

Lò nhiệt là một thiết bị điện biến điện năng thành nhiệt năng dùng trong
các quá trình công nghệ khác nhau như nung hoặc nấu luyện các vật liệu,
các kim loại và các hợp kim khác nhau v.v
 Ưu điểm của lò nhiệt so với các lò sử dụng nhiên liệu
Lò nhiệt so với các lò sử dụng nhiên liệu có những ưu điểm sau :
- Có khả năng tạo được nhiệt độ cao.
- Đảm bảo tốc độ nung lớn và năng suất cao.
- Đảm bảo nung đều và chính xác do dễ điều chỉnh chế độ điện và nhiệt độ
- Kín.
- Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá quá trình chất dỡ nguyên liệu và
vận chuyển vật phẩm.
- Đảm bảo điều kiện lao động hợp vệ sinh, điều kiện thao tác tốt, thiết bị
gọn nhẹ.
 Nhược điểm của lò nhiệt.
- Năng lượng điện đắt.
- Yêu cầu có trình độ cao khi sử dụng.
1

Lò nhiệt làm việc dựa trên cơ sở khi có một dòng điện chạy qua một
dây dẫn hoặc vật dẫn thì ở đó sẽ toả ra một lượng nhiệt theo định luật Jun-
Lenxơ :
Q=I
2
RT
Q - Lượng nhiệt tính bằng Jun (J)
I - Dòng điện tính bằng Ampe (A)
R - Điện trở tính bằng Ôm
T - Thời gian tính bằng giây (s)
Từ công thức trên ta thấy điện trở R có thể đóng vai trò :

Khi cần thiết tăng độ cứng vững cho vỏ lò tròn, người ta dùng các vòng
đệm tăng cường bằng các loại thép hình.
Vỏ lò chữ nhật được dựng lên nhờ các thép hình U, L và thép tấm cắt
theo hình dáng thích hợp. Vỏ lò có thể được bọc kín, có thể không tuỳ theo
yêu cầu kín của lò. Phương pháp gia công vỏ lò loại này chủ yếu là hàn và
tán.
#$
Lớp lót lò nhiệt thường gồm hai phần : vật liệu chịu lửa và cách nhiệt.
Phần vật liệu chịu lửa có thể xây bằng gạch tiêu chuẩn, gạch hình và
gạch hình đặc biệt tuỳ theo hình dáng và kích thước đã cho của buồng lò.
Cũng có khi người ta đầm bằng các loại bột chịu lửa và các chất dính dết gọi
3
là các khối đầm. Khối đầm có thể tiến hành ngay trong lò và cũng có thể tiến
hành ở ngoài nhờ các khuôn.
Phần vật liệu chịu lửa cần đảm bảo các yêu cầu sau :
- Chịu được nhiệt độ làm việc cực đại của lò.
- Có độ bền nhiệt đủ lớn khi làm việc.
- Có đủ độ bền cơ học khi xếp vật nung và đặt thiết bị vận chuyển trong
điều kiện làm việc.
- Đảm bảo khả năng gắn dây nung bền và chắc chắn.
- Có đủ độ bền hoá học khi làm việc, chịu được tác dụng của khí quyển
lò và ảnh hưởng của vật nung.
- Đảm bảo khả năng tích nhiệt cực tiểu. Điều này đặc biệt quan trọng
đối với lò làm việc chu kỳ.
Phần cách nhiệt thường nằm giữa vỏ lò và phần vật liệu chịu lửa. Mục
đích chủ yếu của phần này là để giảm tổn thất nhiệt. Riêng đối với đáy, phần
cách nhiệt đòi hỏi phải có độ bền cơ học nhất định còn các phần khác nói
chung không yêu cầu.
Yêu cầu cơ bản của phần cách nhiệt là :
- Hệ số dẫn nhiệt cực tiểu.

