Đề 1
Câu 1: Trình bày vai trò, tầm quan trọng và những yêu cầu cơ bản của hệ thống trạm phát điện tàu thủy.
Trạm phát điện tầu thuỷ làm nhiệm vụ cung cấp, truyền và phân bố năng lượng điện cho các thiết bị dùng điện.
Tất cả các thiết bị để vận hành một con tàu phần lớn đều sử dụng nguồn năng lượng điện, vì vậy năng lượng điện đóng vai trò rất quan trọng quyết định cho sự sống còn của con tàu. Từ các máy móc điện hàng hải như: Vô tuyến, VHF, Rada, Máy đo sâu… đến các thiết bị buồng máy như: Các loại bơm, máy lọc, máy Phân ly, động cơ Diezel … và cả các thiết bị phục vụ cho con người như: Chiếu sáng, đốt nóng, Máy lạnh… đều sử dụng chung một nguồn năng lượng, đó là nguồn năng lượng điện
Do điều kiện làm việc trên tàu thủy rất khác nghiệt do phải luôn chịu tác động của môitrường như rung lắc, sự chênh lệch nhiệt độ khi tàu đi qua các vùng biển khác nhau, độ ẩm, nước muối….và nhiều điều kiện khác nên phải trạm phát điện trên tàu thủy phải đảm bảo đầy đủ các yêu cầu cơ bản của một trạm phát điện bình thường thì còn phải thỏa mãn một số yêu cầu sau :
- Phải có kết cấu đơn giản, chắc chắn, gọn nhẹ và ít chiếm diện tích lắp đặt.
- Hoạt động tin cậy, an toàn trong mọi điều kiện làm việc của tàu theo quy định đăng kiểm.
- Dễ dàng trong việc vận hành, khai thác và bảo dưỡng.
- Đảm bảo tính cơ động.
- Hiệu suất sử dụng cao.
- Tránh gây tiếng ồn và ít gây nhiễu cho các thiết bị radio…
Câu 2: Trình bày sơ đồ khối và nguyên lý làm việc của hệ thống lái ở chế độ lái Tự động, cơ cấu tạo lặp có thể sử dụng các thiết bị gì và chúng làm việc theo nguyên tắc nào?
Chức năng của hệ thống lái tự động là điều khiển con tàu đi theo một hướng đặt trước.
Thuật toán lái tự động như sau:
Với là góc quay bánh lái, là hướng đặt và hướng đi thực tế của con tàu, là độ sai lệch hướng đi.
Hai thành phần là cơ bản và bắt buộc phải có. Các thành phần khác chỉ có tác dụng nâng cao chất lượng điều khiển của hệ thống. hạn chế tính quán tính tàu, tăng độ nhạy. tăng độ chính xác, đặc biệt khi nhiễu sóng gió tác động không đối xứng. hạn chế tính quán tính của bánh lái.
Hệ thống lái lặp có sơ đồ khối như hình 4.16a: sử dụng cặp sensin tạo lặp XXP và XXT. Khi quay vô lăng, trên đầu ra của cuộn rotor của sensin thu xuất hiện điện áp tỷ lệ với góc bẻ lái , phản hồi góc quay bánh lái đưa về tín hiệu phản hồi , hai tín hiệu này đưa đến bộ biến đổi tạo tín hiệu bẻ lái
Đề 2
Câu 1: Phân loại
Phân loại theo công suất trạm phát:
- Tổng công suất trạm phát nhỏ hơn1500kw: Trạm phát có công suất nhỏ.
- Tổng công suất trạm phát trong khoảng từ 1500kw đến 5000kw: Trạm phát có công suất trung bình.
- Tổng công suất trạm phát lớn hơn 5000kw: Trạm phát có công suất lớn.
Phân loại theo động cơ lai
- Trạm phát diesel: có động cơ lai là diesel
- Trạm phát turbin: có động cơ lai là turbin
- Trạm phát hỗn hợp: có động cơ lai là diesel và turbin
Phân loại theo dòng điện
- Trạm phát một chiều: các máy phát là máy phát một chiều.
- Trạm phát xoay chiều: các máy phát là máy phát điện xoay chiều đồng bộ 3 pha
Phân loại theo chức năng
- Trạm phát điện chính: trạm phát hoạt động thường xuyên, đảm bảo cung cấp đủ nguồn điện năng cho mọi chế độ hoạt động của tàu.
- Trạm phát điện sự cố: trạm phát hoạt động ở chế độ sự cố khi vì một nguyên nhân nào đó mà trạm phát chính không hoạt động được
* Các thông số cơ bản
@Loại dòng điện.
Trong các hệ thống điện tàu thủy cũng như điện bờ luôn sử dụng 2 loại dòng điện, dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều.
@Cấp điện áp.
Trạm phát điện một chiều: các cấp điện áp 220v, 110v, 24v, 12v.
Trạm phát điện xoay chiều: 440v, 220v, 380v( hệ động lực )
220v, 110v,…( mạng sinh hoạt ).
@Tần số của trạm phát.
Trên các hệ thống điện năng tàu thủy cũng như lưới điện các quốc gia sử dụng 2 loại tần số:
- Khối Đông âu, Liên xô cũ và một số nước XHCN sử dụng dòng điện có tần số 50Hz.
- Khối TBCN sử dụng dòng điện có tần số 60Hz.
- Khi tăng tần số thì giảm được trọng lượng, kích thước do:
P = M . n
n = 60f / p
M = F .d
P: Công suất.
M: Mô men quay.
n: Tốc độ quay.
f: Tần số.
p: Số đôi cực.
F: Từ trường quay.
d: Đường kính rôto.
Khi f tăng ® n tăng ® M giảm( P = const ) ® d giảm ® giảm được kích thước trọng lượng máy điện nhưng kéo theo đó là một số vấn đề vềbạc đỡ và ổ bi.
@Công suất trạm phát.
