiệt và chếđộ nhiệt
Lò được thiết kế với độ kín cao, cho phép nung trong môi trường chân không hoặc khí bảo vệ, giúp giảm thiểu tối đa tình trạng cháy tiêu hao kim loại.
- Có khả năng cơ khí hoá và tựđộng hoá ở mức cao
- Đảm bảo điều kiện vệ sinh: không có bụi, không có khói
2 Các phương pháp biến đổi điện năng
Mục tiêu: Trình bày được nguyên lý của các phương pháp biến đổi điện năng thành nhiệt năng.
Phương pháp điện trở dựa trên định luật Joule - Lence cho thấy rằng khi dòng điện chạy qua dây dẫn, nó sẽ sinh ra nhiệt lượng Nhiệt lượng này có thể được tính toán bằng một biểu thức cụ thể, phản ánh mối quan hệ giữa điện năng và nhiệt năng trong dây dẫn.
Trong đó: I : Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn(A)
R: Điện trở dây dẫn(Ω) t : Thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn(s) Nguyên lý làm việc của lò điện trở được biểu diễn trên hình MH21-01-01
Hình MH 21-01-01: Nguyên lý làm việc của lò điện trở a) đốt nóng trực tiếp b) đốt nóng gián tiếp
1 Vật liệu được nung nóng trực tiếp; 2 Cầu dao; 3 Biến áp; 4 Đầu cấp điện
5 Dây đốt (dây điện trở); 6 Vật liệu được nung nóng trực tiếp 2.2 Phương pháp cảm ứng:
Phương pháp cảm ứng điện từ dựa trên định luật Faraday cho thấy khi dòng điện chạy qua cuộn cảm, điện năng chuyển thành năng lượng từ trường biến thiên Khi đặt khối kim loại vào trong từ trường này, dòng điện cảm ứng, hay còn gọi là dòng điện xoáy (dòng Foucault), sẽ xuất hiện trong khối kim loại Nhiệt năng sinh ra từ dòng điện xoáy sẽ làm nóng khối kim loại.
Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng được biểu diễn trên hình MH21-01-02
Hình MH21-01-02: Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng a) Lò cảm ứng có mạch từ b) Lò cảm ứng không có mạch từ.
1 Vòng cảm ứng 2 Mạch từ 3 Nồi lò 4 Tường lò bằng vật liệu chịu nhiệt 2.3 Phương pháp hồ quang điện
Phương pháp hồ quang điện sử dụng ngọn lửa hồ quang, một hiện tượng phóng điện qua chất khí Dưới điều kiện bình thường, chất khí không dẫn điện, nhưng khi bị ion hóa và chịu tác động của điện trường, khí có thể dẫn điện Khi hai điện cực lại gần nhau, ngọn lửa hồ quang xuất hiện giữa chúng Nhiệt năng từ ngọn lửa hồ quang này được khai thác để gia công vật nung hoặc nấu chảy.
Nguyên lý làm việc của hồ quang điện được biểu diễn trên hình MH21-01- 03
Hình MH21-01-03:Nguyên lý làm việc của lò quang điện a) Lò hồ quang trực tiếp b) Lò hồ quang gián tiếp
1 Điện cực 2 Ngọn lửa hồ quang 3 Vật gia nhiệt (kim loại) 4 Tường lò
Giới thiệu: Lò điện trở thường được dùng để nung, nhiệt luyện, nấu chảy kim loại màu và hợp kim màu…
- Đọc, vẽ và phân tích được một số sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở điển hình.
- Tính chọn được công suất thiết bị dùng trang bị trong lò điện.
1 Khái niệm chung và phân loại
Mục tiêu: Nêu được khái niệm và phân loại được các dạng lò điện trở
Lò điện trở là thiết bị chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng thông qua dây đốt (dây điện trở) Nhiệt năng được truyền đến vật cần gia nhiệt thông qua các phương thức bức xạ, đối lưu và truyền dẫn nhiệt từ dây đốt.
1.2 Phân loại lò điện trở
1.2.1 Phân loại theo phương pháp toả nhiệt
Lò điện trở tác dụng trực tiếp là loại lò nung mà vật liệu được làm nóng trực tiếp bởi dòng điện chạy qua Đặc điểm nổi bật của lò này là tốc độ nung nhanh và cấu trúc đơn giản Để đảm bảo quá trình nung diễn ra đồng đều, vật nung cần có tiết diện đồng nhất suốt chiều dài.
