áp dụng tiêu chuẩn cơ sở TCCS 35-05, máy điện một chiều và tiêu chuẩn thử nghiệm, đề tài đã xác định tiêu chuẩn thử nghiệm của động cơ một chiều 200kW- 750vg/ph nh− sau:
Nguồn điện một chiều
Dùng chỉnh l−u một chiều có công suất nh− sau:
- Bộ kích từ có điều chỉnh dòng Ikt đến 50A
- Bộ chỉnh l−u cấp cho phần ứng điều chỉnh dòng Ip− đến 300A.
Động cơ phải làm việc với công suất danh định P=200kW
Khi Ukt=(95%-105%)x440V; Ikt=(95%-105%)x33.9A
Chế độ làm việc của động cơ một chiều 200kW
Chế độ làm việc danh định gián đoạn; có tốc độ quay thay đổi, đảo chiều quay theo chu kỳ.
Tiêu chuẩn thử độ bền cách điện.
Cách điện giữa các phần mang điện với vỏ máy phải chịu đ−ợc điện áp thử trong một phút mà không bị đánh thủng. Điện áp thử đ−ợc quy định nh− sau:
- Đối với các cuộn dây:
Bảng 8.Bảng quy định điện áp thử.
Các bộ phận Công thức tính điện áp thử Điện áp thử
Cuộn dây cực phụ – vỏ 1000V+2Ucp
không nhỏ hơn 1500V 1500V Cuộn dây cực chính (kích thích)-Vỏ 1000V+2UKT không nhỏ hơn 1500V 1500V Bộ dây phần ứng đấu vào cổ
góp - Vỏ
1000V+2Up− 1880V
Giá than 1000V+2UKT
không nhỏ hơn 1500V
1500V
- Cách điện giữa các lam đồng (Thử tr−ớc khi đấu dây)
Hình 38. Sơ đồ thử cách điện lam đồng
- Bóng đèn sáng: Hai lam đồng chập nhau - Bóng đèn không sáng: Cách điện đạt yêu cầu.
Thử độ bền cách điện vòng dây:
- Cuộn dây cực chính, cực phụ đ−ợc thử bằng thiết bị kiểm tra cách điện vòng. - Cuộn dây phần ứng + cổ góp: Kiểm tra bằng ph−ơng pháp milivôn
Thử không tải
- Kiểm tra động cơ tĩnh khoản 5.3.3 mục 5 theo tiêu chuẩn TCCS 36-05 - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ đo, điều kiện thử nghiệm
1. Bộ đo công suất WT230- cấp chính xác 0,1
2. Thiết bị thử cách điện vòng PJ-Model 15S-2M-Cấp chính xác 2 3. Mêgôm 500V- Cấp chính xác 5
4. Cầu đo điện trở P333
5. Đồng hồ vạn năng Model 1008- Cấp chính xác 1,5 6. Apupekim model 2003- Cấp chính xác 1,5
7. Đồng hồ đo tốc độ HD-2234A- Cấp chính xác 1,5 8. Thiết bị đo độ rung VM-63A- Cấp chính xác 1,5 9. Súng đo nhiệt độ CMS 2000- Cấp chính xác 5 10. Máy đo độ ồn 93411- Cấp chính xác 1,5
Ngoài ra còn có các đồng hồ dụng cụ khác nh− nhiệt kế thuỷ ngân, đồng hồ vônmét, ampe mét. Các đồng hồ đo đ−ợc kiểm định hoặc nối chuẩn theo quy định của bộ tiêu chuẩn quản lý chất l−ợng ISO 9001-2000 phù hợp với pháp lệnh đo l−ờng.
- Đấu động cơ theo sơ đồ sau:
Hình 39. Sơ đồ thử không tải
Trong đó: + RST: Nguồn điện 3 pha xoay chiều 380V-50Hz + M: Động cơ một chiều 200kW
+ CL1: Bộ chỉnh l−u cấp cho kích từ động cơ + CL2: Bộ chỉnh l−u cấp cho phần ứng động cơ - Cho động cơ chạy thử, kiểm tra trạng thái làm việc của động cơ.
