intTypePromotion=1

Giáo trình bổ túc cấp GCNKNCM máy trưởng hạng nhì môn Điện tàu thủy - Cục Đường thủy nội địa Việt Nam

Chia sẻ: Hoa La Hoa | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:73

0
225
lượt xem
45
download

Giáo trình bổ túc cấp GCNKNCM máy trưởng hạng nhì môn Điện tàu thủy - Cục Đường thủy nội địa Việt Nam

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình bổ túc cấp GCNKNCM máy trưởng hạng nhì môn Điện tàu thủy (Giáo trình điện tàu thủy) do Cục Đường thủy nội địa Việt Nam tổ chức biên soạn gồm nội dung các chương sau: chương 1 ắc quy axít, chương 2 máy điện, chương 3 mạch điện trên tàu thủy.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình bổ túc cấp GCNKNCM máy trưởng hạng nhì môn Điện tàu thủy - Cục Đường thủy nội địa Việt Nam

  1. BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM   GIÁO TRÌNH BỔ TÚC CẤP GCNKNCM MÁY TRƯỞNG HẠNG NHÌ MÔN ĐIỆN TÀU THỦY       1
  2.           Năm 2014 LỜI GIỚI THIỆU Thực hiện chương trình đổi mới nâng cao chất lượng đào tạo thuyền   viên, người lái phương tiện thủy nội địa quy định tại Thông tư số 57/2014/TT­ BGTVT ngày 24 tháng 10 năm 2014 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải.  Để  từng  bước  hoàn thiện giáo  trình  đào tạo thuyền viên, người  lái  phương tiện thủy nội địa,  cập nhật những kiến thức và kỹ  năng mới. Cục   Đường thủy  nội địa Việt Nam tổ chức biên soạn “Giáo trình điện tàu thủy”. Đây là tài liệu cần thiết cho cán bộ, giáo viên và học viên nghiên cứu,   giảng dạy, học tập. Trong quá trình biên soạn không tránh khỏi những thiếu sót, Cục Đường  thủy nội địa Việt Nam mong nhận được ý kiến đóng góp của Quý bạn đọc để  hoàn thiện nội dung giáo trình đáp ứng đòi hỏi của thực tiễn đối với công tác  đào tạo thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa.                                                 CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM 2
  3. CHƯƠNG I: ẮC QUY AXÍT 1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. 1.1.1. Cấu tạo của ắc quy axít. Hình1.1:  Cấu tạo của ắc quy axít  Cấu tạo của ắc quy axít gồm: Bản cực âm, bản cực dương, chùm bản cực dương,   chùm bản cực âm,  tấm cách điện, vấu cực, vỏ bình, nắp đậy, lỗ để rót dung dịch điện phân, cầu   nối giữa hai ắc quy đơn, tấm lưới bảo vệ a. Bản cực: Cấu tạo của một bản cực trong   ắc quy gồm có phần khung xương và  chất tác dụng trát lên nó. Khung xương của bản cực dương và âm có cấu tạo  giống nhau, chúng được đúc từ  vật liệu chì (Pb) có pha thêm (5 ­ 8)% Sbiti   (Sb) và tạo thành hình dạng mặt lưới. Phụ gia Sbiti (Sb) thêm vào chì sẽ tăng  thêm   độ  dẫn  điện và  cải  thiện  đặc tính  đúc khi  đúc  để  tạo thành  khung  xương. Khung xương lưới có nhiệm vụ làm nơi bám bột chì và phân bố dòng  điện đều trên bản cực. Bản cực dương trát đầy bột ôxit chì ( PbO2 ), bản cực  âm trát đầy bột chì xốp.  3