Lò điện trở tác dụng gián tiếp là loại lò mà nhiệt năng được sinh ra từ dây điện trở (dây đốt), sau đó truyền nhiệt cho vật nung thông qua các phương thức bức xạ, đối lưu hoặc dẫn nhiệt.
1.2.2 Phân loại theo nhiệt độ làm việc
- Lò nhiệt độ thấp: nhiệt độ làm việc của lò dưới 650 0 C
- Lò nhiệt trung bình: nhiệt độ làm việc của lò từ 650 0 C đến 1200 0 C
- Lò nhiệt độ cao: nhiệt độ làm việc của lò trên 1200 0 C
1.2.3 Phân loại theo nơi dùng
- Lò dùng trong công nghiệp
- Lò dùng trong phòng thí nghiệm
- Lò dùng trong gia đình
1.2.4 Phân loại theo đặc tính làm việc
Lò làm việc liên tục duy trì nguồn điện ổn định và giữ nhiệt độ ở mức cố định sau quá trình khởi động Việc kiểm soát nhiệt độ thông qua việc đóng cắt nguồn sẽ dẫn đến sự dao động quanh giá trị nhiệt độ ổn định.
- Lò làm việc gián đoạn: Lò làm việc gián đoạn thì đồ thị nhiệt độ và công suất như Hình MH21-02-02
Hình MH21-02-01: Đồ thị nhiệt độ và công suất lò làm việc liên tục
Hình MH21-02-02: Đồ thị nhiệt độ và công suất lò làm việc gián đoạn 1.2.5 Phân loại theo kết cấu lò, có lò buồng, lò giếng, lò chụp, lò bể…
1.2.6 Phân loại theo mục đích sử dụng: có lò tôi, lò ram, lò ủ, lò nung … Ở Việt Nam thường dùng lò kiểu buồng để nhiệt luyện (tôi, ủ, nung, thấm than) Lò kiểu giếng để nung, nhiệt luyện Lò muối để nhiệt luyện dao cắt qua muối nung…
Khống chế và ổn định nhiệt độ lò điện trở
Một số sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở điển hình
lò điện trở điển hình.
2 Sơ đồ cung cấp điện của lò hồ quang
3 Điều chỉnh công suất lò hồ quang
4 Một số sơ đồ khống chế dịch cực lò hồ quang.
5 Lò hồ quang chân không 0,5
2.Một số sơ đồ khống chế 2,5 1
3 Các máy hàn hồ quang tự động và bán tự động
4 Công nghệ hàn tiếp xúc 1
Chương 6: Trang bị điện máy bơm 6 4 2
2 Điều chỉnh năng suất của máy bơm
3 Tính chọn công suất động cơ truyền động
4 Sơ đồ khống chế máy bơm 2 0,5
Chương 7: Trang bị điện quạt gió 6 4 1 1
2 Yêu cầu trang bị điện cho quạt 1
Chương 8: Trang bị điện máy nén 6 3 2 1
1 Khái niệm chung và phân loại 1
2 Điều chỉnh năng suất và áp suất máy nén khí
3 Sơ đồ tự động khống chế máy nén.
Chương 9: Trang bị điện máy kéo sợi 4 3 1
1 Trang bị điện máy kéo sơi thô 1,5 0,5
2 Trang bị điện máy kéo sơi len 1,5 0,5
XChương 10: Trang bị điện máy dệt 5 4 1
1 Trang bị điện máy mắc sơi 1,5 0,5
2 Sơ đồ điều khiển máy dệt kim 2,5 0,5
Chương 11: Trang bị điện máy in vải 6 4 1 1
2 Xác định phụ tải của động cơ truyền động chính máy in
3 Yêu cầu đối với hệ thống truyền 1 động điện
4 Sơ đồ điều khiển hệthống truyền động chính máy in hoa ELITEX
CHƯƠNG 1 TRANG BỊ ĐIỆN CÁC THIẾT BỊ GIA NHIỆT
Lò điện là thiết bị chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp để nấu chảy vật liệu, nung nóng và trong công nghệ nhiệt luyện Thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả ngành y tế.
- Nắm được các đặc điểm của lò điện.
