2.2. Khái quát một số máy điện thường gặp
2.2.6. Máy điện đặc biệt
2.2.6.1. Máy điện dị bộ đặc biệt
Xenxin:
- Xenxin là một thiết bị tự động dùng để truyền tín hiệu góc quay trong hệ thống truyền động tự động điều chỉnh và hệ thống điều khiển có khoảng cách xa.
Hình 2.21: Hình dạng bên ngồi của Xenxin
- Cấu tạo xenxin (xenxin stator 3 pha và roto 1 pha) gồm:
+ Stator (phần tĩnh) : gồm lõi thép( làm bằng nhiều lá thép kĩ thuật điện ghép lại nhau ) và dây quấn 3 pha gồm 3 cuộn dây nối Y đặt lệch nhau 1200 về không gian. Các cuộn dây nối ra ngồi thơng qua vành trượt – chổi than.
+ Roto (phần quay): gồm lõi thép hình trụ cũng làm bằng nhiều lá thép kĩ thuật điện ghép lại nhau và dây quấn 1 pha.
- Xenxin có ứng dụng rất nhiều trên tàu thủy với các thiết bị như tay chng truyền lệnh, hệ thống chỉ góc lái,…..
28
Hình 2.23: Tay chuông truyền lệnh trong buồng điều khiển
29
Động cơ dị bộ 1 pha
- Cấu tạo:
+ Stator: gồm lõi thép (làm bằng nhiều lá thép kĩ thuật điện ghép lại nhau) và dây quấn 1 pha. Dây quấn 1 pha gồm 2 cuộn làm việc và cuộn khởi động đặt lệch nhau 900 về không gian.
+ Roto: roto lồng sóc. Ngồi ra cịn có các bộ phận khởi động như tụ khởi động.
Hình 2.25: Động cơ dị bộ 1 pha và tụ khởi động
2.2.6.2. Máy điện đồng bộ đặc biệt
Động cơ bước:
- Là động cơ quay từng bước với góc chuẩn và bé, moment khởi động lớn và có thể dừng nhanh tại bất kì vị trí nào.
Hình 2.26: Động cơ bước
- Cấu tạo động cơ bước gồm:
+ Roto là nam châm vĩnh cữu có nhiều tầng + Stator là cuộn dây.
30
Hình 2.27: Cấu tạo bên trong động cơ bước
- Phân loại:
+ Động cơ bước nam châm vĩnh cữu. + Động cơ bước từ trở biến đổi 1 tầng. + Động cơ bước từ trở biến đổi nhiều tầng. + Động cơ bước hỗn hợp.
- Hoạt động của động cơ bước dựa trên cơ sở lí thuyết điện từ trường, các cực cùng tên thì đẩy nhau, khác tên thì hút nhau.
2.2.7. Khái quát chung về máy điện được sử dụng trên tàu
- Máy phát điện đồng bộ ba pha là thiết bị tạo ra nguồn năng lượng điện chính cho tàu, cung cấp điện cho mọi chế độ hoạt động của tàu. Máy phát điện đồng bộ ba pha này thường là máy phát điện đồng bộ khơng chổi than, kiểu tự kích từ, được lai bởi động cơ đốt trong (động cơ diezen).
- Máy phát điện chính có kèm theo bộ tự động điều chỉnh điện áp AVR, ngồi ra cịn có cần gạt lắp ở bảng điện chính dùng để điều chỉnh điện áp và cơng suất.
31
Hình 2.28: Máy phát điện tàu thủy: gồm động cơ diesel và đầu máy phát điện
- Máy chính là động cơ diezen dùng để lai chân vịt
32
-Máy phát sự cố có dải cơng suất từ 20kW đến 200kW, cùng điện áp và tần số với máy phát chính, được lai bởi động cơ diesel và thường tự động khởi động khi nguồn chính bị sự cố.
