CÂU HỎI VÀ LỜI GIẢI ÔN TẬP MÔN MÁY ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU THỦY

PHẦN I MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Máy điện đồng bộ là máy điện xoay chiều có tốc độ quay của rotor bằng tốc độ quay của từ trường Máy phát điện đồng bộ ba pha là thiết bị tạo nguồn năng điện chính trên tàu thủy Cấu tạo của máy điện đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là STATOR và ROTOR Stator của máy điện đồng bộ giống stator của máy điện không đồng bộ, có hai phần chính là lõi thép và dây quấn Dây quấn được gọi là dây quấn phần ứng Dây quấn stator của máy 3 pha có 3 cuộn dây giống nhau, đặt lệch nhau trong.

PHẦN I: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

Máy điện đồng bộ là máy điện xoay chiều có tốc độ quay của rotor bằng tốc độ quay của từ trường Máy phát điện đồng bộ ba pha là thiết bị tạo nguồn năng điện chính trên tàu thủy

Cấu tạo của máy điện đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là STATOR và ROTOR Stator của máy điện đồng bộ giống stator của máy điện không đồng bộ, có hai phần

chính là lõi thép và dây quấn

Dây quấn được gọi là dây quấn phần ứng.Dây quấn stator của máy 3 pha có 3 cuộn

dây giống nhau, đặt lệch nhau trong không gian góc 120 điện

Lõi thép stator hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại Mặt trong có những

rãnh để chứa một bộ dây quấn ba pha Dây quấn stator làm bằng các dây dẫn bọc cách điện, đặt trong các rãnh được phân bố đều dọc theo chu vi của lõi thép Dây quấn stator cung cấp điện áp 3 pha cho tải khi máy hoạt động

Khi máy mang tải, dòng 3 pha trong 3 cuộn stator sinh ra mộ ttừ trường quay và từ trường này có tốc độ quay chính bằng tốc độ quay của từ trường của rotor Lá thép Kỹ

Thuật Điện; Cuộn dây và Stator của MFĐ như hình vẽ sau:

Sơ đồ khai triển dây quấn 3 pha đặt trong rãnh của lõi thép:

Cuộn dây AX của pha A đặt trong các rãnh 1-4-7-10; BY của pha B trong các rãnh 6-9- 12; và CZ của pha C trong các rãnh 5-8-11-2;

3-Phần này(Stator) là phần lấy điện ra và được gọi là phần ứng, gồm có 3 cuộn dây Các

1 Máy phát điện đồng bộ: trình bày cấu tạo, các thông số định mức định mức và ý nghĩa?

cuộn dây điện từ này đặt lệch nhau 120 độ điện; người ta quấn các cuộn dây này thành

3 pha đối xứng số cặp cực tuỳ thuộc vào tốc độ động cơ lai để có tần số phù hợp Toàn

bộ phần ứng được đặt trong vỏ máy theo thiết kế có khe hở thoáng để có thể giải nhiệt

dễ dàng

Vỏ máy: thường bằng thép đúc hoặc gang, các máy phát điện công suất nhỏ hai phía có

nắp máy, các máy phát điện công suất lớn các nắp thường không chịu lực ổ đỡ, mà một phía gắn cứng với động cơ sơ cấp, phía bên kia đặt trên ổ đỡ gắn với vỏ

Rotor cũng có hai phần chính là cực từ và dây quấn kích từ Rotor có hai loại: rotor

cực ẩn và rotor cực lồi

Lõi thép rotor được làm bằng thép rèn hoặc thép đúc Với rotor cực ẩn (hình 4.1a), lõi

thép có dạng hình trụ, trên một phần mặt rotor có phay các rãnh để đặt dây quấn kích thích (hay còn gọi là dây quấn kích tứ).Rotor cực ẩn thường dùng ở máy có tốc độ cao

và có một đôi cực Để có sức điện động hình sin, từ trường của cực từ rotor phải phân

bố hình sin dọc theo khe hở không khí giữa stator và rotor, ở đỉnh các cực từ có từ cảm

là cực đại

Rotor cực lồi, lõi thép có dạng như hình 4.1b,dây quấn được quấn trên cực từ và có số

đôi cực từ p>1

Dây quấn kích từ: Dây quấn kích từ để tạo sức từ động cho rotor Với rotor cực ẩn,

dây quấn kích từ đặt trong các rãnh của lõi thép; với rotor cực lồi dây quấn kích từ quấn quanh cực từ

Cấp cách điện của dây quấn stator và rotor

Cấp bảo vệ của máy IP.XY ( X chống bụi, Y chống nước)

Ngoài ra, trên nhãn máy còn ghi tên nhà sản xuất, năm sản xuất, trọng lượng máy, …

2.Trình bày nguyên lí hoạt động của máy điện đồng bộ

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 Từ trường này sẽ quét qua mặt phẳng các cuộn dây 3 pha làm xuất hiện trong cuộn dây 3 pha một sức điện động có giá trị tức thời được tính theo công thức:

S.đ.đ cảm ứng trong một pha stator có trị hiệu dụng:

Nếu rotor có 2p cực và quay n vòng/phút thì tần số sức điện động sinh ra trong các cuộn dây là ax, by và cz là:

Lưu ý khi thầy hỏi: Phải vẽ theo trình tự như sau ɸo , Eư , Iư

 Máy điện cực ẩn:

Cho dòng kích từ vào rotor, cuộn dây rotor xuất hiện từ thông gọi là từ thông kích từ

kt Khi máy phát mang tải thì xuất hiện dòng tải trong các pha tạo thành từ thông phần ứng ư Từ thông phần ứng này tương tác với từ thông kích từ kt tạo thành từ thông tổng  Tuy nhiên, từ thông chính  này không khép kín hết mạch từ mà còn có một phần từ thông tản t1 khép kín các cuộn dây qua không khí Từ thông kích từ cũng có

từ thông tản gọi là t2 Ta gọi chung từ thông tản trong máy là t

Quá trình điện - từ xảy ra trong máy phát đồng bộ có thể tóm tắt như sau:

ikt (kt)ROTOR E0 Iư, U; tản (từ thông khép kín các cuộn dây qua không khí)

Etản; ư (từ thông khép kín rotor stator) Eư

Sơ đồ tương đương:

Suy ra:

̇ ̇ ̇ ̇ ̇

Giản đồ véc-tơ máy điện cực ẩn mang tính

cảm:

 Máy điện cực hiện:

Với máy đồng bộ cực hiện, thì khe hở dọc trục và khe hở ngang trục là khác nhau (trục - trục của từ trường kích từ); với (kk)dọc < (kk)ngang Sức từ động phần ứng Fư phân tích thành thành phần dọc trục và ngang trục Fưd, Fưq

Từ thông tương ứng với hai sức từ động thành phần này sinh ra trong dây quấn phần ứng các sđđ

và  và

Với:

Giản đồ véc-tơ máy điện

đồng bộ cực hiện mang tính cảm như hình:

Chế độ tải đối xứng của máy điện đồng bộ được đặc trưng bởi các đại lượng: U, I, It, cosϕ và tần số f (hay tốc độ định mức n) Trong đó: f = fđm, cosϕ phụ thuộc vào tính chất phụ tải, còn lại 3 đại lượng U, I, It xác định cho ta các đặc tính:

Đặc tính không tải của máy phát là mối quan hệ U0 = E0 = f(Ikt) khi I = 0, f = fđm

Dạng đặc tính không tải của các máy phát đồng bộ cực ẩn và cực hiện khác nhau không nhiều và được biểu diễn theo đơn vị tương đối như hình vẽ:

5 Máy phát điện đồng bộ: xây dựng các đặc tính làm việc của máy

phát điện đồng bộ khi làm việc với tải đối xứng?

 Đặc tính ngoài:

Đặc tính ngoài của máy phát là U = f(I) khi Ikt = const, cosϕ=const, f=fđm

Độ biến thiên điện áp của máy phát khi làm việc định mức so với khi không tải

là:

 Đặc tính điều chỉnh:

Đặc tính điều chỉnh của máy phát là Ikt = f(I) khi U = const, cosϕ = const, f = fđm Hình vẽ đặc tính điều chỉnh của MF với các hệ số công suất khác nhau Các MFĐ đều được trang bị bộ tự động điều chỉnh dòng kích từ và giữ cho điện áp không đổi

 Đặc tính tải:

Đặc tính tải là U = f(Ikt) khi I = h.số, cosϕ = const, f = fđm Với các giá trị khác nhau của I và cosϕ sẽ có các đặc tính tải khác nhau

Cấu tạo :

 Gồm có 2 máy điện là máy kích từ và máy phát chính

 Máy kích từ : có phần kích từ nằm ở stator (phần cảm), lấy điện ra là rotor (phần ứng)

 Máy phát chính: kích từ nằm ở rotor, phần ứng là stator

 Bộ A.V.R

 Bộ chỉnh lưu ( gồm có các cụm diode quay)

 Phần tử Vr nối song song với cuộn dây kích từ có chức năng bảo vẹ các diode quá điện áp ngược

Nguyên lý hoạt động :

Khi động cơ sơ cấp quay rotor mày phát điện tới 1 tốc độ nào đó do từ dư trong máy kích từ phụ (ktp), cuộn dây 3 pha của máy kích từ phụ sẽ sinh ra một sức điện động nhỏ, sức điện động này được chỉnh lưu và cộng thêm vào với từ thông của cuộn kích từ chính suy ra hình thành sức điện động trên cuộn dây chính 3 pha Bộ A.V.R nối

với cuộn dây kích từ phụ sẽ chỉnh lưu sđđ này và cấp lại cho cuộn kích từ máy kích từ

do đó dần dần I(ktp) tăng lên, sđđ của cuộn dây 3 pha tăng lên, qua chỉnh lưu I(kt) sẽ tăng dần và sđđ hình thành trong cuộn 3 pha máy phát chính tăng lên cho tới điểm làm việc

