Tài liệu Đồ án môn học - Điện tử công xuất docx

Đồ án môn học điện tử công suất

1

Phần I TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ VÀ YÊU CẦU KỸ

THUẬT CỦA LÒ TÔI THÉP.

I.Giới thiệu về lò cảm ứng.

1.1 Khái quát chung:

Hiện nay trong công nghiệp luyện kim, luyện thép trong lò điện là một khâu

quan trọng. Các loại lò điện thường dùng là

- Lò điện trở

- Lò hồ quang

- Lò cảm ứng

Trong đó lò cảm ứng được ứng dụng rất rộng rãi, đăc biệt là các lò tôi tần số

.Trong những lò này, nguyên liệu được nung nóng nhờ dòng điện xoay chiều

với tần số cao nhờ vào hiệu ứng dòng Fucô.

1.2 Lò tôi cao tần:

-Tôi thép là sự nung nóng thép đến nhiệt độ cao hơn các biến đổi pha, hãm ở

nhiệt độ đó và làm nguội nhanh với tốc độ lớn hơn tốc độ tới hạn.

-Mục đích của quá trình tôi thép:

+ Nâng cao độ cứng (HRC) bề mặt, độ bền và tính mài mòn của thép.

+ Đạt được sự phối hợp tốt các tính chất cơ khí khác.

Tôi tần số cao (tôi cảm ứng) là phương pháp tôi công nghệ tiên tiến, chủ yếu

dùng để tôi bề mặt, nó cho phép bề mặt đạt độ cứng và tính mài mòn cao

hơn các phương pháp tôi thông thường, còn phần lõi vẫn đạt độ dẻo

1.2.1Nguyên lý làm việc:

Khi cho dòng điện có tần số cao chạy qua vòng dây

dẫn( vòng cảm ứng ) sẽ tạo ra một từ trường thay đổi

mãnh liệt bên trong vòng dây.Vật cần tôi được đặt

trong từ trường xoay chiều đó. Sự bố trí cuộn dây cảm

ứng và chi tiết cần tôi có thể coi như một máy biến áp.

Vòng cảm ứng là cuộn sơ cấp nơi dòng điện đi vào còn

chi tiết cần tôi là cuộn thứ cấp ngắn mạch.Chính điều

này gây ra dòng điện rất lớn chảy qua chi tiết tôi gọi là

dòng điện xoáy ( dòng Fucô). Nhờ vào hiệu ứng bề mặt

Đồ án môn học điện tử công suất

2

mà dòng điện xoáy sẽ chỉ chảy ở lớp bề mặt mỏng của chi tiết tôi, cũng

chính nhờ hiệu ứng bề mặt mà tác dụng nung nóng của dòng xoay chiều

chảy trong chi tiết tăng lên rất nhiều.

Nhờ vậy, bề mặt chi tiết được nung nóng đến nhiệt độ quy định trong thời

gian ngắn.

Sau đó bằng các phương pháp làm nguội nhanh để có được độ cứng bề mặt

cần thiết.

Sự phân bố dòng điện trong chi tiết tôi tuân theo quy luật:

Một cách gần đúng có thể coi δ là chiều sâu của lớp có dòng điện chạy qua,

cũng chính là chiều sâu lớp tôi và được tính theo công thức:

. f

5030. μ

ρ δ = (cm)

trong đó:

ρ : điện trở suất (Ω.cm)

μ : độ từ thẩm

f : tần số dòng điện (Hz)

Đồ án môn học điện tử công suất

3

Năng lượng chuyển thành nhiệt trong khối liệu W

W = I2

.n

2

.2.л.(d/h). (ρ.μ. f .10 -9 )

I : Cường độ dòng trong cuộn cảm

n : Số vòng cảm ứng

d : Đường kính nồi lò (cm)

h : Chiều cao kim loại trong lò (cm)

μ : Độ từ thẩm ; ρ : Điện trở suất mẻ liệu (Ωcm)

Như vậy, để tăng nhiệt lượng nung nóng chi tiết, ta có thể tăng cường độ

dòng điện hoặc tăng tần số dòng điện. Thực tế, tăng dòng điện quá lớn có thể

gây hỏng vòng dây cảm ứng gây ra ngắn mạch nên ta thường chọn phương

án tăng tần số để tăng công suất tôi.

1.2.2 Ưu điểm của lò tôi tần số:

• Có thể truyền năng lượng cho vật cần gia công nhanh chóng và trực tiếp,

không cần phải qua một khâu trung gian nào nên có thể tiến hành tự động

hoá ở mức độ cao. Có thể gia nhiệt ở môi trường trung tính, chân không một

cách dễ dàng.

• Trong công nghệ tôi thép, người ta cần nung đỏ bề mặt chi tiết lên nhanh

chóng, sau đó làm nguội lạnh đi cũng rất nhanh để bề mặt chi tiết có độ cứng

cần thiết mà bên trong chi tiết vẫn giữ được độ mềm dẻo của thép. Khi gia

nhiệt bằng dòng điện cao tần, nhờ hiệu ứng bề mặt bề mặt của chi tiết dược

nung đỏ lên một cách nhanh chóng do đó chất lượng tôi cao.

• Vật tôi ít biến dạng do lớp tôi rất mỏng

• Có thể tôi các chi tiết có hình dáng và bề mặt bất kỳ.

• Là phương pháp tôi không tiếp xúc nên chi tiết tôi được giữ sạch.

• Dùng phương pháp gia nhiệt cao tần cho ta đạt được năng suất lao động

cao, giảm được những lao động cực nhọc trong các phân xưởng rèn dập ở

các nhà máy chế tạo cơ khí.