- Phân tích nguyên lý làm việc, cách thực hiện, phạm vi ứng dụng của lò điện và các phương pháp biến đổi điện năng trong thực tế sản xuất.
- Nghiêm túc, tự giác học tập.
1 Đặc điểm của lò điện.
Mục tiêu: Nêu được các đặc điểm của lò điện
Các đặc điểm của lò điện:
- Có khả năng tạo ra nhiệt độ cao do nhiệt năng được tập trung trong một thể tích nhỏ
- Do nhiệt năng tập trung, nhiệt tập trung nên lò có tốc độ nung nhanh và năng suất cao
- Đảm bảo nung đều, dễ điều chỉnh, khống chế nhiệt và chếđộ nhiệt
Lò có khả năng đảm bảo độ kín, cho phép nung trong chân không hoặc trong môi trường khí bảo vệ, giúp giảm thiểu đáng kể độ cháy tiêu hao kim loại.
- Có khả năng cơ khí hoá và tựđộng hoá ở mức cao
- Đảm bảo điều kiện vệ sinh: không có bụi, không có khói
2 Các phương pháp biến đổi điện năng
Mục tiêu: Trình bày được nguyên lý của các phương pháp biến đổi điện năng thành nhiệt năng.
Phương pháp điện trở dựa trên định luật Joule - Lence cho thấy rằng khi dòng điện chạy qua dây dẫn, nó sẽ tạo ra nhiệt lượng Nhiệt lượng này có thể được tính toán bằng một công thức cụ thể.
Trong đó: I : Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn(A)
R: Điện trở dây dẫn(Ω) t : Thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn(s) Nguyên lý làm việc của lò điện trở được biểu diễn trên hình MH21-01-01
Hình MH 21-01-01: Nguyên lý làm việc của lò điện trở a) đốt nóng trực tiếp b) đốt nóng gián tiếp
1 Vật liệu được nung nóng trực tiếp; 2 Cầu dao; 3 Biến áp; 4 Đầu cấp điện
5 Dây đốt (dây điện trở); 6 Vật liệu được nung nóng trực tiếp 2.2 Phương pháp cảm ứng:
Phương pháp cảm ứng dựa trên định luật Faraday cho thấy khi dòng điện chạy qua cuộn cảm, điện năng chuyển hóa thành năng lượng từ trường biến thiên Khi đặt một khối kim loại vào từ trường này, dòng điện cảm ứng (dòng Foucault) sẽ xuất hiện trong khối kim loại Nhiệt năng từ dòng điện xoáy này sẽ làm nóng khối kim loại.
Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng được biểu diễn trên hình MH21-01-02
Hình MH21-01-02: Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng a) Lò cảm ứng có mạch từ b) Lò cảm ứng không có mạch từ.
1 Vòng cảm ứng 2 Mạch từ 3 Nồi lò 4 Tường lò bằng vật liệu chịu nhiệt 2.3 Phương pháp hồ quang điện
Phương pháp hồ quang điện sử dụng ngọn lửa hồ quang, một hiện tượng phóng điện qua chất khí Dưới điều kiện bình thường, chất khí không dẫn điện, nhưng khi được ion hóa và tác động bởi điện trường, khí có thể dẫn điện Khi hai điện cực gần nhau, ngọn lửa hồ quang sẽ hình thành giữa chúng Nhiệt năng từ ngọn lửa hồ quang này được tận dụng để gia công vật nung hoặc nấu chảy.
Nguyên lý làm việc của hồ quang điện được biểu diễn trên hình MH21-01- 03
Hình MH21-01-03:Nguyên lý làm việc của lò quang điện a) Lò hồ quang trực tiếp b) Lò hồ quang gián tiếp
1 Điện cực 2 Ngọn lửa hồ quang 3 Vật gia nhiệt (kim loại) 4 Tường lò
Giới thiệu: Lò điện trở thường được dùng để nung, nhiệt luyện, nấu chảy kim loại màu và hợp kim màu…
- Đọc, vẽ và phân tích được một số sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở điển hình.
- Tính chọn được công suất thiết bị dùng trang bị trong lò điện.
1 Khái niệm chung và phân loại
Mục tiêu: Nêu được khái niệm và phân loại được các dạng lò điện trở
Lò điện trở là thiết bị chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng thông qua dây đốt (dây điện trở) Nhiệt năng được truyền đến vật cần gia nhiệt thông qua các phương thức bức xạ, đối lưu và truyền dẫn nhiệt từ dây đốt.