ở tốc độ quay n=750vg/ph, trong thời gian 1 giờ 30 phút động cơ phải đạt các yêu cầu sau:
- Cấp tia lửa <1;
- ổ bi không nóng quá nhiệt độ môi tr−ờng+200C; - Độ ồn < 85dB; độ rung < 30àm;
- Viên than tiếp xúc với cổ góp ≥75% diện tích bề mặt; không rơ, lỏng. - Khi quay không có tiếng kêu lạ, mỡ không đùn ra ngoài ổ bi.
- Lấy các số liệu theo quy định trong tiêu chuẩn .
Thử nghiệm có tải:
Do điều kiện sử dụng đặc biệt của động cơ 200kW-750vg/ph-440V, phòng thí nghiệm máy điện quay tại Công ty CTAMAD không đủ công suất và điều kiện thử tải động cơ theo chế độ làm việc của động cơ. Do đó thử nghiệm có tải đ−ợc chia thành 3 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Thử 45% tải danh định tại phòng thí nghiệm của công ty
CTAMAD
- Giai đoạn 3: Thử khả năng làm việc lâu dài của động cơ.
Giai đoạn 1: Thử nghiệm 45% tải danh định tại phòng thí nghiệm
- Động cơ 200kW đ−ợc lắp lên máy đo mômen dinamomet 1500Nm - Lắp ráp theo sơ đồ mạch điện động lực và đo l−ờng (hình 40)
Hình 40. Sơ đồ thử có tải giai đoạn 1
Trong đó: + RST: Nguồn điện 3 pha xoay chiều 380V-50Hz + M: Động cơ một chiều 200kW
+ CL1: Bộ chỉnh l−u cấp cho kích từ động cơ + CL2: Bộ chỉnh l−u cấp cho phần ứng động cơ + Đi: Máy Dinamomet 1500Nm
- Lắp nguồn một chiều vào cuộn dây kích thích:Ukt=115V; Ikt=32A - Nâng điện áp phần ứng Up−=440V
- Điều chỉnh tải các nấc mô men M (Nm)
- Đo công suất (P2); dòng điện phần ứng (Ip−); tốc độ quay (n) Lập bảng:
Bảng 9. Kết quả thử nghiệm giai đoạn 1.
Tên thông số Ký hiệu Đơn vị đo Số liệu
Mômen M Nm
Công suất P2 kW
Điện áp phần ứng Up− V 440 440 440 440
Dòng điện phần ứng Ip− A
Thời gian thử tải: Thử tải đến khi nhiệt độ ổn định - Đo nhiệt độ
- ổ bi tr−ớc. - ổ bi sau.
- Nhiệt độ môi tr−ờng.
- Đo độ tăng nhiệt ở 45% tải danh định - Bằng ph−ơng pháp V-A
- Xác định độ tăng nhiệt của động cơ - Thử nghiệm đảo chiều động cơ
- Đ−a điện áp vào bộ dây kích từ Ukt =115V; Ikt =32A - Nâng dần Up− từ 70V đến 160V
- Liên tục đảo chiều dòng điện kích từ.
Trong quá trình đảo chiều quan sát tình trạng hoạt động của động cơ và đánh giá cấp tia lửa ở cổ góp điện.
- Xây dựng đặc tính điều chỉnh bằng thay đổi phần ứng. - Xây dựng đặc tính điều chỉnh tải.
Giai đoạn 2: Thử tải tại hiện tr−ờng
Động cơ 200kW đ−ợc lắp lên máy xúc quặng ]7∋-5A đang làm việc trên khai tr−ờng tại Công ty apatit Việt Nam. Động cơ phải lắp lẫn đ−ợc với động cơ 200kW do Liên Xô chế tạo
- Khi máy xúc làm việc tiến hành điều chỉnh tải và đo các thông số sau:
- Điện áp kích từ Ukt (V); - Dòng điện kích từ Ikt (A); - Điện áp phần ứng Up− (V); - Dòng điện phần ứng Ip− (A); - Tốc độ quay n (vg/ph).