sất, mạ vật phẩm và chuẩn bị thực phẩm.
- Trong các lĩnh vực khác, lò nhiệt được dùng để sản xuất các vật
phẩm thuỷ tinh, gốm sứ, các loại vật liệu chịu lửa v.v
Lò nhiệt không những có mặt trong các ngành công nghiệp mà ngày
càng được dùng phổ biến trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người
một cách phong phú và đa dạng : Bếp điện, nồi nấu cơm điện, bình đun nước
điện, thiết bị nung rắn, sấy điện v.v
*+
• ,-./-.01234567-89:;5<=8>?:-:;
Dây nung là bộ phận phát nhiệt của lò, làm việc trong những điều kiện
khắc nghiệt do đó đòi hỏi phải đảm bảo các yều cầu sau :
- Chịu nóng tốt, ít bị ôxy hoá ở nhiệt độ cao.
- Phải có độ bền cơ học cao, không bị biến dạng ở nhiệt độ cao.
- Điện trở suất phải lớn.
- Hệ số nhiệt điện trở phải nhỏ.
- Các tính chất điện phải cố định hoặc ít thay đổi.
- Các kích thước phải không thay đổi khi sử dụng.
• @A:;?,-./-.BCD:EF62G6.H-4IJ5KE67:
- LM5N2O.P:;:;@7
Hợp lý về công nghệ có nghĩa là cấu tạo lò không những phù hợp với
quá trình công nghệ yêu cầu mà còn tính đến khả năng sử dụng nó đối với
quá trình công nghệ khác nếu như không làm phức tạp quá trình gia công và
làm tăng giá thành một cách rõ rệt. Cấu trúc lò đảm bảo được các điều kiện
6
như thế mới coi là hợp lý nhất. Điều này đặc biệt quan trọng trong khi nhu
cầu về lò nhiệt vượt xa khả năng sản xuất ra nó.
- 67-Q-D2ORS4@-34
Hiệu quả về kỹ thuật là khả năng biểu thị hiệu suất cực đại của kết cấu
khi các thông số của nó xác định ( kích thước ngoài, công suất, trọng lượng
giá thành, v.v ).

tuyệt đối an toàn.
- XY2<EB:;6D:R@6.@Z4IJ
Về mặt này yêu cầu như sau :
+ Tiêu hao vật liệu ít nhất, đặc biệt là các vật liệu qúy và hiếm ( các kim
loại mầu, các hợp kim có hàm lượng niken cao, v.v ).
+ Công nghệ chế tạo đơn giản nghĩa là khả năng chế tạo phải sao cho ngày
công ít nhất và tận dụng đưọc các thiết bị, dụng cụ thông thường có sẵn
trong các nhà máy chế tạo để gia công.
+ Các loại vật liệu và thiết bị yêu cầu để chế tạo phải ít nhất.
+ Sử dụng đến mức tối đa các kết cấu giống nhau và cùng loại để dễ dàng
đổi lẫn và thuận tiện khi lắp ráp.
+ Chọn hợp lý các dạng gia công để phù hợp với điều kiện chế tạo ( đúc,
hàn, dập ). Bỏ các chi tiết và các khâu gia công cơ khí không hợp lý.
- [:@8\:;CO:;J<6E]M
Mỗi kết cấu của thiết bị, vật phẩm, các khâu và các chi tiết phải có hình
dáng và tỷ lệ các cạnh phù hợp, dễ coi. Tuy vậy cũng cần chú ý rằng, độ bền
8
của kết cấu khi trọng lượng nhỏ và hình dáng bề ngoài đẹp có quan hệ khăng
khít với nhau.
Việc gia công lần cuối như sơn có vai trò đặc biệt quan trọng đối với
hình dáng bề ngoài của lò điện. Song cũng cần tránh sự trang trí không cần
thiết.
%^_^`!a 
b_c
%d b_c
6e6U4Je.@f=g.@J8K:;.@D?Q-1R@64@JD=h:@16E6O-R67:
U
AK
> 0
I

