Giáo trình bổ túc cấp gcnkncm máy trưởng hạng nhì môn điện tàu thủy

số của máy khi sửa chữa, khắc phục sự cố. - Hãng sản xuất: - Công suất định mức : Pđm {W, KW}. - Điện áp định mức : Uđm {V, KV}. - Dòng điện định mức : Iđm {A, KA}. - Tần số định mức : fđm {Hz}. - Hệ số công suất định mức : Cosđm. - Dòng kích từ định mức : Iktđm (A). - Điện áp kích từ định mức : Uktđm (V). - Vòng quay định mức : nđm {v/ph}. - Nhiệt độ làm việc : ( 0C ). - Cấp cách điện: 2.2.5. Một số điều lưu ý khi vận hành máy phát ba pha - Điện áp của máy phát phụ thuộc vào trị số dòng kích từ và tốc độ quay của máy. Để máy phát có tần số và điện áp đúng quy định (được chỉ định trên nhãn hiệu của máy) cần vận hành máy đạt tốc độ quay quy định, còn khi muốn tăng hoặc giảm điện áp thì phải điều chỉnh dòng kích từ của máy. - Công suất của tải đóng vào không vượt quá công suất quy định của máy, do vậy cần khống chế số lượng phụ tải đóng vào máy phát. Cần điều chỉnh tải các pha bằng nhau. - Các dây pha phải được cách điện tốt. - Lau chùi máy sạch sẽ, không được để nước, dầu bắn vào các bộ phận có điện, chổi than và vành trượt phải tiếp xúc tốt, không để thiếu dầu mỡ ở ổ bi... 2.3. Máy biến áp - Máy biến áp là máy điện tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác với tần số không đổi. - Máy biến áp có hai loại: Máy biến áp một pha , máy biến áp ba - Trên tàu thủy nội địa thường dùng máy biến áp một pha để hạ áp phục vụ chiếu sáng và nạp điện cho ắc quy khi tàu đậu tại bến nhận hoặc trả hàng. 2.3.1. Cấu tạo máy biến áp Máy biến áp gồm có các bộ phận chính sau đây: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy. Lõi thép máy biến áp. Hình a. Mạch từ MBA 1 pha Hình b. Mạch từ MBA 3 pha. Hình 2.9: Cấu tạo lõi thép MBA Lõi thép của máy biến áp để dẫn từ thông trong mạch từ, được chế tạo từ các vật liệu dẫn từ tốt, thường là được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện có bề dày (0,35 – 0,5) mm và được sơn cách điện ở mặt ngoài. Lõi thép có hai thành phần: Trụ từ và Gông từ. Trụ từ là phần để đặt dây quấn. Gông từ: Kết hợp với các trụ từ để tạo thành mạch từ kín. Lõi thép của máy biến áp có nhiều hình dạng khác nhau : Lõi thép dạng chữ U+I ; dạng chữ E+I ... Dây quấn máy biến áp. Hình 2.10: Dây quấn máy biến áp - Nhiệm vụ của cuộn dây máy biến áp là nhận năng lượng và truyền năng lượng ra (dẫn điện). Dây quấn máy biến áp thường làm bằng vật liệu đồng hoặc nhôm, có tiết diện tròn hoặc hình chữ nhật . Dây quấn gồm nhiều vòng và lồng vào trụ từ. Giữa các vòng dây được cách điện với nhau và cách điện với lõi thép. - ( Dây quấn) Máy biến áp gồm cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. + Dây quấn nhận điện áp từ lưới điện là dây quấn sơ cấp, ký hiệu là W1 + Dây quấn có điện để nối với phụ tải là dây quấn thứ cấp, ký hiệu là W2 - Máy biến áp thường có hai cuộn dây. Khi dây quấn đặt trên cùng một trụ thì cuộn có điện áp thấp đặt sát trụ thép, cuộn có điện áp cao đặt ngoài, số vòng dây, kích thước dây phụ thuộc vào điện áp và công suất máy (dòng công tác) + Điện áp lớn thì số vòng dây nhiều, kích thước dây nhỏ. + Dòng công tác lớn thì kích thước dây lớn, số vòng dây ít. Vỏ máy biến áp. Gồm thùng và nắp thùng. 2.3.2. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp Hình 2.11: sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy biến áp - Nếu đặt điện áp xoay chiều U1 vào cuộn dây W1 thì tương ứng có dòng điện I1 chạy trong cuộn dây W1 tạo ra từ thông chạy khép kín trong lõi thép móc vòng qua cả 2 dây quấn W1 và W2 . Theo hiện tượng cảm ứng điện từ cuộn dây W1 sinh ra sức điện động cảm ứng E1. Cuộn dây W2 sinh ra sức điện động cảm ứng E2 và tạo ra điện áp U2. Điện áp U2 gọi là điện áp thứ cấp. Nếu nối (cuộn thứ cấp W2) với tổng trở tải Zt thì sẽ có dòng I2 chạy trong phụ tải. - Nếu dòng điện I1 chạy trong cuộn dây W1 biến đổi theo quy luật hình sin với tần số f1 thì dòng điện I2 chạy trong cuộn dây W2 sẽ biến đổi theo quy luật hình sin với tần số f1. Từ thực nghiệm đã chứng minh được Sức điện động của cuộn sơ cấp: Sức điện động của cuộn thứ cấp: Trong đó: f – Tần số của dòng điện. W1 – Số vòng dây cuộn sơ cấp. W2 – Số vòng dây cuộn thứ cấp. - Từ thông lớn nhất. Các điện áp trên dây quấn sơ cấp và thứ cấp là U1 và U2 Nếu tổn hao điện năng của máy không đáng kể thì: ; k – là hệ số máy biến áp. Nếu: k > 1 Máy biến áp là máy hạ áp. k < 1 Máy biến áp là máy tăng áp. Vậy có thể thay đổi điện áp thứ cấp bằng cách thay đổi số vòng dây W2 khi điện áp và số vòng dây cuộn sơ cấp không đổi. 2.4. Xác định dây quấn sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp. Cách xác định như sau: - Trước hết xác định máy biến áp là máy biến áp hạ áp hay máy biến áp tăng áp (xác định trên vỏ máy). - Dùng đồng hồ vạn năng, để ở thang đo điện trở để xác định cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp. + Đối với máy hạ áp: Khi đo điện trở của 2 cuộn dây, nếu cuộn dây nào có điện trở lớn thì đó là cuộn dây sơ cấp và cuộn có điện trở nhỏ là cuộn thứ cấp. + Đối với máy tăng áp: Khi đo điện trở của 2 cuộn dây, nếu cuộn dây nào có điện trở lớn thì cuộn đó là cuộn dây thứ cấp và cuộn có điện trở nhỏ là cuộn dây sơ cấp. - Có thể nhận biết cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng cách quan sát kích thức và số cuộn dây khi biết đó là máy tăng áp hay hạ áp. 2.5. Một số lưu ý khi sử dụng máy biến áp Trên tàu thủy chủ yếu sử dụng máy biến áp một pha, dùng để tăng hoặc giảm điện áp. Khi sử dụng máy biến áp cần lưu ý một số vấn đề sau: - Điện áp đưa vào không được lớn hơn điện áp định mức. - Không để máy biến áp làm việc quá công suất định mức. - Đặt máy biến áp ở nơi sạch sẽ, thoáng mát, ít bụi. - Máy mới mua hoặc lâu ngày không sử dụng, trước khi dung cần phải dùng bút thử điện để kiểm tra điện có rò ra vỏ không. 