- Đánh giá tình trạng làm việc của động cơ:
Để đánh giá tình trạng làm việc của động cơ thử nghiệm tại hiện tr−ờng, vận hành máy xúc làm việc đạt năng suất thiết kế, tiến hành kiểm tra th−ờng xuyên so sánh với yêu cầu kỹ thuật và so sánh với động cơ do Liên xô chế tạo về các thông số sau:
- Độ ồn của động cơ; - Độ rung của động cơ; - Nhiệt độ ổ bi tr−ớc;
- Nhiệt độ ổ bi sau;
- Nhiệt độ môi tr−ờng làm việc.
- Thử v−ợt tốc
Khi hạ gầu xúc tốc độ của động cơ đạt tới n=960vg/ph (Bằng 1,28% tốc độ định mức)
- Thử đảo chiều
Động cơ luôn làm việc trong tình trạng đảo chiều: Khi máy xúc hoạt động gầu nâng lên, có quay, có hạ gầu.
- Đánh giá chất l−ợng chế tạo sản phẩm mẫu qua thử nghiệm
Sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật hoặc tiêu chuẩn nào không đạt yêu cầu.
Giai đoạn 3: Thử khả năng làm việc lâu dài của động cơ 200kW. Tiếp tục để động
cơ làm việc lâu dài trên máy xúc ]7∋-5A, tham gia sản xuất 3 ca/ngày đạt năng suất bốc xúc theo thiết kế để xác định giá trị sử dụng của động cơ 200kW đề tài chế tạo. 5.2 Xây dựng ph−ơng pháp và quy trình thử nghiệm
Nhóm đề tài sau khi nghiên cứu đã xác định đ−ợc tiêu chuẩn thử nghiệm và thông số kỹ thuật của động cơ 200kW-750vg/ph-440V. Công việc tiếp theo là nghiên cứu để tiến hành thử nghiệm xác định mức chất l−ợng, chỉ tiêu thông số kỹ thuật thực tế của sản phẩm đ−ợc đề tài chế tạo.
Quy trình thử nghiệm máy điện một chiều đ−ợc nghiên cứu để xác định ph−ơng pháp thử nghiệm và trình tự các b−ớc thử nghiệm. Quy trình thử nghiệm quy định về việc chuẩn bị điều kiện kỹ thuật (thiết bị thử nghiệm, dụng cụ đo, trang bị an toàn ...); các b−ớc thử nghiệm; cách và thực hiện các công việc, các thao tác; hồ sơ.
Thử nghiệm máy điện có 2 dạng: Thử điển hình và kiểm tra (KCS). Máy điện là sản phẩm mới (ch−a đ−ợc chế tạo tại cơ sở) hoặc ứng dụng vật liệu mới, hoặc áp dụng công nghệ mới thì phải tiến hành thử điển hình để xác định toàn bộ các yêu cầu kỹ thuật và các chỉ tiêu thông số kỹ thuật của máy. Từ đó đánh giá chất l−ợng sản phẩm, đề xuất các điều chỉnh về thiết kế, công nghệ hoặc sử dụng vật liệu.
Để tiến hành thử điển hình nếu cần thiết phải xây dựng quy trình thử nghiệm điển hình cho từng loại máy điện (động cơ một chiều, máy phát một chiều, động cơ đồng bộ, động cơ không đồng bộ...) để có thể xác định đ−ợc tất cả các thông số kỹ thuật và đánh giá chất l−ợng đối với sản phẩm.
Công ty CTAMAD đã xây dựng nhiều quy trình thử nghiệm công nghệ cho các sản phẩm máy điện quay. Các động cơ không đồng bộ thông dụng công suất d−ới 1500Nm
đ−ợc thử điển hình toàn bộ tại phòng thí nghiệm. Các máy điện có kết cấu đặc biệt (động cơ trục đứng), có công suất lớn, chế độ làm việc, điều kiện sử dụng có các đặc thù riêng đều phải xây dựng quy trình công nghệ cho riêng từng sản phẩm.