  4. Trong thành phần của chất tác dụng còn có thêm khoảng 3% chất nở  (các muối hữu cơ) để  tăng độ  xốp, độ  bền của lớp chất tác dụng. Nhờ  tăng  độ xốp, dung dịch điện phân thấm sâu vào trong lòng bản cực, đồng thời diện  tích thực tế tham gia phản ứng hoá học của các bản cực cũng được tăng thêm.  Độ  dày của bản cực dương khoảng (2,05 ­ 2,50) mm, bản cực  âm khoảng   (1,80 ­ 2,05) mm.  (Ví dụ: trong một ắc quy đơn có 4 bản cực dương và 5 bản  cực âm) với mục đích để sử dụng triệt để các bản cực dương. Hình1.2: Cấu tạo chùm bản cực dương, âm b. Tấm cách điện: Trong ắc quy đơn, tấm cách điện có nhiệm vụ: Không cho các bản cực  âm và dương chạm vào nhau, gây ra chập mạch. Tấm   cách   điện   làm   bằng   vật   liệu   nhựa   Policlovinyl   có   chiều   dày  khoảng (0,8 ­ 1,2) mm, trên bề  mặt có các lỗ, cho phép dung dịch điện phân  thẩm thấu qua một cách dễ  dàng. Tấm ngăn có dạng hình chữ  nhật, có một   mặt phẳng quay về  phía bản cực âm, mặt lượn sóng quay về  phía bản cực   dương. c. Vỏ bình. Vỏ bình được đúc thành một khối và chế tạo bằng nhựa Êbônít, cao su cứng  hoặc bằng nhựa tổng hợp axphantdpec. Vỏ bình phải có khả năng chịu được   axít, có kết cấu cứng vững chịu được va đập. Đáy vỏ  bình có làm các gân,  một mặt làm tăng độ  cứng cho vỏ  bình, mặt khác để  đỡ  các phân khối bản  cực tránh hiện tượng chập mạch bên trong  ắc quy do các chất tác dụng rơi  xuống đáy bình trong quá trình sử dụng.  4
  5. d. Nút, nắp đậy và cầu nối. Trên mỗi ngăn ắc quy đơn có nắp đậy làm kín, trên nắp có lỗ để kiểm tra   và đổ  bổ  sung dung dịch điện phân. Nút để   bảo vệ    không cho nước dung   dịch điện phân sánh ra ngoài. Trên nút có lỗ thông hơi, tránh cho áp suất trong   ngăn  ắc quy không bị  tăng qua cao trong quá trình phản  ứng hóa học xảy ra.   Cầu nối là những thanh được đúc bằng chì có khă năng chịu được dòng điện   lớn, dùng để đấu nối tiếp các ngăn của bình ắc quy lại với nhau. e. Dung dịch chất điện phân. Dung dịch điện phân là dung dịch axít Sunfuaric ( H 2 SO4 ) nguyên chất và  nước cất. Nồng độ  của   dung dịch điện phân được pha chế  tùy thuôc vào  nhiệt độ  của môi trường và vật liệu của các tấm cách điện, thông thường   nồng độ dung dịch trong khoảng C = (1,21  ÷ 1,31)  g / cm 3 . Nếu nồng độ dung  dịch quá cao, các tấm cách điện sẽ  chóng bị  hỏng. Nồng độ  dung dịch điện  phân ảnh hưởng đến sức điện động của  ắc quy. Dung dịch điện phân dùng trong Ắc quy chì(axít) thường là hỗn hợp axít  sunfuaric ( H 2 SO4 ) được pha chế theo một tỉ lệ  V H 2 SO4 / V H 2O  = 1/3 1.1.2. Nguyên lý hoạt động. Ắc quy là nguổn năng lượng có tính thuận nghịch. Nó tích lũy năng  lượng dưới dạng hoá năng và giải phóng năng lượng dưới dạng điện năng.   Quá trình  ắc quy cung cấp điện cho mạch ngoài gọi là quá trình phóng điện,  quá trình ắc quy tích trữ năng lượng gọi là quá trình nạp điện. a. Quá trình phóng điện:  Ắc quy sau khi nạp no điện đem sử dụng để cung cấp điện cho tải gọi  là chế độ phóng điện của ắc quy.  PbO2 + Pb + 2H2SO4 = PbSO4 + PbSO4 + 2H2O → Khi ắc quy phóng điện, điện áp trên hai cực của ắc quy và tỷ trọng  dung dịch điện phân giảm dần. Sau khi  ắc quy phóng điện, phải cho  ắc quy nạp điện để  khôi phục   điện áp gọi là nạp điện bổ sung cho ắc quy 5