Thông thường trên tàu thủy công suất trạm phát tùy thuộc vào từng loại tàu, cấp tàu, vùng hoạt động, trọng tải, trang thiết bị trên tàu mà số lượng máy phát điện cũng như công suất của trạm phát điện thay đổi theo. Tuy vậy việc bố trí vị trí cũng như số lượng và công suất các máy phát phải tuân thủ các yêu cầc cơ bản sau:
- Trạm phát điện phải cung cấp đầy đủ công suất cho các thiết bị điện trên tàu.
- Bắt buộc phải có trạm phát điện sự cố đặt trên mớn nước của tàu cung cấp đầy đủ công suất theo quy định nếu trạm phát chính gặp sự cố.
Câu 2:
Chức năng
Thiết bị neo và tời quấn dây thuộc nhóm phụ tải quan trọng trên tàu và có các chức năng cơ bản sau:
- Giữ tàu tại vị trí thả neo.
- Trợ giúp và đảm bảo an toàn cho quá trình điều động ra vào luồng, cảng.
- Thiết bị neo còn trang bị các trống tời để thu thả dây buộc tàu (tời quấn dây).
Yêu cầu
- Thiết bị phải có khả năng hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết với các yêu cầu kỹ thuật đã cho trước.
- Có thể khởi động động cơ với toàn bộ phụ tải, mô-men khởi động phải lớn hơn hai lần mô-men cản trên đĩa hình sao.
- Động cơ thực hiện phải có khả năng chịu quá tải lớn, có khả năng dừng dưới điện trong khoảng thời gian 30s khi công tác với công suất định mức.
- Động cơ thực hiện phải được chế tạo dưới dạng kín nước, chống nổ.
- Thời gian thu neo từ một độ sâu quy định không quá 30 phút.
- Đảm bảo được lực kéo neo cần thiết khi động cơ bị dừng dưới điện hoặc tốc độ động cơ bị giảm.
- Hệ thống phải có khả năng tạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái của tải và yêu cầu chung về tốc độ thu neo.
- Hệ thống phải có khả năng hạn chế được sự dao động của dòng tải khi tải thay đổi, không gây ra xung dòng khi thiết bị bắt đầu được đưa vào làm việc.
- Phải có khả năng giữ cố định được neo và xích neo khi hệ thống đột ngột mất điện.
- Hệ thống điều khiển, tay điều khiển phải bố trí ở gần máy neo để thuận tiện cho người điều khiển.
- Thiết bị gọn nhẹ, chắc chắn, giá thành thấp, hệ thống được lắp đặt thuận tiện cho vận lắp ráp và sửa chữa.
Ngoài ra thiết bị phải thỏa mãn:
- Hiệu suất khai thác cao, cosj cao.
Kết cấu chắc chắn, gọn nhẹ.
Đề 3
Câu 1: Cấu tạo
+Stator
- Mạch từ :
Là lõi thép kỹ thuật điện có độ dày từ 0,3-0,5 mm dập hình vành khăn xẻ rãnh trong, các lá thép kỹ thuật điện ghép các điện để giảm dòng Fuco.
-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
-Các cuộn dây cuộn dây ba pha (hoặc 1 pha) lấy điện ra gọi là cuộn dây phần ứng
+Rotor
Là phần kích từ có cấu tạo gồm mạch từ và cuộn dây kích từ:
- Mạch từ làm bằng thép đúc: Có 2 dạng kết cấu kiểu cực lồi và kiểu cực ẩn, phần mỏm cực tiếp giáp với khe khí Stato thường chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại để giảm dòng Fuco khi làm việc
- Cuộn dây: Cuộn dây điện từ được chế tạo bằng kim lọai đồng hoặc hợp kim có độ dẫn điện cao được cấp dòng điện một chiều gọi là dòng kích từ
@Nguyên lý hoạt động
Khi cuộn dây kích từ được cấp dòng điện một chiều DC thì rotor trở thành một nam châm điện và hình thành các cực từ N-S xen kẽ þ, độ lớn þ tỷ lệ với giá trị của dòng điện kích thích: þ =K.Ikt [1-1]
Nếu rotor được quay bởi động cơ sơ cấp thì từ trường naỳ sẽ là từ trường quay so với Stator và có tốc độ là n=60f/P. Từ trường này sẽ quét qua mặt phẳng các cuộn dây 3 pha là suất hiện trong cuộn dây 3 pha một sức điện động có giá trị tức thời được tính theo công thức:
[1-2]
k- là hệ số cấu tạo có liên quan tới kích thước dây quấn
kq – là hệ số quấn dây máy phát
w- Là số vòng dây của cuộn dây máy phát
- Là tốc độ góc của rotor: [1-3]
f- Là tần số của s.đ.đ được hình thành : [1-4]
Nếu viết dưới dạng hiệu dụng thì : E = 4,44*K*f* þ*w
Vì trục các cuộn dây 3 pha đặt lệch nhau 1200 trong không gian, nên hệ thống sức điện động 3 pha được viết lại như sau:
eA(t) = E max sint (V)
eB(t) = E max sin(t -1200) (V)
eC(t) = E max sin(t - 2400) (V)
Các sức điện động này có thể ghép nối Y hoặc ∆, Thông thường thực tế máy phát điện tàu thủy chỉ nối Y
@Các đặc tính của máy phát đồng bộ :
Khi nghiên cứu máy điện xoay chiều có các đặc tính sau:
1. Đặc tính không tải : U = E = f (Ikt) Khi It = 0, f = const.
2. Đặc tính ngắn mạch: I = f (Ikt) Khi U = 0, f = const.
3. Đặc tính ngoài: U = f (It ) Khi Ikt = const, f = const. cos = const
4. Đặc tính tải : U = f (Ikt) Khi It = const, f= const. cos = const
5. Đặc tính điều chỉnh: Ikt = f (It ) Khi U = const, f= const. cos = const
Câu 2:
Chức năng của hệ thống lái tàu thủy:
Hệ thống lái tàu thủy có hai chức năng cơ bản là:
- Điều điều khiển thay đổi hướng đi của con tàu. Chức năng này cho phép điều động tàu chạy trong luồng, trong vùng nước hạn chế, điều động tàu cập cầu, cập phao,...