Khi dòng điện tải tăng đột ngột (xảy ra khi khởi động động cơ công suất lớn), điện áp

ra máy phát sẽ thay đổi tương ứng Điều này do sụt áp trên các cuộn dây xoay chiều của máy phát Tương tự, khi tải giảm đột ngột (ngắt động cơ ra khỏi máy phát), sẽ gây nên quá điện áp trên thanh cái

6 Máy phát đồng bộ không chổi than: trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động?

7 Trình bày các hiểu biết về Tự động điều chỉnh điện áp (Automatic voltage

regulation - AVR) của máy phát đồng bộ không chổi than sử dụng dưới tàu thủy?

Về mặt lý thuyết, một máy phát phức hợp không cần thêm thiết bị điều chỉnh điện

áp Tuy nhiên, các nhà sản xuất thường chế tạo máy phát phức hợp có thiết bị điều

chỉnh điện áp để cho ra kết quả điều chỉnh điện áp tốt hơn

Một bộ AVR sẽ điều chỉnh điện áp máy phát với độ chính xác 2.5% trên toàn dải thay đổi của tải Trường hợp này được gọi là điều chỉnh điện áp ở trạng thái ổn định

Ở chế độ quá độ thì sụt áp vào khoảng 15% khi thay đổi tải đột ngột (khi khởi động một động cơ công suất lớn), điện áp lúc này sẽ được điều chỉnh về trạng thái ổn định sau 1.5 giây

Sự thay đổi điện áp máy phát khi có và không có AVR:

Bộ AVR cảm biến điện áp ra của máy phát và tác động thay đổi dòng kích từ để duy trì điện áp ở giá trị định mức Chiết áp chỉnh bằng tay gắn trên panel máy phát

được sử dụng để đặt giá trị điện áp định mức Mạch điều khiển ở một AVR hiện đại bao gồm các biến áp, các bộ chỉnh lưu, diode zener, transistor và thyristor Tất cả

chúng được đặt trên cùng một bo mạch và gắn trên máy phát hoặc trong bảng điện chính

Các nhà sản xuất khác nhau thì có các thiết kế bộ tự động điều chỉnh điện áp khác

nhau, tuy nhiên về cơ bản chúng có các phần tử sau:

1 Khối cảm biến điện áp: là một biến áp đo lường;

2 Bộ chỉnh lưu và gia công tín hiệu điện áp ra của MF: khối này tạo ra một tín hiệu

điện áp một chiều nhỏ tỷ lệ với điện áp thực tế của máy phát Tín hiệu này được so sánh với giá trị đặt được tạo ra bởi một mạch chuẩn gồm các Dz và các điện trở Tín hiệu sai lệch từ bộ so sánh này được đưa đến một bộ khuếch đại;

3 Bộ khuếch đại tín hiệu: khuếch đại tín hiệu sai lệch và gia công thành tín hiệu xung

để điều khiển thyristor;

4 Khối thyristor(Điều khiển): đóng mở cấp dòng kích từ cho mạch kích từ máy phát;

Ngoài ra, còn có các phần tử được thêm vào để đảm bảo:

- tăng tính ổn định của hệ thống;

- phân phối tải phản tác dụng khi công tác song song ;

- cải thiện quá trình tự kích khi khởi động máy phát;

- bảo vệ và báo động điện áp cao hoặc thấp

Nhu cầu thực tế: động cơ đồng bộ được dùng trong các vật dụng hằng ngày như Máy sấy tóc, máy xay sinh tố, máy khoan cầm tay, động cơ máy may vv nhờ có cấu tạo gọn nhẹ chi phí thấp hiệu suất làm việc cao…

Khái niệm hòa đồng bộ: Khi bắt đầu khởi động một máy phát điện, tốc độ của máy, tần

số máy và điện áp của máy luôn bắt đầu từ 0 Sau khi thỏa các điều kiện tần số và điện

áp của máy bằng với trị số định mức, phải có động tác đấu nối các máy lại với nhau

Động tác này gọi là Hòa đồng bộ

Các điều kiện hòa đồng bộ :

+Điện áp tức thời trên lười = Điện áp tức thời của máy phát điện

+Tần số của lưới = tần số của máy phát điện

+Góc pha đầu của lưới = Góc pha đầu của máy phát điện

+Thứ tự pha của máy phát phải giống như lưới

TH hòa không cùng điện áp:

Tao cũng ko hiểu lắm tự ngâm cứu nhé:

Th không cùng góc pha đầu:

8 Công tác song song của máy điện đồng bộ: nhu cầu thực tế , khái niệm và các điều kiện hòa đồng bộ? phân tích các ảnh hưởng khi thực hiện hòa đồng bộ mà không thỏa mãn điều kiện hòa đồng bộ?