2.6. Động cơ điện một chiều – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Động cơ điện một chiều là máy điện quay, dùng để biến đổi điện năng là dòng điện một chiều thành cơ năng. Trên tàu thủy, động cơ điện một chiều được sử dụng để khởi động máy diezen nên động cơ điện một chiều còn gọi là động cơ khởi động. 2.6.1. Cấu tạo động cơ điện một chiều. Phần tĩnh (Stato). Phần tĩnh của động cơ điện một chiều gồm những phần sau: Cực từ chính : Đây là bộ phận sinh ra từ trường chính trong máy bao gồm: + Lõi cực từ : Hình dạng như Hình 2.12, có thể làm bằng thép khối vì dẫn từ một chiều, để giảm kích thước lõi cực từ, ngày nay làm bằng thép kỹ thuật điện cán lạnh không đẳng hướng. + Dây quấn cực từ chính: Được làm bằng dây dẫn có tiết diện tròn có bọc cách điện hoặc dây dẫn có tiết diện hình chữ nhật quấn định hình rồi lồng vào thân cực từ.Các cuộn dây kích thích thường được đặt trên cực từ chính mắc nối tiếp với nhau. Hình2.12: Cực từ chính Cực từ phụ: là bộ phận dùng để cải thiện đổi chiều. + Lõi cực từ phụ có thể làm bằng thép khối. + Dây quấn cực từ phụ, đặt trên cực từ phụ và nối nối tiếp với dây quấn phần ứng qua các chổi than. Cực từ phụ được bố trí xen kẽ với cực từ chính. Gông từ. Làm mạch dẫn từ, nối liền các cực từ chính và phụ, đồng thời làm vỏ máy. Các bộ phận chính. + Nắp máy: làm giá đỡ ổ bi. + Cơ cấu chổi than: Hộp chổi than và chổi than được cố định trên nắp máy. Phần quay(Roto) Lõi thép phần ứng. Hình 2.13: Lá thép phần ứng Hình 2.14: Rãnh lõi thép Là bộ phần dẫn từ xoay chiều, nên làm bằng thép kỹ thuật điện, dày (0,35 – 0,5) mm. Trên lõi thép có dập rãnh để bố trí dây quấn phần ứng. Dây quấn phần ứng. Là bộ phận tham gia trực tiếp quá trình biến đổi năng lượng điện từ, được phân bố ra các rãnh của lõi thép phần ứng. Cổ góp. Là bộ phận để đổi chiều dòng điện hay có thể coi là bộ chỉnh lưu cơ khí . Cổ góp gồm các phiến góp bằng đồng ghép lại thành cổ góp hình trụ . Giữa các phiến góp này có lớp cách điện bằng mica dày (0,4 – 1,2) mm. Các bộ phận khác. + Trục máy. + Quạt gió. 2.6.2. Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều     Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện A và B (dương ở A và âm ở B), trong khung dây abcd có dòng điện. Khung dây abcd có điện nằm trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ (xác định theo quy tắc bàn tay trái), sinh ra mômen làm quay khung dây. Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn ab,cd đổi chỗ cho nhau, nhưng do có phiến góp đổi chiều dòng điện, nên chiều lực tác dụng không đổi, đảm bảo chiều quay của khung dây (tức rôto) không đổi. Khi rôto quay, các thanh dẫn rôto cắt từ trường sẽ cảm ứng sđđ Eư. Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn tay phải. Ở động cơ, chiều sđđ ngược chiều với dòng điện Iư nên Eư được gọi là sức phản điện.   Phương trình cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều là: U = Eư + IưRư Hình 2.15: Sơ đồ nguyên lý của động cơ điện một chiều Khi rô to quay thì bánh răng của động cơ sẽ tịnh tiến và vào khớp với bánh đà của máy diezen, làm cho máy diezen quay. 2.7. Các thông số kỹ thuật của động cơ một chiều Đối với động cơ điện một chiều các thông số kỹ thuật định mức bao gồm: Công suất định mức: (W hoặc kW) Điện áp định mức: (V) Dòng điện định mức: (A) Tốc độ định mức: ( v/ph) 2.8. Tháo lắp, bảo dưỡng, kiểm tra tình trạng kỹ thuật và vận hành thử động cơ điện một chiều 2.8.1. Tháo, lắp động cơ một chiều a. Quy trình tháo động cơ một chiều. Các bước Thực hiện Dụng cụ, vật liệu, thiết bị Lưu ý Nhân lực 1. Chuẩn bị - Kiểm tra dụng cụ tháo lắp, đo kiểm tra phải đảm bảo độ chính xác. - Kiểm tra thông số kỹ thuật động cơ điện 1 chiều. - Vệ sinh sạch sẽ khu vực tháo. - Sổ tay, bảo hộ lao động (Quần áo bảo hộ, găng tay, mũ, giầy cách điện) - Khảo sát kỹ thuật. - Dụng cụ tháo lắp (tuốc nơ vít 2 cạnh, 4 cạnh, mỏ lết, clê 8 ÷ 24, búa) Đảm bảo an toàn trong quá trình thực hành Giáo viên và học sinh 2 Tháo động cơ ra khỏi máy diezel (ra khỏi bệ máy), vệ sinh sạch sẽ bên ngoài động cơ. - Dụng cụ tháo lắp (tuốc nơ vít 2 cạnh, 4 cạnh, mỏ lết, clê 8 ÷ 24, búa) - Giẻ lau 3 Tháo công tắc tơ khởi động - Dụng cụ tháo lắp (tuốc nơ vít 2 cạnh, 4 cạnh, mỏ lết, clê 8 ÷ 24, búa) 4 Tháo vít bắt dây chổi than và rút chổi than ra. - Dụng cụ tháo lắp (tuốc nơ vít 2 cạnh, 4 cạnh, mỏ lết, clê 8 ÷ 24, búa) - Giẻ lau - Khi rút chổi than phải nâng lò xo ép chổi than - Phải để chổi than gọn gàng, tránh va đập 5 Tháo bulông giữ nắp máy với thân máy và tháo nắp máy ra - Dụng cụ tháo lắp (tuốc nơ vít 2 cạnh, 4 cạnh, mỏ lết, clê 8 ÷ 24, búa) - Giẻ lau Trước khi tháo nắp máy ra phải đánh dấu vị trí giữa nắp và thân máy để phòng mất chốt định vị. 6 Rút rôto ra khỏi stato Khi rút rôto ra phải nâng 1 đầu lên để tránh lõi thép cọ sát. b. Quy trình lắp động cơ điện một chiều. Các bước Thực hiện Dụng cụ, vật liệu, thiết bị Lưu ý Nhân lực 1. - Kiểm tra dụng cụ tháo lắp, đo kiểm tra phải đảm bảo độ chính xác. - Vệ sinh sạch sẽ khu vực tháo. - Sổ tay, bảo hộ lao động (Quần áo bảo hộ, găng tay, mũ, giầy cách điện) - Khảo sát kỹ thuật. - Dụng cụ tháo lắp (tuốc nơ vít 2 cạnh, 4 cạnh, mỏ lết, clê 8 ÷ 24, búa) - Dụng cụ đo kiểm tra (đồng hồ vạn năng). - Bản vẽ cấu tạo động cơ điện một chiều. - Động cơ điện một chiều. - Giẻ lau, băng dính cách điện, giấy giáp mịn, xăng. Đảm bảo an toàn trong quá trình thực hành Giáo viên và học sinh 2 Lắp rôto vào stato Khi lắp rô to phải nâng một đầu lên để tránh lõi thép cọ sát. 3 Lắp nắp máy vào thân máy và bắt chặt bu lông giữ nắp máy với than máy. - Dụng cụ tháo lắp (tuốc nơ vít 2 cạnh, 4 cạnh, mỏ lết, clê 8 ÷ 24, búa) Khi vặn các bu lông phải vặn đều. 4 Lắp chổi than vào hộp than và vặn chặt vít bắt dây chổi than. - Dụng cụ tháo lắp (tuốc nơ vít 2 cạnh, 4 cạnh, mỏ lết, clê 8 ÷ 24, búa) 5 Lắp công tắc tơ khởi động - Dụng cụ tháo lắp (tuốc nơ vít 2 cạnh, 4 cạnh, mỏ lết, clê 8 ÷ 24, búa) 6 Lắp động cơ vào máy diesel (vào bệ máy). - Dụng cụ tháo lắp (tuốc nơ vít 2 cạnh, 4 cạnh, mỏ lết, clê 8 ÷ 24, búa) - Giẻ lau. 2.8.2. Quy trình bảo dưỡng động cơ điện một chiều Sau khi tháo máy điện, ta tiến hành vệ sinh, bảo dưỡng máy điện gồm các chú ý sau đây: + Kiểm tra, quan sát kỹ các bộ phận của máy điện để có phương án bảo dưỡng. + Dùng rẻ sạch và chổi lông vệ sinh, lau chùi các bộ phận bên ngoài, bên trong máy điện. Có thể kết hợp với súng phun và khí nén để thổi sạch bụi bẩn trong các khe hẹp, ngóc ngách của máy điện. Chú ý áp lực khí nén vừa đủ dưới 2 at, bảo đảm không có hơi nước trong khí nén. + Rửa sạch các bộ phận, chi tiết bằng dầu rửa chuyên dụng như dầu cách điện AT3200, xăng, hay các hoá chất chuyên dụng khác. Dầu rửa chuyên dụng phải thoả mãn yêu cầu là hoà tan được các chất dầu mỡ, không phá huỷ chất cách điện và các bộ phận khác của máy điện, có khả năng bay hơi nhanh, ít