Điện tàu thủy đại cương

ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƯƠNG_ Câu 1: Trình bày vai trò, tầm quan trọng và những yêu cầu cơ bản của hệ thống trạm phát điện tàu thuỷ ? Vai trò, tầm quan trọng: Hệ thống trạm phát điện là hệ thống cung cấp, phân bố và truyền tải năng lượng điện từ lưới đến các phụ tải. Tất cả các thiết bị để vận hành một con tàu phấn lớn đều sử dụng nguồn năng lượng điện, vì vậy năng lượng điện đóng vai trò quyết định cho sự sống của con tàu. + Đây là nơi tạo ra nguồn điện: các máy phát xoay chiều, một chiều, các acquy, máy phát sự cố + Nơi phân phối điện năg: hệ thốg bảg điện chíh, hệ thốg dây dẫn, các thiết bị đo và kiểm tra. + Các phụ tải: chủ yếu là các motor điện, các thiết bị sử dụng năg lượg điện (như ra đa, máy vô tuyến, máy bơm,...) Yêu cầu cơ bản: + Hệ thống phải có kết cấu chắc chắn gọn nhẹ, chiếm ít diện tích nơi lắp đặt . + Hoạt động tin cậy, an toàn trong mọi chế độ hoạt động và điều kiện công tác của tàu theo quy định của đăng kiểm. + Dễ dàng vận hành, khai thác và bảo dưỡng. + Đảm bảo tính cơ động. + Tránh gây tiếng ồn, gây nhiễu cho radio + Hiệu suất sử dụng cao. Câu 2: Trình bày cách phân loại và các thông số cơ bản của trạm phát điện tàu thuỷ? Phân loại: a) Phân loại theo động cơ lai : Trạm phát diezel : có động cơ lai là diezel. Trạm phát turbin : có động cơ lai là turbin. Trạm phát hỗn hợp : có động cơ lai là diesel và turbin. Trên một số tàu sử dụng thêm một số máy phát đồng trục được lai bởi động cơ deisel lai chân vịt. b) Phân loại theo dòng điện : Trạm phát một chiều : các máy phát là máy phát một chiều. Trạm phát xoay chiều : các máy phát là máy phát điện xoay chiều đồng bộ 3 pha. c) Phân loại theo chức năng : Trạm phát điện chính: trạm phát hoạt động thường xuyên, đảm bảo cung cấp đủ nguồn điện năng cho môi chế độ hoạt động của tàu. Trạm phát điện sự cố: trạm phát hoạt động ở chế độ sự cố khi vì một nguyên nhân nào đó mà trạm phát chính không hoạt động được. Các thông số cơ bản của trạm phát điện tàu thuỷ: a) Dòng điện : Dựa vào tải để chọn. Nhưng xu hướng là dùng trạm xoay chiều + Kích thước nhỏ và giá thành rẻ hơn + Hồ quang xoay chiều dễ dập hơn + Dễ thay đổi điện áp và truyên tải. + Dễ bảo dưỡng b) Điện áp: Áp một chiều : 220v, 110v ,24v, 12v. Áp xoay chiều : + Tàu cũ: 380V50Hz + Tàu mới: 415V, 440V60Hz c) Tần số trạm phát: Bao gồm 50 Hz và 60 Hz Tần số cao làm giảm kích thước, trọng lượng máy điện nhưng tăng cao vấn đề về ổ bi và bạc đỡ d) Công suất trạm phát : Thông thường trên tàu thuỷ, công suất trạm phát tuỳ thuộc vào tổng công suất của các thiết bị đc trag bị trên tàu. Việc bố trí cũng như số lượng và công suất của máy phát phải tuân thủ các yêu cầu : + Trạm phát điện phải cung cấp đầy đủ công suất cho các thiết bị điện trên tàu . + Bắt buộc phải có trạm phát điện sự cố , đặt trên mớn nước của tàu và đảm bảo cấp nguồn cho một số tải quan trọg trên tàu theo quy định của ĐK.

ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƯƠNG_

Câu 1: Trình bày vai trò, tầm quan trọng và những yêu cầu cơ bản của hệ thống trạm phát điện tàu thuỷ ?

+ Đây là nơi tạo ra nguồn điện: các máy phát xoay chiều, một chiều, các acquy, máy phát sự cố

+ Nơi phân phối điện năg: hệ thốg bảg điện chíh, hệ thốg dây dẫn, các thiết bị đo và kiểm tra

+ Các phụ tải: chủ yếu là các motor điện, các thiết bị sử dụng năg lượg điện (như ra đa, máy vô tuyến,máy bơm, )

*Yêu cầu cơ bản:

+ Hệ thống phải có kết cấu chắc chắn gọn nhẹ, chiếm ít diện tích nơi lắp đặt

+ Hoạt động tin cậy, an toàn trong mọi chế độ hoạt động và điều kiện công tác của tàu theo quy địnhcủa đăng kiểm

+ Dễ dàng vận hành, khai thác và bảo dưỡng

+ Đảm bảo tính cơ động

+ Tránh gây tiếng ồn, gây nhiễu cho radio

+ Hiệu suất sử dụng cao

Câu 2: Trình bày cách phân loại và các thông số cơ bản của trạm phát điện tàu thuỷ?