TH không cùng tần số:

Trường hợp này là nguy hiểm nhất;lúc này ta có

Khi đó sóng đầu ra :

9 Phương pháp đèn tắt

 Có 2 phương pháp hòa đồng bộ:

 Hòa đồng bộ chính xác: là PP đưa một MF đã được kích từ đến điện áp

định mức vào hoạt động song song với các MF khác Tại thời điểm hòa, 4 điều kiện hòa đều được thỏa mãn

 Hòa tự đồng bộ: là quá trình đóng MF chưa được kích từ vào hoạt động

song song với các MF khác sau khi đã quay MF đến tốc độ đồng bộ mới đóng kích từ vào cho MF PP này gây xung dòng khá lớn

 Hòa đồng bộ bằng ánh sáng đèn – PP đèn quay:

10) Có bao nhiêu phương pháp hòa đồng bộ? Trình bày hiểu biết sơ bộ về các

phương pháp? Giới thiệu phương pháp hòa đồng bộ bằng bộ hòa đồng bộ kiểu ánh sáng đèn nối theo kiểu ánh sáng đèn “quay”?

Với phương pháp này, nếu thứ tự pha giống nhau thì khi tần số ff # fL thì các đèn

sẽ lần lượt thay nhau sáng - tối tạo thành “đèn quay”

Điện áp đặt vào các đèn không bằng nhau, và thay đổi lần lượt trong phạm vi: 0

≤ ∆U ≤ 2UF

Chú ý: khi dùng hòa đồng bộ kiểu nối đèn tắt mà nhận được kết quả đèn quay hoặc khi nối theo kiểu đèn quay mà nhận được kết quả các đèn cùng sáng – cùng tắt khi hòa đồng bộ thì thứ tự pha của máy phát khác với thứ tự pha của lưới Trong trường hợp này, cần phải thay đổi đấu dây 2 trong 3 pha của máy phát

 Có 2 phương pháp hòa động bộ:

 Hòa đồng bộ chính xác: là PP đưa một máy phát đã kích từ đến điện áp định mức vào hoạt động song song với các máy phát khác Tại thời điểm hòa, 4 điều kiện hòa đều được thỏa mãn

 Hòa tự đồng bộ: là quá trình đóng máy phát chưa được kích từ vào hoạt động song song với các máy phát khác sau khi đã quay máy phát đến tốc độ đồng bộ mới đóng kích từ vào cho máy phát PP này gây xung dòng khá lớn

Phương pháp hòa đồng bộ sử dụng bộ đồng bộ kiểu điện từ:

 Để kiểm tra các điều kiện hòa động bộ MFĐ, người ta có thể dùng bộ đồng bộ kiểu điện từ

 Động bộ kế làm việc theo nguyên lý từ trường quay có kim quay với tần số FF –

FL

 Thời điểm đóng cầu dao là lúc kim quay của đồng bộ kế trùng với vạch thẳng đứng và hướng lên trên

 Cấu tạo:

Gồm lõi từ số 1 được chế tạo như hình chữaz đặt trong cuộn dây, cuộn dây này được

11 Có bao nhiêu phương pháp hòa đồng bộ? Trình bày hiểu biết sơ bộ về các phương pháp? Giới thiệu phương pháp hòa đồng bộ sử dụng bộ đồng bộ kiểu điện từ?

nối với thanh cái mà máy phát sẽ phải công tắc song song với các máy phát khác đang cấp điện cho thanh cái đó Phía ngoài cuộn 2 được đặt cuộn dây 4 và 5 lệch pha nhau 1 góc 120 độ điện và được đấu với máy phát định hòa

Hình trag 5 trong giáo trình phần mđ k chổi than

Gọi FL là tần số của điện áp thanh cái; FG là tần số của điện áp máy phát định hòa thì:

 Nếu FG > FL thì kim đồng bộ kế sẽ quay theo chiều kim đồng hồ;

 Nếu FG < FL thì kim đồng bộ kế se quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ;

 Tốc độ quay của kim tỷ lệ với hiệu tần số của lưới và máy phát

 Tại thời điểm tần số FG=FL và các vecto điện áp trùng nhau thì kim số 6 sẽ cố định tại vị trí 0

PHẦN II: MÁY ĐIỆN ĐẶC BIỆT

Xenxin là thiết bị điện được phát triển vào khoảng năm 1925 Đó là một loại thiết

bị tự động dùng truyền tín hiệu góc quay trong hệ thống truyền động tự động điều chỉnh và hệ thống điều khiển có khoảng cách xa

