ChươngIII : Các hệ thống truyền động điện
2. Mạch điều khiển máy nén khí
2.1. Chức năng của máy nén khí:
Trên tàu thủy, máy nén khí được sử dụng rộng rãi với các mục đích khác nhau. Khơng khí được nén vào các bình chứa để từ đó phục vụ mục đích :
- Dùng khởi động máy chính.
- Khởi động tổ hợp Diesel máy phát.
- Cấp cho các hệ thống điều khiển từ xa Diesel. - Dùng cho sinh hoạt.
Máy nén chính dùng để khởi động máy chính
Máy nén phụ (theo quy định của đăng kiểm): Dùng để thay thế máy nén chính khi nó bị hư hỏng hoặc hỗ trợ máy nén chính ở chế độ điều động, sự cố.
Máy nén sự cố: Dùng để cấp khí khởi động cụm Diesel - Máy phát sự cố, khi có sự cố ở máy phát chính.
2.2. Giới thiệu các phần tử của hệ thống:
5Q2: Aptomat chính cấp nguồn cho mạch điều khiển. 5T1: Biến dòng.
5P1: Ampekế đo dòng điện chạy qua động cơ lai máy nén khí. 5T2: Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển.
5M1: Động cơ điện lai máy nén khí.
5F2: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ lai máy nén khí. 5F3, 5F4: Các cầu chì bảo vệ cho mạch điều khiển.
5S1: Công tắc lựa chọn cảm biến áp lực khí. 5B1, 5B2: Các cảm biến áp lực khí.
6S1: Cơng tắc lựa chọn chế độ điều khiển cho máy nén. 6K1: Contactor chính điều khiển máy nén khí.
6K5, 6K6, 6K7, 6K11, 6K12: Các rơle trung gian. B2: Cảm biến áp lực dầu bôi trơn.
Y1, Y2, Y3: Các van xả.
7K1, 7K2, 7K3, 7K4, 7K9: Các rơle trung gian. 8H1: Đèn báo máy nén khí hoạt động.
8P1: Bộ đếm thời gian hoạt động của máy nén khí. 8H2: Đèn báo động cơ thực hiện bị quá tải.
8H3: Đèn báo áp lực dầu bôi trơn thấp. 8H4: Đèn báo nhiệt độ khí cao.
2.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Ta đóng aptomat 5Q2 vào cấp nguồn cho mạch điều khiển của hệ thống. Khi mạch điều khiển có điện thì làm cho rơle 6K12 có điện, sau thời gian trễ sẽ đóng tiếp điểm 6K12(15-18) vào sẵn sàng cấp điện cho mạch điều khiển phía sau.
2.3.1. Chế độ điều khiển bằng tay:
Ta đưa công tắc lựa chọn chế độ điều khiển 6S1 sang vị trí HAND thì: Rơle 6K10 sẽ có điện làm đóng tiếp điểm 6K10(25-28) trang 8 đóng vào làm cho rơle 7K4 có điện đóng tiếp điểm tự ni 7K4(13-14) vào. Tiếp điểm của 7K4 (43-44) đóng vào làm cho rơle 7K9 có điện. Tiếp điểm của 7K4 (21-22) trang 8 mở ra làm cho đèn 8H4 không thể có điện.
Tiếp điểm của rơle 7K9(13-14) trang 6 sẽ đóng vào sẵn sàng cấp nguồn cho contactor chính 6K1.
Sau đó 1 giây thì rơle 6K10 lại đảo trạng thái làm cho tiếp điểm 6K10(25-28) trang 7 mở ra nhưng rơle 7K4 vẫn có điện do tiếp điểm 7K4 tự duy trì.
Rơle 6K11 có điện làm đóng tiếp điểm 6K11(13-14) trang 8 vào sẵn sàng cấp điện cho đèn 8H4.
Contactor chính 6K1 có điện. Tiếp điểm của contactor 6K1 ở mạch động lực trang 5 đóng vào cấp điện cho động cơ lai máy nén khí hoạt động.
Tiếp điểm của 6K1(73-74) trang 8 đóng vào cấp điện cho đèn 8H1 sáng báo máy nén khí đang hoạt động và cấp nguồn cho 8P1 đến thời gian hoạt động của máy nén khí.
Các rơle thời gian 6K5 và 6K6 có điện. Sau thời gian trễ của rơle 6K5 thì tiếp điểm 6K5(15-18) trang 6 đóng vào cấp điện cho rơle trung gian 6K7.
Tiếp điểm của rơle 6K7(13-14) trang 7 đóng vào, nhưng nếu áp lực của dầu bơi trơn cao thì tiếp điểm của cảm biến B2 sẽ đóng làm cho rơle 7K3
sẽ có điện mở tiếp điểm 7K3(21-22) ra khiến cho rơle 7K2 khơng thể có điện.
Tiếp điểm của 6K7(43-44) trang 7 đóng vào cấp nguồn cho các van xả nước Y1, Y2, Y3 hoạt động.