1.2 Phân loại lò điện trở
1.2.1 Phân loại theo phương pháp toả nhiệt
Lò điện trở tác dụng trực tiếp là loại lò mà vật nung được làm nóng trực tiếp nhờ dòng điện đi qua, mang lại tốc độ nung nhanh và cấu trúc đơn giản Để đảm bảo quá trình nung diễn ra đều, vật nung cần có tiết diện đồng nhất suốt chiều dài.
Lò điện trở tác dụng gián tiếp là loại lò trong đó nhiệt năng được sinh ra từ dây điện trở (dây đốt) và sau đó truyền nhiệt cho vật nung thông qua các phương thức bức xạ, đối lưu hoặc dẫn nhiệt.
1.2.2 Phân loại theo nhiệt độ làm việc
- Lò nhiệt độ thấp: nhiệt độ làm việc của lò dưới 650 0 C
- Lò nhiệt trung bình: nhiệt độ làm việc của lò từ 650 0 C đến 1200 0 C
- Lò nhiệt độ cao: nhiệt độ làm việc của lò trên 1200 0 C
1.2.3 Phân loại theo nơi dùng
- Lò dùng trong công nghiệp
- Lò dùng trong phòng thí nghiệm
- Lò dùng trong gia đình
1.2.4 Phân loại theo đặc tính làm việc
Lò làm việc liên tục duy trì điện năng và nhiệt độ ổn định sau khi khởi động Khi điều chỉnh nhiệt độ bằng cách đóng cắt nguồn, nhiệt độ sẽ dao động xung quanh giá trị ổn định.
- Lò làm việc gián đoạn: Lò làm việc gián đoạn thì đồ thị nhiệt độ và công suất như Hình MH21-02-02
Hình MH21-02-01: Đồ thị nhiệt độ và công suất lò làm việc liên tục
Hình MH21-02-02: Đồ thị nhiệt độ và công suất lò làm việc gián đoạn 1.2.5 Phân loại theo kết cấu lò, có lò buồng, lò giếng, lò chụp, lò bể…
1.2.6 Phân loại theo mục đích sử dụng: có lò tôi, lò ram, lò ủ, lò nung … Ở Việt Nam thường dùng lò kiểu buồng để nhiệt luyện (tôi, ủ, nung, thấm than) Lò kiểu giếng để nung, nhiệt luyện Lò muối để nhiệt luyện dao cắt qua muối nung…
2 Yêu cầu với vật liệu làm dây đốt
Mục tiêu: Trình bày được đặc điểm của dây điện trở trong lò.
Trong lò điện trở, dây đốt là thành phần quan trọng chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng nhờ hiệu ứng Joule Để đảm bảo hiệu quả hoạt động, dây đốt phải được chế tạo từ các vật liệu đáp ứng những tiêu chuẩn nhất định.
- Chịu được nhiệt độ cao.
- Độ bền cơ khí cao
- Có điện trở suất lớn (vì điện trở suất nhỏ sẽ dẫn đến dây dài, khó bố trí trong lò hoặc tiết diện dây phải nhỏ, không bền)
- Hệ số nhiệt điện trở nhỏ (vì điện trở sẽ ít thay đổi theo nhiệt độ, đảm bảo công suất lò)
- Chậm hoá già (tức dây đốt ít bị biến đổi theo thời gian, do đó đảm bảo tuổi thọ của lò)
3 Vật liệu làm dây điện trở
Mục tiêu: Giới thiệu các loại dây điện trở được sử dụng trên thực tế.
3.1 Dây điện trở bằng hợp kim
Hợp kim Crôm - Niken (Nicrôm) nổi bật với độ bền cơ học cao nhờ lớp màng Oxit Crôm (Cr2O3) bảo vệ Loại hợp kim này có tính dẻo, dễ gia công và sở hữu điện trở suất lớn cùng hệ số nhiệt điện trở nhỏ Nicrôm thường được sử dụng cho các lò có nhiệt độ làm việc dưới 1200 độ C.
Hợp kim Crôm - Nhôm (Fexran) sở hữu nhiều đặc điểm tương tự như hợp kim Nicrôm, tuy nhiên, nó có nhược điểm là giòn, khó gia công và độ bền cơ học kém trong môi trường nhiệt độ cao.