  6. Hình 1.3:  Sơ đồ phóng điện b.  Quá trình nạp điện:  Trong quá trình nạp điện của   ắc quy, phản  ứng hoá học  xảy ra theo   thứ tự ngược lại quá trình phóng điện.  Hình 1.4: Chế độ nạp điện một ngăn ắc quy Trong quá trình nạp điện của    ắc quy, khối lượng của axít sunfuaric  tăng, cho nên nồng độ  dung dịch điện phân cũng tăng. Để  đánh giá mức độ  nạp của   ắc quy trong quá trình khai thác và vận hành, người ta dựa trên tính  chất của dung dịch điện phân để  thay đổi nồng độ  của dung dịch điện phân  trong quá trình phóng và nạp của  ắc quy. Nguồn điện nạp cho ắc quy là nguồn điện một chiều: U nguồn ≥ U ắc quy Điện áp đặt vào một ngăn của ắc quy phải đạt từ 2,75­ 2,8V,        Xét quá trình nạp điện cho 1 ngăn đơn theo hình 1.4, khi ắc quy yếu điện  6
  7. và chưa được nạp điện bổ sung thì bề mặt các bản cực dương và bản cực âm  gần như giống nhau về mặt bản chất (bề mặt phủ muối sunphat chì PbSO4). Muốn nạp điện phải vận hành nguồn nạp có điện áp phù hợp (cao hơn  điện áp của bình ắc quy khi đã nạp đủ điện một vài vôn) thì đóng cầu dao  nạp nối ắc quy với nguồn nạp. Khi nối ắc quy với nguồn nạp thì có dòng điện cung cấp cho ắc quy  làm dung dịch và các bản cực của ắc quy có sự biến đổi. + Cực dương biến đổi từ PbSO4 →  PbO2 + Cực âm biến đổi từ PbSO4 → Pb → Sunfat chì (PbSO4) phủ bề mặt bản cực khi đó chuyển thành Pb và  oxit chì PbO2 hay nói khác đi là trở thành khác bản chất. Quá trình biến đổi của các bản cực và dung dịch điện phân khi nạp  điện được tổng kết bằng phương trình hóa học: PbSO4 + PbSO4 + 2H2O = PbO2 + Pb + 2H2SO4 Như vậy quá trình nạp sẽ làm cho bản cực dương và âm biến đổi khác  bản chất và điện áp tăng dần, H2SO4 được sinh ra → tỷ trọng dung dịch tăng. Khi các bản cực đã biến đổi hoàn toàn thì điện áp giữa hai cực và tỷ  trọng dung dịch ổn định: + Điện áp trên mỗi ngăn đơn đạt 2 ÷ 2,15V. + Tỷ trọng dung dịch đạt 1,26 ÷ 1,28g/cm3 Khi điện áp các ngăn và tỷ trọng dung dịch ổn định thì ắc quy đã tích đủ  điện gọi là ắc quy no điện. 1.2. Các thông số kỹ thuật của ắc quy axít. a. Sức điện động (E) ­ Sức điện động của ắc quy axít được nạp no có sức điện động từ 2,1V ­  2,2V.   7
  8. + Sức điện động đặc trưng cho khả năng sinh công của nguồn điện vì  vậy sđđ của  ắc quy đặc trưng cho khả  năng sinh công của bình  ắc quy (khả  năng cung cấp năng lượng điện của ắc quy). + Sức điện động của mỗi ngăn đơn phụ  thuộc vào chất liệu chế  tạo  bản cực và tỷ trọng dung dịch điện phân. Sự phụ thuộc vào dung dịch điện phân được xác định theo công thức thực  nghiệm: E = 0,84 + γ Trong đó: γ  là tỷ trọng dung dịch điện phân. + Sức điện động của bình ắc quy phụ thuộc vào sức điện động của các  ngăn đơn và tỷ lệ thuận với số lượng ngăn. Sđđ có đơn vị là vôn (V). ­ Khi Sđđ của các ngăn