- Tự động điều khiển tàu đi theo một hướng đi không đổi cho trước.
Ngoài ra ở những tàu có trang bị hệ thống lái hiện đại thì có thêm một số chức năng như:
- Tự động điều khiển tàu chạy theo một hành trình cho trước.
- Tự động dẫn tàu bám theo một mục tiêu di động.
- Tự động tránh va.
Yêu cầu của hệ thống lái tàu thủy
Yêu cầu chung:
- Hệ thống lái phải hoạt động an toàn, tin cậy trong mọi điều kiện thời tiết.
- Chịu được tác động của lắc ngang đến ±22.50 và lắc dọc ±11.50. Chịu được rung động với tần số (5 – 30)Hz
- Hoạt động bình thường trong điều kiện nhiệt độ môi trường thay đổi trong khoảng (-10 – 50)0C, và độ ẩm tương đối trong khoảng (90 – 95)%
Yêu cầu đối với máy lái:
- Máy lái phải có công suất phù hợp với kích thước, trọng tải, hình dáng tàu.
- Máy lái phải được cấp điện từ hai nguồn khác nhau bởi hai đường cáp đặt cách nhau bằng chiều rộng thân tàu.
- Máy lái phải có chế độ hoạt động sự cố để có thể thực hiện bẻ lái được kể cả khi mất điện toàn tàu.
- Phải có chỉ thị cơ khí vị trí bánh lái.
- Máy lái phải bao gồm hai hệ thống có thể hoạt động độc lập và đồng thời, trong đó một hệ thống phải có đủ công suất để điều khiển tàu trong mọi điều kiện thời tiết.
- Máy lái phải có khả năng chịu được quá tải 150% trong khoảng thời gian 1 phút.
- Máy lái phải có bảo vệ dừng khi ngắn mạch, báo động khi quá tải, phải có bảo vệ cuối hành trình bằng ngắt điện và cơ khí
- Máy lái hoạt động phải êm, tin cậy và chính xác.
- Máy lái phải có khả năng hoạt động liên tục, phải có khả năng bẻ lái với tần số cao hàng chục lần trong một phút.
- Thời gian bẻ lái từ hết mạn này sang hết mạn khác khi tàu đầy tải và tiến hết không quá 28s.
- Góc bẻ lái cực đại phụ thuộc vào loại tàu, thường là 350 mỗi phía.
Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển:
- Hệ thống điều khiển phải có nhiều chế độ hoạt động: lái đơn giản, lái lặp, lái từ xa, lái tự động.
- Phải có các núm chỉnh định các thông số cơ bản của hệ thống điều khiển phù hợp với điều kiện thời tiết, trọng tải hàng hóa, tốc độ tàu, …
- Phải có thiết bị điều khiển và theo dõi tình trạng hoạt động của máy lái.
- Phải báo động khi tàu lệch khỏi hướng đi một góc đặt trước (thường 3, 5, 7, 90)
- Phải có đầy đủ các thiết bị chỉ thị hướng tàu, góc quay bánh lái, hướng và tốc độ gió, …
- Có khả năng giữ hướng đi con tàu với độ chính xác < ± 10 khi tàu tiến với tốc độ lớn hơn 6 hải lý/giờ không phụ thuộc vào trọng tải tàu và sóng đến cấp 3, < ± 30 khi sóng đến cấp 6, < ± 4-50 khi sóng lớn hơn cấp 6.
Đề 4
Câu 1:
Tại sao phải ổn định điện áp
Tất cả các thiết bị điện đều được chế tạo để công tác với một điện áp định mức nhất định. Do đó để phát huy hết tác dụng, độ tin cậy, tuổi thọ của thiết bị thì phải đảm bảo thiết bị đó phải được làm việc với điện áp định mức của nó.
Mọi nguyên nhân gây ra sai lệch về điện áp quá giới hạn cho phép đều gây ra những thiệt hại, hư hỏng, làm giảm tuổi thọ của thiết bị và có thể gây thiệt hại lớn cho cả hệ thống và gây nguy hiểm cho con người. Có rất nhiều nguyên nhân gây ra sự dao động điện áp như tốc độ động cơ lai, tính chất tải thay đổi, mức tải thay đổi, nhiệt độ… Vậy để hạn chế thiệt hại do sự dao động điện áp thì cần phải trang bị hệ thống tự động ổn định điện áp cho các máy phát đồng bộ ba pha.
Các nguyên nhân gây dao động điện áp máy phát ;
* Do dòng tải thay đổi ( khi thay đổi tải).
* Do tính chất tải thay đổi( đối máy phát điện xoay chiều)
Khi dòng tải thay đổi, điện áp cũng thay đổi theo, do đó phải thay đổi dòng kích từ để giữ điện áp không đổi. Đối máy phát xoay chiều, với cùng dòng tải, tính chất tải thay đổi cũng làm điện áp thay đổi( đối tải thuần dung khi tăng tải đến lúc nào đó thì điện áp cũng giảm).
* Do nhiệt độ trong cuộn dây máy phát thay đổi: Khi nhiệt độ của cuộn dây thay đổi làm cho điện trở của cuộn dây thay đổi, dẫn tới sụt áp trên cuộn dây cũng thay đổi( cuộn dây phần ứng và cuộn dây kích từ) , dẫn tới điện áp máy phát cũng thay đổi.
* Do tốc độ động cơ lai thay đổi: khi tốc độ động cơ lai thay dổi làm suất điện động của phần ứng thay đổi, do đó điện áp ra cũng bị thay đổi.
* Do phân phối tải giữa các máy phát làm việc song song không đều
Khi các máy phát điện làm việc song song trên cùng một mạng, nếu xảy ra trường hợp tải phân bố không đều giữa các máy phát sẽ dẫn tới dòng cân bằng giữa hai máy, dòng điện này có tính chất cảm kháng , nên mang tính khử từ và làm giảm từ trường chính của các máy phát điện làm điện áp mạng giảm xuống.