3.2 Dây điện trở bằng kim loại
Các kim loại thường được sử dụng cho lò điện trở chân không hoặc lò điện trở có khí bảo vệ bao gồm molipden (Mo), tantan (Ta) và wonfram (W), do chúng có nhiệt độ nóng chảy cao.
3.3 Điện trở nung nóng bằng vật liệu kim loại
- Vật liệu Cacbuarun (SiC) chịu được nhiệt độ cao tới 1450 0 C, thường dùng cho lò điện trở có nhiệt độ cao, dùng để tôi dụng cụ cắt gọt.
Cripton là một hỗn hợp bao gồm graphic, cacbuarun và đất sét, được chế tạo thành hạt có đường kính từ 2-3mm Chất liệu này thường được sử dụng cho lò điện trở trong các phòng thí nghiệm, nơi yêu cầu nhiệt độ hoạt động lên đến 1800 độ C.
4 Tính toán kích thước dây điện trở.
Mục tiêu:Tính toán được các thông số của dây điện trở theo công suất lò xác định
Lò hồ quang
Sơ đồ cung cấp điện của lò hồ quang
Điều chỉnh công suất lò hồ quang
Một số sơ đồ khống chế dịch cực lò hồ quang
Lò hồ quang Plasma
2.Một số sơ đồ khống chế 2,5 1
3 Các máy hàn hồ quang tự động và bán tự động
4 Công nghệ hàn tiếp xúc 1
Chương 6: Trang bị điện máy bơm 6 4 2
2 Điều chỉnh năng suất của máy bơm
3 Tính chọn công suất động cơ truyền động
4 Sơ đồ khống chế máy bơm 2 0,5
Chương 7: Trang bị điện quạt gió 6 4 1 1
2 Yêu cầu trang bị điện cho quạt 1
Chương 8: Trang bị điện máy nén 6 3 2 1
1 Khái niệm chung và phân loại 1
2 Điều chỉnh năng suất và áp suất máy nén khí
3 Sơ đồ tự động khống chế máy nén.
Chương 9: Trang bị điện máy kéo sợi 4 3 1
1 Trang bị điện máy kéo sơi thô 1,5 0,5
2 Trang bị điện máy kéo sơi len 1,5 0,5
XChương 10: Trang bị điện máy dệt 5 4 1
1 Trang bị điện máy mắc sơi 1,5 0,5
2 Sơ đồ điều khiển máy dệt kim 2,5 0,5
Chương 11: Trang bị điện máy in vải 6 4 1 1
2 Xác định phụ tải của động cơ truyền động chính máy in
3 Yêu cầu đối với hệ thống truyền 1 động điện
4 Sơ đồ điều khiển hệthống truyền động chính máy in hoa ELITEX
CHƯƠNG 1 TRANG BỊ ĐIỆN CÁC THIẾT BỊ GIA NHIỆT
Lò điện là thiết bị chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng, đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp nấu chảy vật liệu, công nghệ nung nóng và nhiệt luyện Thiết bị này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả ngành y tế.
- Nắm được các đặc điểm của lò điện.
- Phân tích nguyên lý làm việc, cách thực hiện, phạm vi ứng dụng của lò điện và các phương pháp biến đổi điện năng trong thực tế sản xuất.
- Nghiêm túc, tự giác học tập.
1 Đặc điểm của lò điện.
Mục tiêu: Nêu được các đặc điểm của lò điện
Các đặc điểm của lò điện:
- Có khả năng tạo ra nhiệt độ cao do nhiệt năng được tập trung trong một thể tích nhỏ
- Do nhiệt năng tập trung, nhiệt tập trung nên lò có tốc độ nung nhanh và năng suất cao
- Đảm bảo nung đều, dễ điều chỉnh, khống chế nhiệt và chếđộ nhiệt
Lò được thiết kế với độ kín cao, cho phép nung trong môi trường chân không hoặc khí bảo vệ, giúp giảm thiểu tối đa sự cháy tiêu hao kim loại.
- Có khả năng cơ khí hoá và tựđộng hoá ở mức cao
- Đảm bảo điều kiện vệ sinh: không có bụi, không có khói
2 Các phương pháp biến đổi điện năng
Mục tiêu: Trình bày được nguyên lý của các phương pháp biến đổi điện năng thành nhiệt năng.
