Đồ án thiết kế mạch điều khiển cho tủ sấy nhiệt điện trở - HPU

Đồ án thiết kế mạch điều khiển cho tủ sấy nhiệt điện trở chi tiết. Tổng hợp sơ đồ nguyên lý, tính toán linh kiện và thuật toán ổn định nhiệt độ.

• Tác giả: Bùi Xuân Trường
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Đoàn Phong
• Trường học: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện tự động công nghiệp
• Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển cho tủ sấy nhiệt điện trở
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Tổng quan thiết kế mạch điều khiển cho tủ sấy nhiệt điện trở

Tủ sấy nhiệt điện trở đóng vai trò thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp chế biến và bảo quản hiện đại. Thiết bị chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng thông qua dây điện trở công nghiệp. Nhiệt lượng tạo ra được đối lưu tuần hoàn để tách ẩm khỏi vật liệu sấy. Quá trình này giúp nâng cao chất lượng thành phẩm và kéo dài thời gian bảo quản. Tuy nhiên, việc duy trì nhiệt độ sấy ổn định luôn là bài toán kỹ thuật phức tạp. Nhiệt độ thay đổi đột ngột có thể làm biến tính vật liệu hoặc gây lãng phí năng lượng. Do đó, thiết kế mạch điều khiển tự động trở thành giải pháp cốt lõi. Mạch điện chịu trách nhiệm giám sát, phản hồi và điều chỉnh công suất nhiệt liên tục. Hệ thống điều khiển hiện đại kết hợp chặt chẽ giữa phần cứng công suất và mạch logic xử lý tín hiệu. Cấu trúc cơ bản gồm bộ cấp nguồn, mạch phát xung, mạch đo nhiệt và cơ cấu chấp hành. Mọi thành phần đều phối hợp nhịp nhàng theo các thuật toán ổn định nhiệt độ. Nghiên cứu tổng quan giúp định hình rõ ràng các thông số kỹ thuật cần đáp ứng.

1.1. Khái niệm và nguyên lý hoạt động của tủ sấy nhiệt điện trở

Tủ sấy nhiệt điện trở là thiết bị công nghiệp sấy khô vật liệu bằng phương pháp gia nhiệt gián tiếp hoặc trực tiếp. Dòng điện chạy qua thanh điện trở tạo ra nhiệt lượng theo định luật Joule-Lenz. Quạt đối lưu phân tán luồng không khí nóng đồng đều khắp các khay sấy trong buồng kín. Hơi ẩm trong vật liệu sấy bốc lên nhanh chóng và thoát ra ngoài qua cửa xả khí. Toàn bộ chu trình sấy diễn ra liên tục theo các mức nhiệt độ thiết lập sẵn. Thiết bị có cấu tạo cơ khí vững chắc cùng lớp cách nhiệt bông thủy tinh chịu nhiệt cao, giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng.

1.2. Vai trò của hệ thống điều khiển tự động trong quá trình sấy

Hệ thống điều khiển tự động giữ vị trí then chốt trong việc bảo đảm chất lượng sấy ổn định. Mạch điều khiển tự động loại bỏ sai sót do con người vận hành thủ công. Hệ thống liên tục đo lường nhiệt độ thực tế bên trong buồng sấy và so sánh với giá trị đặt. Khi có sự chênh lệch nhiệt độ, mạch điều khiển sẽ thay đổi góc mở bán dẫn hoặc đóng ngắt rơ-le tức thì. Cơ chế phản hồi vòng kín này bảo vệ vật liệu sấy không bị quá nhiệt hoặc ẩm mốc do thiếu nhiệt. Đồng thời, hệ thống còn nâng cao tuổi thọ dây điện trở và tiết kiệm điện năng tiêu thụ.

II. Phân tích yêu cầu mạch điều khiển cho tủ sấy nhiệt điện trở

Quá trình thiết kế mạch điều khiển cho tủ sấy nhiệt điện trở đòi hỏi sự tính toán kỹ lưỡng về cả công suất lẫn độ ổn định. Mạch động lực phải chịu được dòng điện tải lớn liên tục mà không gây quá nhiệt linh kiện. Thiết bị điện tử công suất như Triac hoặc Thyristor cần được giải nhiệt hiệu quả qua cánh tản nhiệt. Bất kỳ sự cố ngắn mạch hay quá áp nào cũng có thể gây hư hại cho toàn bộ tủ sấy. Bên cạnh phần động lực, mạch điều khiển tín hiệu nhỏ đối mặt với vấn đề nhiễu điện từ. Dòng cắt từ các van công suất và động cơ quạt gió thường phát sinh sóng hài cao tần. Tín hiệu nhiễu này dễ làm sai lệch kết quả đo nhiệt độ từ đầu dò cảm biến. Mạch so sánh và khuếch đại thuật toán có thể phát xung sai thời điểm. Ngoài ra, đặc tính trễ nhiệt của buồng sấy gây khó khăn lớn cho việc điều chỉnh nhiệt độ chính xác. Khi cắt nguồn điện, nhiệt lượng tồn dư trên thanh điện trở vẫn tiếp tục làm tăng nhiệt độ buồng sấy. Do đó, việc xây dựng mô hình toán học và lựa chọn phương pháp điều khiển phù hợp là yêu cầu then chốt.

2.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với mạch động lực cấp nhiệt điện trở

Mạch động lực đảm nhiệm việc đóng cắt và điều tiết dòng điện ba pha hoặc một pha cấp cho các điện trở gia nhiệt. Các phần tử bán dẫn công suất như Triac cần chịu được điện áp ngược cực đại và dòng điện quá độ khi khởi động. Mạch bảo vệ RC mắc song song với van bán dẫn giúp dập tắt hiện tượng quá điện áp và giới hạn tốc độ tăng điện áp du/dt. Ngoài ra, việc lựa chọn cầu chì tác động nhanh và rơ-le nhiệt đóng vai trò thiết yếu nhằm bảo vệ hệ thống trước sự cố quá tải. Thiết kế mạch động lực an toàn giúp nâng cao tuổi thọ linh kiện điện tử.