gây độc hại đến sức khoẻ con người tham gia bảo dưỡng máy điện, cũng như môi trường xung quanh. + Trường hợp cuộn dây máy điện bị ngập mặn hay nhiễm mặn thì phải tiến hành rửa bằng nước ngọt nhiều lần trước khi rửa bằng dầu rửa cách điện, thậm chí cần phải “ luộc máy điện” trong nước đun sôi. + Sau khi rửa máy điện, để máy điện một thời gian sau đó tiến hành sấy và sơn máy điện. 2.8.3. Kểm tra tình trạng kỹ thuật và vận hành thử động cơ điện một chiều * Kiểm tra phần điện: Dùng đồng hồ vạn năng, để thang đo điện trở ở nấc x1 hoặc x100, điều chỉnh kim đồng hồ. - Đo thông mạch cuộn dây: + Đối với cuộn dây phần cảm (cuộn dây stato): Đặt 2 que đo của đồng hồ vào 2 đầu dây, nếu kim đồng hồ chỉ 1 giá trị nào đó thì cuộn dây thông mạch, ngược lại, nếu kim đồng hồ vẫn chỉ 0 tức là cuộn dây bị đứt. + Đối với cuộn dây phần ứng (cuộn dây rôto) Đặt 2 đầu que đo vào 2 phiến góp bất kỳ của cổ góp và cách xác định tương tự như dây quấn phần cảm. - Đo chạm vỏ cuộn dây: + Đối với cuộn dây phần cảm: Đặt 1 đầu que đo của đồng hồ vào 1 đầu dây bất kỳ của phần cảm và 1 đầu que đo đặt ra vỏ, nếu kim đồng hồ không báo 1 giá trị nào đó thì cuộn dây không bị chạm vỏ, ngược lại , nếu kim đồng hồ báo 1 giá trị nào đó, tức là cuộn dây bị chạm vỏ. + Đối với cuộn dây phần ứng: Đặt 1 đầu que đo của đồng hồ vào 1 phiến góp bất kỳ và 1 đầu còn lại của đồng hồ đặt vào trục máy hoặc lõi thép rôto, nếu kim đồng hồ không báo 1 giá trị nào đó thì cuộn dây không bị chạm vỏ, ngược lại , nếu kim đồng hồ báo 1 giá trị nào đó, tức là cuộn dây bị chạm vỏ. - Đo chập vòng cuộn dây: + Đối với cuộn dây phần cảm: vì các cuộn dây phần cảm của động cơ được hàn chặt với nhau nên không thể dùng đồng hồ vạn năng để đo điện trở của từng cuộn dây nên ta phải dùng phương pháp tạo từ bằng nguồn điện một chiều. + Đối với cuộn dây phần ứng: vì các vòng dây của dây quấn phần ứng được đặt trong các rãnh của lõi thép rô to nên phải có thiết bị chuyên dùng (máy rô nha) để kiểm tra chập vòng dây. 2.9. Khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều 2.9.1. Khởi động động cơ điện một chiều Khởi động động cơ một chiều là quá trình đưa động cơ từ trạng thái nghỉ ( n = 0) tới tốc độ làm việc. Dòng khởi động có thể coi tỷ lệ nghịch với tốc độ. Do vậy khi khởi động, giá trị dòng điện khởi động rất lớn. Yêu cầu: Mô men mở máy càng lớn càng tốt để dễ dàng thích ứng với tải. Dòng mở máy càng bé càng tốt. 2.9.2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều a. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông ϕ. Từ biểu thức: Khi U = const. (tức IKT thay đổi) thì tốc độ n thay đổi. Với động cơ kích từ nối tiếp việc thay đổi từ thông ϕ được thực hiện bằng cách: mắc sun dây quấn kích thích. b. Điều chỉnh tốc độ bằng cách mắc thêm điện trở vào mạch phần ứng. Khi mắc thêm điện trở vào mạch phần ứng thì điện trở tổng của toàn mạch tăng nên đều giảm xuống , điều chỉnh c. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp. Từ biểu thức: ta thấy khi cho U = var thì n = var. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn cung cấp chỉ điều chỉn theo chiều giảm tốc độ. 2.9.3. Các phương pháp mở máy Các phương pháp mở máy: Phương pháp mở máy trực tiếp. Mở máy nhờ biến trở. a. Khởi động trực tiếp. Là phương pháp đóng động cơ trực tiếp vào nguồn điện, không qua một thiết bị phụ trợ nào. Phương pháp này sử dụng nhiều ở dưới tàu thủy phục vụ để khởi động máy diesel. b. Khởi động dùng điện trở khởi động. Là phương pháp đưa vào rô to một điện trở ( biến trở mắc nối tiếp phần ứng). Điện trở khởi động phải được ngắt dần theo sự tăng của tốc độ. Nấc khởi động thứ nhất phải chọn sao cho dòng phần ứng không quá lớn và mô men khởi động không nhỏ quá. Khi có cùng dòng phần ứng thì động cơ kích từ nối tiếp có mô men khởi động lớn hơn động cơ kích từ song song. 2.10. Động cơ điện không đồng bộ ba pha – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động - Động cơ điện không đồng bộ ba pha có tốc độ quay của rôto n (tốc độ quay của máy) khác với tốc độ từ trường quay (n1) trong máy. - Căn cứ vào rô to của động cơ không đồng bộ ba pha ta có: Loại rô to ngắn mạch (rô to lồng sóc) và loại rô to dây quấn. 2.10.1. Cấu tạo động cơ ba pha không đồng bộ Động cơ điện không đồng bộ ba pha gồm các bộ phận chính sau: Phần tĩnh (stato), phần quay ( rô to) và khe hở không khí giữa rô to và stato. Ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy và trục máy. Trục máy làm bằng thép trên đó gắn rô to, ổ bi và phía cuối trục có gắn một quạt gió để làm mát máy dọc trục. Hình 2.16: Sơ đồ cắt bổ động cơ điện không đồng bộ ba pha. 1. Lõi thép 2. Dây quấn stato. 3. Vỏ máy 4. Ổ bi 5. Trục máy 6. Hộp đấu dây 7. Lõi thép rô to 8. Thân máy 9. Quạt gió làm mát 10. Hộp quạt a. Phần tĩnh ( stato). - Mạch từ (Lõi thép stato) Mạch từ stato là phần dẫn từ, có dạng hình trụ, làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày (0,35 – 0,5) mm, bề mặt có phủ sơn cách điện để giảm tổn hao do dòng điện xoáy, bên trong được dập rãnh rồi ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục để đặt dây quấn. Lõi thép được ép vào bên trong vỏ máy. - Dây quấn stato: Dây quấn stato là phần dẫn điện, được làm bằng dây đồng có bọc cách điện và đặt trong các rãnh của lõi thép. Dây quấn stato của máy điện không đồng bộ ba pha gồm ba dây quấn pha đặt lệch nhau trong không gian 1200 điện, mỗi pha gồm nhiều bối dây, mỗi bối dây gồm nhiều vòng dây. Các bối dây được đặt vào rãnh của lõi thép stato và được nối với nhau theo một quy luật nhất định. - Vỏ máy, thân máy, nắp máy và chân đế. Dùng để cố định và bảo vệ mạch từ stato và dây quấn. Vỏ máy không làm nhiệm vụ dẫn từ, thường được đúc bằng gang hoặc thép. Để tăng diện tích tản nhiệt, trên vỏ máy có đúc các gân tản nhiệt. Ngoài vỏ máy còn có nắp máy, trên nắp máy có giá đỡ ổ bi. Với các máy công suất tương đối lớn (1000kW) thường dùng thép tấm cuốn lại và hàn thành vỏ, trên vỏ có gắn hộp đấu dây. b. Phần rô to. Phần quay gồm các bộ phận chính: Lõi thép và dây quấn rô to, trục máy. - Lõi thép rô to (Mạch từ). Giống như mạch từ của stato, mạch từ rô to cũng gồm các lá thép kỹ thuật điện cách điện dập rãnh mặt ngoài theo hướng trục, ghép lại với nhau thành khối hình trụ, mặt ngoài xẻ các rãnh để đặt dây quấn rô to, ở giữa có lỗ để ghép trục. Ở những máy công suất lớn, người ta còn đục các rãnh thông gió dọc thân rô to. - Dây quấn rô to. Dây quấn rô to của động cơ không đồng bộ chia thành hai loại: Loại rô to dây quấn và loại rô to lồng sóc ( hay còn gọi là rô to ngắn mạch). 