*Phân loại:

a) Phân loại theo động cơ lai :

- Trạm phát diezel : có động cơ lai là diezel

- Trạm phát turbin : có động cơ lai là turbin

- Trạm phát hỗn hợp : có động cơ lai là diesel và turbin

- Trên một số tàu sử dụng thêm một số máy phát đồng trục được lai bởi động cơ deisel lai chân vịt

b) Phân loại theo dòng điện :

- Trạm phát một chiều : các máy phát là máy phát một chiều

- Trạm phát xoay chiều : các máy phát là máy phát điện xoay chiều đồng bộ 3 pha

c) Phân loại theo chức năng :

- Trạm phát điện chính: trạm phát hoạt động thường xuyên, đảm bảo cung cấp đủ nguồn điện năng chomôi chế độ hoạt động của tàu

- Trạm phát điện sự cố: trạm phát hoạt động ở chế độ sự cố khi vì một nguyên nhân nào đó mà trạmphát chính không hoạt động được

*Các thông số cơ bản của trạm phát điện tàu thuỷ:

a) Dòng điện :

- Dựa vào tải để chọn Nhưng xu hướng là dùng trạm xoay chiều

+ Kích thước nhỏ và giá thành rẻ hơn+ Hồ quang xoay chiều dễ dập hơn+ Dễ thay đổi điện áp và truyên tải

- Việc bố trí cũng như số lượng và công suất của máy phát phải tuân thủ các yêu cầu :

+ Trạm phát điện phải cung cấp đầy đủ công suất cho các thiết bị điện trên tàu

+ Bắt buộc phải có trạm phát điện sự cố , đặt trên mớn nước của tàu và đảm bảo cấp nguồn chomột số tải quan trọg trên tàu theo quy định của ĐK

Câu 3: Hiểu biết của bạn về máy phát điện đồng bộ 3 pha (có chổi than và ko chổi than) và các đặc tính của chúng.

- Cuộn dậy : được chế tạo bằng kim lọai đồng hoặc hợp kim có độ dẫn điện cao, được cấp dòng điện một chiều gọi là dòng kích từ Các cuộn dây kích từ được nối theo quy luật để hình thành các cực nam

châm xen kẽ nhau (song song hoặc nối tiếp) Trên phần mỏm cực của rotor có thể có các thanh dẫn kimloại luồn theo dọc các cực từ và được hàn hai phía theo kiểu lồng sóc ,chống dao động máy khi tải thayđổi

b) Nguyên lý hoạt động :

Khi cuộn dây kích từ được cấp dòng điện một chiều DC thì rotor trở thành một nam châm điện vàhình thành các cực từ N-S xen kẽ độ, độ lớn tỷ lệ với giá trị của dòng điện kích thích:

Þ =K.Ikt

Nếu rotor được quay bởi động cơ sơ cấp thì từ trường này sẽ là từ trường quay so với Stator và có tốc

độ là n=60f/P (f: tần số, P: số cặp cực) Từ trường này sẽ quét qua mặt phẳng các cuộn dây 3 pha làmxuất hiện trong cuộn dây 3 pha một sức điện động

Vì trục các cuộn dây 3 pha đặt lệch nhau 1200 trong không gian, nên hệ thống sức điện động 3pha được viết lại như sau:

eA(t) = E max sint (V)

eB(t) = E max sin(t -1200) (V)

eC(t) = E max sin(t - 2400) (V)

Các sức điện động này có thể ghép nối Y hoặc ▲ Thực tế máy phát điện tàu thủy chỉ nối Y

*Không chổi than:

a) Cấu tạo: giống như máy phát điện có chổi than Nhưng có thêm phần bổ sung

*Đặc tính:

*Hiểu biểu đồ:

-Tại nút giao: giá trị điện áp đầu ra để sử dụng

-Dự đoán một số tình trạng hoạt động, hỏng hóc của thiết bị

Câu 4 : Tại sao phải ổn định điện áp cho các máy phát điện xoay chiều 3 pha? Các ng/nh gây dao động điện áp ?

*Ổn định điện áp cho các máy phát điện xoay chiều 3 pha vì :

- Tất cả các thiết bị điện đều có một điện áp định mức nhất định để phát huy được hết tác dụng,hoạt động tin cậy, bền của thiết bị

- Sự sai lệch điện áp quá giới hạn cho phép đều gây ra các thiệt hại, làm giảm tuổi thọ của cácthiết bị Vì vậy, để hạn chế những thiệt hại do việc dao động điện áp gây ra, tất cả các máy phát đềuphải trang bị các bộ tự động điều chỉnh điện áp

*Các nguyên nhân gây dao động điện áp :

- Do dòng tải thay đổi (sử dụng nhiều thiết bị)

- Do tính chất tải thay đổi (cos φ giảm)

- Do nhiệt độ trong cuộn dây máy phát thay đổi

- Do phân phối tải giữa các máy phát làm việc song song không đều

- Do ngắn mạch ở các vị trí khác nhau trong mạch

- Do bộ điều chỉnh làm việc ko ổn định.

Câu 5 : Các nguyên lý điều chỉnh điện áp cho máy phát điện xoay chiều 3 pha ? Trình bày hệ thống tự

động điều chỉnh điện áp theo nguyên lý phức hợp pha ? Ưu nhược điểm của hệ thống ?