2.2. Thách thức trong việc kiểm soát sai số nhiệt độ buồng sấy

Quá trình truyền nhiệt trong buồng sấy có tính phi tuyến và quán tính nhiệt rất cao. Sự trễ pha giữa thời điểm cấp điện và thời điểm nhiệt độ tăng tạo nên hiện tượng dao động quanh điểm đặt. Nếu hệ thống điều khiển chỉ sử dụng phương pháp On-Off đơn giản, sai số nhiệt độ buồng sấy có thể vượt quá mức cho phép. Tình trạng này làm hỏng cấu trúc vật liệu nhạy cảm với nhiệt như dược liệu hoặc hạt giống. Do đó, mạch điều khiển cần có khả năng thay đổi công suất mịn màng theo thời gian thực. Việc kết hợp mạch đồng pha và phát xung chính xác là giải pháp then chốt để triệt tiêu sai số nhiệt.

III. Giải pháp thiết kế mạch điều khiển cho tủ sấy nhiệt điện trở

Giải pháp thiết kế mạch điều khiển cho tủ sấy nhiệt điện trở tập trung vào phương pháp điều khiển góc mở van bán dẫn. Hệ thống sử dụng máy biến áp đồng pha 3 pha kết hợp mạch tạo điện áp răng cưa tuyến tính. Điện áp răng cưa được so sánh với điện áp điều khiển thu được từ bộ khuếch đại sai lệch nhiệt độ. Mạch logic sử dụng các IC chuyên dụng như LM358 và 74LS08 để định hình chùm xung kích mở Triac hoặc Thyristor. Tín hiệu điều khiển sau đó được truyền qua biến áp xung nhằm cách ly hoàn toàn mạch lực với mạch điều khiển. Khâu cách ly quang và biến áp xung đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người vận hành và thiết bị đo. Hệ thống đo nhiệt độ buồng sấy sử dụng cảm biến PT100 hoặc cặp nhiệt điện có độ chính xác cao. Tín hiệu đo được chuyển đổi thành điện áp chuẩn để hiển thị trực quan trên đồng hồ số hoặc màn hình LED. Toàn bộ sơ đồ nguyên lý được tính toán chi tiết về công suất nguồn nuôi và tổn hao linh kiện. Nhờ đó, mạch hoạt động với độ tin cậy vượt trội trong môi trường công nghiệp liên tục.

3.1. Thiết kế khối đồng pha và mạch phát xung kích Triac

Khối đồng pha sử dụng máy biến áp 3 pha hạ áp để lấy điện áp chuẩn đồng bộ với lưới điện xoay chiều. Điện áp thứ cấp được chỉnh lưu và lọc để tạo ra tín hiệu đồng pha sắc nét. Mạch tích phân sử dụng bộ khuếch đại thuật toán LM358 tạo điện áp răng cưa đồng bộ với từng nửa chu kỳ nguồn điện. Khâu so sánh so sánh điện áp răng cưa với điện áp điều khiển để xác định góc mở van alpha. Khi điện áp răng cưa chạm ngưỡng điều khiển, cổng logic 74LS08 mở cho xung cao tần đi qua máy biến áp xung kích mở cực G của Triac chính xác.

3.2. Cấu hình mạch cảm biến đo lường và hiển thị nhiệt độ

Khối đo lường nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt điện trở bạch kim PT100 đặt tại vị trí trung tâm buồng sấy. Cảm biến được mắc vào mạch cầu Wheatstone để chuyển biến thiên điện trở thành tín hiệu điện áp mili-volt. Tín hiệu này đi qua mạch khuếch đại vi sai sử dụng IC tuyến tính nhằm loại bỏ nhiễu đồng pha. Bộ lọc tích cực triệt tiêu các thành phần sóng hài tần số cao từ nguồn điện công nghiệp. Tín hiệu chuẩn sau chuẩn hóa được đưa vào bộ chuyển đổi tương tự - số ADC để xuất kết quả lên màn hình LED 7 đoạn, hỗ trợ giám sát nhiệt độ trực quan.

IV. Đánh giá kết quả và ứng dụng tủ sấy nhiệt điện trở công nghiệp

Kết quả hoàn thiện đồ án thiết kế mạch điều khiển cho tủ sấy nhiệt điện trở chứng minh tính khả thi và hiệu quả kỹ thuật cao. Mô hình mạch thử nghiệm đáp ứng tốt các chỉ tiêu kỹ thuật về độ ổn định nhiệt và thời gian đáp ứng. Nhiệt độ buồng sấy được duy trì chính xác trong phạm vi sai số hẹp dưới hai độ C. Hệ thống tự động cắt điện khi xảy ra sự cố quá nhiệt, bảo đảm an toàn cháy nổ tuyệt đối. Các giải pháp thiết kế trong đồ án có khả năng ứng dụng rộng rãi vào thực tế sản xuất. Tủ sấy nhiệt điện trở đáp ứng hoàn hảo nhu cầu sấy khô nông sản, thủy hải sản, thảo dược và linh kiện điện tử. Chi phí lắp đặt và bảo dưỡng hệ thống ở mức hợp lý, phù hợp với quy mô doanh nghiệp vừa và nhỏ. Bên cạnh đó, cấu trúc mạch điều khiển có tính module hóa cao, dễ dàng nâng cấp mở rộng. Hệ thống có thể tích hợp thêm vi điều khiển hoặc bộ điều khiển lập trình PLC để kết nối mạng IoT công nghiệp. Đây là nền tảng quan trọng giúp nâng cao năng suất lao động và tự động hóa dây chuyền sấy.

4.1. Khả năng ứng dụng thực tế trong dây chuyền chế biến nông sản

Trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và nông sản, việc kiểm soát nhiệt độ sấy quyết định trực tiếp đến màu sắc, mùi vị và hàm lượng dinh dưỡng của sản phẩm. Tủ sấy nhiệt điện trở ứng dụng mạch điều khiển công suất mịn giúp duy trì dải nhiệt từ 40 đến 100 độ C ổn định. Các loại hoa quả sấy dẻo, hạt ngũ cốc và nấm hương giữ nguyên vẹn chất lượng thương phẩm sau quá trình gia nhiệt. Hệ thống vận hành êm ái, không tạo ra khói bụi độc hại như các lò đốt than truyền thống, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.