*Do các bộ tự động điều chỉnh làm việc không ổn định.
*Do ngắn mạch ở các vị trí khác nhau trong mạng điện
Dòng điện ngắn mạch sẽ gây sụt áp trên mạng, giá trị độ giảm điện áp phụ thuộc vị trí của điểm ngắn mạch.
Ngoài các yếu tố cơ bản trên đây, cũng còn một số nguyên nhân phụ khác gây nên sự thay đổi điện áp: Tính chất mạch từ thay đổi, điện trở tiếp xúc tăng lên, hư hỏng trong máy phát hoặc bộ điều chỉnh…
Câu 2:
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha.
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là stator và rotor
Stator
Stator có hai phần chính là lõi thép và dây quấn (hình 6-1a).
- Lõi thép stator hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt trong có những rãnh để chứa 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
Rotor
Rotor cũng có hai phần chính là lõi thép và dây quấn.
Lõi thép rôto hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt ngoài có những rãnh để chứa dây quấn.
Rotor có hai loại: rotor lồng sóc và rotor dây quấn.
Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ
Khi ta cho dòng điện 3 pha tần số f vào cuộn dây stator, trong stator sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ . Giả sử vào thời điểm t, từ trường stator đang quay theo chiều kim đồng hồ với tốc độ đồng bộ n1 và đang có chiều trên hình 6-3a. Lúc đó, dây dẫn a của rotor ở trong từ cảm và đang chuyển động tương đối với với tốc độ tương đối nên trong dây dẫn a sẽ có sức điện động cảm ứng e2 có chiều cho bởi:
(6-7)
tức là hướng từ trước ra sau (hình 6-3b).
Vì rôto ngắn mạch nên e2 tạo ra dòng cảm ứng i2, cũng hướng từ trước ra sau.
Dòng i2 đặt trong từ cảm sẽ chịu tác dụng của lực điện từ::
(6-8)
tức là cùng chiều với chiều quay của từ trường stato. Tương tự đối với dây dẫn x và rõ ràng các lực và tác động lên các dây dẫn a và x sẽ tạo ra một mô-men kéo rotor quay theo từ trường stator, nghĩa là rotor tìm cách "đuổi theo" từ trường stato. Tuy thiên, nó không bao giờ bắt kịp từ trường đó vì nếu tốc độ rotor đúng bằng n1 thì v = 0, kéo theo e2 = i2 = F = 0, nghĩa là sẽ không còn lực để kéo tải. Vì lẽ đó, rotor luôn luôn quay với tốc độ n < n1; nghĩa là từ trường stator quay đối với rotor với tốc độ tương đối (n1 - n), gọi là tốc độ trượt. Tỷ số giữa tốc độ trượt và tốc độ đồng bộ gọi là hệ số trượt:
(6-9)
Tốc độ rotor là: n = n1(1 - s) = n1 – sn1 = (tốc độ đồng bộ) – (tốc độ trượt) (6-10)
Khi rotor đứng yên n = 0, s = 1, khi rotor quay ở tốc độ định mức s = 0.02 – 0.06.
Đề 5
Câu 1:Điều chỉnh điện áp
Dựa vào các nguyên nhân gây ra dao động điện áp của máy phát người ta xây dựng bộ tự động điều chỉnh điện áp theo những nguyên tắc cơ bản sau :
Nguyên tắc điều chỉnh theo nhiễu loạn.
Nguyên tắc điều chỉnh theo độ lệch.
3. Nguyên tắc điều chỉnh theo nguyên lí kết hợp
Hệ thống phức hợp pha :
Hệ thống phức hợp pha là hệ thống mà tín hiệu phản hồi dòng điện và tín hiệu điện áp phản hồi được cộng lại ở phía xoay chiều và sau đó đưa đến chỉnh lưu và đưa đến kích từ. Có hai loại là phức hợp pha song song và phức hợp pha nối tiếp.
- Phức hợp pha nối tiếp có thành phần dòng điện và điện áp được cộng nối tiếp với nhau trước khi đưa qua chỉnh lưu để cung cấp dòng kích từ cho máy phát.
- Phức hợp pha song song có thành phần dòng điện và điện áp được cộng song song với nhau trước khi đưa qua chỉnh lưu để cung cấp dòng kích từ cho máy phát.
Ưu điểm : hệ thống có cấu trúc đơn giản, tuổi thọ cao, độ bền và độ tin cậy cao. Có khả năng cường kích lớn và tính ổn định tốt hơn nên nó phù hợp cho tàu thủy.
Nhược điểm : độ chính xác thấp, hệ thống thường có cấu tạo cồng kềnh và khả năng tự kích ban đầu chưa cao.
Câu 2:
Các giai đoạn thu neo.
Trong hệ thống neo, chế độ làm việc chính là thu neo từ một độ sâu cho phép còn ở chế độ thả neo tận dụng trọng lượng của neo và xích neo thả neo tự do. Đặc điểm chính của hệ thống khi làm việc ở chế độ thu neo là mô men cản Mc trên trục động cơ luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào các giai đoạn thu neo, điều kiện thời tiết, độ nông sâu của bãi thả neo, …
Người ta chia các giai đoạn thu neo thành 5 giai đoạn với các điều kiện sau:
- Độ sâu thả neo đúng quy định.
- Độ dài xích neo cực đại.
- Sóng gió từ cấp 5 đến cấp 7.
- Tốc độ dòng chảy từ 2 knot đến 3 knot.
Giai đoạn 1
Đây là giai đoạn thu phần xích neo nằm trong bùn, xích neo được thu với tốc độ không đổi. Cứ một mắc xích neo được nhấc lên khỏi bùn thì có một mắc xích neo đi qua đĩa hình sao. Tàu từ từ đến điểm thả neo với tốc độ không đổi. Trong suốt giai đoạn này đoạn xích neo trong nước không thay đổi hình dạng, sức căng trên xích neo và lực kéo neo trên đĩa hình sao không thay đổi. Giai đoạn này kết thúc khi mắt xích neo cuối cùng được nhấc nên khỏi bùn nhưng neo vẫn nằm trong bùn.
