ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP TỐT NGHIỆP KHÓA 4 MÔN LÝ THUYẾT CHUYÊN MÔN NGÀNH: ĐIỆN TÀU THỦY

- Chuẩn bị mạch điện: Bật các công tắc cấp nguồn - Chuẩn bị mạch gió khởi động và điều khiển - Chọn trạm điều khiển Bước 2: Khởi động máy - Bẻ tay điều khiển theo chiều chuyển động cần

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP TỐT NGHIỆP KHÓA 4

MÔN LÝ THUYẾT CHUYÊN MÔN

NGÀNH: ĐIỆN TÀU THỦY

1) Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc và đặc tính bảo vệ việc của rơ le nhiệt kiểu kim loại kép?

+ Nguyên lý làm việc của rơ le nhiệt

- Nguyên lý làm việc dựa vào tác dụng của dòng điện

- Bộ phận đốt nóng (1) đấu nối tiếp vào mạch điện chính của thiét bị cần bảo vệ Khi dòng điện trong mạch tăng quá mức quy định ( động cơ bị quá tải) thì nhiệt lượng toả ra làm cho tấm kim loại kép (3) cong lên phía trên ( về phía kim loại có hệ số giãn

nở nhỏ) Nhờ lực kéo của lò xo (5), đòn bẩy (4) sẽ quay và mở tiếp điểm (2) Mạch điện tự động mất điện

Bộ phận đốt nóng nguội đi -> thanh kim loại kép hết cong ->ấn nút ấn phục hồi (6) đưa rơle về vị trí cũ, tiếp điểm (2) đóng

t

I/ I đm

+ Đặc tính bảo vệ của rơle nhiệt

- Đặc tính bảo vệ của rơle nhiệt là quan hệ giữa thời gian tác động t và dòng điện tác động I

t = f (I)

- Khi I < Iđm rơle không tác động, vì nhiệt độ thấp, độ chuyển dời của kim loại kép bé, chưa tạo ra lực cần thiết nên tiếp điểm chưa thay đổi trạng thái Khi dòng điện càng tăng, thời gian tác động càng giảm

2) Vẽ sơ đồ và phân tích nguyên lý làm việc mạch điện tự động chuyển đổi nguồn điện

Yêu cầu:

Khi nguồn điện I (Nguồn điện ưu tiên) mất điện thì phụ tải được cấp bởi

nguồn điện II (nguồn điện dự phòng) Khi nguồn điện I có trở lại thì nguồn điện II ngừng cấp cho phụ tải

TRẢ LỜI

* Sơ đồ nguyên lý

- Mạch động lực

- Mạch điều khiển

* Giới thiệu mạch điện

- CB1, CB2: Áptômát

- K1, K2: Công tắc tơ

- TR: Rơle điện áp

- PT: Phụ tải

- R1, S1, T1, N1: Nguồn điện I (Nguồn ưu tiên)

- R2, S2, T2, N2: Nguồn điện II (Nguồn dự phòng)

* Nguyên lý hoạt động

- Khi nguồn điện I có điện, rơle điện áp TR có điện làm cho tiếp điểm TR1 đóng lại

và TR2 mở ra Khi đó cuộn dây công tắc tơ K1 có điện, tiếp điểm K11 đóng lại – Phụ tải được cấp bởi nguồn điện I (Nguồn ưu tiên)

PT

K1.1

K2.2 TR1

K1.2 TR2

K2.1

OB2 OB1

T1

T2

- Khi nguồn I mất điện, rơle điện áp TR mất điện, cuộn dây công tắc tơ K1 mất điện, tiếp điểmTR2, K1.2 đóng lại, cuộn dây điều khiển K2 có điện Khi K2 có điện tiếp điểm K2.1 đóng lại – Phụ tải được cấp bởi nguồn điện II (Nguồn dự phòng)

- Bảo vệ hệ thống điện bằng CB1 và CB2

3) Nêu nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo thời gian? Trình bày khâu mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 2 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng theo nguyên tắc thời gian và nhận xét về nguyên tắc điều khiển này?

TRẢ LỜI

Nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo thời gian

Điều khiển theo nguyên tắc thời gian dựa trên cơ sở là thông số làm việc của mạch động lực biến đổi theo thời gian

Những tín hiệu điều khiển phát ra theo một quy luật thời gian cần thiết để làm thay

đổi trạng thái của hệ thống

Nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 2

4) Trình bày nguyên lý cấu tạo và hoạt động của áptômát dòng điện cực đại? Nêu cách lựa chọn áptômát?