4.2. Hướng phát triển và tối ưu hóa hệ thống sấy nhiệt công nghiệp

Hệ thống sấy nhiệt điện trở có tiềm năng phát triển mạnh mẽ khi kết hợp cùng các công nghệ điều khiển thông minh. Hướng nghiên cứu tiếp theo tập trung vào ứng dụng thuật toán mờ Fuzzy hoặc PID số trên vi điều khiển STM32 hoặc ESP32. Việc trang bị thêm cảm biến đo độ ẩm tương đối giúp tối ưu hóa chu trình đóng mở cửa xả gió tự động. Ngoài ra, giao diện giám sát SCADA trên máy tính cho phép theo dõi biểu đồ nhiệt từ xa và lưu trữ dữ liệu sấy lịch sử. Những cải tiến này giúp cắt giảm tiêu hao năng lượng và tối ưu hóa chi phí sản xuất.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế mạch điều khiển cho tủ sấy nhiệt điện trở" được thực hiện bởi sinh viên Bùi Xuân Trường (lớp DC 2101, mã sinh viên 1712102010), chuyên ngành Điện Tự Động Công Nghiệp, Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Đoàn Phong. Đồ án được triển khai thực tập tại Công ty cổ phần EEI trong khung thời gian từ ngày 12 tháng 07 năm 2021 đến ngày 12 tháng 10 năm 2021 và hoàn thành bảo vệ vào tháng 10 năm 2021.

Theo bối cảnh thực tiễn được tác giả nêu rõ, công nghệ sấy là một khâu quan trọng trong dây chuyền chế biến nông – lâm – hải sản nhằm tách nước và hơi ẩm ra khỏi nguyên liệu, đòi hỏi sản phẩm sau sấy phải đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật với chi phí tiêu thụ năng lượng (điện năng, nhiệt năng) ở mức tối thiểu. Trong các giải pháp sấy hiện nay, phương pháp gia nhiệt bằng điện trở dựa trên định luật Joule – Lenz được ứng dụng rộng rãi nhờ hiệu suất chuyển đổi năng lượng đạt trên 90%, giảm thiểu hao hụt nhiệt ra môi trường xung quanh, loại bỏ khí thải độc hại so với lò đốt nhiên liệu truyền thống (than đá, củi, dầu DO) và có khả năng tự động hóa cao. Tuy nhiên, mỗi chủng loại vật liệu sấy lại yêu cầu một chế độ sấy với biểu đồ nhiệt độ và độ ẩm nghiêm ngặt. Do đó, việc nghiên cứu tính toán, điều chỉnh và ổn định nhiệt độ cho tủ sấy công nghiệp bằng giải pháp bán dẫn công suất đóng vai trò quyết định đến năng suất và chất lượng chế biến.

Theo phiếu giao nhiệm vụ đề tài, các mục tiêu và nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể cần giải quyết được đánh số theo đúng văn bản bao gồm:

1. Khái quát về tủ sấy bằng nhiệt điện trở.
2. Thiết kế mạch động lực.
3. Thiết kế mạch điều khiển nhiệt.
4. Đo và hiển thị nhiệt độ.
5. Thiết kế tủ điện.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống điều khiển công suất nhiệt cho tủ sấy công nghiệp sử dụng phụ tải nhiệt điện trở 3 pha. Phạm vi nghiên cứu về mặt không gian gắn với cơ sở thực tập tại Công ty cổ phần EEI và phòng thí nghiệm chuyên ngành Điện tự động công nghiệp tại Hải Phòng; phạm vi về thông số kỹ thuật tập trung vào hệ thống sấy công suất 50 kW vận hành trên lưới điện xoay chiều 220/380V tần số 50 Hz.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Về khung lý thuyết và khái niệm chuyên ngành, đồ án vận dụng trực tiếp các nguyên lý và định luật vật lý - kỹ thuật điện sau:

• Định luật Joule – Lenz về sự biến đổi trực tiếp từ điện năng sang nhiệt lượng khi dòng điện chạy qua vật dẫn: $Q = I^2 R t$, ứng dụng xác định nhiệt lượng tỏa ra trên thanh đốt điện trở.
• Công thức xác định trở kháng dây dẫn đốt nóng: $R = \rho \cdot \frac{L}{S}$ (với $\rho$ là điện trở suất của vật liệu, $L$ là chiều dài và $S$ là tiết diện dây dẫn).
• Lý thuyết về vật liệu làm dây đốt nóng công nghiệp: Nhóm hợp kim gồm hợp kim Niken – Crôm (Micrôm với tỉ lệ 20% Cr và 80% Ni, được bảo vệ bằng màng ôxít $Cr_2O_3$), hợp kim sắt – crôm – nhôm (kết hợp gạch chịu lửa alumin $Al_2O_3$ 70%, $Fe_2O_3$ 1%); nhóm phi kim loại gồm cacbonrun (SiC có điện trở suất $800 \div 1900\ \Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m}$, chịu nhiệt $1350 \div 1450^\circ\text{C}$, có hiện tượng già hóa tăng điện trở 20% sau $60 \div 80$ giờ làm việc đầu tiên), than, grafit và cripton (hạt đường kính $2 \div 3\text{ mm}$, chịu nhiệt đến $1800^\circ\text{C}$).
• Lý thuyết điều chỉnh điện áp xoay chiều bằng van bán dẫn công suất (Tiristor/Triac) với phụ tải đấu hình sao (Y) thuần trở, phân tích góc mở điều khiển $\alpha$ trong phạm vi từ $0$ đến $\pi$ rad thông qua 3 dải dẫn dòng: $0 \le \alpha < 60^\circ$, $60^\circ \le \alpha < 90^\circ$ và $90^\circ \le \alpha < 150^\circ$.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả áp dụng là phương pháp tính toán và thiết kế kỹ thuật điện – điện tử công suất kết hợp tra cứu sổ tay kỹ thuật chuyên ngành. Tác giả tiến hành tính toán giải tích các đại lượng dòng điện, điện áp, tổn hao công suất trên van bán dẫn, cân bằng nhiệt và diện tích bề mặt cánh tỏa nhiệt, sau đó đối chiếu với các bảng thông số chuẩn hóa từ tài liệu thiết kế điện tử công suất và catalog của nhà sản xuất khí cụ điện (như Vinakip, LS Industrial Systems). Nguồn dữ liệu sử dụng trong đồ án xuất phát từ tài liệu hướng dẫn thiết kế điện tử công suất, sổ tay tra cứu khí cụ điện và dữ liệu kỹ thuật của các dòng linh kiện bán dẫn chuyên dụng (Triac, đi-ốt xung MUR460, vi mạch khuếch đại thuật toán LM358, vi mạch logic 74LS08, tranzito công suất 2SC5200).