Giai đoạn 2
Giai đoạn này bắt đầu ngay khi giai đoạn 1 kết thúc, đây là giai đoạn thu phần xích neo võng trong nước. Ở giai đoạn này đoạn xích neo được rút ngắn dần và thẳng dần ra trong nước, sức căng trên đĩa hình sao tăng dần, tàu tiếp tục tiến về điểm thả neo với tốc độ không đổi. Giai đoạn này kết thúc khi xích neo thẳng trong nước.
Giai đoạn 3
Đây là giai đoạn rất ngắn của quá trình thu neo, được tính từ khi xích neo hết độ võng đến khi neo được nhổ bật nên khỏi bùn. Lúc này tàu đã tiến đến gần điểm thả neo, sức căng trên đĩa hình sao đạt giá trị lớn nhất, nếu neo không được nhổ bật khỏi bùn thì động cơ sẽ bị dừng dưới điện (do lực kéo neo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm). Tốc độ của tàu giảm
Chú ý: Cuối giai đoạn III, tàu tiến đến điểm thả neo, đoạn xích neo từ lỗ neo đến neo là ngắn nhất (bằng độ sâu thả neo). Theo quán tính tàu tiếp tục tiến về phía trước làm neo bật ra khỏi bùn.
Giai đoạn 4
Giai đoạn này được tính từ khi neo được nhổ nên khỏi bùn cho đến khi chuẩn bị được đưa vào lỗ neo. Ở giai đoạn này neo và xích neo được thu ngắn dần, việc thu neo không ảnh hưởng đến tốc độ của tàu.
Lại hay sảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo. Tại vì: do lực kéo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm…xảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo
Để hạn chế điều này người ta thường thiết kế hệ thống điều khiển như sau:
- Hệ thống điều khiển bằng tay: có cấu tạo đơn giản, thường dùng cho hệ thống có công suất nhỏ. Hệ thống sử dụng nhiều tiếp điểm của tay khống chế, nếu điều khiển không chính xác có thể gây ra tia lửa điện và nhanh chóng làm hỏng tiếp điểm. hệ thống này đòi hỏi người điều khiển phải có chuyên môn, phải thường xuyên bảo dưỡng hệ tiếp điểm của tay khống chế
- Hệ thống điều khiển bằng contactor-role kết hợp với tay điều khiển: hệ thống này được sử dụng rất phổ biến. quá trình điều khiển được thực hiện thông qua các role điện từ nên cho phép tự động hóa các thao tác điều khiển, thuận tiện cho người sử dụng, hạn chế được tia lửa điện và có thể dùng cho những hệ thống có công suất lớn hơn. Tuy vậy hệ thống cấu tạo phức tạp, nhiều phần tử, khi hỏng hóc sẽ gây nhiều khó khăn cho người sửa chữa
Đề 6
Câu 1:
Ý nghĩa, nguyên nhân các máy phát làm việc song song :
Trên tầu thuỷ công suất tiêu thụ điện lớn so với công suất trạm phát, tải toàn tầu không ổn định (phụ thuộc từng chế độ làm việc của tầu ). Mặt khác để nâng cao độ tin cậy của trạm phát thường bố trí ít nhất hai máy phát điện để tăng tính kinh tế khi khai thác năng lượng điện. Do vậy trên tầu thuỷ thường thường các máy phát phải làm việc song song.
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 sẩy ra hiện tượng ngắt điện ( Nguồn trên thanh cái lúc nào cũng có điện).
- Giảm được trọng lượng của các thiết bị phân phối.
- Đòi hỏi trình độ của người vận hành phải cao.
- Dòng ngắn mạch lớn.
- Cần phải hệ thống bảo vệ phức tạp hơn như bảo vệ công suất ngược.
Câu 2:
Chức năng của hệ thống lái lặp là thay đổi hướng tàu. Chế độ lái lặp có ưu điểm hơn chế độ lái đơn giản là khi thực hiện bẻ lái, ta không cần theo dõi đồng hồ chỉ thị góc quay bánh lái. Góc quay bánh lái sẽ bằng góc quay vô lăng.
Hệ thống lái lặp có sơ đồ khối như hình 4.16a: sử dụng cặp sensin tạo lặp XXP và XXT. Khi quay vô lăng, trên đầu ra của cuộn rotor của sensin thu xuất hiện điện áp tỷ lệ với góc bẻ lái , phản hồi góc quay bánh lái đưa về tín hiệu phản hồi , hai tín hiệu này đưa đến bộ biến đổi tạo tín hiệu bẻ lái . Trong phương trình này, các thành phần thứ nhất và thứ tư là cơ bản và bắt buộc có, có nghĩa là phương trình tối thiểu cho
Đề 7
Câu 1:
Điều kiện hòa đồng bộ các máy phát
-Điều kiện thứ nhất là: điện áp tức thời của máy phát bằng điện áp tức thời của lưới. Giả sử điện áp tức thời của thanh cái là:
và điện áp tức thời của máy phát định hòa là:
Điều kiện hòa yêu cầu
-Điều kiện thứ 2 là: tần số của máy phát cần hòa phải bằng tần số của lưới.
-Điều kiện thứ 3 là: thứ tự pha của máy phát và của lưới phải trùng nhau.
-Điều kiện thứ 4 là: góc pha phải trùng nhau.
Thông thường các máy phát được lắp đặt và thử nghiệm ở nhà máy nên điều kiện thứ tự pha luôn thỏa mãn, nếu các bộ tự động điều chỉnh điện áp hoạt động bình thường thì điện áp cực đại hay điện áp hiệu dụng các máy cũng bằng nhau. Do đó chúng ta chỉ quan tâm 2 thông số là tần số và góc pha đầu. Điều chỉnh tần số có thể được thực hiện dễ dàng thông qua việc điều khiển động cơ servo gắn trên bộ điều tốc. Điều kiện về góc pha đầu được phát hiện nhờ các phương pháp hòa đồng bộ chính xác.