Hình 2.30: Máy phát sự cố
- Ngồi ra trên tàu cịn có các động cơ dị bộ dùng để bơm nước thải.
33
- Động cơ lai chân vịt mũi có cơng suất khoảng 99kW, điện áp 380V, tần số 50Hz, hệ số công suất là 0,88. Động cơ lai chân vịt mũi được điều khiển thơng qua biến tần, có thể đảo chiều được và lấy nguồn từ bảng điện chính.
Hình 2.32: Động cơ lai chân vịt mũi
2.3. Quy trình bảo dưỡng máy điện 2.3.1. Máy biến áp 2.3.1. Máy biến áp
- Quy trình bảo dưỡng máy biến áp được tiến hành theo các bước: + Tách máy biến áp ra khỏi hệ thống lưới điện
+ Các aptomat của máy biến áp phải ở vị trí mở
+ Tiến hành kiểm tra các đầu nối coi có chắc chắn khơng, có bị ngắn mạch khơng + Kiểm tra các đầu ra của cuộn điều chỉnh xem có ngắn mạch khơng
+ Vệ sinh bề mặt sứ cách điện và các hộp kim loại theo thứ tự
+ Kiểm tra dầu có bị đổi màu, mức chỉ thị mức dầu có đủ tiêu chuẩn không + Kiểm tra các đầu nối với bề mặt đất có đảm bảo an tồn và chắc chắc khơng + Kiểm tra nắp hộp đấu nối có kín khơng
2.3.2. Động cơ
- Lau chùi, vệ sinh bên trong (tháo động cơ, kiểm tra sơn, dầu, bìa cách điện,…), vệ sinh bên ngoài máy
- Thay nhớt, vòng bi cho động cơ
- Kiểm tra điện trở cách điện của động cơ. Thông thường, điện trở cách điện phải trên 1MΩ mới cho phép chạy.
34
- Kiểm tra cấp cách điện của động cơ
- Vệ sinh các đai ốc, bu-lông, chỗ tiếp xúc và xiết chặt chúng. Kiểm tra điện trở cách điện cho động cơ:
- Để đo điện trở cách điện của động cơ thì ta dùng Megaohm (đồng hồ đo điện trở cách điện thang Megaohm). Nếu cuộn dây có U < 500V thì dùng Megaohm có U = 500V, nếu cuộn dây có U > 500V thì dùng Megaohm có U = 1000V.
- Các bước đo điện trở cách điện cho động cơ:
+ Tắt hết các nguồn điện trước khi đo điện trở cách điện. Để xem hệ thống cịn điện hay khơng nên dùng đồng hồ chuyển sang thang đo V và đo kiểm tra nếu đồng hồ báo 0V thì mới tiến hành đo điện trở cách điện.
+ Xác định thang đo phù hợp. Trước khi đo phải xem cuộn dây của động cơ hoạt động ở bao nhiêu Vôn.
+ Kẹp que đo màu đen vào vỏ động cơ, còn que màu đỏ kẹp vào nơi cần đo điện trở cách điện (các pha, dây dẫn, bên trong động cơ,… )
+ Nhấn nút đo để đồng hồ phóng ra một lượng điện áp DC như mình đã chọn, ta chỉ cần đọc thơng số hiển thị trên màn hình là xong. Lưu ý khi mà dùng Megaohm mà báo Rcd ≈ 0 thì phải dùng đồng hồ vạn năng.
- Tiêu chuẩn về điện trở cách điện của động cơ:
+ Đối với vỏ động cơ thì Rcd phải được 1MΩ mới được vận hành. + Đối với cuộn dây thì tùy theo từng loại động cơ.
Hình 2.33: Tiêu chuẩn về điện trở cách điện của cuộn dây đối với từng loại động cơ
- Sau khi đo điện trở cách điện song, ta tiến hành sấy động cơ nhằm tăng điện trở cách điện cho động cơ. Lưu ý khi sấy phải:
35
+ Phải chú ý tới nhiệt độ cho phép của từng loại dây quấn (Theo Đăng Kiểm, các động cơ dưới tàu có cấp cách điện là B trở lên, động cơ ngồi mặt boong có cấp F).