*Nguyên lý điều chỉnh điện áp:

- Điều chỉnh theo nguyên tắc nhiễu loạn

- Điều chỉnh theo độ lệch

- Điều chỉnh theo nguyên lí kết hợp.

Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên tắc nhiễu loạn

a Hệ thống phức hợp dòng

b Hệ thống phức hợp pha :+ Phức hợp pha nối tiếp+ Phức hợp pha song song

Hệ thống tự động ổn định điện áp theo độ lệch

Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên lí kết hợp

* Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên lý phức hợp pha:

Đây là hệ thống mà tín hiệu phản hồi dòng điện và tín hiệu điện áp phản hồi được cộng lại ở phía xoaychiều và sau đó đưa đến chỉnh lưu và đưa đến kích từ Có hai loại là phức hợp pha song song và phứchợp pha nối tiếp.

Phức hợp pha nối tiếp có thành phần dòng điện và điện áp được cộng nối tiếp với nhau trước khi

đưa qua chỉnh lưu để cung cấp dòng kích từ cho máy phát

Phức hợp pha song song có thành phần dòng điện và điện áp được cộng song song với nhau

trước khi đưa qua chỉnh lưu để cung cấp dòng kích từ cho máy phát

*Ưu điểm: cấu trúc đơn giản, tuổi thọ cao, đáng tin cậy, tính ổn định tốt

*Nhược điểm: độ chính xác thấp, cồng kềnh, khả năng tự kích ban đầu chưa cao

Câu 6: Tại sao phải cho các máy phát công tác song song, trình bày đặc điểm của quá trình công tác đó?

*Công suất tiêu thụ điện trên tàu lớn so với công suất trạm phát, tải toàn tàu không ổn định Để đảm bảo cho tàu có thể hoạt động an toàn và dài ngày trên biển thì trạm phát điện luôn phải đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng trong mọi điều kiện hoạt động của tàu, đồng thời tăng tính kinh tế Vì vậy, phải cho các máy phát công tác song song

*Đặc điểm của quá trình công tác song song:

- Đảm bảo cung cấp điện liên tục trong mọi chế độ hoạt động

- Có khả năng phục hồi điện áp nhanh

- Giảm trọng lượng của các thiết bị phân phối

- Có khả năg khởi động được các độg cơ dị bộ có côg suất lớn hơn công suất máy phát

- Không bị ngắt điện khi chuyển đổi giữa các máy phát điện (trên thanh cái lúc nào cũng có điện)

- Đòi hỏi trình độ ng vận hành phải cao

- Dòng ngắn mạch lớn

- Cần có hệ thống bảo vệ phức tạp hơn như bảo vệ công suất ngược

Câu 7: Trình bày điều kiện, các phương pháp hòa đồng bộ chính xác các máy phát công tác song

song ? Trình bày cụ thể theo nguyên lý đèn tắt, phương pháp hòa ?

*Điều kiện hòa: + Suất điện động của máy cần hòa bằng điện áp của lưới.

+ Tần số của máy cần hòa = tần số của lưới+ Góc lệch pha trùng nhau

TH1: Đèn chớp

Khi tần số không thõa mãn, bao gồm một máy nhanh, một máy chậm

Xem máy chạy chậm là máy đang đứng yên (RST), máy chạy nhanh là máy đang chạy (R’S’T’)

Tại S trùng S, không được cấp điện, đèn tắt

Nhưng vòng quay sẽ bị chênh lệch nên bóng đèn sẽ chớp tắt liên tục Chớp càng nhanh, lệch về tốc độcàng nhiều

TH2: Đèn không chớp, có 2 trường hợp

+Đèn cùng sáng: cùng tốc độ, lệch góc

+Đèn cùng tắt: cùng tốc độ, góc trùng nhau

Dựa vào đó, điều chỉnh ga cho 2 đèn cùng tắt rồi đóng CB

Câu 8: Trình bày điều kiện, các phương pháp hòa đồng bộ chính xác các máy phát công tác song

song ? Trình bày cụ thể theo nguyên lý đèn quay, phương pháp hòa ?

+ Đèn quay ngược chiều kim đồng hồ: máy phát chậm hơn lưới, phải tăng ga

+ Đèn quay thuận chiều kim đồng hồ: máy phát nhanh hơn lưới, phải giảm ga

- Nếu trùng tần số: cùng tốc độ

+ Khác điểm (R hợp với R’ một góc φ khác 0): sáng lần lượt đèn 1, rồi đèn 2 và 3 hoặc 3 đèncùng sáng nhưng khác cường độ thì không được phép đóng

+ Trùng góc (R trùng R’,S trùng S’,T trùng T’): đèn 1 tắt, đèn 2 và 3 sáng bằng nhau, có thểđóng CB hòa vào lưới

Câu 9: Bảng điện chính và các phương pháp phân chia điện năng trên tàu thủy ?

