Điều chỉnh và khống chế nhiệt độ lò điện trở, chương 5

Trong quá trình van hoạt động thì van phải được làm mát để van không bị phá hỏng về nhiệt vì vậy ta đã tính toán chế độ làm mát cụ thể cho van rồi. Tuy nhiên, van cũng có thể bị hỏng khi van phải chịu tốc độ tăng dòng, tăng áp quá lớn. Để tránh hiện tượng quá dòng, quá áp trên van dẫn đến hỏng van ta phải có những biện pháp thích hợp để bảo vệ van.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều chỉnh và khống chế nhiệt độ lò điện trở, chương 5 Chương 5: TÝnh to¸n b¶o vÖ van b¸n dÉn Trong qu¸ tr×nh van ho¹t ®éng th× van ph¶i ®-îc lµm m¸t ®Ó van kh«ng bÞ ph¸ háng vÒ nhiÖt v× vËy ta ®· tÝnh to¸n chÕ ®é lµm m¸t cô thÓ cho van råi. Tuy nhiªn, van còng cã thÓ bÞ háng khi van ph¶i chÞu tèc ®é t¨ng dßng, t¨ng ¸p qu¸ lín. §Ó tr¸nh hiÖn t-îng qu¸ dßng, qu¸ ¸p trªn van dÉn ®Õn háng van ta ph¶i cã nh÷ng biÖn ph¸p thÝch hîp ®Ó b¶o vÖ van. BiÖn ph¸p b¶p vÖ van th-êng dïng nhÊt lµ m¾c m¹ch R, C song song van ®Ó b¶o vÖ qu¸ ¸p vµ m¾c nèi tiÕp cuén kh¸ng ®Ó h¹n chÕ tèc ®é t¨ng dßng. Do t¶i cña lß ®iÖn lµ t¶i thuÇn trë nªn khi van cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn më th× dßng qua van sÏ t¨ng ®ét ngét víi tèc ®é t¨ng dßng rÊt lín sÏ g©y háng van. V× vËy, ng-êi ta cÇn ph¶i m¾c vµo tr-íc van mét cuén d©y ®Ó h¹n chÕ tèc ®é t¨ng dßng. Cuén d©y ®-îc dïng lµ mét cuén kh¸ng b·o hoµ cã ®Æc tÝnh lµ: khi dßng qua cuén kh¸ng æn ®Þnh th× ®iÖn c¶m cña cuén kh¸ng hÇu nh- b»ng kh«ng vµ lóc nµy cuén d©y dÉn ®iÖn nh- mét d©y dÉn b×nh th-êng. Ta cã m¹ch nh- h×nh vÏ: §Ó tÝnh to¸n gi¸ trÞ cña cuén kh¸ng ta xÐt qu¸ tr×nh qu¸ ®é trong m¹ch: di U f = i.R + L. dt Ta thÊy r»ng tèc ®é t¨ng dßng lín nhÊt lµ: di U max = f dt L §Ó ®¶m b¶o an toµn cho van ta ph¶i chän L sao cho di/dt max ph¶i nhá h¬n tèc ®é t¨ng dßng chÞu ®-îc cña van, hay lµ: di max < 200 A/s dt Uf  < 200 A/s L Uf 220. 2 L > = = 1,555 H 200.10 6 200.10 6 Ta chän cuén kh¸ng b·o hoµ cã gi¸ trÞ lµ 1,6 H, lo¹i lâi kh«ng khÝ v× ®iÖn c¶m nhá. Sau khi tÝnh to¸n b¶o vÖ chèng tèc ®é t¨ng dßng ta tÝnh to¸n b¶o vÖ qu¸ ¸p cho van. Ng-êi ta chia ra hai lo¹i nguyªn nh©n g©y nªn qu¸ ¸p: 1 - Nguyªn nh©n néi t¹i: lµ do sù tÝch tô ®iÖn tÝch trong c¸c líp b¸n dÉn. Khi kho¸ van thyristor b»ng ®iÖn ¸p ng-îc, c¸c ®iÖn tÝch nãi trªn ®æi ng-îc l¹i hµnh tr×nh, t¹o ra dßng ®iÖn ng-îc trong thêi gian rÊt ng¾n. Sù biÕn thiªn nhanh chãng cña dßng ®iÖn ng-îc g©y nªn søc ®iÖn ®éng c¶m øng rÊt lín trong c¸c ®iÖn c¶m, vèn lu«n lu«n cã cña ®-êng d©y nguån dÉn ®Õn