Hình 2.34: Bảng cấp cách điện và giá trị nhiệt độ cho phép lớn nhất
- Các phương pháp sấy:
+ Sấy bằng nguồn nhiệt bên ngoài (dùng điện trở sấy) + Sấy bằng dòng điện ngắn mạch
+ Sấy bằng tổn hao phụ
+ Sấy bằng gió hay tổn hao do cơ học - Quy trình tẩm sấy cho động cơ:
36
Hình 2.35: Quy trình sấy động cơ
Bảo dưỡng chổi than và vành trượt
- Các hư hỏng và bảo dưỡng chổi than và vành trượt
+ Bề mặt tiếp xúc của chổi than và vành trượt khi gia cơng khơng chính xác. Dùng giấy nhám mịn gia công lại bề mặt chổi than
+ Bề mặt của chổi than và vành trượt thường bị bẩn do dầu từ ổ đỡ bắn sang. Dùng dẻ tẩm xăng lau sạch.
+ Vành trượt không đồng tâm hay có bề mặt khơng bằng phẳng. Phải mài lại hoặc tiện lại vành trượt
+ Chổi than không đúng chủng loại. Cần thay thế chổi than + Chổi than và vành trượt khơng được thổi gió.
37
Kiểm tra cấp cách điện (khả năng chịu nhiệt) của động cơ:
Hình 2.36: Phương pháp kiểm tra cấp cách điện các bộ phận của máy điện
2.3.3. Máy phát điện
- Đối với phần động cơ sơ cấp:
+ Kiểm tra két nước, thay nước làm mát
+ Vệ sinh hoặc thay thế các bộ phận như cánh quạt, lọc dầu diezen. + Kiểm tra các khớp nối động cơ
+ Kiểm tra nhiệt độ, điện trở cách điện cho động cơ + Vệ sinh sạch sẽ động cơ
- Đối với phần máy phát:
+ Kiểm tra bộ tự động điều chỉnh điện áp AVR và điều chỉnh điện áp cho phù hợp + Kiểm tra hệ thống kích từ, máy kích từ
+ Kiểm tra các mối nối đầu máy phát
+ Kiểm tra điện trở cách điện cuộn dây và vỏ máy phát
+ Bảo trì và thay thế chổi than (đối với máy phát điện có chổi than) + Vệ sinh sạch sẽ phần máy phát.
2.4. Cách xây dựng, vẽ sơ đồ triển khai cuộn dây dựa vào các thông số tốc độ, điện áp, số cặp cực, công suất của máy khi thực hiện quấn lại cuộn dây áp, số cặp cực, công suất của máy khi thực hiện quấn lại cuộn dây
- Bước 1: Xác định các thông số sau + Z: số rãnh của phần ứng
+ 2p: số cực
+ 𝜏 : bước từ cực ( bước từ cực là bề rộng của một cực từ, trong cực từ có các rãnh phần ứng )
𝜏 = 𝑍
2𝑝
+ q : số rãnh mỗi pha dưới một bước cực : q = 𝜏
38
+ 𝛼đ : góc độ điện giữa 2 rãnh liên tiếp : 𝛼đ = 𝑝.360 0
𝑍 = 180°
𝜏
+ d : khoảng cách pha : d = 120°
𝛼đ
- Bước 2: Vẽ các đoạn thẳng song song và cách đều nhau đặc trưng cho số rãnh của phần ứng
- Bước 3: Dựa vào bước từ cực 𝜏 phân bố rãnh cho mỗi bước cực
- Bước 4: Trong mỗi bước cực, căn cứ vào q xác định số rãnh của một pha dưới một cực - Bước 5: Căn cứ vào kiểu dây quấn, liên kết các cạnh tác dụng trong 1 pha để hình thành sơ đồ khai triển của 1 pha và tiến hành tương tự cho 2 pha còn lại
- Bước 6: Nối dây giữa các nhóm bối dây trong một pha. Có 2 trường hợp:
+ Đấu cực thật: cuối (đầu) nhóm bối dây thứ nhất là cuối (đầu) nhóm bối dây thứ 2,…. Cách đấu này thực hiện khi giữa 2 bối dây kế nhau và khơng có rãnh
+ Đấu cực giả: cuối nhóm bối dây thứ nhất nối với đầu bối thứ 2, cuối bối dây thứ 2 nối với đầu bối dây thứ 3,….Cách đấu này thực hiện khi giữa 2 nhóm bối dây liên tiếp nhau trong cùng một pha có rãnh trống.