Ưu điểm của xenxin là có thể hoạt động tin cậy trong môi trường khắc nghiệt như

bụi, hơi ẩm, độ rung, nhiệt độ cao, … điển hình trong ngành công nghiệp sản xuất thép, hàng hải, …

lệnh; Hệ chỉ báo góc lái ; Hệ chỉ báo góc cánh chân vịt mũi, chân vịt mạn ; Hệ chỉ báo vòng quay trục ; Hệ lặp la bàn con quay

Cấu trúc cơ bản: Thực chất xenxin là một biến áp quay có số pha khác nhau trên

cuộn rotor và stator (thường là 1 pha và 3 pha bố trí lệch nhau 120o )

Xenxin theo cấu trúc được chia thành 2 loạ

Xenxin tiếp xúc: trong rotor có bố trí cuộn dây 1 pha hoặc 3 pha Điện áp đưa

vào hoặc lấy ra trên cuộn dây rotor phải được thực hiện qua các vòng tiếp xúc Do

sự thay đổi điện trở tiếp xúc nên làm giảm độ chính xác và độ tin cậy trong quá trình làm việc

Xenxin không tiếp xúc: rotor được làm bằng lõi sắt từ và không bố trí các cuộn

dây trên đó Các cuộn dây 1 pha hoặc 3 pha đều được bố trí trên stator Độ chính xác và tin cậy cao hơn xenxin tiếp xúc nhưng có kích thước và khối lượng lớn hơn

xenxin gồm 2 máy điện không đồng bộ rotor dây quấn Dây quấn stator được

nối với nguồn điện, còn dây quấn rotor được nối tương ứng với nhau theo đúng thứ

tự pha Bởi vậy, bao giờ xenxin cũng được sử dụng thành 1 bộ gồm xenxin phát và

Bộ phát gọ

Bộ thu gọi là xenxin thu (SST);

Bộ phát và bộ thu hoàn toàn giống nhau Thường có 3 loạ

Xenxin có bộ dây quấn stator và rotor đều là 1 pha

1 Xenxin (selsyn) là gì? Trình bày ưu điểm của nó trong hệ thống tự

động? Ứng dụng trên tàu thủy như thế nào? Cấu trúc cơ bản các loại

xenxin?

Xenxin có bộ dây quấn stator và rotor đều là 3 pha

Xenxin có bộ dây quấn stator là 1 pha và bộ dây quấn rotor là 3 pha, hoặc

ngược lại: đây là loại thường gặp nhất

nhau tạo thành hình trụ rỗng bề mặt bên trong có xẻ rãnh để đặt các cuộn dây

Rotor: gồm 2 phần: lõi thép là hình trụ ghép từ các lá thép kĩ thuật điện xẻ rảnh

xiên Cuộn dây rotor có 3 cuộn dây đặt lệch nhau một góc trong không gian Các cuộn dây được nối Y và nối ra ngoài thông qua các vành tiếp xúc – chổi than

Trong chế độ chí báo ta có sơ đồ sau

2 cuộn dây pha của 2 xen xin được mắc song song với nhau và được mắc vào nguồn xoay chiều, các cuộn dây pha được mắc hình sao, các cuộn dây của 3 pha tương ứng được mắc với nhau bằng các dây dẫn

rôto không quay khi quay rôto của xen xin phát đi một góc F và cố định xen xin phát tại vị trí đó thì tại dây phần ứng của xen xin phát sẽ có các sức điện động

AF BF CF

o F

o T

FA Ta d

E I

 Khái niệm:

Khuếch đại từ là thiết bị điện từ tĩnh, tác động tự động, dùng để khuếch đại và tổng hợp các tín hiệu điều khiển, điều chỉnh và kiểm tra các tham số của mạch điện

Tín hiệu đầu ra của khuếch đại từ được khuếch đại nhờ sự thay đổi điện kháng ( bằng cách thay đổi dòng điều khiển )

 Cấu tạo:

Gồm: lõi thép khuếch đại từ, cuộn dây

điều khiển, cuộn dây làm việc

4 Khuếch đại từ: khái niệm, cấu trúc và hoạt động?

 Nguyên lí hoạt động:

 Xét Iđk = 0  Hđk = 0 và Bđk = 0 điểm làm việc của mạch từ ứng với gốc tọa độ của đường

cong từ hóa

Nếu với nên độ từ

thẩm của lõi thép lớn, điện kháng cuộn làm việc

lớn nên dòng điện qua tải bé

 Khi Iđk  0  Hđk  0 và Bđk  0 với iđk đủ lớn để điểm làm việc chuyển lên vùng bão hòa

của đường cong từ hóa hệ số độ từ thẩm  có giá trị nhỏ nên Xlv có giá trị

nhỏ (Xlv << Rt) và dòng tải I  URt có giá trị lớn, điện áp

nguồn hầu như đặt toàn bộ lên tải

 Giá trị của dòng điện một chiều đưa vào cuộn dây điều khiển sẽ làm thay đổi điểm làm việc trên đường cong từ hóa, sao cho cả hai cuộn dây đều tiến dần đến vùng bão hòa Khi bị bão hòa hoàn toàn, các cuộn này sẽ chuyển từ trạng thái có trở kháng rất cao sang trạng thái có trở kháng rất thấp - nghĩa là dòng điện điều khiển đã thay đổi trở kháng của cuộn dây xoay chiều này Vì cuộn dây một chiều của 2 lõi từ nối với nhau sao cho cực tính của nó làm triệt tiêu điện áp cảm ứng, nên mạch một chiều không