Máy điện một chiều là sản phẩm ch−a đ−ợc chế tạo tại Việt Nam, động cơ điện một chiều 200kW-750vg/ph-440V lại là dạng máy điện một chiều đặc biệt đ−ợc sử dụng làm việc tại các vùng khai thác quặng, chế độ làm việc rất khắc nghiệt. Xây dựng quy trình thử nghiệm cho động cơ một chiều 200kW sẽ là cơ sở cho việc xây dựng các quy trình công nghệ máy điện một chiều khác vì thử điển hình động cơ một chiều 200kW khó khăn phức tạp hơn nhiều so với các máy điện một chiều thông dụng.
Quy trình thử nghiệm của sản phẩm đ−ợc xây dựng dựa vào các yếu tố sau: - Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, nhu cầu sử dụng sản phẩm;
- Các thông số kỹ thuật;
- Điều kiện thử nghiệm (thiết bị thử nghiệm, dụng cụ, ph−ơng tiện đo...);
- Các quy định của tiêu chuẩn nhà n−ớc (TCVN), các tổ chức quốc tế (IEC), tiêu chuẩn ngành, cơ sở ban hành.
Quy trình thử nghiệm của động cơ 200kW-750vg/ph-440V xem phần phụ lục 2.
5.3 Thử nghiệm sản phẩm của đề tài-động cơ một chiều 200kW- 750vg/ph-440V.
Sau khi đã nghiên cứu và xác định "yêu cầu thử nghiệm", "thông số kỹ thuật"; xây dựng "quy trình thử nghiệm động cơ một chiều 200kW-750vg/ph-440V", đề tài tiến hành chuẩn bị các điều kiện và ph−ơng tiện thử nghiệm.
Nội dung các công việc của quá trình thử nghiệm bao gồm: - Chuẩn bị điều kiện kỹ thuật cho công tác thử nghiệm; - Thành lập Tổ công tác nghiệm thu sản phẩm;
- Thử nghiệm động cơ 200kW.
5.3.1 Chuẩn bị điều kiện kỹ thuật cho công tác thử nghiệm.
Điều kiện kỹ thuật cho công tác thử nghiệm gồm có: - Các tài liệu kỹ thuật;
- Các thiết bị, dụng cụ, ph−ơng tiện đo; - Chuẩn bị địa điểm thử nghiệm.
Các tài liệu kỹ thuật phục vụ công tác thử nghiệm
Để tiến hành thử nghiệm điển hình sản phẩm phải chuẩn bị các tài liệu liên quan để phục vụ công tác này gồm: các tiêu chuẩn, các yêu cầu thử nghiệm, các thông số kỹ thuật, quy trình thử nghiệm, ph−ơng pháp thử nghiệm, các sơ đồ mạch động lực, mạch đo l−ờng thử nghiệm, các biểu mẫu của hồ sơ thử nghiệm.
Các tài liệu trên đã đ−ợc trình bày ở các mục 1.2 ch−ơng 1; mục 5.1; 5.2 ch−ơng 5.
Các thiết bị, dụng cụ, ph−ơng tiện đo
Danh mục các thiết bị, dụng cụ, ph−ơng tiện đo dùng để thử điển hình động cơ đã đ−ợc liệt kê tại mục 6.1 của quy trình thử nghiệm động cơ điện một chiều 200kW- 750vg/ph-440V đ−ợc trình bày trong mục 5.2 ch−ơng 5. Trong đó, một số thiết bị phải đạt cấp chính xác theo quy định và phải thực hiện kiểm định theo các quy định trong pháp lệnh đo l−ờng và pháp lệnh chất l−ợng hàng hoá do Quốc hội ban hành.
Các hồ sơ kiểm định đồng hồ đo đ−ợc đính kèm với các biên bản thử nghiệm động cơ.