Phương pháp điện trở dựa trên định luật Joule - Lence cho thấy rằng khi dòng điện chạy qua dây dẫn, nó sẽ sinh ra nhiệt lượng Nhiệt lượng này có thể được tính toán bằng một công thức cụ thể.
Trong đó: I : Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn(A)
R: Điện trở dây dẫn(Ω) t : Thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn(s) Nguyên lý làm việc của lò điện trở được biểu diễn trên hình MH21-01-01
Hình MH 21-01-01: Nguyên lý làm việc của lò điện trở a) đốt nóng trực tiếp b) đốt nóng gián tiếp
1 Vật liệu được nung nóng trực tiếp; 2 Cầu dao; 3 Biến áp; 4 Đầu cấp điện
5 Dây đốt (dây điện trở); 6 Vật liệu được nung nóng trực tiếp 2.2 Phương pháp cảm ứng:
Phương pháp cảm ứng điện từ dựa trên định luật Faraday cho thấy khi dòng điện chạy qua cuộn cảm, điện năng sẽ chuyển thành năng lượng từ trường biến thiên Khi đặt một khối kim loại vào từ trường này, dòng điện cảm ứng, hay còn gọi là dòng Foucault, sẽ xuất hiện trong kim loại Nhiệt năng từ dòng điện xoáy này sẽ làm nóng khối kim loại.
Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng được biểu diễn trên hình MH21-01-02
Hình MH21-01-02: Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng a) Lò cảm ứng có mạch từ b) Lò cảm ứng không có mạch từ.
1 Vòng cảm ứng 2 Mạch từ 3 Nồi lò 4 Tường lò bằng vật liệu chịu nhiệt 2.3 Phương pháp hồ quang điện
Phương pháp hồ quang điện sử dụng ngọn lửa hồ quang, một hiện tượng phóng điện qua chất khí Dưới điều kiện bình thường, khí không dẫn điện, nhưng khi bị ion hóa và chịu tác dụng của điện trường, khí sẽ trở thành dẫn điện Khi hai điện cực lại gần nhau, ngọn lửa hồ quang sẽ xuất hiện giữa chúng Nhiệt năng từ ngọn lửa hồ quang được khai thác để gia công vật nung hoặc nấu chảy.
Nguyên lý làm việc của hồ quang điện được biểu diễn trên hình MH21-01- 03
Hình MH21-01-03:Nguyên lý làm việc của lò quang điện a) Lò hồ quang trực tiếp b) Lò hồ quang gián tiếp
1 Điện cực 2 Ngọn lửa hồ quang 3 Vật gia nhiệt (kim loại) 4 Tường lò
Giới thiệu: Lò điện trở thường được dùng để nung, nhiệt luyện, nấu chảy kim loại màu và hợp kim màu…
- Đọc, vẽ và phân tích được một số sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở điển hình.
- Tính chọn được công suất thiết bị dùng trang bị trong lò điện.
1 Khái niệm chung và phân loại
Mục tiêu: Nêu được khái niệm và phân loại được các dạng lò điện trở
Lò điện trở là thiết bị chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng thông qua dây đốt (dây điện trở) Nhiệt năng được truyền đến vật cần gia nhiệt thông qua các phương thức bức xạ, đối lưu và truyền dẫn nhiệt.
1.2 Phân loại lò điện trở
1.2.1 Phân loại theo phương pháp toả nhiệt
Lò điện trở tác dụng trực tiếp là loại lò mà vật nung được làm nóng trực tiếp nhờ dòng điện chạy qua Đặc điểm nổi bật của lò này là tốc độ nung nhanh và cấu trúc đơn giản Để đảm bảo quá trình nung diễn ra đều, vật nung cần có tiết diện đồng nhất suốt chiều dài.
Lò điện trở tác dụng gián tiếp là loại lò mà nhiệt năng được sinh ra từ dây điện trở (dây đốt) và sau đó truyền nhiệt cho vật nung thông qua các phương thức bức xạ, đối lưu hoặc dẫn nhiệt.