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống điều khiển nhiệt độ cho tủ sấy được thiết kế trên lưới điện xoay chiều 3 pha 4 dây 220/380V gồm hai phân hệ chính: mạch động lực và mạch điều khiển nhiệt.

Cấu trúc mạch động lực và bảo vệ

Mạch động lực sử dụng 3 van Triac điều khiển cấp nguồn cho phụ tải dây đốt điện trở đấu hình sao (Y) có công suất định mức $P = 50\text{ kW}$. Dòng điện định mức chạy qua mỗi pha được tính toán:

$$I_d = \frac{P}{\sqrt{3} \cdot U_d \cdot \cos\varphi} = \frac{50000}{\sqrt{3} \cdot 380 \cdot 1} \approx 75,97\text{ A}$$

Điện áp định mức trên mỗi van tương ứng với điện áp pha $U_t = 220\text{ V}$. Dưới điều kiện làm mát cưỡng bức bằng quạt gió đối lưu, dòng điện làm việc cho phép của van được chọn chiếm tối đa 40% dòng định mức ($I_{lv} \le 40% I_{đm}$), dẫn đến việc lựa chọn van Triac có dòng định mức lớn: $I_{đm\max} = 300\text{ A}$.

Hệ thống bảo vệ mạch động lực bao gồm:

• Bảo vệ quá nhiệt cho van Triac: Tổn thất công suất trên 1 van khi dẫn là $\Delta P = \Delta U \cdot I_{van} = 1,5 \cdot 75,96 = 113,94\text{ W}$. Với nhiệt độ môi trường thiết kế $T_{mt} = 30^\circ\text{C}$, nhiệt độ làm việc trên cánh tỏa nhiệt $T_{lv} = 80^\circ\text{C}$ (độ chênh nhiệt $\tau = 50^\circ\text{C}$) và hệ số tỏa nhiệt đối lưu - bức xạ $K_M = 8\text{ W}/(\text{m}^2\cdot^\circ\text{C})$, diện tích bề mặt tản nhiệt cần thiết được tính toán là $S_M = \frac{\Delta P}{K_M \cdot \tau} = 0,285\text{ m}^2$. Hệ thống sử dụng khối tản nhiệt nhôm gồm 15 cánh, kích thước mỗi cánh $10 \times 10\text{ cm}$.
• Bảo vệ quá điện áp: Sử dụng mạch dập xung RC mắc song song hai đầu cực $B_1 - B_2$ của Triac với thông số $R_2 = 12,5\ \Omega$ và $C_2 = 4\ \mu\text{F}$ nhằm triệt tiêu điện áp cảm ứng do quá trình tích tụ điện tích khi chuyển mạch và hấp thụ xung gai điện áp từ lưới.
• Bảo vệ quá dòng và ngắn mạch: Sử dụng áp-tô-mát khối 3 pha MCCB LS dòng định mức $I \ge 1,1 \cdot 75,96 = 83,56\text{ A}$ (chọn mã LS 3P ABN 53c) kết hợp cầu dao đóng cắt có dây chảy bảo vệ quá tải loại 100A/600V của Vinakip. Dây dẫn mạch động lực sử dụng 4 cáp đồng 1 lõi tiết diện $1 \times 25\text{ mm}^2$ thỏa mãn điều kiện phát nóng ($K_1 = 1$, $K_2 = 0,95$).

Cấu trúc mạch điều khiển nhiệt độ

Mạch điều khiển 3 pha gồm 3 kênh điều khiển tương ứng với 3 van Triac, mỗi kênh được thiết kế tuần tự qua các khâu chức năng:

• Khâu đồng pha: Sử dụng máy biến áp hạ áp 3 pha 3 trụ cấp điện áp thứ cấp $U_2 = 10\text{ V}$. Điện áp xoay chiều sau khi qua mạch chỉnh lưu tạo điện áp $U_A = 9\text{ V}$ được so sánh với điện áp $U_1$ (trích từ biến trở $VR_1 = 20\text{ k}\Omega$) qua bộ khuếch đại thuật toán $A_1$ (IC LM358) để tạo chuỗi xung vuông không đối xứng $U_B$. Tín hiệu dương của $U_B$ tích phân qua khuếch đại thuật toán $A_2$ phối hợp mạch nạp xả tụ $C_1 = 0,2\ \mu\text{F}$, biến trở $R_4 = 100\text{ k}\Omega$ và tranzito 2SC5200 để hình thành điện áp tựa răng cưa tuyến tính $U_{rc}$. Mức điện áp tựa được nâng lên trên trục hoành bằng biến trở $VR_2$ nhằm đảm bảo điện áp điều khiển $U_{đk}$ đồng biến với điện áp ra tải.
• Khâu so sánh: Khuếch đại thuật toán $A_3$ so sánh tổng đại số giữa điện áp răng cưa $U_{rc}$ và điện áp điều khiển $U_{đk}$. Khi $U_{đk} < U_{rc}$, đầu ra $A_3$ chuyển sang mức điện áp dương ($U_D > 0$).
• Khâu tạo chùm xung và khuếch đại: Mạch dao động đa hài $A_4$ phát ra chuỗi xung vuông tần số cao $f = 3\text{ kHz}$ ($U_E$). Tín hiệu $U_D$ và $U_E$ được đưa đồng thời vào cổng logic AND của vi mạch 74LS08; khi cả hai tín hiệu cùng ở mức dương, xung $U_F$ xuất hiện ở đầu ra để kích mở tầng khuếch đại công suất gồm các tranzito Tr2, Tr3, truyền xung qua biến áp xung để cách ly và cấp dòng kích mở trực tiếp vào cực điều khiển của Triac.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Khái quát về tủ sấy bằng nhiệt điện trở