bị ảnh hưởng của mạch xoay chiều Do đó nó chỉ đáp ứng hoàn toàn theo điện trở thuần của cuộn dây Vì thế năng lượng đưa vào cuộn dây điều khiển nhỏ hơn nhiều so với phía xoay chiều Một sự thay đổi nhỏ trong dòng điện một chiều điều khiển có thể làm thay đổi rất lớn trở kháng của cuộn dây, nghĩa là làm thay đổi dòng điện tải rất lớn Kết quả là mạch có đặc tính khuếch đại dòng điện

 Đặc tính khuếch đại từ:

Nhận xét:

- Khi thay đổi dòng điều khiển sẽ thay đổi

điện áp ra trên tải

- Do trong mạch từ có từ thông xoay chiều

nên cảm ứng trong cuộn điều khiển thành

phần xoay chiều làm méo tín hiệu điều

khiển

- Tín hiệu trên tải được khuếch đại về biên độ nhưng méo về dạng sóng

5 Máy biến áp đo lường (PT): chức năng, ký hiệu trên bản vẽ điện, các thông số cơ

bản và ý nghĩa? Trình bày các kiến thức về cấp chính xác của PT trong mạch đo lường

và mạch bảo vệ?

Máy biến áp đo lường:

Đó là các máy giảm áp mà phía cao áp đấu vào điện áp cần đo; phía hạ áp đấu vào vôn kế điện áp thấp, thường là 100V hoặc 110V Vì lý do an toàn, cuộn thứ cấp phải được nối đất và cách điện rất kỹ đối với cuộn sơ cấp

 Chức năng:

 Biến đổi điện áp từ từ giá trị lớn xuống giá trị nhỏ để cung cấp cho các role hoặc các thiết bị khác

 Cách ly mạch đo lường với hệ thống cao áp phía sơ cấp

 Chuẩn hóa giá trị định mức của các thiết bị, rơ-le

 Ký hiệu:

 Các thông số cơ bản và ý nghĩa:

 Hệ số điện áp định mức kT (Rated voltage factor):

là hệ số nhân với điện áp sơ cấp định mức để xác định điện áp lớn nhất

mà máy biến áp vẫn đảm bảo nhiệt độ và độ chính xác quy định Tùy thuộc vào điều kiện nối đất của hệ thống, điện áp của máy biến áp phải chịu đựng được điện áp lớn nhất trong một khoảng thời gian yêu cầu để

xử lý và xóa lỗi hệ thống

 Tiêu chuẩn về hệ số điện áp định mức như bảng sau

 Điện áp sơ cấp định mức (Rated primary voltage):

tùy theo thiết kế, máy biến điện áp có thể được nối giữa dây pha-đất hoặc giữa pha-pha

 Điện áp thứ cấp định mức (Rated secondary voltage):

thường là 100 hoặc 110V đối với VT nối giữa pha-pha Nhưng với biến điện áp 1 pha được thiết kế để nối giữa pha-đất thì điện áp thứ cấp định mức phải chia cho √3

 Đầu ra định mức hoặc tải định mức (Rated output or the rated

burden): được tính theo VA Đó là công suất biểu kiến mà VT có thể

cung cấp cho mạch thứ cấp khi nó được nối với điện áp sơ cấp định mức

và tải chính xác Thông thường VT được chế tạo với các giá trị: 3050-75-100-150-200-300-400-500VA

10-15-25- Cấp chính xác (Accuracy class): được xác định bởi giới hạn của sai số

điện áp và sai lệch pha dưới điều kiện của tải và điện áp xác định

 Sai số độ dịch pha hay sai số pha (Phase displacement error or phase

error):

là sai lệch giữa dòng điện sơ cấp và dòng điện thứ cấp Góc lệch này thường tính bằng đơn vị phút (minute) Và các thông số khác như: sai số điện áp, giới hạn nhiệt độ ngõ ra định mức, …

 Cấp chính xác:

Cấp chính xác của VT phụ thuộc vào ứng dụng của VT: với mạch đo lường hay với mạch bảo vệ

 Với mạch đo lường:

Cấp chính xác của VT đảm bảo khi điện áp nằm trong khoảng 80 và 120% điện áp định mức của sơ cấp tương ứng với bất kỳ tải cảm hệ số công suất 0.8 trong khoảng 25 và 100% công suất định mức chính xác