TRẢ LỜI

a.Cấu tạo áptômát dòng cực đại

1 Nam châm điện

Áptômát dòng cực đại dùng để bảo vệ mạch điện khi bị quá tải hay ngắn mạch

c Lựa chọn áptômát Việc lựa chọn áptômát chủ yếu dựa vào:

- Dòng điện tính toán đi trong mạch điện

- Dòng điện quá tải

5) Trình bày cấu trúc và thuật toán hoàn chỉnh của hệ thống lái tự động trên tàu thủy?

TRẢ LỜI

a Sơ đồ cấu trúc

Vì con tàu có quán tính lớn, đặc biệt con tàu có kích thước và trọng tải lớn, có tuyến hình khác nhau, có sự thay đổi đáng kể các thông số động học khi thay đổi trọng tải, loại hàng do vậy nếu chúng ta sử dụng sơ đồ hệ thống lái tự động cơ bản như ở trên thì chất lượng hệ thống sẽ không cao Để nâng cao chất lượng hệ thống người ta thường đưa thêm các khâu hiệu chỉnh song song và phản hồi người ta cải thiện sơ đồ, mắc thêm các khâu hiệu chỉnh nối tiếp, song song

Các phần tử trong sơ sơ đồ cấu trúc:

Sơ đồ cấu trúc đầy đủ hệ thống lái tự động, trong đó:

0: Góc đặt hướng đi cho trước

: Hướng đi thực của con tàu

: Độ chênh lệch giứa hướng đi cho trước và thực tế

K1 : Khối khuếch đại tỉ lệ độ lệch hướng

KĐ: Khối khuếch đại tổng

THTG: Khối thực hiện trung gian

ML: Máy lái

: Góc bẻ lái

LB: Phân tử cảm biến hướng đi của tàu

ĐH: Khâu đặt hướng đi cho trước

CT: Đối tượng điều khiển ( con tàu )

K4: Tín hiệu phản hồi góc bẻ lái

K1: Khối tạo tín hiệu tỷ lệ góc bẻ lái

K2d/dt: Khối tạo tín hiệu vi phân góc bẻ lái

K3dt: Khối tạo tín hiệu tích phân góc bẻ lái

LB: la bàn lấy tín hiệu phản hồi hướng đi thực của con tàu

K4: Khối tạo tín hiệu tỷ lệ góc quay bánh lái

f: Tác động của nhiễu(sóng, gió, hải lưu,…)

y: Tín hiệu điều khiển của hệ thống

b Phương trình thuật toán điều khiển hệ thống lái tự động:

y = K1 + K2d/dt + K3dt - K4 - K5d/dt

* Nguyên lý điều khiển:

Khi hướng đi của con tàu trùng với hướng đi đặt trước (= 0) thì  = 0

Giả sử nhiễu tác động làm tàu lệch khỏi hướng đi cho trước (  0), khi đó hướng đi thực tế  của tàu sẽ được cảm nhận từ phản ánh về so sánh với hướng lệnh cho trước 0

xuất hiện  = 0 -   0 Các tín hiệu tỷ lệ, vi phân, tích phân sau khi được đưa vào khâu khuếch đại sẽ qua khối thực hiện trung gian tác động bẻ lái đưa tàu về hướng đi ban đầu

Khi bánh lái quay xuất hiện tín hiệu phản hồi K4 và K5d/dt làm giảm tín hiệu điều khiển y Khi tàu trở về hướng đi đặt trước thì  = 0 Trong quá trình tàu dần trở về hướng đi đặt trước, tín hiệu điều khiển đổi dấu, bánh lái được quay theo chiều ngược lại dần trở về mặt phẳng đối xứng của con tàu

Như vậy khi mũi tàu trở về hướng đi đặt trước thì đồng thời bánh lái cũng trở về mặt phẳng đối xứng

Do có quán tính, tàu có xu hướng dao động một vài lần sau đó tàu sẽ trở lại hướng đi ban đầu

Đối với sơ đồ hoàn chỉnh trên :

- Giảm độ quá điều chỉnh, thời gian quá độ và số lần dao động của hệ thống do sử dụng các khâu vi phân

- Nâng cao tính chính xác do sử dụng khâu tích phân

6) Tính toán và vẽ sơ đồ trải bộ dây stato máy điện xoay chiều 3 pha rôto lồng sóc theo kiểu đồng tâm 1 lớp dặt tập trung với số liệu sau:

Z = 24; 2p = 4; m = 3; a = 1

TRẢ LỜI Tính toán đúng các thông số kỹ thuật

- Tính số bối trong một tổ bối:

24 2

Z q pm

- Tính bước cực :