Chương này tập trung trình bày tổng quan lý thuyết về nhiệt điện trở và các loại thiết bị sấy công nghiệp. Tác giả phân tích cấu tạo và đặc tính của các vật liệu làm dây đốt nóng, phân loại dây đốt thành hai dạng: dây đốt hở (quấn kiểu lò xo hoặc dích dắc, ưu điểm tỏa nhiệt nhanh, giá thành rẻ nhưng dễ bị oxy hóa, độ an toàn thấp) và dây đốt kín (dạng ống chữ U có vỏ bọc thép, bền nhiệt và độ an toàn cao nhưng truyền nhiệt kém hơn và khó sửa chữa). Bên cạnh đó, chương I cung cấp cấu tạo và nguyên lý của các mô hình lò sấy công nghiệp điển hình:

• Hệ thống sấy phun khô và sấy phun sương ly tâm: hoạt động trong môi trường khép kín, vỏ inox không gỉ, tích hợp bộ làm sạch 3 cấp, bộ phận giải nhiệt vách tháp khống chế nhiệt độ vách $\le 80^\circ\text{C}$ để chống cháy sản phẩm, kết hợp bộ phun sương điều tốc bằng biến tần.
• Thiết bị sấy buồng: vận chuyển vật liệu sấy bằng các xe goòng cách vách buồng sấy một khoảng $50 \div 100\text{ mm}$, sử dụng không khí nóng từ calorife điện hoặc khói lò lưu động tự nhiên hoặc cưỡng bức.
• Thiết bị sấy hầm: mô hình Xnhimod – Ghiprodrep – 56 (Liên Xô cũ) cho phép cấp và dỡ vật liệu liên tục theo chu kỳ công nghệ.
• Thiết bị sấy khí động: ứng dụng cho vật liệu dạng hạt kích thước $\le 10\text{ mm}$, tốc độ dòng khí nóng thổi từ $20 \div 40\text{ m/s}$, thời gian sấy ngắn tính bằng hàng chục giây.

Chương II: Thiết kế mạch nguồn

Chương II khảo sát các khí cụ điện hạ áp thông dụng và thực hiện tính toán thiết kế chi tiết mạch động lực cho tủ sấy:

• Khảo sát chức năng kỹ thuật của cầu dao điện, áp-tô-mát khối (CB), ampe kế (dải đo $100\text{ mA} \div 2000\text{ A}$), vôn kế, rơ le thời gian và contactor 3 pha (với khả năng đóng cắt hồ quang lên tới 1500 lần/giờ).
• Phân tích sơ đồ cấp nguồn xoay chiều 220/380V truyền thống điều khiển bằng rơ le tiếp điểm $R_t$ phối hợp cuộn hút contactor K.
• Xây dựng cơ sở lý thuyết điều chỉnh điện áp xoay chiều 1 pha và 3 pha dùng Tiristor/Triac với tải thuần trở đấu hình sao (Y), phân tích ảnh hưởng của sóng hài bậc cao và công suất phản kháng xuất hiện trên lưới điện.
• Thực hiện toàn bộ quy trình tính toán số liệu mạch động lực: xác định dòng điện phụ tải định mức $75,97\text{ A}$ ở công suất $50\text{ kW}$; chọn van bán dẫn Triac $300\text{ A}$; tính toán hệ thống tản nhiệt nhôm 15 cánh ($S_M = 0,285\text{ m}^2$); tính chọn mạch lọc RC bảo vệ quá điện áp ($R_2 = 12,5\ \Omega, C_2 = 4\ \mu\text{F}$); chọn áp-tô-mát khối MCCB LS 3P ABN 53c ($I \ge 83,56\text{ A}$), cầu dao Vinakip 100A/600V và 4 cáp điện đồng 1 lõi $1 \times 25\text{ mm}^2$.

Chương III: Thiết kế mạch điều khiển nhiệt

Chương III trình bày cấu trúc, nguyên lý vận hành và tính chọn linh kiện cho hệ thống mạch điều khiển Triac 3 pha:

• Thiết lập sơ đồ khối chức năng hoàn chỉnh gồm khâu đồng pha, khâu so sánh ngưỡng, khâu tạo chùm xung và khâu khuếch đại xung qua biến áp xung.
• Tính toán và chuẩn hóa danh mục linh kiện điều khiển: sử dụng 9 đi-ốt xung MUR 460 ($4\text{ A}, 600\text{ V}$, thời gian phục hồi $25 \div 75\text{ ns}$); 1 vi mạch 74LS08 (gồm 4 cổng AND 2 đầu vào, nguồn $+5\text{ V}$, dòng ra $8\text{ mA}$, thời gian tăng/giảm xung $18\text{ ns}$); 6 vi mạch khuếch đại thuật toán LM358 (tương ứng 12 bộ opamp cho 3 kênh điều khiển, dải nguồn $3 \div 30\text{ V}$, độ lợi DC 100 dB, băng thông 1 MHz); 3 tranzito nạp xả 2SC5200 (cực đại $V_{CBO} = 230\text{ V}, I_C = 15\text{ A}, P_C = 150\text{ W}$, hệ số khuếch đại $\beta = 60$).
• Tính toán thông số khâu đồng pha: thời gian nạp tụ điện $T_r = 0,01\text{ s}$, điện dung tụ $C_1 = 0,2\ \mu\text{F}$, điện trở nạp $R_4 = 100\text{ k}\Omega$; điện áp chỉnh lưu $U_A = 9\text{ V}$, điện trở phân áp $R_1 = R_2 = 10\text{ k}\Omega$, biến trở phân áp $VR_1 = 20\text{ k}\Omega$. Tần số xung chùm tạo ra từ mạch đa hài $A_4$ được ấn định ở mức $3\text{ kHz}$.
• Tính toán thông số máy biến áp đồng pha và cấp nguồn nuôi: Kiểu biến áp 3 pha 3 trụ, mỗi trụ gồm 1 cuộn sơ cấp và 4 cuộn thứ cấp ($U_2 = 10\text{ V}, I_{2đph} = 1\text{ mA}$). Công suất tiêu thụ của 3 cổng AND là $3\text{ mW}$, công suất tiêu thụ của các bộ opamp LM358 là $2,04\text{ W}$, công suất cấp cho 3 cực điều khiển Triac qua biến áp xung là $3,6\text{ W}$, tổng công suất nguồn nuôi cho 3 kênh là $6,24\text{ W}$. Tính toán công suất biểu kiến của máy biến áp có kể đến 5% tổn hao là $S = 10,332\text{ VA}$, dòng điện thứ cấp $I_2 = 0,086\text{ A}$, dòng điện sơ cấp $I_1 = 0,0175\text{ A}$, mật độ từ cảm lõi thép chọn $B = 1\text{ T}$ và hệ số làm mát $K_Q = 6$.