2.10.2. Nguyên lý hoạt động Khi nối dây quấn ba pha của động cơ với hệ thống điện ba pha có tần số là f, thì từ trường ở phần tĩnh biến thiên liên tục, từ trường này chuyển động quay( từ trường quay) với tốc độ: Trong đó: f – là tần số của dòng điện pha. P – là số đôi cực của dây quấn stato Từ trường quay cắt các thanh dẫn của rô to, sinh ra ở trên thanh dẫn( hoặc dây quấn) của rô to các sức điện động cảm ứng. Do các thanh dẫn( hoặc dây quấn) là kín mạch à có dòng điện chạy trong thanh dẫn. Dòng điện chạy thanh dẫn nằm trong từ trường của stato à tạo mô men kéo rô to quay với tốc độ. Ta có n< n1 nên gọi là không đồng bộ. 2.11. Các thông số kỹ thuật của động cơ điện ba pha không đồng bộ - Công suất định mức ở đầu trục: Pđm (W; kW). - Điện áp định mức: Uđm (V). - Dòng điện định mức: Iđm (A). - Tốc độ quay định mức: nđm (v/ p) - Tần số nguồn định mức: fđm (Hz). - Hệ số công suất định mức 2.12. Đấu dây động cơ để sử dụng động cơ điện không đồng bộ ba pha Khi sử dụng động cơ điện không đồng bộ ba pha thì ba cuộn dây pha của phần tĩnh được nối với nhau và nối với nguồn điện ba pha, có hai phương pháp đấu: Đấu thành sơ đồ hình sao hoặc đấu thành sơ đồ hình tam giác, RÔTO STATO Z X Y A B C Đấu sao Y (hình 2.17) Cách đấu của phương pháp này là: đấu chung 3 đầu cuối (đầu) của 3 cuộn dây Stato lại. Phương pháp đấu này giảm được dòng điện khởi động nhưng tốc độ thấp. Ở động cơ công suất lớn thường chỉ đấu để khởi động còn hoạt động ở chế độ dài hạn sẽ chuyển sang đấu tam giác D . Hình 2.17: Sơ đồ đấu dây hình sao (Y) Z RÔTO STATO X Y A B C b. Đấu tam giác D (hình 2.18) Cách đấu của phương pháp này là: đầu đầu của cuộn dây trước đấu với đầu cuối của cuộn dây kế tiếp và cứ như vậy tạo thành vòng khép kín. Đấu phương pháp này động cơ có dòng khởi động rất lớn, tố độ quay lớn nên chỉ dùng trong chế độ hoạt động dài hạn sau khi đã khởi động bằng chế độ khởi động đấu sao (Y) . Hình 2.18: Sơ đồ đấu dây tam giác (D) 2.13. Khởi động, đảo chiều quay và điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha 2.13.1. Khởi động động cơ không đồng bộ ba pha Khởi động là quá trình đưa động cơ từ trạng thái nghỉ ( đứng im) vào trạng thái làm việc quay với tốc độ định mức. Để mở máy động cơ không đồng bộ ba pha thì mô men mở máy của động cơ phải lớn hơn mô men cản của tải lúc mở máy. Dòng điện chạy qua cuộn dây stato tỷ lệ nghịch với tốc độ. Do vậy khi mở máy dòng điện rất lớn, khi mở máy, dòng điện mở máy lớn bằng (5 – 7 ) lần dòng định mức. Đối với các máy có công suất lớn so với lưới thì khi mở máy, giá trị dòng điện mở máy sẽ làm cho điện áp mạng điện tụt xuống, ảnh hưởng đến sự làm việc của các thiết bị khác. Vì thế, cần phải có biện pháp giảm dòng điện mở máy. a. Mở máy trực tiếp. Mở máy trực tiếp là đóng động cơ vào lưới không qua một thiết bị phụ nào. Phương pháp này được áp dụng với các máy công suất nhỏ. Hình 2.19: Mở máy trực tiếp b. Mở máy bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch rô to dây quấn Hình 2.20: Sơ đồ mở máy bằng cách thêm điện trở phụ + Với động cơ không đồng bộ rô to dây quấn để giảm dòng khởi động ta đưa thêm điện trở phụ vào mạch rô to. + Khi mở máy, dây quấn rô to nối với biến trở mở máy. Đầu tiên để biến trở lớn nhất, sau cùng với tốc độ tăng của rô to, ta cũng cắt dần điện trở khởi động ra khỏi rô to. Khởi động động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc. + Với động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc không thể đưa thêm điện trở phụ vào mạch rô to như động cơ rô to dây quấn, do vậy phải dùng các phương pháp sau đây: Dùng cuộn kháng, dùng biến áp tự ngẫu và thực hiện đổi nối sao tam giác. + Đặc điểm chung của các phương pháp là giảm điện áp cùng với việc giảm dòng khởi động, mô men khởi động cũng giảm nhiều. Vì môn men động cơ tỷ lệ bình phương điện áp nguồn cung cấp, nên khi giảm điện áp mô men giảm theo tỷ lệ bình phương. *Dùng điện kháng nối tiếp vào mạch stato (hình a). *Dùng máy biến áp tự ngẫu (hình b). *Dùng phương pháp đổi nối (hình c). Hình 2.21: Sơ đồ mở máy động cơ KĐB rôto lồng sóc 2.13.2. Đảo chiều quay và điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha a. Đảo chiều quay động cơ không đồng bộ ba pha Hình 2.22: Sơ đồ đảo chiều quay động cơ ba pha. Nguyên tắc: Muốn đổi chiều quay của từ trường ta thay đổi thứ tự hai trong ba pha với nhau thì trường quay sẽ đổi chiều và động cơ sẽ đổi chiều quay. b. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha Để nghiên cứu các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ dựa vào biểu thức sau: Trong đó: Từ các công thức trên ta rút ra các phương pháp điều chỉnh tốc độ sau đây. Thay đổi tần số f. Thay đổi số đôi cực p. Thay đổi điện trở R2 ở mạch rô to. *Thay đổi tần số nguồn điện cung cấp f. - Phương pháp này chỉ sử dụng khi nguồn cung cấp có khả năng thay đổi tần số. Ngay nay, do sự phát triển của công nghệ điện tử biến tần tĩnh được chế tạo từ các van bán dẫn đã đảm nhiệm được các nguồn cung cấp năng lượng điện có tần số thay đổi, do đó phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số đang được áp dụng rộng rãi và cạnh tranh với các hệ thống truyền động điện dòng một chiều. *Thay đổi số đôi cực. Hình 2.23: Sơ đồ cách đổi nối cuộn dây để thay đổi số cặp cực a.Mắc nối tiếp, số đôi cực là p. b. Mắc song song số đôi cực là p/2. Nếu động cơ không đồng bộ có trang bị thêm thiết bị đổi nối cuộn dây để thay đổi số đôi cực thì ta có thể điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực. Để thay đổi số đôi cực ta có thể: Dùng đổi nối một cuộn dây, giả sử lúc đầu cuộn dây được nối như hình 2.25a, khi đó Số đôi cực là p, nếu bây giờ đổi nối như hình 2.25b ta được số cặp cực là p/2. * Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp nguồn cung cấp. Để thay đổi điện áp ta có thể dùng bộ biến đổi điện áp không tiếp điểm bán dẫn, biến áp hoặc đưa thêm điện trở hoặc điện kháng vào mạch stato. Đưa thêm điện trở thuần làm tăng tổn hao, nên người ta thường đưa điện kháng vào hơn mạch stato hơn. * Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rô to. Phương pháp điều