Hình 2.37: Đấu cực thật và cực giả
- Bước 7 : Căn cứ vào góc độ điện giữa 2 rãnh liên tiếp 𝛼đ để xác định rãnh khởi điểm của pha B, vẽ pha B, tương tự cho pha C.
VD1: Vẽ sơ đồ trải dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp của phần ứng máy điện xoay
chiều 3 pha có số rãnh Z = 24 và số cực là 2p = 4. Giải + 𝜏 = 𝑍 2𝑝 = 24 4 = 6 + q = 𝜏 𝑚 = 6 3 = 2 + 𝛼đ = 180° 𝜏 = 180° 6 = 30° + d = 120° 30° = 4 rãnh
39
Từ các thông số trên ta vẽ được sơ đồ triển khai dây quấn đồng khuôn 1 lớp:
40
VD2: Vẽ sơ đồ trải dây quấn đồng tâm 2 mặt phẳng tập trung 1 lớp của phần ứng máy
điện xoay chiều 3 pha có số rãnh Z = 24 và số cực là 2p = 4. Giải
Hình 2.39: Sơ đồ triển khai dây quấn kiểu đồng tâm Z = 24, 2p = 4
2.5. Quy trình quấn lại cuộn dây máy điện
Gồm các bước như sau:
- Bước 1: Tính tốn sơ đồ trải dây của động cơ
- Bước 2: Vệ sinh stator, làm khuôn quấn và dụng cụ lồng dây - Bước 3: Quấn dây các bối dây và tổ đấu dây
- Bước 4: Lót cách điện vào rãnh stator của lõi thép - Bước 5: Lồng dây vào rãnh stator theo sơ đồ trãi
+ Sắp xếp và tạo hình các pin dây 2 cạnh tác dụng (là 2 cạnh lồng vào rãnh stator) song song không lồng chéo nhau.
+ Phải quan sát vỏ động cơ để đưa đầu dây về phía có chừa lỗ ra dây để đấu vào hộp đấu dây động cơ.
+ Dùng các dụng cụ lồng dây như dưỡng (cữ) để sữa cách điện rãnh, dao gạt dây trong rãnh để lồng dây vào rãnh stator. Phải đặt các cạnh theo thứ tự của quy trình lồng dây. + Giữ các cạnh tác dụng cho thẳng, không được làm rối, làm cong hoặc gấp khúc các đoạn dây nằm trong rãnh stator
41
+ Dùng tay đẩy giấy cách điện vào miệng rãnh. Chú ý khơng để vịng dây nằm ngồi giấy cách điện.
+ Nắn hai đầu của bối dây để tạo khoảng không gian rộng cho việc lồng các bối dây tiếp theo.
- Bước 6: Lót cách điện giữa các bối dây các pha với nhau. - Bước 7: Đấu dây 3 pha cho máy điện:
+ Đấu liên kết các nhóm bối dây trong sơ đồ trải dây quấn. Tại chỗ liên kết phải được lồng ống gen cách điện.