Các chương theo nhiệm vụ đề tài (Chương IV và Chương V)

Theo phiếu giao nhiệm vụ đề tài và mục lục đồ án, nghiên cứu còn bao gồm nhiệm vụ 4: "Đo và hiển thị nhiệt độ" (Chương IV) và nhiệm vụ 5: "Thiết kế tủ điện" (Chương V). Tuy nhiên, trong phần nội dung văn bản được cung cấp, tài liệu chỉ triển khai chi tiết đến mục tính toán số vòng dây máy biến áp đồng pha ở cuối Chương III. Các sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ, vi điều khiển hiển thị và bản vẽ bố trí cơ khí tủ điện không xuất hiện trong nội dung của văn bản này.

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán thiết kế kỹ thuật

Toàn bộ các thông số kỹ thuật then chốt của hệ thống điều khiển tủ sấy nhiệt điện trở được tổng hợp trong các bảng dưới đây:

Hạng mục thiết bị / Thông số	Giá trị tính toán lý thuyết	Quy chuẩn thiết bị lựa chọn	Ghi chú kỹ thuật
Công suất nhiệt của tủ sấy	$50\text{ kW}$	Phụ tải điện trở 3 pha đấu Y	$\cos\varphi \approx 1$
Điện áp làm việc	$220\text{ V}$ (pha) / $380\text{ V}$ (dây)	Lưới điện xoay chiều 3 pha 50 Hz	Nguồn hạ áp 3 pha 4 dây
Dòng điện định mức phụ tải	$75,97\text{ A}$	Van Triac công suất $I_{đm\max} = 300\text{ A}$	Hệ số chọn van $I_{lv} \le 40% I_{đm}$
Điện áp điều khiển Triac cực đại	$U_{g\max} = 3,0\text{ V}$	Dòng kích cực đại $I_{g\max} = 400\text{ mA}$	Thời gian xung $t_{\max} = 10\ \mu\text{s}$
Tổn thất công suất trên 1 van	$113,94\text{ W}$ ($\Delta U = 1,5\text{ V}$)	Cánh tản nhiệt nhôm 15 cánh	Kích thước mỗi cánh $10 \times 10\text{ cm}$
Diện tích tản nhiệt yêu cầu	$S_M = 0,285\text{ m}^2$	Làm mát bằng quạt gió đối lưu	$T_{mt} = 30^\circ\text{C}, T_{lv} = 80^\circ\text{C}$
Mạch bảo vệ quá điện áp van	$R_2 = 12,5\ \Omega, C_2 = 4\ \mu\text{F}$	Mắc song song hai cực $B_1 - B_2$	Chống quá áp do chuyển mạch
Thiết bị đóng cắt bảo vệ quá dòng	$I_{tt} \ge 83,56\text{ A}$	MCCB LS 3P ABN 53c / Cầu dao 100A	Cầu dao Vinakip có dây chảy
Tiết diện cáp điện động lực	Kiểm tra điều kiện phát nóng	4 dây đồng đơn $1 \times 25\text{ mm}^2$	Hệ số hiệu chỉnh $K_1=1, K_2=0,95$

Linh kiện mạch điều khiển	Mã hiệu / Quy cách	Số lượng cho 3 kênh	Vai trò trong hệ thống
Đi-ốt chỉnh lưu xung	MUR 460 ($4\text{ A}, 600\text{ V}$)	9 chiếc	Chỉnh lưu tín hiệu điện áp đồng pha
Vi mạch logic AND	74LS08 (4 cổng AND 2 đầu vào)	1 IC	Phối hợp xung mở $U_D$ và xung chùm $U_E$
Khuếch đại thuật toán	LM358 (Opamp kép)	6 IC (12 bộ opamp)	Khâu so sánh, tích phân, dao động đa hài
Tranzito công suất	2SC5200 ($15\text{ A}, 230\text{ V}$)	3 chiếc	Tranzito xả tụ trong khâu đồng pha
Biến áp nguồn và đồng pha	3 pha 3 trụ, $B = 1\text{ T}$	1 máy ($S = 10,332\text{ VA}$)	Cấp nguồn nuôi và điện áp tựa đồng pha

Giải pháp và đóng góp của tác giả

• Tác giả đã giải quyết trọn vẹn bài toán thiết kế mạch lực và mạch điều khiển công suất xoay chiều sử dụng van bán dẫn Triac thay cho phương pháp đóng cắt cơ khí tiếp điểm contactor thông thường, khắc phục triệt để hiện tượng sinh hồ quang điện, giảm hao mòn cơ khí và cho phép điều chỉnh công suất nhiệt tuyến tính theo góc mở pha $\alpha$.
• Ứng dụng giải pháp điều chế độ rộng chùm xung tần số cao ($3\text{ kHz}$) đưa qua cổng logic AND kết hợp biến áp xung cách ly, giúp giảm đáng kể công suất tiêu thụ trên cực điều khiển G của van Triac và hạn chế dòng điện phát nóng so với việc cấp xung liên tục.
• Thiết lập quy trình tính toán nhiệt học và diện tích bề mặt cánh tỏa nhiệt cho linh kiện bán dẫn công suất dựa trên các công thức trao đổi nhiệt đối lưu và bức xạ, bảo đảm độ an toàn vận hành ở dải công suất lớn ($50\text{ kW}$).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung văn bản và phạm vi nghiên cứu thực tế, đề tài tồn tại một số hạn chế và hướng mở:

• Về phạm vi tài liệu: Văn bản chưa phản ánh chi tiết nội dung của Chương IV (mạch đo lường cảm biến và hiển thị nhiệt độ) và Chương V (bản vẽ thiết kế cơ khí và sơ đồ bố trí thiết bị trong tủ điện) dù hai nội dung này có trong nhiệm vụ đề tài.
• Về phương pháp đánh giá: Nghiên cứu mới dừng lại ở các bước tính toán thiết kế giải tích trên lý thuyết và lựa chọn linh kiện theo tiêu chuẩn danh định; tài liệu chưa cung cấp kết quả đo kiểm dạng sóng thực nghiệm (dạng sóng điện áp tựa răng cưa, chùm xung kích mở, điện áp tải) qua máy hiện sóng (oscilloscope).
• Hướng nghiên cứu tiếp: Cần hoàn thiện chế tạo mạch phần cứng thực tế, tích hợp khâu cảm biến đo nhiệt độ có phản hồi kín về bộ điều khiển so sánh ngưỡng; lắp ráp hoàn chỉnh tủ điện công nghiệp và tiến hành chạy thử nghiệm gia nhiệt tải sấy thực tế tại Công ty cổ phần EEI để đánh giá độ ổn định nhiệt độ buồng sấy và khả năng chống nhiễu của hệ thống.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo tốt đối với sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Điện, Điện Tự động Công nghiệp và Điện tử Công suất khi thực hiện đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp về lĩnh vực điều khiển nhiệt độ công nghiệp.