chỉnh này chỉ áp dụng cho động cơ không đồng bộ rô to dây quấn. Đặc điểm của phương pháp điều chỉnh điện trở rô to là điều chỉnh láng, dễ thực hiện, rẻ tiền nhưng không kinh tế do tổn hao điện trở điều chỉnh, phạm vi điều chỉnh phụ thuộc vào tải. Không thể điều chỉnh tốc độ gần tốc độ không tải. 2.14.Thí nghiệm máy điện. a. Một số hình ảnh về thiết bị thí nghiệm máy điện Hình 2.24 - Một sô bộ thí nghiệm máy biến áp Hình 2.25 -Bộ thí nghiệm động cơ điện và máy phát điện b. Thí nghiệm máy biến áp Hình 2.25 - Sơ đồ thí nghiệm và bố trí chi tiết trên bảng - Dụng cụ thí nghiệm gồm: Máy biến áp 1 pha có nhiều đầu ra. Trong thí nghiệm trên, máy biến áp có 4 đầu ra tương ứng với các cuộn thứ cấp 20 vòng, 40 vòng và 60 vòng dây; Vôn kế đo điện áp thứ cấp cần đo; dây dẫn có sẵn các đầu cốt để thực hiện cắm vào các chốt sẵn trên bảng. - Xác định điện áp thứ cấp tương ứng với các số vòng khác nhau. Kết quả thí nghiệm, học viên phải ghi vào bảng : Số vòng thứ cấp Điện áp sơ cấp Điện áp đo được ở thứ cấp Hệ số MBA (k=U2/U1) Nhận xét c. Thí nghiệm động cơ điện và máy phát điện Hình 2.26 -Thí nghiệm động cơ điện 1 chiều -Dụng cụ thí nghiệm gồm có: Khung dây (2) đặt trong từ trường của năm châm vĩnh cửu (1). Hai đầu của khung dây nối với 2 phiến đồng (4). Khi quay khung dây thì (4) cũng quay theo. (3) là 2 má chổi than đặt cố định và thường xuyên quét lên 2 má đồng (4) khi khung dây quay. -Thí nghiệm động cơ điện: 2 chổi than nối với 2 dầu cực của Pin. Xét hiện tượng và cho nhận xét trong 2 trường hợp: + Vị trí ban đầu của khung dây như hình vẽ + Vị trí ban đầu của khung dây vuông góc với vị trí trên. + Tăng nguồn với 2 quả pin mắc nối tiếp. - Thí nghiệm máy phát điện 1 chiều Hình 2.27-Thí nghiệm máy phát điện 1 chiều Tưong tự như thí nghiệm động cơ điện nhưng trong trường hợp này, 2 đầu chổi than được nối với bóng điện. Khi quay khung dây ta thấy đèn sáng. Một số kết luận cần có sau thí nghiệm: + Nhận xét về độ sáng của bóng đèn trong các trường hợp quay nhanh và quay chậm. + Nhận xét về mối quan hệ giữa điện áp nguồn phát khi quay khung và tốc độ quay CHƯƠNG 3: MẠCH ĐIỆN TRÊN TÀU THỦY 3.1. Khái niệm chung. Mạch điện là một hệ thống gồm nguồn điện, thiết bị dùng điện ( phụ tải của nguồn), thiết bị đóng cắt mạch, thiết bị bảo vệ, các thiết bị kiểm trađược nối với nhau bằng dây dẫn. 3.1.1. Phân loại mạch điện trên tàu thủy. a. Phân loại theo dòng điện. - Nếu dòng điện chạy trong mạch có chiều không đổi gọi là mạch một chiều. Mạch điện một chiều thì nguồn điện có thể là ắc quy, máy phát điện một chiều, - Nếu dòng điện chạy trong mạch có trị số và chiều biến đổi theo quy luật tuần hoàn gọi là mạch điện xoay chiều. b. Phân loại theo công dụng. - Mạch điện chiếu sáng. - Mạch điện khởi động. - Mạch điện máy phụ Hình 3.1: Sơ đồ khái quát hệ thống mạch điện trên tàu thủy. 1. Ắc quy; 2. Máy phát điện một chiều; 3. Bảng điện chính; 4. Bảng điện phụ; 5. Bảng điện hành trình; 6. Đèn điện; 7. Chuông điện; 8. Còi. * Quy trình cấp điện. + Khi vận hành máy: Dùng động cơ kéo puly của máy phát quay đạt tới tốc độ định mức. Do có từ dư nên tại hai cực dương và âm của máy phát có điện áp. Điện áp của máy phát được xác định bằng biểu thức sau: Up=k.n.IKT Trong đó: k: Hệ số. n: Tốc độ quay định mức. + Khi điện áp của máy phát đạt điện áp định mức thì đóng cầu dao để máy phát cung cấp điện cho hệ thống báo hiệu và nạp ắc quy. + Khi máy phát không đạt hoạt động hoặc máy hoạt động nhưng có sự cố thì ắc quy sẽ cung cấp điện các hệ thống báo hiệu. 3.1.2. Mạch điện khởi động động cơ diezen. - Nguyên tắc chung để khởi động máy diezen là dùng ngoại lực quay trục máy diezen để thực hiện các chu trình hoạt động ban đầu của pitong. Nếu dùng động cơ điện để quay trục máy diezen khi khởi động máy bằng điện. - Khởi động máy bằng điện có nhiều ưu điểm: Thiết bị đơn giản nhất nên dễ sử dụng, độ tin cậy và khả năng an toàn cao nên được sử dụng rộng rãi và có một số loại mạch khởi động sau: + Mạch điện khởi động kiểu cần gạt. + Mạch điện khởi động kiểu rôto di động. + Mạch điện khởi động kiểu quán tính. a. Mạch điện khởi động kiểu cần gạt. Mạch điện khởi động kiểu cần gạt được dùng rất phổ biến đối với máy diezen công suất nhỏ và vừa. * Cấu tạo mạch. Hình 3.2: Sơ đồ cấu tạo mạch điện khởi động kiểu cần gạt. 1. Nắp máy; 2. mạch kích từ; 3. chổi than; 4. cổ góp; 5. bánh răng; 6. khớp truyền động; 7. cần gạt; 8. Lõi thép động của công tắc tơ; 9. Các cuộn dây của công tắc tơ; 10. Vành dẫn điện; 11. Cọc nối dây; 12. Nút ấn khởi động; 13. Ắc quy. * Nguyên lý hoạt động của mạch điện khởi động kiểu cần gạt. - Nếu không ấn nút khởi động thì công tắc tơ và động cơ chưa được nối với ắc quy nên mạch chưa hoạt động. - Khi nhấn nút khởi động thì cuộn dây dòng điện và cuộn dây điện áp của công tắc tơ được nối với ắc quy nên có dòng điện chạy qua và sịnh ra từ trường hút lõi thép động của công tắc tơ. - Khi lõi thép bị hút, trục lõi thép đẩy vành dẫn điện đóng vào hai cọc nối dây nối ắc quy với động cơ, đồng thời kéo cần gạt, cần gạt đẩy bánh răng vào khớp với bánh đà. - Khi vành dẫn điện đã đóng vào hai đầu dây nối ( công tắc tơ đóng mạch) thì động cơ khởi động có điện và quay, đồng thời bánh răng của động cơ vào khớp với bánh đà và bánh đà quay để khởi động máy diezen. - Khi máy diezen đã tự làm việc được thì nhả nút ấn khởi động, công tắc tơ và động cơ mất điện, cần gạt được hồi về vị trí cũ nên bánh răng động cơ ra khớp với bánh đà, động cơ khởi động ngừng hoạt động. b. Mạch điện khởi động kiểu rôto di động *. Cấu tạo mạch Hình 3.3 Sơ đồ mạch điện khởi động kiểu rôto di động Hình 3.3 Sơ đồ mạch điện khởi động kiểu rôto di động gồm: 1. Ắc qui 2. Cá hãm 3. Thanh hãm 4. Thanh thép từ động 5. Lò xo 6. Lò xo hồi vị 7. Bánh răng động cơ 8. Bánh đà máy Diezel 9. Đĩa gạt CD. Cầu dao N. Nút ấn K1,, K2. Các tiếp điểm W1. Cuộn dây công tắc tơ W2. Cuộn hút W3. Cuộn dây kích từ b. Nguyên lý hoạt động: - Chuẩn bị đưa mạch điện khởi động kiểu rôto di động vào làm việc thì đóng cầu dao CD. - Ấn nút N, cuộn dây W1 có điện, từ hoá lõi thép trở thành nam châm điện, hút thanh thép từ động (4) làm tiếp điểm K1 đóng, cuộn hút W2 được cấp điện sẽ hút lõi thép rôto về vị trí cân bằng với bề mặt cực từ, làm cho bánh răng (7) của động cơ khởi động vào khớp với bánh đà (8) của máy diezen ( K2 chưa đóng vì