24 6

Z p

    (K/rãnh)

- Tính độ lệch pha giữa hai rãnh liên tiếp:

30 24

120 120

4 30

Để khởi động thành công và công tác tốt cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Chuẩn bị khởi động

- Via máy: Nhằm tránh sức ì, chọn thời điểm khởi động thích hợp, kiểm tra máy có bị kẹt không, bôi trơn một số chi tiết chuyển động Có tiếp điểm hành trình via máy để khống chế mạch khởi động và có đèn báo máy đang via, không cho phép khởi động khi máy đang via

- Khởi động bơm dầu bôi trơn: Còn có mạch báo động và bảo vệ Pdầu thấp được ngắt ra khi khởi động

- Bơm nước làm mát

Z

- Chuẩn bị mạch điện: Bật các công tắc cấp nguồn

- Chuẩn bị mạch gió khởi động và điều khiển

- Chọn trạm điều khiển

Bước 2: Khởi động máy

- Bẻ tay điều khiển theo chiều chuyển động cần thiết  có tiếp điểm hành trình của tay điều khiển với mục đích:

+ Dịch trục cam theo chiều tiến

+ Dịch trục cam theo chiều lùi

Khi cam nằm đúng vị trí chuyển động cần thiết (tiến hoặc lùi) đóng tiếp điểm hành trình của trục cam để ngắt gió dịch trục cam và báo bằng đèn, trạng thái của vị trí cam nó

- Mở gió khởi động đưa gió khởi động (20 - 30 kg/cm2) từ chai gió vào đĩa chia gió rồi tới

xi lanh của động cơ để tiến hành khởi động

- Mở khoá bộ điều tốc đưa tham số của máy về vị trí ứng với tốc độ min (0,2 nđm), hạn chế nhiên liệu đưa vào động cơ lúc khởi động

- Kết hợp giữa gió và nhiên liệu dẫn tới quá trình cháy nổ và động cơ khởi động Lúc này xẩy ra hai trường hợp là máy khởi động thành công hoặc không thành công:

+ Nếu diesel khởi động thành công, xuất hiện tín hiệu tốc độ, qua rơle tốc độ phản hồi về ngắt gió khởi động, ngắt thiết bị điều khiển hạn chế nhiên liệu và đưa tín hiệu bảo

vệ áp lực dầu bôi trơn thấp vào hoạt động đồng thời báo khởi động thành công bằng đèn

+ Nếu diesel khởi động không thành công cũng ngắt gió khởi động và báo trạng thái bằng đèn: Dùng rơle thời gian, khống chế thời gian KĐ

- Sau đó tiến hành KĐ lại một số lần 34 lần

Nếu lần cuối KĐ không thành công  có báo động bằng đèn hoặc còn có khoảng cách thời gian khống chế các lần KĐ để nạp gió

8) Vẽ sơ đồ nguyên lý, phân tích nguyên lý hoạt động mạch điện khởi động gián tiếp động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc bằng cách tự động đổi nối Y/ có đảo chiều dùng khởi động từ và nút ấn?

TRẢ LỜI

- Khởi động : Đóng cầu dao mạch động lực cấp nguồn cho mạch chờ hoạt động Khởi động theo chiều thuận nhấn FWD cuộn K1 có nguồn đóng tiếp điểm K1.1 duy trì đồng thời mở tiếp điểm K1.2 khống chế mạch điều khiển quay ngược Cuộn K1 có nguồn đóng tiếp điểm K1 bên mạch động lực cấp nguồn cho động cơ quay thuận, đồng thời cuộn K3 có nguồn đóng tiếp điểm K3 mạch động lực động cơ khởi động chạy Y Rơ le thời gian TM có nguồn sau thời gian đặt 5s tiếp điểm thường đóng mở chậm mở ra ngắt nguồn cuộn K3 đồng thời tiếp điểm thường mở đóng chậm đóng lại cấp nguồn cho cuộn K4, động cơ hoạt động ở chế độ  Tiếp điểm K3.1 và K4.1 khoá chéo khống chế hoạt động của K3 hoặc K4

- Đảo chiều : Muốn đảo chiều quay động cơ phải dừng động cơ trước nhấn nút STOP sau đó nhấn REV quá trình khởi động diễn ra tương tự quá trình khởi động theo chiều thuận Tiếp điểm thường đóng K1.2 và K2.2 khoá chéo khống chế hoạt động quay thuận và ngược đảm bảo động cơ luôn hoạt động theo 1 chiều nhất định đảm bảo an toàn

- Dừng : Muốn dừng động cơ nhấn STOP

- Bảo vệ: Động cơ được bảo vệ quá nhiệt nhờ Rơle nhiệt OL, bảo vệ ngắn mạch nhờ cầu chì F, các tiếp điểm khoá chéo khống chế hoạt động của động cơ theo

1 chế độ nhất định đảm bảo an toàn của động cơ

9) Nêu tác dụng khi các máy phát điện làm việc song song? Các yêu cầu và điều kiện hoà đồng bộ 2 máy phát?