Các nội dung có giá trị tham khảo cao nhất trong đồ án bao gồm:

• Trình tự tính toán chọn van bán dẫn Triac và thiết kế hệ thống bảo vệ quá áp (mạch RC), quá dòng (MCCB), tản nhiệt nhôm cưỡng bức cho phụ tải nhiệt công suất lớn ($50\text{ kW}$).
• Nguyên lý thiết kế mạch đồng pha tạo sóng răng cưa đồng bộ hai nửa chu kỳ điện áp lưới và giải pháp điều khiển góc mở bằng khuếch đại thuật toán LM358 kết hợp vi mạch logic TTL 74LS08.
• Phương pháp luận tính toán máy biến áp đồng pha 3 pha 3 trụ kết hợp tạo nguồn nuôi cách ly cho mạch điều khiển bán dẫn.

Câu hỏi thường gặp

1. Phụ tải nhiệt của tủ sấy được thiết kế với thông số công suất và điện áp như thế nào, dòng điện làm việc định mức qua mỗi van Triac là bao nhiêu?
Hệ thống tủ sấy được thiết kế cho phụ tải nhiệt điện trở 3 pha đấu hình sao (Y) với tổng công suất định mức $P = 50\text{ kW}$, vận hành trên lưới điện xoay chiều 3 pha 4 dây điện áp pha $U_t = 220\text{ V}$, điện áp dây $U_d = 380\text{ V}$, tần số $50\text{ Hz}$. Do tải là điện trở thuần trở nên hệ số công suất $\cos\varphi \approx 1$. Dòng điện làm việc định mức tính toán chạy qua mỗi pha và qua mỗi van Triac là $I_d = \frac{50000}{\sqrt{3} \cdot 380} \approx 75,97\text{ A}$.

2. Tại sao tác giả lựa chọn van Triac có dòng định mức lên tới 300 A trong khi dòng làm việc của tải chỉ là 75,97 A?
Trong thiết kế điện tử công suất, việc chọn van bán dẫn phải có hệ số dự trữ an toàn về dòng điện và điều kiện làm mát. Với phương thức làm mát đối lưu khí bằng quạt gió, tác giả áp dụng quy tắc thực tế là dòng điện làm việc lâu dài ($I_{lv} = 75,97\text{ A}$) chỉ được phép chiếm tối đa khoảng 40% dòng điện định mức cực đại của van ($I_{lv} \le 40% I_{đm}$). Do đó dòng định mức yêu cầu của van phải đạt tối thiểu $I_{đm} \ge \frac{75,97}{0,4} \approx 190\text{ A}$. Tác giả đã lựa chọn van Triac có thông số chuẩn hóa thương mại là $I_{đm\max} = 300\text{ A}$ (chịu được dòng xung đỉnh $I_{pik\max} = 3300\text{ A}$) để đảm bảo van không bị chọc thủng khi xảy ra dao động tải hoặc quá dòng ngắn hạn.

3. Diện tích bề mặt tản nhiệt cho mỗi van Triac được tính toán dựa trên các thông số nhiệt độ cụ thể nào?
Cánh tản nhiệt được tính toán dựa trên độ tổn hao công suất trên 1 van Triac là $\Delta P = \Delta U \cdot I_{van} = 1,5\text{ V} \cdot 75,96\text{ A} = 113,94\text{ W}$. Các thông số nhiệt độ thiết kế gồm: nhiệt độ môi trường xung quanh $T_{mt} = 30^\circ\text{C}$, nhiệt độ làm việc cho phép trên cánh tỏa nhiệt $T_{lv} = 80^\circ\text{C}$ (tương ứng độ chênh nhiệt $\tau = T_{lv} - T_{mt} = 50^\circ\text{C}$), hệ số tỏa nhiệt đối lưu và bức xạ chọn $K_M = 8\text{ W}/(\text{m}^2\cdot^\circ\text{C})$. Diện tích bề mặt tản nhiệt tính toán là $S_M = \frac{113,94}{8 \cdot 50} = 0,285\text{ m}^2 = 2850\text{ cm}^2$. Tác giả chọn khối cánh tản nhiệt nhôm định hình gồm 15 cánh, mỗi cánh kích thước $10 \times 10\text{ cm}$.

4. Khâu đồng pha trong mạch điều khiển nhiệt độ vận hành theo nguyên lý nào để tạo ra điện áp răng cưa?
Khâu đồng pha sử dụng điện áp xoay chiều từ thứ cấp biến áp chỉnh lưu hai nửa chu kỳ để thu được điện áp $U_A = 9\text{ V}$. Tín hiệu $U_A$ được so sánh với điện áp chuẩn $U_1$ trích từ biến trở $VR_1$ thông qua bộ khuếch đại thuật toán $A_1$ (LM358) để tạo ra chuỗi xung chữ nhật không đối xứng $U_B$. Phần điện áp dương của $U_B$ được đưa qua bộ tích phân $A_2$ phối hợp mạch nạp xả tụ $C_1 = 0,2\ \mu\text{F}$ qua biến trở $R_4 = 100\text{ k}\Omega$ và tranzito 2SC5200 để tạo ra điện áp tựa răng cưa tuyến tính $U_{rc}$. Sau đó, biến trở $VR_2$ được dùng để nâng điện áp $U_{rc}$ lên trên trục hoành nhằm làm cho điện áp điều khiển $U_{đk}$ đồng biến với điện áp cấp ra tải.