bị khống chế bởi thanh hãm (3) và cá hãm (2). - Trong quá trình rôto di chuyển về vị trí cân bằng thì đĩa gạt (9) đẩy cá hãm (2) làm cho thanh hãm (3) không bị khống chế, tiếp điểm K2 đóng, cấp điện cho cuộn kích từ W3 và mạch phần ứng của động cơ, động cơ quay, thông qua cơ cấu truyền động lai bánh đà quay để khởi động máy diezen. - Khi máy diezen đã nổ, nhả nút bấm N, cuộn W1 của công tắ tơ mất điện, mất lực hút, lò xo (5) đẩy thanh thép động (4) về vị trí ban đầu, tiếp điểm K1 và K2 mở, các cuộn dây W2, W3 và động cơ được cắt điện, nhờ lò xo hồi vị (6) đẩy rôto về vị trí ban đầu, bánh răng của động cơ tách khỏi bánh đà của máy diezen, mạch điện khởi động ngừng hoạt động. c. Mạch điện khởi động kiểu quán tính. * Cấu tạo Hình 3.4. Mạch khởi động kiểu quán tính Số 1: Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp. N: Nút nhấn khởi động. Số 2: Rơ le trung gian. K: Tiếp điểm của rơ le trung gian. Số 3: Rãnh xoắn. U: Phần ứng của động cơ. Số 4: Khớp gài. W: Cuộn dây kích từ nối tiếp. * Nguyên lý hoạt động. Nhấn nút N dòng điện đi từ cực dương ắc quy qua cuộn hút của rơ le trung gian, dòng điện này sinh ra lực từ hóa trong lõi thép của rơ le, rơ le hút làm đóng tiếp điểm K. Dòng điện đi trực tiếp từ cực dương ắc quy qua tiếp điểm K, qua cực dương động cơ về cực âm ắc quy, động cơ điện được khởi động quay. Do tác động của lực quán tính nên khớp số 4 vừa chuyển động xoay vừa chuyển động tịnh tiến trong rãnh xoáy số 3, khớp số 4 gài vào bánh đà động cơ diezen làm quay động cơ, lúc này động cơ điện là chủ động nên khớp vẫn gắn vào bánh đà động cơ, cho đến khi động cơ diezen nổ, bánh đà của động cơ diezen là chủ động ta buông tay khỏi nút nhấn N tiếp điểm K mở động cơ mất điện. Do quán tính nên bánh răng của động cơ điện chuyển động quay và tịnh tiến theo chiều ngược lại và trở về trạng thái ban đầu. 3.2. Đấu mạch khởi động và vận hành. a. Đấu dây mạch khởi động. * Công tác chuẩn bị. - Nguồn khởi động ( ắc quy). - Rơ le khởi động. - Động cơ khởi động. - Nút khởi động. - Dây dẫn. - Thiết bị kiểm tra. - Dụng cụ lắp mạch. Hình 3.5: Sơ đồ nối dây mạch điện khởi động máy diesel Động cơ điện một chiều Rơ le khởi động Rãnh xoắn Khớp gài Bánh đà Bánh đà *Đấu dây mạch khởi động. - Bước 1: Đấu ắc quy thành tổ nguồn có điện áp phù hợp với điện áp của động cơ khởi động ( Đấu cực – của bình 1 với cực + của bình 2). - Bước 2: Đấu dây từ cực dương của tổ nguồn ắc quy đến tiếp điểm tĩnh của rơ le khởi động. - Bước 3: Từ tiếp điểm tĩnh của rơ le khởi động đấu đến 1 đầu của nút khởi động. - Bước 4: Từ 1 đầu của nút khởi động còn lại đấu đến đầu của cuộn dây rơ le khởi động. - Bước 5: Từ cuối cuộn dây rơ le khởi động và cuối cuộn dây của động cơ đấu về cực âm của tổ nguồn ắc quy. *Lưu ý: Trước khi đấu cuối các cuộn dây về cực âm của ắc quy phải quệt thử, nếu có tia lửa điện thì phải kiểm tra và khắc phục lại và sau đó mới đấu lại. b. Một số điều lưu ý khi sử dụng mạch điện khởi động. - Thời gian khởi động mỗi lần không quá 15 giây, quá thời gian đó nếu máy diezen chưa làm việc được phải dừng khởi động. - Khi khởi động nếu máy diezen hoặc động cơ có hiện tượng bó kẹt thì phải ngừng khởi động để tìm nguyên nhân và khắc phục rồi mới được khởi động lại, nếu không sẽ cháy động cơ và hỏng ắc quy. c. Quy trình vận hành máy. * Công tác chuẩn bị. - Chuẩn bị máy diezen: Cắt số, via máy, chuẩn bị hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát ở chế độ sẵn sàng hoạt động tốt. - Kiểm tra điện áp nguồn khởi động phải đủ định mức. -Kiểm tra các đầu nối dây của mạch khởi động, đặc biệt các đầu nối trên đầu cực ắc quy phải chặt, tiếp xúc tốt. * Tiến hành khởi động máy: - Ấn nút khởi động và theo dõi quá trình hoạt động của máy diezen, của động cơ khởi động các thiết bị trong mạch khởi động để kịp thời phát hiện những hiện tượng không bình thường, tìm cách xử lý. - Khi máy diezen đã tự làm việc được phải nhanh chóng nhả nút khởi động. 3.3 Sự cố thường gặp, biện pháp khắc phục. Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục 1. Động cơ khởi động không quay a. Ắc quy hết điện. b. Mạch khởi động hở, có thể do: - Các đầu nối của cáp khởi động không tiếp xúc. - Nút ấn không tiếp xúc, công tắc tơ không đóng tiếp điểm. - Chổi than không tiếp xúc. c. Máy diezen bị bó, kẹt hoặc động cơ khởi động bị sát cốt. a. Kiểm tra điện áp ắc quy nếu hết điện phải thay ắc quy. b. Kiểm tra các đầu nối của cáp tiếp xúc không tốt phải xiết chặt lại. - Công tắc tơ, nút ấn không đóng tiếp điểm, không tiếp xúc có thể đấu trực tiếp động cơ với ắc quy và dùng chân đạp cần gạt để bánh răng vào khớp với bánh đà. - Chổi than mòn qua phải thay chổi mới. - Kiểm tra máy diesel, động cơ khởi động để khắc phục 2. Động cơ khởi động quay không đủ tốc độ nên không khởi động được máy. a. Ắc quy hết điện. b. Khí hậu lạnh quá a. Kiểm tra nếu yếu điện phải thay ắc quy. - Kiểm tra các tiếp điểm tiếp xúc và các đầu bắt dây, nếu chưa chặt thì xiết lại để tiếp xúc tốt. b. Phải via máy diezen trước khi khởi động. 3. Động cơ khởi động quay đủ định mức nhưng bánh răng của động cơ không vào khớp với bánh đà của máy diezen. Khoảng cách giữa bánh răng của động cơ với bánh đà của máy diezen không hợp lý Điều chỉnh lại khoảng cách điều chỉnh vít bắt sau lõi thép động của rơ le khởi động. 4. Bánh răng của động cơ không ra khớp khi máy diezen đã hoạt động. a. Lõi thép động của công tắc tơ bị kẹt. b. Khớp truyền động bị kẹt. Phải dừng máy diezen sau đó tháo công tắc tơ hoặc động cơ để sửa chữa. 5. Động cơ quá nóng a. Quá tải. b. Khởi động thời gian dài quá a. Cần phải làm tốt công tác chuẩn khởi động. b. Không khởi động thời gian dài và nhiều lần liên tiếp. 3.4. Mạch điện chiếu sáng đèn hành trình. Hình 3.6: Sơ đồ bố trí hệ thống đèn hành trình và góc chiếu sáng trên tàu. 1 – Đèn trắng mũi; 2, 3 – Đèn mạn; 4 – Đèn trắng lái. - Đèn hành trình là loại đèn tín hiệu được sử dụng khi tàu hành trình trong đêm hoặc khi có sương mù - Hệ thống đèn hành trình gồm đèn mạn phải, đèn mạn trái, đèn trắng lái, đèn trắng mũi. - Các đèn mạn được quy định màu đỏ bên trái, màu xanh bên phải. Các đèn khác có màu trắng. Các đèn hành trình thường dùng là đèn sợi đốt đặc biệt ( chịu được rung lắc cơ học, chịu được ảnh hưởng của môi trường) - Nguồn điện cấp cho đèn hành trình được cấp từ hai nguồn: Một nguồn lấy từ nguồn điện chính của tàu và một nguồn được lấy từ nguồn điện sự cố. Để đảm bảo yêu cầu về an toàn, đối với đèn hành trình, tại mỗi vị trí thường được lắp hai đèn: Một đèn chính (220V) và một đèn sự cố (24V lấy từ ắc quy). 