Các phương pháp hòa đồng bộ máy phát.
Có 2 phương pháp hòa đồng bộ:
- Hòa đồng bộ thô: đóng máy phát vào lưới khi các điều kiện về điện áp và tần số thỏa mãn,bỏ qua điều kiện góc pha đầu. Để hạn chế dòng điện tăng khi đóng máy phát vào lưới, người ta sử dụng cuộn kháng bão hòa.
- Hòa đồng bộ chính xác: có các phương pháp đèn tắt, đèn quay, đồng bộ kế, bộ hòa tự động.
Phương pháp đèn tắt:
Quan sát cường độ sáng và tốc độ sáng tối của đèn ta nhận thấy rằng hai đèn cùng sáng tối và tần số chênh lệnh càng nhiều thì tốc độ sáng – tối của các đèn càng cao. Góc pha đầu chênh lệch càng nhiều thì đèn càng sáng. Thời điểm đóng máy phát vào lưới khi tốc độ sáng tối của các đèn chậm và các đèn gần tắt hẳn.
Câu 2:
Acqui axit:
Cấu tạo của acqui axit gồm một bình làm bằng vật liệu chống axit như nhựa ebonit, bên trong đặt xen kẻ các bản cực dương và âm. Mỗi bản cực dương được xen kẻ giữa hai bản cực âm, như vậy số bản cực âm bao giờ cũng nhiều hơn số bản cực dương một bản.
Các bản cực có kết cấu dạng lưới chì có pha thêm 6 – 8% angtimon để tăng độ bền cơ học. Các bản cực dương được làm bằng đioxit chì PbO2 và được nối với nhau tạo thành một tổ bản cực dương. Các bản cực âm được làm bằng chì Pb và được nối với nhau tạo thành một tổ bản cực âm. Để giảm kích thước và điện trở trong của acqui thì khoảng cách các bản cực phải nhỏ. Để tránh ngắn mạch thì giữa hai bản cực có đặt tấm ngăn lưới bằng nhựa ebonit.
Dung dịch điện phân của acqui axít là dung dịch axit sunfurich H2SO4. Tùy điều kiện công tác mà nồng độ dung dịch khác nhau. Nồng độ dung dịch cao thì kích thước và trọng lượng acqui nhỏ, điện trở trong acqui nhỏ. Tuy nhiên nồng độ dung dịch cao sẽ sinh ra hiện tượng sun phát hóa bản cực làm giảm tuổi thọ của acqui.
Trọng lượng riêng của dung dịch điện phân của acqui đặt tĩnh là 1,20g/cm2, acqui di động là 1,28g/cm2.
Sức điện động của acqui khi nạp no là 2,1 – 2,2 V. Để được 6 hay 12 V ta phải nối 3 hoặc 6 bình thành tổ acqui.
Nguyên lí hoạt động của acquy axit:
Khi acqui phóng điện, thì phản ứng hóa học xảy ra như sau:
PbO2 + 2H2SO4 + Pb => 2PbSO4 + 2H2O
Nồng độ dung dịch giảm, điện trở trong tăng, điện áp trên các bản cực của acqui giảm, dòng phóng càng lớn thì điện áp giảm càng nhanh. Khi điện áp chỉ còn 1,8V thì phải dừng lại, nếu không thì sun phát chì tạo ra trên thành cực quá dày, acqui sẽ bị hỏng và không nạp lại được nữa.
Khi nạp điện cho acqui, quá trình xảy ra ngược lại:
2PbSO4 + 2H2O => PbO2 + 2H2SO4 + Pb
Nồng độ dung dịch tăng, điện áp trên các bản cực tăng, điện trở trong tăng.
Hiện tượng tự phóng điện: mặc dù không cho acqui phóng điện nhưng dung lượng cứ giảm dần, khoảng 1-2% dung lượng định mức trong một ngày đêm. Nguyên nhân là do trong dung dịch điện phân và các bản cực có lẫn nhiều tạp chất
Hiện tượng sun phát hóa: các bản cực bị bao phủ bởi một lớp tinh thể sun phát chì màu trắng. Lớp tinh thể này không dẫn điện và ngăn cách các bản cực và dung dịch làm cho điện trở trong rất lớn. Khi phóng, điện áp giảm rất nhanh và hầu như không sử dụng được.
Nạp AQ với dòng không đổi : Nạp hai cấp.
Cấp 1 : Nạp với Iđm trong 10 giờ hay 8 giờ, khi dung lượng đạt 90% nạp cấp 2.
Cấp 2 : Nạp với I = 0.5Iđm.
Đối với AQ kiềm có thể nạp Iđm ngay từ đầu đến cuối. Dấu hiệu của nạp no là có hiện tượng thoát khí mạnh và điện áp không đổi trong 3 h.
Bảo dưởng Ắc quy
Trên tầu Ắc quy dùng cho ánh sáng sự cố , dùng để khởi động Điezen công suất nhỏ, phục vụ cho việc khống chế điều khiển. Trong buồng Ắc quy phải có thông gió, đặc biệt vào mùa hè. Ắc quy phải được cố định chống rung và có giá đỡ. Bề mặt Ắc quy phải luôn sạch sẽ để chống dòng dò và sự đánh lửa giữa các cực với nhau. Vận chuyển Ắc quy phải an toàn về người và hoá chất, các đầu nối dây phải dùng đầu bọp. Tuyệt đối không gây tia lửa điện trong buồng Ắc quy (không hút thuốc, đèn phải có chụp) , trong phòng Ắc quy phải sạch sẽ . Dung dịch luôn ngập các bản cực (khô nước dễ bị sunfát hoá và cong vênh bản cực ), mỗi nắp đậy phải có lỗ thông hơi. Súc xạc Ắc quy phải theo đúng chu trình.
Khi pha dung dịch, phải pha bằng thiết bị bằng sứ hay thuỷ tinh, không được pha bằng thiết bị kim loại. Trong quá trình pha phải chú ý: đổ Axít từ từ vào nước cất ( ngược lại có thể nổ và bị bỏng ). Trong quá trình sử dụng Ắc quy không để Ắc quy phóng hết, nếu tầu có hai nhánh Ắc quy phải thay nhau để nạp (ngày đồi một lần). Cấm nạp chung và cất giữ chung ắc quy a-xít và ắc quy kiềm.