5. Các biện pháp bảo vệ quá điện áp và quá dòng cho linh kiện bán dẫn công suất trong mạch động lực gồm những gì?
Để bảo vệ quá điện áp do hiện tượng tích tụ điện tích phóng ngược trong quá trình chuyển mạch của các lớp bán dẫn và xung điện áp từ lưới, mỗi van Triac được mắc song song với một mạch dập xung RC ($R_2 = 12,5\ \Omega, C_2 = 4\ \mu\text{F}$). Để bảo vệ quá dòng và ngắn mạch đầu ra tải, hệ thống sử dụng một áp-tô-mát khối 3 pha MCCB LS 3P ABN 53c (dòng tác động tính toán $I \ge 1,1 \cdot 75,96 = 83,56\text{ A}$) phối hợp cùng một cầu dao 3 pha Vinakip loại 100A/600V có tích hợp dây chảy bảo vệ quá tải và đèn LED chỉ thị trạng thái nguồn điện.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Bùi Xuân Trường đã hoàn thành việc tính toán thiết kế kỹ thuật mạch động lực và mạch điều khiển nhiệt độ sử dụng van Triac 3 pha cho tủ sấy điện trở công suất 50 kW. Công trình đã xác định đầy đủ các thông số giải tích về dòng điện phụ tải, lựa chọn linh kiện bán dẫn công suất có hệ số dự trữ an toàn, tính toán hệ thống tản nhiệt và mạch triệt xung bảo vệ van, đồng thời xây dựng chi tiết cấu trúc mạch điều khiển đồng pha tạo xung chùm qua biến áp xung. Đây là tài liệu kỹ thuật có tính hệ thống cao, phản ánh đúng kiến thức chuyên ngành Điện tự động công nghiệp và cung cấp nguồn tham khảo thiết thực cho các nghiên cứu ứng dụng điện tử công suất trong điều khiển nhiệt công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ TỦ SẤY BẰNG NHIỆT ĐIỆN TRỞ. Trong đời sống và sản xuất, yêu cầu về sử dụng nhiệt năng rất lớn. Trong các ngành công nghiệp khác nhau, nhiệt năng dùng để nung, sấy nhiệt luyện nấu chảy các chất,. là một yêu cầu không thể thiếu.

Nguồn năng lượng nhiệt này được chuyển từ điện năng qua các lò điện là rất phổ biến thuận lợi. Từ điện năng có thể thu được nhiệt năng bằng nhiều cách. Nhờ hiệu ứng Joule (lò điện trở), nhờ phóng điện (lò hồ quang), nhờ tác dụng nhiệt của dòng xoáy Foucault thông qua hiện tựơng cảm ứng điện từ (lò cảm ứng),.1: Nhiệt điện trở 1. Khái niệm Nhiệt điện trở là thiết bị trực tiếp tạo ra nhiệt khi được cấp điện vào 2 đầu của thanh nhiệt.

Bản chất của điện trở chính là cản trở dòng điện, tuy nhiên vật liệu sử dụng vẫn là một dạng kim loại có trị số điện trở nhất định, khi có dòng điện chạy qua sẽ sinh nhiệt. Đặc điểm Hầu hết các kim loại đều dẫn điện, tuy nhiên mức độ dẫn điện sẽ khác nhau do tính chất cản trở dòng điện của kim loại là khác nhau. Kim loại dẫn điện tốt như nhôm, đồng, thiếc, vàng, các kim loại khác dẫn điện kém hơn, những vật liệu không dẫn điện tức là cản trở hoàn toàn dòng điện đi qua. Nhiệt điện trở là vật liệu có điện trở suất nhất định, có mức sinh nhiệt cao, có khả năng chịu nhiệt cao và có khả năng chống cháy vật liệu tốt, thông thường hiện nay người ta sử dụng hợp kim 20% crom và 80% niken.

Với mỗi loại điện trở khác nhau sẽ có mức điện trở suất khác nhau, khi đó tổng điện trở của một hay nhiều đoạn điện trở sẽ được tính theo công thức R=ᴩ. Trong đó : R là tổng trở của đoạn, ᴩ là điện trở suất, L là chiều dài, S là tiết diện dây điện trở. Các yêu cầu đối với vật liệu làm dây đốt. Trong lò sấy điện trở, dây đốt là phần tử chính biến đổi điện năng thành nhiệt năng thông qua hiệu ứng Joule.

Dây đốt cần phải được làm từ các vật liệu thoả mãn các yêu cầu sau: - Khả năng chịu nhiệt tốt: không bị ôxi hoá trong môi trường không khí ở nhiệt độ cao. - Bền nhiệt cao, bền cơ học tốt, dây điện trở không được biến dạng, chúng có thể tự bền vững dưới tác dụng của bản thân dây điện trở. - Điện trở suất lớn: tạo cho dây điện trở có cấu trúc nhẹ khi cùng đáp ứng một công suất theo yêu cầu, dễ dàng bố trí trong lò. - Hệ số nhiệt điện trở nhỏ (, ): nghĩa là nhiệt độ càng cao thì điện rở càng lớn.

- Kích thước hình học phải ổn định: ít thay đổi hình dáng ở nhiệt độ làm việc. - Các tính chất điện phải cố định. - Dễ gia công: kéo dây, dễ hàn, đối với vật liệu phi kim loại cần ép khuôn được. Vật liệu làm dây đốt.

Để thoả mãn được các yêu cầu trên, trong thực tế rất khó có vật liệu đáp ứng được. Nhưng người ta đã chọn một số vật liệu đáp ứng được tốt các yêu cầu chính để chế tạo dây điện trở. Các vật liệu đó là của hợp kim Niken và Crôm, thường gọi là “Micrôm”. Hợp kim của Crôm và nhôm cacbonrun [Sie].

Trong những lò nhiệt độ thấp, chế độ làm việc ngắn thì có thể dùng thép xây dựng làm điện trở. Vật liệu hợp kim. a, hợp kim microm: Hợp kim micrôm có độ bền nhiệt tốt vì có lớp màng ôxit crôm (Cr 2O3), bảo vệ rất chặt, chịu sự thay đổi nhiệt độ tốt nên có thể làm việc trong các lò có chế độ làm việc gián đoạn.