TRẢ LỜI

a Tác dụng khi các máy phát điện làm việc song song:

+ Sẽ đảm bảo cung cấp năng lượng điện cho mọi chế độ hoạt động của tầu, có thể ngắt một hay một số máy khi ít tải

+ Có khả năng khởi động được các động cơ dị bộ có công suất lớn so với công suất của máy phát

+ Có khả năng phục hồi điện áp nhanh

+ Khi chuyển từ máy này sang máy kia không xẩy ra hiện tượng ngắt điện (Nguồn trên thanh cái lúc nào cũng có điện)

+ Giảm được trọng lượng của các thiết bị phân phối

b Yêu cầu của các máy phát khi làm việc song song :

+ Cung cấp đầy đủ năng lượng điện cho mọi chế độ hoạt động của tầu

+ Các máy phát phải làm việc ổn định với phạm vi thay đổi tải lớn

+ Quá trình phân phối tải giữa các máy phát phải đều nhau

+ Giá trị dòng cân bằng phải bé nhất (lý tưởng bằng không)

Icb =0 ( đối với máy phát xoay chiều thì coi như r = 0 )

c Điều kiện hòa đồng bộ các máy phát xoay chiều

- Điện áp máy phát bằng điện áp lưới

- Tần số máy phát bằng tần số lưới

- Thứ tự pha của máy phát trùng thứ tự pha của lưới

- Pha của điện áp máy phát trùng với pha của điện áp lưới

10) Trình bày các phương pháp mở máy động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc?

TRẢ LỜI

- Mở máy trực tiếp: Đóng trực tiếp động cơ điện vào lưới điện

+) Ưu điểm : Đây là phương pháp mở máy đơn giản nhất

+)Nhược điểm:

Dòng điện mở máy lớn, làm sụt điện nguồn

Nếu công suất của máy lớn, thời gian mở máy

sẽ rất lâu, có thể làm chảy cầu chì bảo vệ.Vì thế

phương pháp này được dùng khi công suất lưới

Đ/C

C B

A CD

lớn hơn công suất động cơ rất nhiều

- Dùng cuộn kháng nối tiếp vào mạch stato

Điện áp mạng điện đặt vào động cơ qua cuộn kháng DK Lúc mở máy cầu dao CD1 đóng, cầu dao CD2 mở Nhờ có điện áp rơi trên cuộn kháng, điện áp đặt vào động

cơ giảm đi k lần, mômen giảm đi k2 lần (vì mômen tỷ lệ với bình phương điện áp) Khi động cơ đã quay ổn định thì đóng cầu dao D2

- Dùng máy biến áp tự ngẫu

Điện áp mạng điện dặt vào sơ cấp máy biến áp tự ngẫu, điện áp thứ cấp máy biến áp

tự ngẫu đặt vào động cơ Thay đổi vị trí con chạy để lúc mở máy điện áp đặt vào động cơ nhỏ, sau đó tăng dần dần lên bằng định mức

- Phương pháp đổi nối sao - tam giác

Phương pháp này chỉ dùng được với những động cơ khi làm việc bình thường dây quấn stato nối hình tam giác

Khi mở máy nối hình sao để điện áp đặt vào mỗi pha giảm 3 lần Sau khi mở máy nối lại thành hình tam giác Khi mở máy đóng cầu dao sang phía Y, mở máy xong đóng sang 

3P

3P

3P

11) Vẽ hình, trình bày từ trường đập mạch của động cơ một pha?

TRẢ LỜI

- Vẽ hình

Từ trường của dòng điện 1 pha là từ trường đập mạch ,từ trường này được phân bố dọc theo khe hở không khí giữa rô to và stato biên độ được biến đổi theo thời gian và cũng theo 1 quy luật hình sin như đồ thị (hình vẽ)

- Xét tại thời điểm từ ( 0 – T/2 ) dòng điện đi theo 1 chiều được xác định như (Ha) Lúc đó từ trường hướng từ phải qua trái Giá trị dòng điện tăng dần từ 0 đến Imax sau đó trở về 0 tương ứng với từ trường tăng dần từ 0 đến Bmax sau đó về 0