*Bảng điện chính: là 1 tủ sắt, đặt trong đó là các thiết bị đóng ngắt, điều khiển và bảo vệ Đây là nơi

điều khiển, kiểm tra công tác của máy phát điện và phân phối điện năg cho các thiết bị tiêu thụ Ngoài

ra còn có bảng điện phụ dùng để điều khiển, cung cấp điện cho các phụ tải riêng

- Theo cấu trúc bảng phân điện chính chia thành :

Cấu trúc kín : nhằm che các thiết bị để tránh con người động vào các phần tử có điện, nhưngkhông có khả năng chống tia nước lọt vào

Cấu trúc chống tia nước rơi vào dưới góc 45o hay từ trên rơi xuống

Cấu trúc kín nước : hoàn toàn có thể làm việc bình thường dưới độ sâu10m

*Trình bày các phương pháp phân chia điện năng trên tàu thủy? Ưu, nhược điểm.

- Hệ thống phân phối hình tia đơn giản: tất cả các máy phát cấp điện lên bảng điện chính và từ đó cấp

trực tiếp đến các phụ tải Áp dụng trên các tàu có trọng tải trung bình và nhỏ.

- Hệ thống phân phối hình tia phức tạp : tất cả các máy phát cấp điện lên bảng điện chính và từ đó cấp

trực tiếp đến các phụ tải công suất lớn như: chân vịt mạn, chân vịt mũi… hoặc là các phụ tải quan trọng như… bơm cứu hỏa, máy lái…và các bảng điện phụ Các bản điện phụ này lại cấp điện cho các

phụ tải phụ và các bảng điện phụ nhỏ hơn

- Việc ngắt một máy phát khi máy phát hoạt động song song

- Khởi động các động cơ dị bộ công suất lớn

- Tự động khởi động lại các động cơ

- Quá tải các phụ tải có công suất lớn

- Việc phân bố tải không đều khi các máy phát làm việc song song

*Phương pháp bảo vệ:

- Tăng công suất nguồn (quá tải 20%)

- Ngắt dần các phụ tải (quá tải 30%) không quan trọng

*Các thiết bị bảo vệ: role bảo vệ quá tải , role tần số.

Câu 12: Công suất ngược

*Hậu quả:

- Máy phát trở thàh động cơ và nhận năng lượng từ lưới, gây quá tải

- Gây xoắn trục tức thời

*Nguyên nhân:

- Máy phát xoay chiều: do mất lượng dầu vào động cơ điezen, mất hơi vào tua bin

- Đứt dây kích từ, hư hỏng khớp nối giữa điezen và máy phát

- Máy phát 1 chiều: do mất kích từ, điện áp giảm

*Phương pháp bảo vệ:

- Ngắt máy phát bị công suất ngược ra khỏi lưới để tránh quá tải cho máy còn lại và đảm bảo an toàncho trạm phát

*Các thiết bị bảo vệ:

Rơ-le công suất ngược loại cảm ứng hoặc các bộ nắn nhạy pha

- Máy phát 1 chiều: thiết bị bảo vệ hướng 1 chiều

- Máy phát xc: thiết bị nhạy cảm với sự biến đổi pha của dđ

Câu 13: Tại sao phải trang bị trạm phát điện sự cố trên tàu thủy ? Trình bày những yêu cầu cơ bản của

đăng kiểm về vấn đề này ?

Trên tàu thủy vấn đề an toàn cho con tàu, hàng hóa và tính mạng của con người rất quan trọng.Khi con tàu không hoạt động được do trạm phát chính mất điện thì phải có một tổ máy phát điện sự cốcung cấp điện năng cho các phụ tải quan trọng nhất

Các tổ máy phát điện sự cố phải đặt ở nhưng nơi thuận tiện trên cao hơn mớn nước (thường là ởthượng tầng ngang cabine buồng lái với tàu hàng, ngang boong chính với các tàu dịch vụ)

*Yêu cầu của đăng kiểm:

- Các tổ máy phát điện sự cố phải tự động khởi động khi trạm phát chính mất điện sau 30 giây, cungcấp điện cho bảng điện sự cố

- Động cơ lai máy sự cố phải là động cơ diesel được làm mát tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng hệ thốngquạt gió

- Các tổ máy phát điện phải có năng lượng sẵn sàng cho 24h, tàu khách tối thiểu phải 36h Nếu chỉdùng nguồn tiểu sự cố (acquy) thì cần có điện trong thời gian tối thiểu là 4 h

- Tuỳ theo công suất của tổ máy phát điện sự cố mà các phụ tải có thể được cấp điện là: máy lái, hệthống liên lạc vô tuyến điện, hệ thống tín hiệu báo động chung…

Câu 14: Acquy axit

*Cấu tạo:

Gồm một bình làm bằng vật liệu chống axit: nhựa ebonit Bên trong đặt xen kẻ các bản cựcdương và âm, giữa hai bản cực có đặt tấm ngăn lưới bằng nhựa ebonit Mỗi bản cực dương được xen kẻgiữa hai bản cực âm

+ Các bản cực dương được làm bằng PbO2 + Các bản cực âm được làm bằng Pb

Các bản cực có kết cấu dạng lưới chì có pha thêm 6 – 8% angtimon để tăng độ bền cơ học

Khoảng cách các bản cực nhỏ để giảm kích thước và điện trở

Dung dịch điện phân là dd H2SO4 Nồng độ dung dịch cao thì kích thước và trọng lượng acqui nhỏ,điện trở trong acqui nhỏ Tuy nhiên, tuổi thọi không cao do hiện tượng sunfat hóa

Khi nạp AQ cần đổ đầy dung dịch điện phân ngập trên bản cực 10-15 cm Nhiệt độ nhỏ hơn 25 độ Khinạp nhiệt độ lớn hơn 45 độ , chờ xuống dưới 30 độ lại tiếp tục nạp Để yên trong 4 – 12h sau khi đổdung dịch mới được nạp.