Chuẩn bị điều kiện thử nghiệm tại hiện tr−ờng
Ngay từ khi đề xuất đề tài, Công ty CTAMAD đã đặt vấn đề xin phép Công ty Apatit Việt Nam (nơi sử dụng nhiều máy điện một chiều) để đ−ợc lắp động cơ một chiều 200kW-750vg/ph-440V vào máy xúc ]7∋-5A và thử nghiệm tại hiện tr−ờng vì các lý do sau:
- Phòng thí nghiệm máy điện quay của công ty CTAMAD không có khả năng thử tải toàn diện cho các máy điện có công suất lớn hơn 1500Nm;
- Lắp động cơ 1 chiều 200kW máy xúc ]7∋-5A sẽ thuận lợi cho công việc thử nghiệm do điều chỉnh đ−ợc tải dễ dàng thử đ−ợc quá tải và thực hiện đ−ợc các chế độ làm việc của động cơ (chế độ làm việc danh định gián đoạn, có đảo chiều quay, có tốc độ quay thay đổi);
- Có điều kiện để động cơ làm việc lâu dài tại hiện tr−ờng nhằm thử nghiệm độ bền, đánh giá độ ổn định của công nghệ chế tạo và xác định giá trị sử dụng của sản phẩm.
Tháng 10/2005 ngay sau khi chế tạo hoàn tất động cơ, Công ty CTAMAD đã chính thức đặt vấn đề với Công ty Apatit Việt Nam cho phép thử nghiệm động cơ tại hiện tr−ờng trên máy xúc ]7∋-5A.
Máy xúc ]7∋ do Liên xô chế tạo đ−ợc sử dụng nhiều ở các cơ sở khai thác mỏ, quặng, sỏi đá.v.v. Tại Công ty Apatit Việt Nam các máy xúc ]7∋ làm việc ở “khai tr−ờng”, đó là vùng núi, sau khi nổ mìn máy xúc có nhiệm vụ xúc quặng, dọn đ−ờng. Đ−ợc sự cho phép và ủng hộ nhiệt tình của lãnh đạo, cán bộ công nhân Công ty Apatit Việt Nam, nhóm đề tài đã đến hiện tr−ờng để nghiên cứu thực tế, chuẩn bị các điều kiện thử nghiệm.
Trên máy xúc ]7∋-5A có lắp nhiều máy điện một chiều, trong đó có động cơ một chiều 200kW-750vg/ph-440V. Vị trí buồng máy nơi lắp động cơ rất chật hẹp, tại vùng mỏ không có sẵn ph−ơng tiện cầu lăn, cầu trục, nhóm đề tài đã thuê cẩu tự hành để thực hiện việc nâng hạ khi tháo động cơ của Liên Xô, lắp thay thế động cơ của đề tài vào máy xúc. Việc phải lắp đ−ợc động cơ vào vị trí trên máy xúc đã đ−ợc nhóm đề tài quan tâm trong quá trình thiết kế, chế tạo.
5.3.2 Thành lập Tổ công tác nghiệm thu sản phẩm.
Thực hiện các qui định của Bộ KH&CN sau khi chuẩn bị xong các điều kiện kỹ thuật cho công tác thử nghiệm điển hình động cơ một chiều 200kW-750vg/ph-440V, đề tài đã xin ý kiến và thành lập Tổ công tác tham gia nghiệm thu sản phẩm bằng quyết định số 945/QĐ-KC06-19CN ngày 24/11/2005 của cơ quan chủ trì đề tài (xem phụ lục). Tham gia Tổ công tác gồm các ông Bùi Đình Tiếu, Lê Tòng, Đặng Văn Sửu, Trần Minh, Nguyễn Quang Lợi là các nhà khoa học, các giáo s− tiến sỹ, các chuyên gia máy điện đầu ngành. Tham gia thử nghiệm động cơ tại hiện tr−ờng còn có ông Nguyễn Quang Huy là Phó Giám đốc Công ty Apatit Việt Nam và các cán bộ kỹ thuật, công nhân vận hành máy xúc.
Thành phần tham gia thử nghiệm cùng với các cán bộ kỹ s− cơ quan chủ trì đề tài có đủ năng lực để tham gia và giám sát quá trình thử nghiệm.
Nhiệm vụ của Tổ công tác là trực tiếp tham gia và xác nhận các kết quả thử nghiệm động cơ. Tổ công tác đã xem xét và đóng góp ý kiến cho đề tài về ph−ơng pháp và qui