thay đổi thì điện áp của các ngăn cũng thay đổi   bởi vì điện áp luôn luôn tỷ lệ thuận với Sđđ. b. Dung lượng (Q) ­ Dung lượng của  ắc quy phụ  thuộc vào số  lượng và bề  mặt công tác   của các bản cực và vào cấu tạo của chúng. Bề  mặt bản cực càng lớn dung  lượng càng lớn. Dung lượng của ắc quy được xác định. Q = In . tn (Q = Ip.tp) Trong đó : Q ­ dung lượng ắc quy ­ Ah i ­ cường độ dòng phóng t ­ thời gian phóng điện Dung lượng ắc quy sẽ giảm khi nhiệt độ dung dịch điện phân giảm. c. Điện áp (U) 8
  9. ­ Điện áp của ắc quy  là giá trị điện áp đo được trên 2 đầu cực ắc quy + Điện áp của mỗi ngăn tỉ lệ với sức điện động của mỗi ngăn Khi nạp no: U1ngăn = 2 ÷ 2,2 V + Điện áp của bình ắc quy thì tỉ lệ thuận với số lượng ngăn đấu nối tiếp  UAQ = số ngăn x U1 ngăn 1.3.  Đấu ghép ắc quy ­ Khi sử dụng ắc quy tùy thuộc vào nhu cầu điện áp của thiết bị điện và của  nguồn nạp hoặc thời gian sử dụng để phối hợp các bình ắc quy cho phù hợp   gọi là đấu ghép ắc quy. ­ Có 3 phương pháp đấu ghép ắc quy: + Tổ hợp ắc quy đấu nối tiếp. + Tổ hợp ắc quy đấu song song. + Tổ hợp ắc quy đấu hỗn hợp. 1.3.1. Đấu nối tiếp.   Khi các thiết bị cần điện áp lớn hơn điện áp của một bình  ắc quy thì  phải đấu nối tiếp các bình ắc quy lại với nhau . Việc mắc nối tiếp các ắc quy  12V với nhau thực ra chỉ là một hình thức ghép nối “bên ngoài”, trên thực tế  thì các  ắc quy 12V cũng đã ghép nối tiếp 6 ngăn  ắc quy 2V lại với nhau để  đạt mức 12V. 1 2 3 Hình 1.5: Sơ đồ đấu nối tiếp các bình ắc quy Việc nối tiếp hai  ắc quy với nhau để  cho điện áp lớn hơn được thực  hiện bằng cách: Nối cực âm của ắc quy thứ nhất với cực dương của  ắc quy   9
  10. kế  tiếp và 2 cực còn lại (cực dương của  ắc quy thứ nhất và cực âm của ắc   quy cuối) là hai đầu sử dụng.  Điều kiện của việc ghép nối các  ắc quy với nhau là các bình có dung  lượng bằng nhau. Q1 = Q2= Q3=…= Qn Khi nối nối tiếp các bình  ắc quy thì điện áp của tổ  nguồn bằng tổng   điện áp của các bình. U = U1 + U2 + U3 +…+ Un 1.3.2. Đấu song song. Nếu nguồn nạp có điện áp 12V thì chỉ việc nối cực dương  ắc quy với   cực dương của nguồn (thường là dây màu đỏ), cực âm của  ắc quy  với cực  âm của nguồn (thường là dây màu đen). Đây là cách đấu nối đơn giản nhất và  cũng thường gặp nhất trong đa số  người sử  dụng hiện nay. Thế  nhưng để  đảm bảo tăng độ bền ắc quy hay tăng dung lượng lưu trữ để kéo dài thời gian  sử dụng thì sẽ có những trường hợp mắc 2 hay nhiều  ắc quy song song nhau   để cùng cấp điện cho hệ thống. 1 2 3 Hình 1.6: Sơ đồ  đấu song song các bình ắc quy Phương pháp nối song song các bình ắc quy là: cực dương của các bình   ắc quy nối lại với nhau và cực âm của các bình ắc quy nối lại với nhau. Điều kiện để nối các bình ắc quy song song: Tốt nhất chọn các bình ắc  quy có điện áp bằng nhau  U1 = U2 = U3 =… Un  10