1.2.2 Phân loại theo nhiệt độ làm việc
- Lò nhiệt độ thấp: nhiệt độ làm việc của lò dưới 650 0 C
- Lò nhiệt trung bình: nhiệt độ làm việc của lò từ 650 0 C đến 1200 0 C
- Lò nhiệt độ cao: nhiệt độ làm việc của lò trên 1200 0 C
1.2.3 Phân loại theo nơi dùng
- Lò dùng trong công nghiệp
- Lò dùng trong phòng thí nghiệm
- Lò dùng trong gia đình
1.2.4 Phân loại theo đặc tính làm việc
Lò làm việc liên tục duy trì nguồn điện ổn định và giữ nhiệt độ ở mức cố định sau quá trình khởi động Khi điều chỉnh nhiệt độ bằng cách ngắt nguồn điện, nhiệt độ sẽ dao động xung quanh giá trị ổn định đã thiết lập.
- Lò làm việc gián đoạn: Lò làm việc gián đoạn thì đồ thị nhiệt độ và công suất như Hình MH21-02-02
Hình MH21-02-01: Đồ thị nhiệt độ và công suất lò làm việc liên tục
Hình MH21-02-02: Đồ thị nhiệt độ và công suất lò làm việc gián đoạn 1.2.5 Phân loại theo kết cấu lò, có lò buồng, lò giếng, lò chụp, lò bể…
1.2.6 Phân loại theo mục đích sử dụng: có lò tôi, lò ram, lò ủ, lò nung … Ở Việt Nam thường dùng lò kiểu buồng để nhiệt luyện (tôi, ủ, nung, thấm than) Lò kiểu giếng để nung, nhiệt luyện Lò muối để nhiệt luyện dao cắt qua muối nung…
2 Yêu cầu với vật liệu làm dây đốt
Mục tiêu: Trình bày được đặc điểm của dây điện trở trong lò.
Trong lò điện trở, dây đốt đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng nhờ hiệu ứng Joule Để đảm bảo hiệu quả hoạt động, dây đốt cần được chế tạo từ các vật liệu đáp ứng những tiêu chí nhất định.
- Chịu được nhiệt độ cao.
- Độ bền cơ khí cao
- Có điện trở suất lớn (vì điện trở suất nhỏ sẽ dẫn đến dây dài, khó bố trí trong lò hoặc tiết diện dây phải nhỏ, không bền)
- Hệ số nhiệt điện trở nhỏ (vì điện trở sẽ ít thay đổi theo nhiệt độ, đảm bảo công suất lò)
- Chậm hoá già (tức dây đốt ít bị biến đổi theo thời gian, do đó đảm bảo tuổi thọ của lò)
3 Vật liệu làm dây điện trở
Mục tiêu: Giới thiệu các loại dây điện trở được sử dụng trên thực tế.
3.1 Dây điện trở bằng hợp kim
Hợp kim Crôm - Niken (Nicrôm) nổi bật với độ bền cơ học cao nhờ lớp màng Oxit Crôm (Cr2O3) bảo vệ Nó có tính dẻo, dễ gia công và sở hữu điện trở suất lớn cùng hệ số nhiệt điện trở nhỏ Hợp kim này thường được sử dụng trong các lò có nhiệt độ làm việc dưới 1200 độ C.
Hợp kim Crôm - Nhôm (Fexran) sở hữu nhiều đặc điểm tương tự như hợp kim Nicrôm, nhưng lại có nhược điểm là tính giòn, khó gia công và độ bền cơ học kém khi hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao.
3.2 Dây điện trở bằng kim loại
Các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao như Molipden (Mo), Tantan (Ta) và Wonfram (W) thường được sử dụng trong các lò điện trở chân không hoặc lò điện trở có khí bảo vệ.
3.3 Điện trở nung nóng bằng vật liệu kim loại
- Vật liệu Cacbuarun (SiC) chịu được nhiệt độ cao tới 1450 0 C, thường dùng cho lò điện trở có nhiệt độ cao, dùng để tôi dụng cụ cắt gọt.
Cripton là sự kết hợp giữa graphic, cacbuarun và đất sét, được sản xuất dưới dạng hạt có đường kính từ 2-3mm Chất liệu này thường được sử dụng cho lò điện trở trong các phòng thí nghiệm với yêu cầu nhiệt độ lên đến 1800 độ C.
4 Tính toán kích thước dây điện trở.
Mục tiêu:Tính toán được các thông số của dây điện trở theo công suất lò xác định