Nạp 2 cấp

Cấp 1: Nạp với Iđm trong 8-10h Khi dung lượng đạt 80%, chuyển sang nạp cấp 2

Cấp 2: Nạp với I = 0,5 Iđm

*Lưu ý khi sử dụng:

- Sử dung dây cáp nối acqui axit được làm bằng đồng, chân nối chấm bằng chì,

- Bảo quản trong các thùng gỗ có sơn chịu được dung dịch điện phân

- Đặt acquy trong phòng có thông gió để tránh cháy nổ

- Acqui axít và acqui kiềm không được đặt chung phòng vì hơi axit H2SO4 có thể phản ứng hóa họcvới dung dịch điện phân của acqui kiềm

- Không sử dụng khi điện áp còn dưới 1,8V

- Acquy có hiện tượng tự phóng điện nên sẽ cạn trong nhiều ngày

- Acquy sử dụng lâu bị hiện tượng sunfat hóa, khó sử dụng

Câu 15: Acquy kiềm

*Cấu tạo:

Cấu tạo tương tự acqui axít

Cực âm, có hai loại:

+ Acqui sắt kiềm: Ni-Fe + Acqui cadmi kiềm: NiCdCác bản cực dương là Ni(OH)3

Dung dịch điện phân trong acqui kiềm là dung dịch KOH

*Nguyên lý hoạt động của acquy kiềm:

Phản ứng hoá học khi phóng và nạp acquy kiềm :

Với acquy sắt kiềm:

2Ni(OH)3 +KOH + Fe  2Ni(OH)2 + KOH + Fe(OH)2

Với acquy Cadmi kiềm:

2Ni(OH)3 +KOH + Cd  2Ni(OH)2 + KOH + Cd(OH)2

*Phương pháp nạp với điện áp không đổi:

Khi nạp AQ cần đổ đầy dung dịch điện phân ngập trên bản cực 10-15 cm Nhiệt độ nhỏ hơn 25

độ Khi nạp nhiệt độ lớn hơn 45 độ , chờ xuống dưới 30 độ lại tiếp tục nạp Để yên trong 4 – 12h saukhi đổ dung dịch mới được nạp

Nạp Iđm ngay từ đầu đến cuối trong 8-10h Dấu hiệu của nạp no là có hiện tượng thoát khímạnh và điện áp không đổi trong 3h

*Lưu ý khi sử dụng:

- Sử dung dây cáp nối acqui kiềm được làm bằng đồng, chân nối chấm bằng niken

- Bảo quản trong các thùng gỗ có sơn chịu được dung dịch điện phân

- Đặt acquy trong phòng có thông gió để tránh cháy nổ

- Acqui axít và acqui kiềm không được đặt chung phòng vì hơi axit H2SO4 có thể phản ứng hóa họcvới dung dịch điện phân của acqui kiềm

Câu 16: Trình bày hiểu biết của anh chị về các loại đèn sử dụng trên tàu thủy ?

a) Đèn sợi đốt:

- Nguyên lý : khi vật rắn đốt nóng ở nhiệt độ > 500 c thì nó sẽ phát ra ánh sáng

- Cấu tạo : dây tóc làm bằng kim loại có khả năng phát quang và chịu được nhiệt độ cao (vonfram) đặttrong bóng thủy ngân có chứa khí trơ hoặc hút hết không khí

Thường dùng các loại bóng đui xoáy do loại này có độ chắc chắn và độ tin cậy cao.

+ Hiệu suất phát sáng lên tới 190 lm/w

+ Tuổi thọ cao khoảng 8000h

*Đèn natri cao áp: dang bóng hình quả trứng hoặc hình ống, có đui xoáy Đươc làm từ thủy tinhalumin, thạchanh để có thể làm việc ở áp suất hơi và nhiệt độ cao hơn (10000C)

- Các đặc trưng:

+ Đèn có ánh sáng trắng

+ Hiệu quả chiếu sáng lên tới 120 lm/w

+ Tuổi thọ cao khoảng 10 000 h

*Đèn halogen kim loại: sử dụng hỗn hợp hơi thủy ngân và halogen

- Các đặc trưng:

+ Dải công suất 250- 2000 w+ Hiệu suất chiếu sang là 95 lm/w

+ Tuổi thọ khoảng 4000 h

*Đèn huỳnh quang thủy ngân thấp áp:

- Cấu tạo: 1 ống thủy tinh mờ chứa argon và 1 lượng rất nhỏ thủy ngân Trên thành ống trángbột phốt pho phát ra ánh sáng trắng Màu ánh sáng phụ thuộc vật liệu bột phát quang

Câu 17: Trình bày về hệ thống đèn tín hiệu, đèn hành trình trên tàu thủy?