U
AK
: điện áp điều khiển ( điện áp một chiều ).
U
t
: điện áp tựa ( đồng bộ với điện áp A-K của tiristor ).
Hiệu điện áp | U
đk
– U
t
| đưa vào khâu so sánh.
(1) : làm việc như một trigơ. Đầu ra nhận được một chuỗi xung chữ nhật.
(2) : khâu tạo xung.
(3) : khâu khuếch đại xung.
(4) : khâu biến áp xung.
Thay đổi U
đk
có thể điều chỉnh được vị trí xung điều khiển tức là điều
chỉnh được góc α.
%%db_c
Có hai nguyên tắc :
1 ;-?,:4T.E6O-R@6k:4@l:;Em:;4-?Z:4n:@
U
đk
+ U
t
đưa đến đầu vào của một khâu so sánh bằng cánh làm biến đổi
U
đk
ta có thể điều chỉnh được thời điểm xuất hiện xung tức là điều chỉnh

= Asinωt thì U
t
= Bcosωt ).
U
AK
có thể điều khiển được theo hai hướng dương và âm. U
t
+ U
đk
được
đưa đến đầu vào khâu so sánh . Khi U
t
+ U
đk
= 0 ta nhận được một xung ở
đầu ra của khâu so sánh.
U
đk
+ Bcosα = 0 (3.3)
⇒ α = arccos( -U
đk
/B ).
Thường lấy B = U
đkmax
.
Khi U
đk
= 0 thì α = π/2.
Nguyên tắc này được sử dụng trong các thiết bị chỉnh lưu chất lượng cao.
Nhận xét: Yêu cầu của điều áp xoay chiều ba pha có thể dùng nguyên tắc

, đầu ra là U
chuẩn
( U
1
, U
2
, U
3
, U
4
, U
5
, U
6
).
%*`!a b_c
Trong mạch điều khiển ta chọn toàn bộ IC là TL084 có các thông số :
V
cc
= ± 15V
11
P
tiêu thụ
= 680 MW
R
in
= 10
6
MΩ
U

22
= -10
2
sinωt (V) (3.5)
12
Cho qua bộ so sánh so với điện áp 0V. Tín hiệu ra như hình vẽ ( bộ so sánh
đảo)
Chú ý :
I
lv
< 1 mA do đó : U
21
/R
1
< 1 mA
⇒ R1 > 10/1 = 10 KΩ
Ta chọn R
1
= R
2
= R
1’
= R
2’
= 15 KΩ
13
%*_@>-4IJE67:\Mer:;.s1t
4u1
v
- Nguyên lý hoạt động :

> 0 , U
2
< 0.
U
1
> 0 nên T
1
dẫn. U
C1
phóng điện qua T
1
. Điện áp trên tụ C
1
nhanh
chóng trở về 0. U
2
< 0 nên U
D3
= 0 V. Do vậy U
3
= 0 V.
Ta có đồ thị của khâu tạo điện áp răng cưa như hình vẽ :
14
- Tính toán mạch :
+ Trong nửa chu kỳ đầu :
I
ET2
= I
CT2
= (E – U

= 9 V do đó :
[(E – U
D2
– U
BE
).T/2] / (R
5
.C
1
) = 9 V
Với E = 15 V, U
D2
= 9 V, U
BE
= 0,6 V
⇒ R
5
.C
1
= 0,006
Ta chọn C
1
= 0,47µF ⇒ R
5
= 12,766 KΩ. Chọn R
5
= 13 KΩ
Vì U
D3
= 9 V nên

D3
= 4,3 V. ( ∆U
D1
= 0,7 V )
15
⇒ R
7
= U
R7
/ I
R7
= 3,16 KΩ. Vậy ta chọn R
7
= 3,3 KΩ
Chọn R
3
= 10 KΩ.
I
ET2
= I
CT2
= (E – U
D2
– U
BE
) / R
5
= 0,09 mA
⇒ I
BT2


= 10 KΩ
Chọn R
10
= R
8
//R
9
= 5KΩ
Tín hiệu điện áp như hình vẽ :
16
%**_@>-M@\4w-:;.@9=
- Nguyên tắc hoạt động :
Khi U
C2
đạt ngưỡng lật, sơ đồ chuyển trạng thái. Áp có giá trị ngược lại
với giá trị cũ. Sau đó điện áp trên U
C2
thay đổi theo hướng ngược lại và
tiếp tục cho tới khi chưa đạt ngưỡng lật khác.
U
N
= |U
đóng
| = U
max
= ±13V
U
đóng
= -βU