c¸c thyristor. V× vËy, gi÷a anèt vµ catèt cña thyristor xuÊt hiÖn qu¸ ®iÖn ¸p. Ta cã ®å thÞ thÓ hiÖn qu¸ tr×nh biÕn thiªn cña ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn trªn van: 2 - Nguyªn nh©n bªn ngoµi: nh÷ng nguyªn nh©n nµy th-êng xÈy ra ngÉu nhiªn nh- khi ®ãng c¾t kh«ng t¶i mét m¸y biÕn ¸p trªn ®-êng d©y, khi mét cÇu ch× b¶o vÖ nhÈy, khi cã sÊm sÐt ... §Ó b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p do tÝch tô ®iÖn tÝch khi chuyÓn m¹ch g©y nªn ng-êi ta dïng m¹ch RC ®Êu song song víi thyristor nh- h×nh d-íi: Th«ng sè cña R, C phô thuéc vµo møc ®é qu¸ ®iÖn ¸p cã thÓ x¶y ra, tèc ®é biÕn thiªn cña dßng ®iÖn chuyÓn m¹ch, ®iÖn c¶m trªn ®-êng d©y, dßng ®iÖn tõ ho¸ m¸y biÕn ¸p ...ViÖc tÝnh to¸n th«ng sè cña m¹ch R, C rÊt phøc t¹p, ®ßi hái nhiÒu thêi gian nªn ta sÏ sö dông ph-¬ng ph¸p x¸c ®Þnh th«ng sè R, C b»ng ®å thÞ gi¶i tÝch, sö dông nh÷ng ®-êng cong ®· cã s½n. C¸c b-íc tÝnh to¸n nh- sau: - X¸c ®Þnh hÖ sè qu¸ ¸p theo c«ng thøc: U imp k= b.U im víi U imp lµ gi¸ trÞ cùc ®¹i cho phÐp cña ®iÖn ¸p ng-îc ®Æt trªn diot hoÆc thyristor mét c¸ch kh«ng chu kú, tra trong sæ tay tra cøu. U im lµ gi¸ trÞ cùc ®¹i cña ®iÖn ¸p ng-îc thùc tÕ ®Æt trªn diot hoÆc thyristor. b lµ hÖ sè dù tr÷ an toµn vÒ ®iÖn ¸p, b = 1  2 - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè trung gian: C * ( k ) , R * ( k ) , R * (k ) min max min b»ng c¸ch tra trong ®å thÞ trong sæ tay tra cøu di - tÝnh max khi chuyÓn m¹ch nh- ë phÇn tÝnh to¸n cuén dt kh¸ng b·o hoµ. di - X¸c ®Þnh ®iÖn l-îng tÝch tô Q = f( ), sö dông c¸c ®-êng dt cong cho trong sæ tay tra cøu ®Ó x¸c ®Þnh. - TÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ cña R, C theo c«ng thøc: 2.Q C = C*min . U im LU im LU im R* min  R  R* max 2Q 2Q trong ®ã L lµ ®iÖn c¶m cña m¹ch RLC Tuy nhiªn, trong thùc tÕ, khi tÝnh to¸n thiÕt kÕ b¶o vÖ van th× rÊt khã cã thÓ cã ®Çy ®ñ tÊt c¶ c¸c ®-êng cong ®Æc tÝnh cÇn thiÕt nªn ng-êi ta th-êng chän gi¸ trÞ cña R, C theo kinh nghiÖm: R = 20  100 (  ) ; C = 0,4  1 ( F ) Víi dßng qua van nhá, ta chän gi¸ trÞ R lín, C nhá.Víi dßng qua van lín, ta chän gi¸ trÞ R nhá, C lín. Theo tÝnh to¸n, dßng qua van b»ng 68,6 A kh«ng ph¶i lµ lín nªn ta chän gi¸ trÞ cña R, C nh- sau: R = 100  C = 0,47 F ( c¸c gi¸ trÞ chuÈn) Ngoµi ra, trong m¹ch lùc còng cÇn cã thªm c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ ng¾n m¹ch, qu¸ t¶i ... nh- ¸pt«m¸t, cÇu ch× ...ë mçi pha vµ cÇu ch× ë tr-íc mçi van ®Ó t¨ng cao tÝnh an toµn cho m¹ch. Ta cã m¹ch hoµn chØnh nh- ë d-íi : ...