  11. Khi nối song song các bình  ắc quy thì dung lượng của tổ  nguồn bằng  tổng dung lượng của các bình. Q = Q1 + Q2 + Q3 + …+ Qn 1.3.3. Đấu hỗn hợp. Là cách đấu tổ hợp giữa các ắc quy nhằm tăng dung lượng và tăng điện  áp sử dụng theo nhu cầu kỹ thuật. Khi sử  dụng  ắc quy, tùy thuộc vào nhu cầu  của thiết bị  điện  để  sử  dụng    2 phương pháp phối hợp trên, nhưng cũng có lúc phải kết hợp cả  2  phương pháp thành phương pháp hỗn hợp. Điều kiện: Cần phải thỏa mãn điều kiện của 2 phương pháp đã nêu ở  trên. Cách phối hợp: Nối các bình ắc quy với nhau theo sơ đồ hình 1.9   1 2 3 4 5 6 Hình 1.7:  Sơ đồ  đấu hỗn hợp các bình ắc quy 1.4. Các phương pháp nạp điện cho ắc quy Trước khi sử dụng ắc quy, phải rót đầy dung dịch điện phân có nồng độ  phụ thuộc vào các loại ắc quy và điều kiện sử dụng. Dung dịch phải ngập các  bản cực ( từ 10 ­15mm). Nhiệt độ dung dịch khoảng từ 25   30oC. Sau khi đổ  dung dịch từ 3 ­ 12 giờ có thể tiến hành nạp. Muốn nạp điện cho ắc quy phải có nguồn điện một chiều bảo đảm điện  áp và dòng điện cần thiết. Cực dương của  ắc quy đấu với cực dương nguồn  11
  12. và cực âm ắc  quy đấu với cực âm nguồn. Nếu nguồn là máy phát một chiều  thì phải có rơle dòng điện ngược để  đề  phòng  ắc quy phóng điện ngược về  máy phát khi có sự cố. Có hai phương pháp cơ  bản nạp điện cho ắc quy : Nạp với dòng không  đổi và nạp điện áp không đổi. 1.4.1. Phương pháp nạp với dòng điện không đổi Để có thể giữ cho dòng không đổi trong quá trình nạp thì điện áp đặt trên  cực  ắc quy phải tăng dần theo sự  tăng dần sđđ trong  ắc quy. Muốn vậy ta   phải mắc nối tiếp biến trở R (hay điều chỉnh điện áp nguồn) hình 1.10 + V - A R + - - + + - Hình 1.8: Sơ đồ nạp điện cho ắc quy với dòng không đổi   Phương pháp này cùng lúc nạp cho nhiều tổ  ắc quy mắc nối tiếp nhau,   có cùng dung lượng (có thể khác điện áp ). Có thể điều chỉnh dòng nạp để ắc   quy được nạp no hoàn toàn và có thể nạp cho những  ắc quy mới hoặc đã bị  sunphát hóa. Nhược điểm của phương pháp này là thời gian nạp lâu và luôn luôn  phải điều chỉnh điện áp của nguồn nạp. 1.4.2. Phương pháp nạp với điện áp không đổi Phương pháp này yêu cầu các  ắc quy được mắc song song với nguồn  nạp. Hiệu điện thế  của nguồn nạp không đổi và được tính bằng (2,3V    2,5V) cho mỗi ngăn đơn.  12
  13. Hình 1.9: Sơ đồ nạp ắc quy với  điện áp không đổi Phương pháp này có ưu điểm là thời gian nạp tương đối ngắn, dòng nạp  tự  động giảm dần theo thời gian. Nhưng  ắc quy không được nạp no hoàn  toàn, không thể nạp cho các loại mới lần đầu hoặc đã bị sunphát hóa. Vì vậy   nạp với điện áp không đổi chỉ  là phương pháp nạp bổ  sung cho ắc quy trong  quá trình sử dụng.  