Chỉ sử dụng ắc quy khi nồng độ dung dịch đảm bảo. Để bảo quản, bảo dưỡng Acquy tốt cần có các thiết bị như : tỷ trọng kế, thiết bị thử Acquy, nhiệt kế và các bình dung dịch ( thời hạn sử dụng ít nhất là 3 năm)
Đề 8
Câu 1:
Điều kiện hòa đồng bộ các máy phát
-Điều kiện thứ nhất là: điện áp tức thời của máy phát bằng điện áp tức thời của lưới. Giả sử điện áp tức thời của thanh cái là:
và điện áp tức thời của máy phát định hòa là:
Điều kiện hòa yêu cầu
-Điều kiện thứ 2 là: tần số của máy phát cần hòa phải bằng tần số của lưới.
-Điều kiện thứ 3 là: thứ tự pha của máy phát và của lưới phải trùng nhau.
-Điều kiện thứ 4 là: góc pha phải trùng nhau.
Thông thường các máy phát được lắp đặt và thử nghiệm ở nhà máy nên điều kiện thứ tự pha luôn thỏa mãn, nếu các bộ tự động điều chỉnh điện áp hoạt động bình thường thì điện áp cực đại hay điện áp hiệu dụng các máy cũng bằng nhau. Do đó chúng ta chỉ quan tâm 2 thông số là tần số và góc pha đầu. Điều chỉnh tần số có thể được thực hiện dễ dàng thông qua việc điều khiển động cơ servo gắn trên bộ điều tốc. Điều kiện về góc pha đầu được phát hiện nhờ các phương pháp hòa đồng bộ chính xác.
Các phương pháp hòa đồng bộ máy phát.
Có 2 phương pháp hòa đồng bộ:
- Hòa đồng bộ thô: đóng máy phát vào lưới khi các điều kiện về điện áp và tần số thỏa mãn,bỏ qua điều kiện góc pha đầu. Để hạn chế dòng điện tăng khi đóng máy phát vào lưới, người ta sử dụng cuộn kháng bão hòa.
- Hòa đồng bộ chính xác: có các phương pháp đèn tắt, đèn quay, đồng bộ kế, bộ hòa tự động.
Phương pháp đèn quay:
Phương pháp đèn quay có ưu điểm hơn phương pháp đèn tắt là giúp ta xác định được tần số của máy phát lớn hơn hay nhỏ hơn tần số lưới dựa vào chiều quay của đèn. Khi đèn quay thuận chiều kim đồng hồ thì tần số máy phát lớn hơn tần số lưới và ngược lại. Thời điểm đóng máy phát vào lưới khi đèn quay thuận chiều kim đồng hồ và hai đèn bên sáng cực đại còn đèn giữa tắt
Câu 2
Chức năng
Thiết bị neo và tời quấn dây thuộc nhóm phụ tải quan trọng trên tàu và có các chức năng cơ bản sau:
- Giữ tàu tại vị trí thả neo.
- Trợ giúp và đảm bảo an toàn cho quá trình điều động ra vào luồng, cảng.
- Thiết bị neo còn trang bị các trống tời để thu thả dây buộc tàu (tời quấn dây).
Yêu cầu
- Thiết bị phải có khả năng hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết với các yêu cầu kỹ thuật đã cho trước.
- Có thể khởi động động cơ với toàn bộ phụ tải, mô-men khởi động phải lớn hơn hai lần mô-men cản trên đĩa hình sao.
- Động cơ thực hiện phải có khả năng chịu quá tải lớn, có khả năng dừng dưới điện trong khoảng thời gian 30s khi công tác với công suất định mức.
- Động cơ thực hiện phải được chế tạo dưới dạng kín nước, chống nổ.
- Thời gian thu neo từ một độ sâu quy định không quá 30 phút.
- Đảm bảo được lực kéo neo cần thiết khi động cơ bị dừng dưới điện hoặc tốc độ động cơ bị giảm.
- Hệ thống phải có khả năng tạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái của tải và yêu cầu chung về tốc độ thu neo.
- Hệ thống phải có khả năng hạn chế được sự dao động của dòng tải khi tải thay đổi, không gây ra xung dòng khi thiết bị bắt đầu được đưa vào làm việc.
- Phải có khả năng giữ cố định được neo và xích neo khi hệ thống đột ngột mất điện.
- Hệ thống điều khiển, tay điều khiển phải bố trí ở gần máy neo để thuận tiện cho người điều khiển.
- Thiết bị gọn nhẹ, chắc chắn, giá thành thấp, hệ thống được lắp đặt thuận tiện cho vận lắp ráp và sửa chữa.
Ngoài ra thiết bị phải thỏa mãn:
- Hiệu suất khai thác cao, cosj cao.
Kết cấu chắc chắn, gọn nhẹ.
Đề 9
Câu 1:
Máy phát không chổi than: phương pháp này tăng độ tin cậy và giảm đáng kể công tác bảo dưỡng máy phát. Việc chỉnh lưu điện áp kích từ xoay chiều được thực hiện nhờ các diod gắn cố định trên trục máy. Phần tử varistor Vr nối song song với cuộn dây kích từ của máy phát chính có chức năng bảo vệ các diod quá điện áp ngược khi có sự thay đổi đột ngột của dòng kích từ. Khi xuất hiện điện áp ngược lớn, Vr bị đánh thủng bảo vệ cho các diod không bị quá áp.
Câu 2:
Chức năng của hệ thống lái tàu thủy:
Hệ thống lái tàu thủy có hai chức năng cơ bản là:
- Điều điều khiển thay đổi hướng đi của con tàu. Chức năng này cho phép điều động tàu chạy trong luồng, trong vùng nước hạn chế, điều động tàu cập cầu, cập phao,...