+ Đưa các đầu dây ra ngồi: dùng dây điện nhiều sợi có 2 màu khác nhau để nối các đầu dây ra (đầu đầu U1, V1, W1 một màu, đầu cuối U2, V2, W2 một màu)
+ Tiến hành đấu sao hoặc tam giác cho động cơ dựa vào điện áp nguồn cấp, công suất của động cơ.
Hình 2.40: Đấu sao và tam giác cho động cơ
42
- Bước 8: Đai dây: Dùng dây nắn lại các bối dây sao cho gọn và thẫm mỹ. Hai đầu dây
stator được nắn tròn đều và đủ rộng để đưa rotor vào dễ dàng, không chạm các cách điện phần đầu bối dây và nắp máy. Chú ý khi đai dây phải giữ cố định giấy lót cách điện, khơng bị xê dịch.
- Bước 9: Kiểm tra toàn bộ dây quấn sau khi quấn song
+ Dùng đồng hồ VOM kiểm tra thơng mạch, sau đó dùng đồng hồ Mê-ga ohm kế để
đo điện trở cách điện giữa vỏ và dây quấn, vỏ và các pha, các pha với nhau. Nếu điện trở cách điện không đạt yêu cầu, phải tiến hành tăng cường cách điện và chèn lại các nêm tre vào rãnh để cố định phần dây quấn trong rãnh.
+ Điện trở cách điện giữa pha và vỏ máy:
𝑅𝑐𝑑 = (1000+𝑈đ𝑚)
1000 (MΩ)
2.6. Quy trình thử và nghiệm thu máy điện:
- Nghiệm thu lắp ráp:
+ Nghiệm thu về vật tư, sơn cách điện, dây quấn,….
+ Kiểm tra, xem xét các phần tử, thiết bị đã được lắp đầy đủ hay chưa; Chất lượng lắp ráp, công nghệ lắp ráp đã đạt yêu cầu chưa như sự đồng tâm, điều kiện làm mát, các bộ phận quay về cơ khí, quan sát bên ngồi ...
+ Kiểm tra tĩnh một số thông số như đo điện trở cách điện, điện trở cuộn dây,…. - Nghiệm thu không tải:
+ Cho động cơ chạy không tải, kiểm tra các bộ phận cơ khí, phần quay, vịng bi, các ốc vít và các bộ phận truyền động khác bằng các giác quan của con người như nghe, ngửi, nhìn.
+ Kiểm tra sự phát nhiệt bằng cách sờ tay vào vỏ máy điện, khu vực vòng bi ... + Kiểm tra vòng quay. Với máy điện 1 chiều kiểm tra tia lửa điện trên chổi than và cổ góp. Với máy điện đồng bộ kiểm tra q trình tự kích, điện áp khơng tải.
+ Kiểm tra dịng điện khơng tải với động cơ khơng đồng bộ 3 pha: Máy có 2p = 2 , dịng khơng tải khoảng (25 ÷ 30) %.
Máy có 2p = 4 , dịng khơng tải khoảng (30 ÷ 35) %. Máy có 2p = 6 , 8 , dịng khơng tải khoảng (40 ÷ 60) %. Máy có 2p = 10, 12 , dịng khơng tải khoảng (60 ÷ 80) %.
+ Dịng khơng tải cịn phụ thuộc vào cơng suất của động cơ, với các động cơ có cơng suất trên 20 kW dịng điện khơng tải giảm so với các trị số trên khoảng 5%. Thời gian kiểm tra và nghiệm thu chế độ không tải tốt nhất là từ 30 giây đến 1 phút.
- Nghiệm thu có tải:
+ Trong trường hợp cho phép chúng ta có thể cho nhận tải từ từ, sau khoảng thời gian
nhất định cho thử tồn tải, kiểm tra dịng tải có đều nhau khơng, tình trạng phát nhiệt của động cơ, tốc độ quay, điện áp, tần số,….
43
Chương III – THỰC TẬP PHẦN KHÍ CỤ ĐIỆN