Dấu hiệu ắc quy đã được nạp no là điện áp không đổi trên cực ắc quy và  dung dịch có nồng độ  cố  định trong ba giờ  cuối cùng. Trong thời gian nạp   phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ  dung dịch. Nếu nhiệt độ  tới 45oC thì  phải giảm dòng nạp đi 50% hay ngắt mạch nạp  ắc quy cho nghỉ  đến khi  nhiệt độ còn 30oC lại tiếp tục cho nạp. 1.5. Sử dụng, chăm sóc, bảo quản, bảo dưỡng những lưu ý khi sử  dụng   ắc quy Việc sử dụng ắc quy trên tàu thuỷ cần tuân theo những điều kiện phòng  tránh khi tiếp xúc với nó. Đối với ắc quy axít khi tiến hành pha dung dịch điện phân phải đổ từ từ  axít sunphuríc (H2SO4 ) vào nước đồng thời cầm que thuỷ tinh quấy đều dung  dịch. Tuyệt đối không đổ nước vào axít khi pha dung dịch vì khi đổ nước vào  axít làm cho dung dịch nóng nhanh sôi lên, bắn ra ngoài có thể  bắn vào mặt   mũi tay chân v.v... Khi tiếp xúc với axít cần phải đeo kính, mang găng tay cao  su, mặc quần áo chống axít. Những nơi công tác với axít cần có dung dịch   sôda với nồng độ 5% để trung hoà axít khi rơi vào người và quần áo. 13
  14. Khi chăm sóc ắc quy chỉ được dùng đèn pin, điện, không được dùng đèn  có ngọn lửa vì có thể gây nổ nguy hiểm. Khi nạp điện và phóng điện cần bắt chặt các đầu đấu dây trên cực  ắc  quy, tránh gây ra tia lửa. Nếu việc sửa chữa cần dùng lửa phải thực hiện ở nơi thoáng. ­ Khi đặt  ắc quy vào phòng dành riêng cho  ắc quy cần thông gió tốt để  chống tích tụ hơi nổ. Các dây dẫn và khí cụ điện trong phòng để ắc quy phải  có khả năng chống nổ. ­ Không được hút thuốc lá và dùng những thiết bị sưởi điện trong phòng  để ắc quy. Đối với ắc quy kiềm thì quá trình pha chế dung dịch điện phân càng nguy  hiểm hơn. Chất kiềm rơi vào da có thể làm bỏng nặng. Phải đeo kính khi đập   vụn kali, dùng kẹp để gắp mảnh kiềm. Nếu bột kiềm rơi trên da hay quần áo  phải phủi sạch ngay và sau đó dùng dung dịch axitborit với nồng độ  10% để  rửa. Nếu rơi vào mắt phải dùng dung dịch axitborit 2% rửa và đưa ngay đến  bác sĩ. Các phòng để ắc quy kiềm cần có dung dịch axit borit 10% và 2 % để đề  phòng khi cần thiết. 1.6. Hư hỏng và các biện pháp phòng ngừa. Hư hỏng thường   Nguyên nhân Biện pháp phòng ngừa gặp Khi   nạp   nhiệt   độ   tăng  ­   Không   phóng   điện   quá  nhanh   nhưng   tỷ   trọng  cạn kiệt. dung   dịch   không   tăng  ­ Sau mỗi lần phóng điện  hoặc   sôi   chậm,   dung  phải đem nạp bổ  sung cho  Sun phát hóa các  dịch nhanh sôi no. bản cực ­   Không   để   ắc   quy   thiếu  dung dịch, không pha dung  dịch   với   tỷ   trọng   cao   quá  quy định Chập bản cực ­ Khi  nạp dung dịch  ắc  ­ Phải định kỳ  xúc rửa và  14
  15. quy không sủi tăm hoặc  thay dung dịch. tăng chậm và không đạt  định mức. ­   Không   nạp,   phóng   với  ­   Sau   khi   nạp   ngăn   bị  cường   độ   dòng   điện   quá  chập   điện   áp   vẫn   bằng  mức cho phép. không Ắc   quy   không   sử   dụng  ­ Không để  chập các bản  mà   mất   điện   nhanh   sau  cực. khi nạp Ắc quy tự phóng  ­ Lau chùi bề  mặt sạch sẽ  nhanh khô ráo. ­ Dây tải điện phải có vỏ  bọc cách điện tốt. Dung dịch rò rỉ ra ngoài. ­ Tránh va đập vào vỏ   ắc  quy. Nứt vỏ ­ Khi vân chuyển phải cẩn  thận. 15