Theo tiêu chuẩn IEC, cấp chính xác gồm: 0.1 – 0.2 – 0.5 – 1 – 3 Trong

đó: - Cấp 0.1 và 0.2 thường dùng trong thiết bị phòng thí nghiệm; - Cấp

chính xác 0.5 và 1.0 thường được sử dụng trong công nghiệp; - Cấp 3.0 rất

ít khi sử dụng;

Xét VT có thông số:

Ví dụ: với tải nằm trong khoảng từ 100 x 25% = 25VA đến 100VA và

điện áp trong khoảng từ 20000 x 0.8 = 16000V đến 20000 x 1.2 = 24000V thì sai số điện áp sẽ là 1% và độ dịch pha không quá 10 phút

 Với mạch bảo vệ :

Theo IEC, cấp chính xác cho bảo vệ bao gồm 3P và 6P Trong thực tế thì chỉ có cấp 3P được sử dụng

Cấp chính xác đảm bảo cho: - Giá trị điện áp trong khoảng từ 5% điện áp

sơ cấp đến điện áp cực đại (là giá trị điện áp sơ cấp nhân với hệ số điện áp định mức kT x Un); - Tải sơ cấp trong khoảng 25% đến 100% tải chính

xác với hệ số công suất tải cảm 0.8;

Xét VT có thông số:

Có nghĩa là: sai lệch điện áp lớn nhất là 3% và độ dịch pha lớn nhất là 120 phút Nếu tải nằm trong khoảng từ 25% x 100 = 25VA đến 100VA với tải cảm hệ số công suất 0.8 thì điện áp tối đa VT chịu được là:

Máy biến dòng đo lường ký hiệu như hình vẽ:

Trong trường hợp ngắn mạch biến dòng, ta có phương trình sau:

Máy biến dòng, hay còn có tên gọi khác là máy biến điện áp, có chức năng làm giảm tải một dòng điện ở cường độ cao xuống cường độ thấp tiêu chuẩn hơn, đồng thời tạo

ra chiều đối lưu an toàn nhằm kiểm soát cường độ dòng điện thực tế chạy trong đường dây dẫn, thông qua vai trò của một ampe kế tiêu chuẩn

Chức năng :

- Biến đổi tỷ lệ dòng điện sơ cấp > thứ cấp (5A hoặc 1 A) theo tỷ số cho trước

- Cách ly mạch sơ cấp và thứ cấp

- Tạo sự phối hợp dòng điện giữa các pha

Ct dùng cho đo lường : (0,05 – 1,2)x I định mức (đo dòng tải bthường hoặc quá tải cho phép)

Ct dùng cho bảo vệ rơle : (10-20-30…) x I định mức (đảm bảo đo được dòng sự cố)

Thông số của máy biến dòng điện - CT

CT dùng cho đo lường:

- Cấp chính xác

- ALF: Hệ số giới hạn dòng điện theo độ chính xác

- VD: 5P20 30VA >> Cấp chính xác 5P, P dùng cho mục đích bảo vệ role (Protection), công suất định mức 30VA, hệ số giới hạn dòng 30 (khi dòng sự cố bằng

20 lần dòng định mức CT vẫn đảm bảo sai số <5%)

Cấp chính xác CT bảo vệ bao gồm hai thông số:

– Hệ số giới hạn cấp chính xác (ALF_Accuracy limit factor):

5 – 10 – 15 – 20 – 30 – Cấp chính xác tiêu chuẩn:

PHẦN III: KHÍ CỤ ĐIỆN

Bộ khống chế (tay khống chế) là một thiết bị chuyển đổi mạch điện điều khiển trực

tiếp hay gián tiếp, từ xa, thực hiện các chuyển đổi mạch phức tạp để điều khiển, khởi động, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều quay, hãm điện, các máy điện và thiết bị điện có công suất nhỏ và trung bình

Tay không chế thường có từ 3 đến 11 vị trí điều khiển, chuyển đổi mạch điện bằng tay gạt hoặc vô-lăng xoay Thực chất nó như là một bộ chương trình định sẵn gồm các tiếp điểm đóng mở theo vị trí điều khiển, dùng để điều khiển trực tiếp các thiết bị điện, máy điện như khởi động, thay đổi tốc độ, đảo chiều, dừng, …

Trên tàu và các phương tiện thủy, tay khống chế thường được sử dụng để điều khiển động cơ các cụm tời kéo, tời neo, các tời hàng và cần cẩu nhỏ, với đặc điểm của các hệ thống này là có yêu cầu điều khiển ở nhiều cấp tốc độ khác nhau, …

Phân Loại

Theo chức năng:

+ Bộ khống chế động lực (tay trang) Dùng điều khiển trực tiếp các động cơ điện có

công suất bé và trung bình (tới 50 kW) ở các chế độ làm việc khác nhau, nhằm đơn giản hoá thao tác cho người vận hành (thợ lái tàu, lái cần cẩu, ) Bộ khống chế động lực cũng còn được dùng để thay đổi trị số điện trở trong các mạch điện, sử dụng trong điều khiển tốc độ động cơ điện,…