*Hệ thống đèn tín hiệu:- Đèn neo được sử dụng để báo kích thước tàu khi neo đậu Đèn neo ánh sáng

trắng, chiếu sáng 360 độ, sáng khi tàu thả neo vào ban đêm

+ Bố trí: đèn neo mũi và đèn neo lái, với tàu có chiều dài trên 150m thì bố trí thêm một đèn neo

ở khoảng giữa thân tàu

+ Loại đèn sợi đốt, chịu được rung lắc và ảnh hưởng của môi trường biển

- Đèn sự cố ánh sáng đỏ, có 1 hoặc 2 bóng đối xứng nhau qua cột chính

- Đèn lai dắt sáng khi lai dắt tàu khác, đèn này có màu theo quy định từng nước

- Đèn hoa tiêu, đèn qua kênh đào, đèn mất chủ động…

- Các đèn này đèn được cấp nguồn qua công tắc 2 cực đặt tại bảng đèn tín hiệu trong buồng lái

- Một cột bao gồm các đèn có các màu trắng, đỏ, xanh (green), xanh (blue) được bố trí như hình vẽdưới đây Các đèn này được điều khiển theo các tổ hợp nhất định tạo nên các trạng thái tín hiệu theocác qui định quốc tế và các quốc gia cụ thể Các trạng thái tín hiệu bao gồm các yêu cầu về hoa tiêu,yêu cầu về cấp cứu y tế, yêu cầu về xử lý hàng hóa, …

- Đèn mourse màu trắng sáng nhấp nháy báo đang liên lạc bằng mourse

- Đèn NUC (Not Under Command) sử dụng hai đèn đỏ được đặt cách nhau tối thiểu 2m theo chiềuthẳng đứng Đèn này được trang bị 2 hệ thống độc lập: một được cấp nguồn 220VAC từ bảng điện sự

cố, một được cấp nguồn 24VDC sự cố

*Hệ thống đèn hành trình:

Đèn hành trình là một loại đèn tín hiệu được sử dụng khi tàu hành trình trong đêm hoặc khi cósương mù

*Chức năng: Nhìn vào bố trí hệ thống các đèn hành trình tàu bạn mà sĩ quan hàng hải nhận biết tàu đó

đang đi theo hướng nào so với tàu ta để quyết định phương án tránh va tốt nhất

Câu 18 : Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của máy phát điện không chổi than ? (Câu 3)

Câu 19: Trình bày sơ đồ khối và nguyên lý làm việc của hệ thống lái ở chế độ lái tự động ?

Câu 20: Trình bày chức năng, vai trò, tầm quan trọng và những yêu cầu cơ bản của hệ thống lái tàu

thủy ?

*Chức năng:

- Điều khiển thay đổi hướng đi của con tàu

- Tự động điều khiểntàu đi theo một hướng đi không đổi cho trước

- Tự động điều khiển tàu chạy theo một hành trình cho trước

- Tự động dẫn tàu bám theo một mục tiêu di động

*Yêu cầu:

- Hệ thống lái phải hoạt động an toàn, tin cậy trong mọi điều kiện thời tiết

- Chịu được tác động của lắc ngang ±22.5° và lắc dọc ±11.5° chịu đc rung động với tần số (5-30)Hz

- Hoạt động bình thường môi trường nhiệt độ thay đổi rộng và độ ẩm tương đối cao

Đối với máy lái:

- Công suất phù hợp với kích thước,trọng tải, hình dáng tàu

- Đươc cấp điện từ 2 nguồn khác nhau

- Có chế độ hoạt động sự cố

- Phải có chỉ thị cơ khí vị trí bánh lái

- Máy lái phải bao gồm hai hệ thống chính-phụ, có thể hoạt động song song

- Có khả năng chịu được quá tải 150% trong khoảng thời gian 1 phút

- Có bảo vệ dừng khi ngắt mạch, báo động khi quá tải ,phải có bảo vệ cuối hành trình bằng ngắt điện và

cơ khí

- Có khả năng hoạt động liên tục, bẻ lái tần số cao hàng chục lần trong một phút

- Thời gian bẻ laí từ hết mạn này sang hết mạn khác khi tàu đầy tải và tiến hết không quá 28s.

Đối với hệ thống điều khiển:

- Có nhiều chế độ hoạt động : lái đơn giản ,lái lặp, lái từ xa, lái từ động

- Phải có thiết bị điều khiển và theo dõi tình trạng hoạt động của máy lái

- Báo động khi tàu lệch khỏi hướng

- Có khả năng giữ hướng đi con tàu khi chịu ảnh hưởng thời tiết

Câu 21: Trình bày sơ đồ khối và nguyên lý làm việc của hệ thống lái ở chế độ lái lặp ? Cơ cấu tạo lặp

có thể sử dụng các thiết bị gì ? Làm việc theo nguyên tắc gì ?