  16. CHƯƠNG II: MÁY ĐIỆN 2.1. Máy phát điện một chiều. Máy phát điện một chiều trên tầu thuỷ  chủ yếu dùng loại máy kích từ  song song. 2.1.1. Cấu tạo           Hình bên giới thiệu cấu  tạo của máy phát điện 1 chiều  gồm những chi tiết cơ bản sau: 1­ Vỏ máy 2­ Phần cảm (Stato) 3­ Cổ góp điện 4­ Chổi than 5­ Rô to 6­ Vòng bi 7­ Trục quay   8­ Nắp máy Hình 2.1: Cấu tạo của máy phát điện một   chiều Dựa vào tính năng hoạt động, người ta chia máy phát điện một chiều  thành 2 bộ phận chính: 16
  17. a.  Phần tĩnh (Stato): bao gồm  vỏ máy, lõi thép và dây quấn stato ­ Lõi  thép stato gồm  nhiều lá  thép kỹ thuật điện mỏng ghép lại với   nhau và được bắt chặt với vỏ máy. ­   Dây   quấn   được   làm   bằng  đồng, có bọc cách điện quấn quanh  lõi   thép   tạo   thành   nam   châm   điện    ( cực từ) khi có dòng điện chạy qua.  Hình 2.2:  Phần tĩnh của máy   ­   Chổi   than   được   làm   bằng  phát điện một chiều than   graphit   đôi   khi   còn   pha   thêm  đồng   vừa đảm bảo độ  dẫn điện tốt vừa có khả  năng chống mài mòn. Chổi than  tiếp xúc với cổ góp (giới thiệu ở phần động). ­ Vỏ  máy, thân máy và nắp máy: Bảo vệ  và cố  định các chi tiết bên  trong.  b. Phần quay (Rôto): Bao gồm các bộ phận: lõi thép và dây quấn rôto,   cổ góp, trục máy, puly. Phần quay còn được gọi là phần ứng.           Hình 2.3 Phần quay của máy phát   điện một chiều gồm: 1. Lõi thép có rãnh đặt dây quấn 2. Đầu dây nối vào cổ góp 3. Cổ góp điện 4. Vòng bi 5. Trục quay ­   Lõi   thép   phần   ứng   dùng   để  dẫn từ. Với máy công suất vừa và nhỏ  người   ta   dập   lỗ   thông   gió   dọc   trục,  Hình 2.3 Phần quay của máy phát   với   máy   công   suất   lớn   còn   xẻ   rãnh  điện một chiều thông  gió ngang trục. ­ Dây quấn thường được làm bằng đồng có bọc cách điện, là phần sinh  ra sức điện động.  ­ Cổ góp gồm nhiều phiến góp được làm bằng đồng  cách điện lại với  nhau và cách điện với trục, cổ góp còn được gọi là vành đổi chiều. 2.1.2. Nguyên lý hoạt động  * Nguyên lý tạo ra dòng điện  17
  18.         a, b, Hình 2.4: Nguyên lý tạo ra dòng điện   a. Tạo dòng xoay chiều   b. Tạo dòng điện 1 chiều Ở  hình 2.4.a, khung dây có 2 đầu được gắn với 2 vành tr ượt tỳ  lên 2  thanh quét (chổi than). Khung dây quay trong từ  trường của nam châm, theo  hiện tượng cảm  ứng điện từ  thì trong khung dây xuất hiện nguồn điện. Tại  thời điểm như  hình vẽ  thì có dòng điện đi từ  chổi than 1 qua tải và về  chổi   than 2. Sau khi quay 1800 thì ab và cd đổi chỗ cho nhau, dòng điện từ chổi than  2 qua tải và về  chổi than 1. Như  vậy dòng điện qua tải có chiều biến thiên  liên tục. Hình 2.4.b xảy ra hiện tượng gần tương tự  hình 1 nhưng do 2 đầu  khung dây chỉ nối với 2 nửa vành khuyên (Không giống hình a, mỗi đầu khung  dây đều nối với 1 vành khuyên). Khi có hiện t ượng đổi chiều dòng trong  khung dây thì chổi than cũng đổi chỗ  tiếp xúc với bán khuyên kia, do vậy  dòng điện đi qua tải theo 1 chiều nhất định và 2 chổi than tương  ứng với 2  đầu nguồn có 1 cực dương (chổi than dương) và 1 cực âm (chổi than âm). * Nguyên lý hoạt động của máy phát điện 1 chiều tự kích  1 . Phần quay (rôto). 2 . Chổi than. 3 . Mạch kích từ (phần tĩnh). 4 . Puly lắp trên trục rôto. R1. Biến trở điền chỉnh điện áp  R2. Điện trở làm phụ tải của máy  Nguyên   lý   hoạt   động   của   máy  phát điện một chiều như sau:           Do tính chất nhiễm từ của các cực   từ   nên   máy   phát   điện   sau   khi   chế   tạo  xong, thì trong lõi thép cực từ  (ở  chi tiết        18