-t/R13C2
)) (3.13)
|U
N
(t)| = |U
đóng
| = |U
ngắt
|
Khi T = 2R
13
C
2
ln(1+2R
11
/R
12
). (3.14)
Chọn tần số khâu phát xung chùm : f = 10 KHz.
R
11
= R
12
⇒ T = 2,2R
13
C
2
= 1/(10.10
3
)

18
Tín hiệu điện áp ra như hình vẽ :
%*z_@>-R@-Z.@EI6w-:;2<C6Z:\Mw-:;
U
tc
= U
gk
= 2,5 V
I
tc
= I
g
= 0,25 A
Thường thì tỉ số của máy biến áp xung là k = 2 ÷ 3. Chọn k = 2
19
Từ đó ta có I
sc
= I
tc
/ k = 0,125 A
U
sc
= U
tc
.k = 5 V
I
sc
= I
CT4
Chọn T

3
. β
4
= 15,625 µA.
Ta có U
BT3
= U
BET3
+ U
BT4
= 0,6 + 0,7 = 1,3 (V).
Vì U
s
= 2 ÷ 4,5 V nên ta chọn điện áp sụt trên U
R15
= 1 V ⇒ R
15
= U
R15
/ I
BT3
= 64 KΩ
R
14
≤ (E - U
sc
) / I
sc
= 80 Ω. Ta chọn R
14

= ∆U. Vì vậy mV kế vẫn chỉ 0 V.
Ta dùng cặp nhiệt điện Platin – Platin Rôđi (90% là Pt, 10% là Rh) đo lâu
dài với nhiệt độ là 1000 – 1200
0
C.
Khoảng 100
0
C thì tăng 0,64 mV.
Ta có đồ thị quan hệ giữa E
t
= f(t
0
C)
Nhiệt độ nhỏ nhất là 800
0
C. Tra đồ thị ta được E
t
= 5,1 mV.
Nhiệt độ cao nhất là 1000
0
C. Tra đồ thị ta được E
t
= 6,4 mV.
Điện áp đo được trên mV kế là nhỏ nên ta phải khuếch đại điện áp.
- Khâu khuếch đại điện áp phản hồi :
Uph = - E
t
.R
22
/ R

= - I
C3
- I
R26

Uph / R
27
+ Ud / R
25
= - C
3.
( dU
C3
/ dt ) – U
C3
/ R
26
U
C3
= - ( R
26
.Uph / R
27
+ R
26
.U
d
/ R
25
) - C

– k.| Uph |) - τ(dU
C3
/ dt) (3.16)
Tín hiệu điện áp ra như hình vẽ :
22
- Khối nguồn.
IC ổn áp loại UA7815 có các thông số là :
U
ngưỡng
= 35 V
I
ra
= 0 – 1,5 A
E = 15 V
IC ổn áp loại UA7915 có các thông số là :
U
ngưỡng
= 40 V
I
ra
= 0 – 1,5 A
-E = -15 V
U
MNmin
= 18 V, ta thường chọn U
MN
= 21 V
Ta có U
MN
= U

Có 21 khuếch đại thuật toán nên ta chọn 6 IC TL084, 6 con AND nên ta
chọn 2 IC 4081.
TL084 có P
tth
=680mW, AND 4081 cóP
tth
=2,5nW
Vậy công suất tiêu thụ ở 6 IC TL084 và AND 4081 là
P
8IC
= 6.0,68+8.2,5.10
-9
= 4,08 W
Công suất biến áp cấp cho 6 cực điều khiển là P
x
= 6U
g
I
g
= 6. 2,5. 0,25 =
3,75W.
Công suất sử dụng cho việc tạo nguồn nuôi :
P = P
đf
+ P
8IC
+ P
x
= 0,06 + 4,08 + 3,75 = 7,89 W.
Công suất máy biến áp có kể đến 5% tổn thất trong máy