*Nguyên lý làm việc:

Khi xoay vô lăng, tín hiệu phát ra gồm:

+ Độ lớn: góc xoay vô lăng

+ Tốc độ xoay vô lăng

+ Sai số của vô lăng

Ba tín hiệu trên cộng dồn với tín hiệu phản hồi vị trí của bánh lái tạo thành tín hiệu bẻ lái Tín hiệu nàyđưa qua biến đổi từ tín hiệu vật lý sang tín hiệu điện, khuếch đại tín hiệu đưa vào máy lái, điều khiển xilanh lực (hoặc tâm bơm), làm bánh lái xoay Bánh lái tiếp tục quay tới khi bằng với vị trí vô lăng Bánhlái dừng tới vị trí mong muốn, tín hiệu bẻ lái bằng 0

Câu 22: Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ dị bộ 3 pha ? Các thông số ảnh hưởng đến

Dây quấn ba pha: dây đồng có phủ lớp emay cách điện, chịu được nhiệt độ cao, dây dẫn đượcquấn thành các bin đặt trong rãnh theo các quy luật nhất định tạo thành mạch 3 pha đối xứng và sửdụng hết chu vi cuả mặt cắt các rãnh Các bin dây và phần lõi thép stator phải có cách điện bởi các lớpbià phesfan, tơ sợi, mica…Stator 3 pha thông thường có 3 cuộn dây quấn lệch pha 1200, cuộn 3 pha cócách nối riêng để tạo thành các cặp cực (p), số cặp cực hình thành tùy thuộc yêu cầu của tốc độ rotor và

số rãnh trong của stator 3 pha stator thường đưa ra 6 đầu của cuộn dây pha để có cách nối dây hình

“sao” hay nối dây hình “tam giác” Ở một số động cơ đặc biệt trên mỗi pha có thể có hơn 1 cuộn dây,

vì vậy số đầu dây có thể đưa ra ngoài là 9 hoặc 12 đầu dây để tổ chức đổi nối tạo nhiều cấp tốc độ

b) Rotor:

Rotor dây quấn:

Lõi thép cũng là các lá thép kĩ thuật điện dập hình vành khăn, ghép cách điện và phiá vành ngoài

xẻ rãnh để đặt các bin dây,phiá bên trong của lõi thép là trục xuyên qua, trục rotor động cơ chế tạobằng thép , 2 đầu có ổ đỡ trượt hoặc ổ bi, phía ngoài của trục gắn các cánh quạt làm mát

Dây quấn rotor tương tự như dây quấn của stator, số cặp cực hình thành của dây quấn rotorbằng với số cặp cực của stator, nhưng ở rotor các cuộn dây luôn nối “hình sao” và đưa 3 đầu dây ra bênngoài qua ba vành trượt

- Làm bằng nhôm, gang hoặc thép đúc, đặt trên bệ

- Giữa vỏ và lõi thép stator thường có các khe khí rộng để thông gió

- 2 đầu có nắp để đỡ trục quay

- Cánh quạt thông gió có 2 kiểu: thông gió kín (phiá trong máy) và thông gió hở (phiá bên ngoài máy)

- Vỏ máy có thể hở để thông gió hoặc làm kín (môi trường tầu thuỷ), trên vỏ máy có hộp nối dây điệnvới nguồn điện bên ngoài

*Nguyên lí hoạt động:

Khi cấp dòng điện I1 vào cuộn dây 3 pha thì trong lòng cuộn dây 3 pha có một từ trường quaytròn đều với tốc độ là no = 60f/p Từ trường này quét qua các thanh dẫn của rotor (lồng sóc), hay cáccạnh của các bin dây trong rãnh rotor làm suất hiện trong chúng sức điện động cảm ứng với tần số là f.Khi rotor kín mạch thì sẽ có dòng điện rotor I2 ,dòng điện này tác động với từ trường stator làm sinh ra

từ lực và Momen quay Mđt,rotor quay theo chiều giảm tốc độ quét của từ trường quay qua các thanhdẫn, tần số dòng điện trong rotor là f2 Giả sử rằng tốc độ của rotor tăng bằng tốc độ của từ trườngquay, lúc đó không có sự quét của từ trường stator lên các thanh dẫn của rotor => sức điện động trongcác thanh dẫn bằng “0” => I2 = 0, do đó => mômen Mđt = 0 Nhưng do ổ đỡ có mô men ma sát Mms ≠

0 nên tốc độ rotor giảm xuống Khi tốc độ rotor giảm xuống thì tiếp tục lại có sự quét của từ trườngquay qua thanh dẫn rotor, => lại xuất hiện momen điện từ Mđt làm rotor quay theo Cứ như thế tốc độquay của rotor đạt được không bao giờ bằng tốc độ của từ trường quay Dòng điện trong rotor có tần số

là f2 = s.f [hz]

Tốc độ của rotor xác định như sau:

n = n0 (1–s) [vg/ph] hoặc w = w0(1-s) [rad/s]

s -là hệ số trượt của rotor so với từ trường quay

s = 0 - khi tốc độ rotor bằng tốc độ của từ trường n0

s = 1 - khi tốc độ rotor bằng không (bắt đầu khởi động hoặc động cơ bị dừng dưới điện)

Dễ dàng nhận thấy rằng khi động cơ bắt đầu khởi động (s =1) dòng điện trong rotor có giá trị lớn nhất,khi động cơ hoạt động bình thường (s rất nhỏ) dòng điện rotor sẽ giảm xuống

*Các thông số ảnh hưởng đến đặc tính cơ:

Câu 23: Trình bày chức năng, vai trò, tầm quan trọng và những yêu cầu cơ bản của hệ thống neo tời

quấn dây tàu thủy ?