  19. số   3)   đã   có   từ   trường   nhưng   rất   nhỏ  Hình 2.5: Nguyên lý máy phát  (bằng từ  3÷5 % từ  trường định mức) nên  điện một chiều kích từ song   được gọi là từ dư. song          Tác dụng lực vào puly (4)  làm cho   (tự kích) puly quay, vì vây rôto cũng quay. Do dây quấn phần  ứng nằm trong từ  tr ường phần cảm (từ  dư) nên  trong dây quấn phần  ứng sinh ra sức điện động cảm  ứng và 2 đầu chổi than  có điện áp (hiện tượng cảm ứng điện từ). Do mạch kích từ  được nối kín mạch (cuộn dây (3) nối vào 2 đầu của   chổi than), vì vậy có dòng điện cung cấp cho mạch kích từ  (3) làm cho từ  trường phần mạch kích từ  (3) tăng lên dẫn đến điện áp  ở  2 đầu chổi than  cũng tăng. Giá trị điện áp UF này tỷ lệ với dòng kích từ (dòng chạy qua cuộn   dây 3) và tốc độ quay (n) của máy. Khi tốc độ quay của máy phát đủ quy định thì điện áp của máy phát đạt  điện áp định mức (trường hợp dòng kích từ IKT  đạt giá trị cho phép). 2.2. Máy phát điện xoay chiều 3 pha. 2.2.1. Khái niệm chung ­ Máy phát điện xoay chiều 3 pha là nguồn tạo ra dòng 3 pha   gồm 3  dòng điện xoay chiều có cùng biên độ, cùng tần số, nhưng lệch pha nhau 1/3   chu kỳ. Ba cuộn dây của phần ứng đặt lệch nhau 1200. ­ Máy phát điện xoay chiều có ưu điểm hơn so với máy điện một chiều   là: + Chế tạo được công suất và điện áp lớn + Cấu tạo đơn giản hơn máy điện một chiều nên công tác bảo  quản, chăm sóc không phức tạp và dễ sử dụng. + Kích thước, trọng lượng nhỏ  hơn rất nhiều so với máy điện  một chiều có cùng công suất và điện áp thiết kế. 2.2.2. Phân loại Trên tầu thuỷ hiện nay thường dùng 2 loại máy phát điện xoay chiều đồng bộ  3 pha là:                  + Máy phát đồng bộ xoay chiều có chổi than                  + Máy phát đồng bộ xoay chiều không chổi than  2.2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 19
  20. a. Cấu tạo: Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo của Máy phát xoay chiều 3 pha 1. Vỏ máy phát; 2. Bạc lót; 3. Stator; 4. Giá đỡ; 5. Bộ chỉnh lưu; 6. Bộ điều   chỉnh điện; 7. Vòng tiếp điện; 8. Rôto. ­ Rô to:  Gồm hai chùm cực hình móng lắp then trên trục. Trên nắp,  phía vòng  tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi điện. Một chổi điện được nối với vỏ máy phát,  chổi còn lại nối với đầu ra cách điện với vỏ. Trên trục còn lắp cánh quạt và  puli dẫn động. Giữa các chùm cực có các cuộn dây kích thích đặt trên trục.  Các đầu của cuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện gắn trên   trục máy phát. Trục của rôto được đặt trên các  ổ  bi lắp trong các nắp bằng  hợp kim nhôm. Hình 2.7: Các chi tiết chính của rô to máy phát. 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2