+Bộ khống chế chỉ huy Dùng điều khiển gián tiếp các động cơ điện công suất lớn,

thông qua việc chuyển đổi mạch điện điều khiển các cuộn hút của Contactor, khởi động từ Đôi khi nó cũng được dùng để điều khiển trực tiếp các động cơ công suất bé, nam châm điện, và các thiết bị điện khác Bộ khống chế chỉ huy có thể được truyền động bằng tay, hoặc bằng động cơ chấp hành

Về nguyên lý, bộ khống chế chỉ huy không khác gì so với bộ khống chế động lực, mà nó chỉ có hệ thống tiếp điểm bé, nhẹ, nhỏ gọn và sử dụng ở mạch điều khiển

+Theo kết cấu:

- Bộ khống chế phẳ

1 Bộ khống chế: khái niệm, phân loại, thông số kỹ thuật và ý

nghĩa các thông số này?

- Bộ khống chế hình trố

- Bộ khống chế hình cam

CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬ

Điện áp định mức Uđm: là điện áp làm việc lâu dài của mạch điện mà tay khống chế

điều khiển, điện áp định mức có thể là 110V, 220V, 440V một chiều và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiề

Dòng điện định mức Iđm: dòng điện cho phép qua tiếp điểm của tay khống chế mà

không làm hỏng tiếp điểm, thường chọn dòng định mức của tay khống chế bằng 1,3 lần dòng định mức của tải (nếu tải là động cơ điện xoay chiều)

Số lượng tiếp điểm chính và phụ của tay khống chế, số vị trí điều khiể

Tuổi thọ cơ khí: được tính bằng số lần đóng ngắt, thường vào khoảng vài trăm ngàn

Khi điều khiển toàn bộ tang trống quay kéo theo các tiếp điểm động Các tiếp điểm tĩnh

Câu 2: Cấu tạo bộ khống chế hình trống , hình

cam

gắn trên cùng một giá cách điện, đóng ngắt tiếp điểm do vị trí tương đối các vành trượt tĩnh và động

Hình sau minh họa nguyên lý cấu tạo tay khống chế tay khống chế hình trống có 7

vị trí:

Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện để bảo vệ sự cố ngắn mạch cho dây dẫn ,MBA, động cơ điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển… Đặc điểm: có kích thước nhỏ, đơn giản , có khả năng cắt lớn và rẻ phần tử cơ bản là dây chảy để cắt mạch cần bảo vệ Ngoài ra cầu chì còn có thiết bị dập hồ quang khi dây chảy đứt

 Nguyên tắc hoạt động:

Dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện

Trường hợp dòng điện qua cầu chì bằng giá trị định mức (In):

 Năng lượng sinh ra do tác dụng Joule trên điện trở của cầu chì, không làm

hư hỏng cầu chì;

 Nhiệt độ trên cầu chì cân bằng tại 1 giá trị nào đó, mà giá trị này không làm lão hóa cầu chì

Trường hợp dòng điện ngắn mạch chạy qua cầu chì:

 Sự cân bằng trên cầu chì bị phá hủy, nhiệt năng trên cầu chi tăng cao và dẫn đến sự phá hủy cầu chì

 Người ta phân thành 2 giai đoạn khi xảy ra sự phá hủy cầu chì:

+ Quá trình tiền hồ quang (tp);

+ Quá trình sinh ra hồ quang (ta);

4 Nguyên tắc hoạt động của cầu chì ? Đặc tính và cách lựa chọn cầu chỉ ?

3 Khái niệm và công dụng cầu chì

Quá trình khi cầu chì ngắt mạch:

 Đặc tính của cầu chì:

Đặc tính ampere giây là đồ thị hay đường biểu diễn mô tả mối quan hệ giữa dòng điện sự cố qua cầu chì và giá trị trung bình của thời gian cầu chì ngắt mạch

Với cầu chì loại g:

Khi có dòng I sc (dòng ngắn mạch) qua mạch cầu chì phải ngắt tức thì

Khi có dòng IOL (dòng quá tải) qua mạch cầu chì không ngắt mạch tức thì mà duy trì 1 khoảng thời gian mới ngắt mạch (thời gian ngắt mạch và giá trị dòng IOL tỉ lệ nghịch với nhau)

Với cầu chì loại a:

Cho phép dòng điện I OL chạy qua mạch trong thời gian dài, và khi có dòng ngắn mạch

Isc đi qua, cầu chì không ngắt tức thì mà duy trì một khoảng thời gian mới ngắt mạch ( thời gian ngắt mạch và giá trị dòng Isc tỉ lệ nghịch với nhau)

Đặc tính Ampere-giây của các loại cầu chì:

Đặc tính ampere-giây của cầu chì loại gG và aM có dòng định mức 100A