3.5 Mạch điện chiếu sáng sinh hoạt. a. Các loại đèn thông dụng. * Đèn sợi đốt ( đèn dây tóc). - Đèn thông dụng nhất là đèn sợi đốt ( đèn điện thường). - Đèn sợi đốt có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, rẻ tiền. - Đèn sợi đốt có nhược điểm tiêu thụ năng lượng lớn và hiệu suất phát quang kém hơn một số loại đèn huỳnh quang. * Đèn ống ( Đèn tuýp). - Loại đèn phát quang nhờ lớp chất xúc tác tráng bên trong ống thủy tinh gọi là chất huỳnh quang nên còn gọi là đèn huỳnh quang. - Đèn huỳnh quang có ưu điểm tiêu thụ điện năng ít điện hơn đèn sợi đốt và hiệu suất phát quang lớn hơn đèn sợi tốt. - Đèn huỳnh quang có nhược điểm là cấu tạo phức tạp, phải có thiết bị phụ trợ mới sử dụng được. b.Cách mắc đèn. Mắc song song các bóng đèn. Nếu điện áp chỉ định trên bóng đèn bằng điện áp nguồn thì khi sử dụng các bóng đèn phải mắc song song các bóng đèn với nhau. Mắc nối tiếp. Nếu điện áp chỉ định trên bóng đèn nhỏ hơn điện áp nguồn thì khi sử dụng phải mắc nối tiếp. Mắc đèn ống ( đèn tuýp). U. Nguồn điện áp xoay chiều một pha. Hình 3.7: Sơ đồ mắc đèn tuýp. 1. Chấn lưu; 2. Đèn; 3. Tắc te. Mắc đèn chiếu sáng cầu thang. Yêu cầu đối với mạch đèn cầu thang là khi lên bật được đèn sáng, khi lên hết cầu thang phải tắt được đèn và ngược lại. Để đáp ứng yêu cầu đó đèn chiếu sáng cầu thang được điều khiển bằng công tắc ba cực, một công tắc lắp ở đầu cầu thang và một công tắc lắp ở cuối cầu thang. Hình 3.8: Sơ đồ mạch đèn cầu thang. 3.6. Mạch điện tín hiệu chuông điện một chiều. a. Công dụng. Để người điều khiển phương tiện truyền đạt mệnh lênh cho thợ vận hành máy thay đổi tốc độ máy diezen theo yêu cầu điều động tàu. b. Cấu tạo chuông điện một chiều. Nguồn ( Ắc quy ). Nút ấn. Cầu chì. Cuộn dây ( hai cuộn dây). Tụ điện. Tiếp điểm thường đóng. Thanh thép từ. Con đội. Vồ chuông. Quả chuông. Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý của chuông điện 1 chiều c. Nguyên lý hoạt động. - Nối hai đầu dây của chuông với nguồn điện một chiều ( Ắc quy ). - Ấn nút ấn 2 thì cuộn dây của chuông có điện. + Lúc đầu do tiếp điểm (6) đang đóng nên hai cuộn dây (4) của chuông có dòng điện. + Hai cuộn dây (4) có dòng điện sinh ra từ trường và hút thanh thép (7) làm cho vồ chuông (9) đập vào quả chuông. Khi vồ đập vào quả chuông thì con đội (8) tác động làm cho tiếp điểm (6) mở ra. + Khi tiếp điểm (6) mở thì hai cuộn dây mất điện, vồ chuông (9) được hồi về vị trí ban đầu nhờ tác dụng của lò xo . + Khi vồ đã hồi về vị trí ban đầu thì tiếp điểm (6) lại đóng, hoạt động của chuông lại lặp lại. - Vì vậy, nếu cứ ấn nút chuông thì vồ chuông dao động gõ vào chuông tạo ra âm (chuông kêu ). 3.7. Mạch điện tín hiệu còi điện một chiều. a. Công dụng. Còi điện là thiết bị điện dùng để phát tín hiệu liên lạc giữa tàu với tàu khác ở trên sông hoặc liên lạc lúc tàu muốn ra vào bếnhay nói một cách khác là liên lạc giữa tàu với bên ngoài. b. Sơ đồ mạch còi. 1. Nguồn điện. 2. Dây dẫn. 3. Cầu chì. 4. Nút bấm.` 5. Còi điện. Hình 3.10: Sơ đồ nối dây mạch còi. c. Còi điện một chiều. *Cấu tạo: Hình 3.11: Sơ đồ cấu tao của còi điện 1. Loa còi; 2. Đĩa khuếch đại âm thanh; 3. Màng rung; 4. Cuộn dây; 5. Thanh lò xo; 6. Đĩa thép từ; 7. Đai ốc điều chỉnh âm lượng; 8. Thanh dẫn động; 9. Thanh dẫn cố định; C. Tụ điện để bảo vệ tiếp điểm( có thể thay bằng điện trở); K. Tiếp điểm thường đóng. *Nguyên lý hoạt động. Nối hai đầu cuộn dây của còi với nguồn điện một chiều (ắc quy) như hình vẽ: Ấn nút ấn thì cuộn dây của còi được nối với nguồn ( vì tiếp điểm K đóng), trong cuộn dây có dòng điện chạy qua sinh ra từ trường, hút đĩa thép từ (6) một lực làm cho trục và đai ốc điều chỉnh (7) lắp trên trục chuyển động sang trái và tác dụng lực vào màng rung (3) Khi đai ốc điều chỉnh chuyển động sẽ đập vào thanh dẫn động của tiếp điểm làm cho tiếp điểm(K) mở, cuộn dây mất điện, mất từ trường, mất lực hút.Do tác dụng của màng rung và thanh lò xo (5) kéo trục còi, đĩa thép từ và đai ốc điều chỉnh về vị trí ban đầu làm đổi chiều tác dụng vào màng rung (3) và tiếp điểm (K) lại đóng. Khi tiếp điểm (K) đóng cuộn dây của còi lại có điện, hoạt động của còi được lặp lại. Vì vậy: Nếu tiếp tục duy trì nguồn điện vào còi và ấn nút ấn thì trục dao động làm cho màng rung dao động và phát ra âm thanh ( còi kêu). 3.8. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục về mạch điện tín hiệu âm thanh. Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp phòng ngừa và khắc phục 1. Chuông hoặc còi không kêu a. Tiếp điểm không tiếp xúc do lắp ráp hoặc bị cháy mòn. b. Khoảng cách giữa đai ốc điều chỉnh và thanh thép động của tiếp điểm còi không hợp lý. a. Điều chỉnh lại cho tiếp xúc tốt, nếu bị cháy mòn thì bảo dưỡng và điều chỉnh lại hoặc thay thế tiếp điểm mới. b. Điều chỉnh lại khoảng cách . 2. Chuông hoặc còi kêu nhỏ. a. Tiếp điểm bị cháy rỗ do tia lửa nên tiếp xúc kém. b. Khoảng cách giữa thanh thép từ và lõi thép của cuộn dây ( Còi ) hoặc giữa vồ chuông và nắp chuông quá nhỏ. c. Cuộn dây bị chạm mát ( do cách điện bị xây xát, bị cháy) hoặc chập vòng. a. Dùng giấy ráp mịn đánh bóng tiếp điểm và chăn chỉnh lại. b. Điều chỉnh tăng khe hở giữa lõi thép và thanh thép từ hoặc giữa vồ chuông và nắp chuông. c. Nếu bị chập vòng thì phải quấn lại cuộn dây. 3.9. Mạch nạp ắc quy. 3.9.1 Khái niệm. - Trên tàu thủy, ắc quy được sử dụng rất rộng rãi, dùng để khởi động máy diezen, làm nguồn điện dự trữ khi máy phát điện có sự cố hoặc không hoạt động. - Vì vậy ắc quy phải bảo đảm luôn luôn được tích điện đầy đủ, do đó sau mỗi lần phóng điện cần phải nạp điện bổ sung ngay cho ắc quy. - Để đáp ứng yêu cầu nạp điện bổ sung cho ắc quy sau mỗi lần phóng điện, trên tàu thủy được lắp đặt mạch nạp ắc quy. Để đảm bảo an toàn cho các thiết bị trong mạch và cải thiện điều kiện làm việc cho thợ vận hành máy, trong mạch nạp có lắp thiết bị tự động khống chế bảo vệ mạch nạp gọi là bộ tiết chế. Bộ tiết chế gồm một số rơ le điện từ ( Tiết chế hệ tiếp điểm) sau: Rơ le khống chế điện áp. Rơ le khống chế dòng điện. Rơ le chống ắc quy phóng điện ngược. Ngoài ra còn dùng tiết chế bán dẫn, nhưng phổ biến là sử dụng tiết chế hệ tiếp điểm. Tiết chế tiếp điểm có nhược điểm kích thước lớn, độ nhạy điều chỉnh không cao nhưng có ưu điểm là nguyên lý đơn giản, dễ khắc phục sự cố. 3.9.2. Sơ đồ mạch nạp. Hình 3.12: Sơ đồ mạch nạp ắc quy. Sơ đồ mạch nạp ắc quy bao gồm: Nguồn nạp (MPĐ1C). 