- Xét thời điểm ( T/2 – T) giá trị dòng điện đổi chiều (Hb) Hướng từ trường thay đổi từ trái sang phải Dòng điện biến thiên từ 0 đến Imin rồi về 0 tương ứng với từ trường cũng biến thiên từ 0 đến Bmin rồi trở về 0

- Nếu biểu thị từ trường B là 1 véc tơ thì véc tơ này luôn hướng theo trục của cuộn dây , trị số biểu thị từ – Bmin đến Bmax Hai từ trường này cùng tốc độ nhưng có chiều ngược nhau : - Bmin = Bmax = B/ 2

Như vậy tổng hợp 2 từ trường quay ngược chiều nhau thành từ trường đứng yên hay còn gọi là từ trường đập mạch

12) Trình bày các thao tác đóng và ngắt máy phát với lưới điện xoay chiều?

a, Thao tác đóng máy phát xoay chiều với lưới điện:

- Khởi động diesel và điều chỉnh tốc độ diesel tới tốc độ định mức (kiểm tra tần số bằng cách quan sát các đồng hồ tần số)

- Kiểm tra điện áp máy phát bằng cách kiểm tra các đồng hồ điện áp

- Thực hiện việc hòa đồng bộ : khi thời điểm hòa thỏa mãn thì đóng aptomat nối máy phát với lưới điện

- Thực hiện phân chia tải giữa các máy phát bao gồm:

+ Phân chia tải tác dụng bằng cách tăng lượng dầu vào máy mới hòa đồng thời giảm lượng dầu vào máy đang làm việc; quan sát các đồng hồ để điều chỉnh sao cho tần số trạm là không đổi Quá trình phân chia tải kết thúc khi công suất của các máy tương ứng như nhau trên các đồng hồ chỉ công suất của máy phát

+ Phân chia tải phản tác dụng bằng cách tăng điều chỉnh kích từ của các máy phát quan sát các đồng hồ để điều chỉnh sao cho dòng điện của các máy tương ứng như nhau

b, Thao tác ngắt máy phát xoay chiều khỏi lưới điện:

- Thực hiện việc chuyển tải tác dụng từ máy phát chuẩn bị ngắt sang các máy còn làm việc bằng cách giảm lượng dầu vào máy sẽ ngắt đồng thời tăng lượng dầu vào máy đang làm việc; quan sát các đồng hồ công suất và tần số để điều chỉnh sao cho tần số trạm là không đổi Quá trình chuyển tải kết thúc khi công suất của máy sẽ ngắt bằng 0

- Ngắt mát phát khỏi lưới điện bằng cách ngắt aptomat máy phát

- Giảm tốc độ diesel đến tốc độ min

- Kiểm tra các thông số của diesel nếu đảm bảo thì dừng máy

13) Trình bày phương pháp xác định 6 đầu dây stato động cơ không đồng bộ 3 pha

bị mất dấu bằng nguồn một chiều ?

TRẢ LỜI

Bước 1:

+Dùng đồng hồ ôm đo thông mạch 3 cuộn dây stator động cơ, đánh dấu từng đôi một

+ Kiểm tra chạm vỏ với dây quấn từng pha và 3 mạch dây quấn với nhau

hồ là cực âm của cuộn dây

Chú ý: Đồng hồ phải lên thuận thì phép thử trên mới đúng Nếu kim đồng hồ lên nghịch thì phải đổi vị trí 2 đầu que đo cuộn dây hoặc xác định cực tính ngược lại tức là cực dương của đồng hồ là cực âm của cuộn dây và cực âm của đồng hồ là cực dương của cuộn dây Phải làm 2 đến 3 lần để phép thử chính xác

- Xác định cực tính tương tự cho cuộn dây còn lại

- Trong động tác này ta xác định được cực tính 2 pha , còn pha thứ nhất mắc với nguồn thì xác định cực dương của nguồn là cực dương của cuộn dây và cực âm của nguồn là cực âm của cuộn dây

- Như vậy ta đã xác định được 3 đầu âm và 3 đầu dương

(Lưu ý: Cách gọi trên có thể dùng là 3 đầu đầu và 3 đầu cuối, hoặc đặt tên các đầu dây

theo thứ tự A, B, C - X, Y, Z trong từng trường hợp cụ thể)

14) Trình bày các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống điện năng tàu thuỷ?

TRẢ LỜI

a,Độ tin cậy của hệ thống điện năng: Đảm bảo việc cung cấp năng lượng điện cho tất cả

các phụ tải trong mọi điều kiện công tác (bình thường cũng như sự cố); Hệ thống phải có

V -U