*Chức năng:

- Giữ tàu tại vị trí thả neo

- Tời neo trang bị trống tời dùng để thu thả dây buộc tàu

- Hỗ trợ điều động, hành trình: hỗ trợ tàu quay trở, vào cầu tàu; phá trớn của tàu khi gặp các tình huốngđâm va; hạ thấp trọng tâm tàu, ổn định tàu khi đi chuyển trong bão

*Vai trò, tầm quan trọng:

-Neo và tời quấn dây được xếp vào nhóm máy phụ quan trọng trên tàu Sự hoạt động tin cậy của hệthống này có ý nghĩa lớn trong việc hoạt động an toàn của con tàu

*Yêu cầu cơ bản:

- Hoạt động trong mọi chế độ, điều kiện sử dụng của tàu với các yêu cầu kĩ thuật đã cho trước

- Có khả năng chịu quá tải lớn, có khả năng dừng dưới điện trong khoảng thời gian 30s

- Thời gian thu neo từ một độ sâu quy định không quá 30 phút

- Hệ thống phải có khả năng tạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái của tải

- Phải có khả năng giữ cố định được neo và xích neo khi hệ thống đột ngột mất điện

- Động cơ thực hiện phải được chế tạo dưới dạng kín nước, chống nổ

- Hệ thống điều khiển phải bố trí ở gần máy neo để thuận tiện cho người điều khiển

- Thiết bị gọn nhẹ, chắc chắn, dễ sửa chữa

Câu 24: Trình bày các giai đoạn thu neo ? Tại sao lại hay xảy ra dừng dưới điện khi thu neo ? Để hạn

chế người ta thiết kế hệ thống điều khiển như thế nào ?

*Các giai đoạn thu neo:

Giai đoạn 1: Thu phần xích neo nằm trong bùn

- Xích neo được thu với tốc độ không đổi Tàu từ từ đến điểm thả neo với tốc độ không đổi Trong suốt

giai đoạn này đoạn xích neo trong nước không thay đổi hình dạng, sức căng và lực kéo

- Giai đoạn kết thúc khi mắt xích neo cuối cùng được nhất lên khỏi bùn nhưng neo vẫn nằm trong bùn

Giai đoạn 2: Thu phần xích neo võng

- Xích neo được rút ngắn và thẳng dần ra trong nước, sức căng tăng dần, tàu tiếp tục tiến về điểm thảneo với tốc độ không đổi Giai đoạn này kết thúc khi xích neo thẳng trong nước

Giai đoạn 3: Nhổ neo

- Đây là giai đoạn rất ngắn của quá trình thu neo, được tính từ khi xích neo hết độ võng đến khi neođược nhổ bật lên khỏi bùn Lúc này tàu đã tiến gần đến điểm thả neo, sức căng trên đĩa hình sao đạt giátrị lớn nhất, nếu neo không nhổ bật khỏi bùn thì động cơ bị dừng dưới điện Tốc độ của tàu giảm

Giai đoạn 4: Thu neo

- Giai đoạn này được tính từ khi neo được nhổ lên khỏi bùn, neo và xích neo được thu ngắn dần chođến khi chuẩn bị đưa vào lỗ neo Tốc độ tàu tăng dần

*Hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo: Do lực kéo neo nhỏ hơn lực cản của neo (neo có thẻ mắc

vào đá ngầm), động cơ bị neo giữ, không thể quay kéo neo Thời gian lâu có thể gây hỏng máy vì hiệntượng quá tải

*Để hạn chế điều này người ta thường thiết kế hệ thống điều khiển:

- Có khả năng điều khiển để tạo ra được nhiều cấp tốc độ

- Không thay đổi tốc độ quá đột ngột mà phải theo thứ tự từ thấp đến cao hoặc ngược lại để không tạoxung lực đột ngột lên đĩa hình sao

Câu 25: Chức năng, tầm quan trọng, vai trò và những yêu cầu cơ bản của hệ thống tự động kiểm tra và

bảo vệ buồng máy tàu thủy ?

*Chức năng:

- Phát hiện và báo động bằng đèn, còi các thông số vượt quá giá trị định mức

- Đo và điều khiển các thông số quan trọng

- Báo cảm biến đứt cáp, chạm mát

- Bảo vệ các thiết bị điện khi xảy ra sự cố

- Dự báo, thông báo hỏng hóc, đưa ra hướng xử lý

- Ghi nhật ký

*Vai trò,tầm quan trọng:

- Có vai trò quan trọng trong việc phòng ngừa, thông báo các hiện tượng bất thường, sự cố cho sĩ quan

máy, thủy thủ đoàn kịp thời xử lý

- Tránh hỏng hóc nghiêm trọng, ảnh hưởng kinh tế, an toàn của toàn tàu

*Những yêu cầu cơ bản:

- Phải hoạt động tin cậy, chính xác

- Thuật toán phải rõ ràng

- Có chức năng thử hệ thống

- Bố trí các thông số hợp lý

- Được nuôi từ 2 nguồn điện: nguồn chính (từ lưới điện) và nguồn sự cố (acquy)

- Dễ dàng bảo dưỡng, sửa chữa