3. Ampe kế. Thiết bị khống chế và bảo vệ mạch nạp. 4. Cầu dao nạp. Ắc quy (phụ tải điện). 3.10. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của mạch tiết chế 3 rơ le. a. Cấu tạo mạch nạp dùng tiết chế 3 rơ le. W12 W11 Hình 3.13: Sơ đồ cấu tạo mạch nạp dùng tiết chế 3 rơ le. Cấu tạo mạch nạp dùng tiết chế 3 rơ le bao gồm: MF – Máy phát điện. R1 – Điện trở mắc song song với các tiếp điểm. TC – Tiết chế R.300 gồm có: Rơ le khống chế điện áp. R2 – Điện trở bảo vệ. Rơ le khống chế dòng điện. K1, K2 – Tiếp điểm thường đóng. Rơ le chống ắc quy phóng điện ngược. K3 – Tiếp điểm thường mở. b.Nguyên lý hoạt động của mạch tiết chế 3 rơ le. Khi vận hành máy phát điện, giữa hai chổi than của máy phát có điện áp. Do đó: Nếu tốc độ quay của máy phát còn thấp thì điện áp của máy thấp, các tiếp điểm K1,và K2 đóng, K3 vẫn mở nên trong mạch chỉ có dòng điện cung cấp cho các cuộn dây của tiết chế và mạch kích từ của máy ( các cuộn dây của tiết chế và máy kích từ được cung cấp điện liên tục khi máy phát hoạt động). Dòng điện cung cấp cho mạch kích từ của máy phát được duy trì theo sơ đồ sau: (+) MF à Khung sắt rơ le à K1 à K2 à Mạch kích từ của máy phát à (-) MF. Nếu tốc độ quay của máy phát đạt tới tốc độ định mức thì: nên điện áp giữa hai chổi than của máy phát đạt điện áp định mức () thì tiếp điểm K1 , K2 và K3 đóng. Nếu điện áp thì có dòng điện của máy phát nạp cho ắc quy dòng điện nạp () được duy trì theo đường sau: (+) MF à W11à W12à K3 à Cầu dao nạp à Ắc quy à Mátà (-).MF. Nếu tốc độ quay của máy phát vượt tốc độ quay định mức thì thì tiếp điểm K1 mở, dòng điện cung cấp cho mạch kích từ của máy phát được duy trì theo đường: (+) MF à R1àWkà (-) MF. Dòng điện cung cấp cho mạch kích từ chạy qua điện trở R1 làm cho Ikt giảm, do đó điện áp của máy phát giảm về định mức. Nếu duy trì tốc độ quay lớn, thì tiếp điểm K1 đóng mở liên tục với tần số 25 – 30 lần/giây (tiếp điểm rung). Trong quá trình nạp điện cho ắc quy, nếu tổ ắc quy đấu dung lượng lớn, dòng qua cuộn dây W11 lớn quá định mức, thì tiếp điểm K2 mở , dòng điện cung cấp cho mạch kích từ chạy qua điện trở R1 làm cho Ikt giảm, do đó điện áp của máy giảm dòng nạp ắc quy về định mức. Nếu dòng nạp duy trì lớn thì tiếp điểm K2 đóng mở liên tục để khống chế cho máy phát không bị qua tải. Khi tốc độ quay của máy phát giảm xuống hoặc do sự cố làm cho điện áp của máy giảm xuống thấp hơn điện áp ắc quy, nếu không cắt cầu dao nạp thì ắc quy sẽ phóng điện về máy phát và các cuộn dây của tiết chế theo đường sau: (+)Aq à K3 à W12 à W11 à (+) MF à(-) MF à(-) Aq. Dòng điện qua cuộn W12 đổi chiều làm từ trường đổi chiều, lúc này 2 cuộn dây W12,WU2 khử từ nhau làm mất lực hút thanh thép động của tiếp điểm rơ le dòng điện ngược, lò xo tác động làm cho tiếp điểm K3 mở, cắt ắc quy ra khỏi máy phát, máy phát được bảo vệ an toàn. 3.11.Đấu mạch nạp và vận hành. Công tác chuẩn bị. Máy phát điện một chiều (nguồn nạp). Phụ tải điện (ắc quy). Phụ tải điện (ắc quy). Bộ tiết ché. Dây dẫn điện. Thiết bị kiểm tra ( von kế, ampe kế). Thiết bị bảo vệ. Cầu dao. Dụng cụ lắp ráp. Lập sơ đồ mạch nạp. Hình 3.14: Sơ đồ đấu dây mạch nạp tiết chế 3 rơ le. Đấu dây mạch nạp. Bước 1: Đấu dây từ cực dương của máy phát đến cọc nối dây của rơ le khống chế dòng điện. Bước 2: Từ cọc nối dây của rơ le khống chế điện áp đấu về mạch kích từ của máy phát. Bước 3: Từ cọc nối dây của rơ le khống chế dòng điện ngược đến một đầu Bước 4: Từ cực âm của tiết chế đấu về cực âm của máy phát. Bước 5: Từ cực âm của ắc quy đấu về cực âm của máy phát. *Lưu ý: Trước khi đấu cực âm của ắc quy về cực âm của máy phát phải quệt thử, nếu có tia lửa điện thì phải kiểm tra và khắc phục, sau đó mới đáu lại mạch. d. Vận hành mạch nạp ắc quy. Mạch nạp có tiết chế bảo vệ thì quy trình vận hành đơn giản hơn so với mạch nạp không lắp tiết chế, cụ thể: *Công tác chuẩn bị: - Chuẩn bị máy diezen (Nếu máy chưa hoạt động). - Kiểm tra các đầu nối dây của mạch nạp nhất là các đầu nối trên đầu cực (đầu bọoc) của ắc quy, nếu lỏng thì xiết lại cho chặt. - Kiểm tra mức dung dịch của ắc quy, nếu thiếu thì bổ sung dung dịch cho đủ và nới lỏng các nút đậy trên các ngăn của ắc quy. * Tiến hành nạp: - Vận hành máy phát điện quay đủ tốc độ định mức, đóng cầu dao nạp, tiết chế tự động đóng mạch nạp. - Quan sát ampe kế nếu ampe kế có giá trị, tức là ắc quy được nạp điện. - Trong quá trình nạp phải theo dõi tình hình tích điện của ắc quy, bằng cách kiểm tra dòng nạp được chỉ thị trên ampe kế, nếu dòng nạp giảm dần khi thời gian nạp tăng thì ắc quy đang tích điện. Khi dòng nạp đã giảm dần xuống thấp so với ban đầu và tiếp tục nạp thì dòng nạp vẫn ổn định là ắc quy đã nạp đủ điện. - Nếu máy vẫn hoạt động thì cắt cầu dao nạp để đảm bảo an toàn cho ắc quy. - Sau khi ngừng nạp phải lau chùi bề mặt ắc quy khô ráo, vặn chặt các nút đậy trên các ngăn. Những sự cố thường gặp và các biện pháp khắc phục. Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục 1. Mất dòng nạp ắc quy a. Máy phát chưa quay đủ tốc độ. b. Rơ le chống ắc quy phóng điện ngược không đóng tiếp điểm. c. Máy mát kích từ do đứt đường dây nối tiết chế với máy, đường dây nối máy phát với tiết chế chạm mát (nếu máy có mát) a. Kiểm tra vị trí ga máy diezen, sức căng dây côroa, tăng ga máy diezen hoặc tăng sức căng dây côroa. b. Kiểm tra nếu máy đủ điện áp mà tiếp không đóng thì điều chỉnh lại điện áp đóng tiếp điểm của rơ le. - Bảo dưỡng và điều chỉnh cho các tiếp điểm đóng đúng định mức. c. Kiểm tra các đường dây nối máy phát với tiết chế. - Kiểm tra các đầu nối dây trên máy phát, trên tiết chế nếu bị mát thì khắc phục. 2. Máy phát không đủ điện áp nên không nạp điện cho ắc quy a. Chổi than quá mòn nên không tiếp xúc với cổ góp kém. b. Máy phát quay chưa đủ tốc độ. - Máy bị chạm mát. c. Điện áp đóng tiếp điểm của rơ le khống chế điện áp thấp quá a. Kiểm tra chổi than mòn quá phải thay. b. Kiểm tra dây côroa, tay ga máy diezen để điều chỉnh cho máy đủ tốc độ. Kiểm tra, điều chinh lại trị số đóng tiếp điểm của rơ le khống chế điện áp.