Sau một khoảng thời gian thì rơle thời gian 6K6 hoạt động làm mở tiếp điểm 6K6(15-16) trang 7 ra khiến cho các van xả nước Y1, Y2, Y3 mất điện và ngừng hoạt động. Sau một khoảng thời gian thì tiếp điểm của rơle 6K6(15-16) trang 7 lại đóng vào cấp điện cho các van xả hoạt động. Cứ như vậy các van xả nước sẽ được hoạt động đều đặn theo chu kỳ là thời gian đặt cho rơle 6K6.
Khi máy nén khi đang hoạt động, để dừng máy nén khí thì ta đưa cơng tắc lựa chọn chế độ điều khiển 6S1 sang vị trí OFF thì sẽ làm cho:
Contactor 6K1 sẽ mất điện làm mở tiếp điểm của nó ở mạch động lực ra khiến cho động cơ lai máy nén khí ngừng hoạt động. Tiếp điểm của contactor 6K1(73-74) trang 8 mở ra làm cho đèn 8H1 tắt và bộ đến thời gian 8P1 ngừng hoạt động.
Rơle 6K5 mất điện làm mở tiếp điểm 6K5(15-18) ra khiến cho rơle trung gian 6K7 mất điện. Tiếp điểm của rơle 6K7(43-44) trang 7 mở ra làm cho các van xả nước Y1, Y2, Y3 khơng thể có điện để hoạt động. Hệ thống ngừng hoạt động.
2.3.2. Chế độ điều khiển tự động:
Ta bật công tắc lựa chọn chế độ điều khiển 6S1 sang vị trí AUTO. Ta lựa chọn cảm biến áp suất khí nén 5S1 điều khiển cho máy nén số 1. Khi áp suất khí nén thấp thì cảm biến 5B1 sẽ đóng vào làm cho contactor 6K1 có điện, điều khiển máy nén khí hoạt động giống như mạch điều khiển bằng tay.
Áp suất khí nén sẽ tăng lên cho tới khi khí nén đạt áp suất lớn nhất đặt thì cảm biến 5B1 sẽ mở ra khiến cho contactor 6K1 mất điện, điều khiển máy nén khí dừng giống như ở chế độ điều khiển bằng tay.
Khi dùng thì khí nén trong chai khí sẽ giảm xuống lúc đó cảm biến 5B1 vẫn mở và máy nén khí vẫn ngừng hoạt động. Khi áp suất khí nén giảm xuống tới mức đặt nhỏ nhất thì cảm biến 5B1 sẽ lại đóng vào điều khiển máy nén khí hoạt động.
2.4. Các chế độ báo động và bảo vệ cho hệ thống:
Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển bằng các cầu chì 5F3 và 5F4. Khi động cơ lai máy nén khí bị q tải thì rơle nhiệt bảo vệ q tải 5F2 sẽ hoạt động làm cho tiếp điểm 5F2(95-96) trang 6 mở ra làm cho contactor 6K1 mất điện điều khiển dừng động cơ lai máy nén khí lại. Tiếp điểm của 5F2(97-98) trang 7 đóng vào cấp điện cho rơle 7K1 có điện đóng tiếp điểm
tự ni của nó vào. Tiếp điểm của 7K1(21-22) mở ra làm cho rơle 7K9 mất điện làm mở tiếp điểm 7K9(13-14) trang 6 ra khống chế không cho phép khởi động máy nén khí trở lại. Tiếp điểm của 7K1(43-44) trang 8 đóng vào cấp điện cho đèn 8H2 sáng báo động cơ lai máy nén khí bị quá tải. Khi muốn khởi động lại máy nén khí thì ta phải reset lại hệ thống bằng cách cắt nguồn điều khiển sau đó cấp điện trở lại để điều khiển khởi động lại máy nén khí.
Khi áp lực dầu bôi trơn thấp thì cảp biến B2 sẽ mở ra khiến cho rơle 7K3 mất điện đóng tiếp điểm 7K3(21-22) vào cấp điện cho rơle 7K2. Rơle 7K2 sẽ đóng tiếp điểm tự ni của nó lại. Tiếp điểm 7K2(21-22) mở ra làm rơle 7K9 mất điện. Tiếp điểm của 7K9(13-14) trang 6 mở ra khiến cho contactor 6K1 mất điện làm hệ thống ngừng hoạt động.
Tiếp điểm của 7K2(43-44) trang 8 đóng vào cấp điện cho đèn 8H3 sáng báo áp lực dầu bôi trơn thấp.
Khi nhiệt độ khí nén và áp suất khí nén cao thì tiếp điểm của cảm biến B3 sẽ mở ra làm cho rơle 7K4 mất điện.
Tiếp điểm của 7K4(43-44) mở ra làm cho rơle 7K9 mất điện điều khiển dừng động cơ lai máy nén khí.
Tiếp điểm của 7K2(21-22) trang 8 đóng vào cấp điện cho đèn 8H4 sáng báo nhiệt độ và áp suất khí nén cao.