- Tự động điều khiển tàu đi theo một hướng đi không đổi cho trước.
Ngoài ra ở những tàu có trang bị hệ thống lái hiện đại thì có thêm một số chức năng như:
- Tự động điều khiển tàu chạy theo một hành trình cho trước.
- Tự động dẫn tàu bám theo một mục tiêu di động.
- Tự động tránh va.
Yêu cầu của hệ thống lái tàu thủy
Yêu cầu chung:
- Hệ thống lái phải hoạt động an toàn, tin cậy trong mọi điều kiện thời tiết.
- Chịu được tác động của lắc ngang đến ±22.50 và lắc dọc ±11.50. Chịu được rung động với tần số (5 – 30)Hz
- Hoạt động bình thường trong điều kiện nhiệt độ môi trường thay đổi trong khoảng (-10 – 50)0C, và độ ẩm tương đối trong khoảng (90 – 95)%
Yêu cầu đối với máy lái:
- Máy lái phải có công suất phù hợp với kích thước, trọng tải, hình dáng tàu.
- Máy lái phải được cấp điện từ hai nguồn khác nhau bởi hai đường cáp đặt cách nhau bằng chiều rộng thân tàu.
- Máy lái phải có chế độ hoạt động sự cố để có thể thực hiện bẻ lái được kể cả khi mất điện toàn tàu.
- Phải có chỉ thị cơ khí vị trí bánh lái.
- Máy lái phải bao gồm hai hệ thống có thể hoạt động độc lập và đồng thời, trong đó một hệ thống phải có đủ công suất để điều khiển tàu trong mọi điều kiện thời tiết.
- Máy lái phải có khả năng chịu được quá tải 150% trong khoảng thời gian 1 phút.
- Máy lái phải có bảo vệ dừng khi ngắn mạch, báo động khi quá tải, phải có bảo vệ cuối hành trình bằng ngắt điện và cơ khí
- Máy lái hoạt động phải êm, tin cậy và chính xác.
- Máy lái phải có khả năng hoạt động liên tục, phải có khả năng bẻ lái với tần số cao hàng chục lần trong một phút.
- Thời gian bẻ lái từ hết mạn này sang hết mạn khác khi tàu đầy tải và tiến hết không quá 28s.
- Góc bẻ lái cực đại phụ thuộc vào loại tàu, thường là 350 mỗi phía.
Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển:
- Hệ thống điều khiển phải có nhiều chế độ hoạt động: lái đơn giản, lái lặp, lái từ xa, lái tự động.
- Phải có các núm chỉnh định các thông số cơ bản của hệ thống điều khiển phù hợp với điều kiện thời tiết, trọng tải hàng hóa, tốc độ tàu, …
- Phải có thiết bị điều khiển và theo dõi tình trạng hoạt động của máy lái.
- Phải báo động khi tàu lệch khỏi hướng đi một góc đặt trước (thường 3, 5, 7, 90)
- Phải có đầy đủ các thiết bị chỉ thị hướng tàu, góc quay bánh lái, hướng và tốc độ gió, …
- Có khả năng giữ hướng đi con tàu với độ chính xác < ± 10 khi tàu tiến với tốc độ lớn hơn 6 hải lý/giờ không phụ thuộc vào trọng tải tàu và sóng đến cấp 3, < ± 30 khi sóng đến cấp 6, < ± 4-50 khi sóng lớn hơn cấp 6.
Đề 10
Câu 1:
Mạng điện tàu thủy thường có các loại hệ thống phân phối điện năng sau:
- Hệ thống phân phối hình tia đơn giản: tất cả các máy phát cấp điện lên bảng điện chính và từ đó cấp trực tiếp đến các phụ tải. Hệ thống phân phối thường được áp dụng trên các tàu có trọng tải trung bình và nhỏ.
- Hệ thống phân phối hình tia phức tạp: tất cả các máy phát cấp điện lên bảng điện chính và từ đó cấp trực tiếp đến các phụ tải và các bảng điện phụ, các bảng điện phụ này lại cấp điện cho các phụ tải và các bảng điện phụ nhỏ hơn, … Các phụ tải được cấp điện trực tiếp từ bảng điện chính thường là các phụ tải có công suất lớn như các chân vịt mũi, chân vịt mạn, … hoặc là các phụ tải quan trọng như bơm cứu hỏa, máy lái, …
Câu 2 :
Chức năng
Hệ thống tự động kiểm tra và báo động thông số buồng máy có các chức năng cơ bản sau:
- Phát hiện và báo động bằng đèn, còi các thông số vượt quá giá trị định mức.
- Đo và hiển thị các thông số quan trọng.
- Báo cảm biến đứt cáp, chạm mát.
- Thực hiện bảo vệ các thiết bị điện khi xảy ra sự cố.
- Dự báo và thông báo hỏng hóc, đưa ra nguyên nhân và hướng xử lý.
- Ghi nhật ký.
Hai chức năng đầu tiên là cơ bản và bắt buộc phải có.
Yêu cầu
Ngoài các yêu cầu chung cho thiết bị tàu thủy, hệ thống tự động kiểm tra và báo động còn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Phải hoạt động tin cậy chính xác, không được báo động sai, báo động nhầm, báo động sót, không bị ảnh hưởng của nhiễu.
- Thuật toán báo động phải rõ ràng, phân biệt được các thông số đã báo động và đã được chấp nhận với các thông số đang báo mà chưa được chấp nhận.
- Phải có chức năng thử hệ thống (tối thiểu là thử được đèn và còi).
- Bố trí các thông số phải hợp lý (theo nhóm để dễ dàng quản lý và nhận biết sự cố ở thiết bị nào).
- Phải được nuôi từ ít nhất từ hai nguồn: nguồn chính (từ lưới điện tàu) và nguồn sự cố (24V từ ac-qui).
- Dễ dàng bảo dưỡng sửa chữa.
Có khả năng liên kết được với các hệ thống khác để thực hiện bảo vệ thiết bị và tham gia và hệ thống tự động hóa chung trên tàu.
Đề 11
Câu 1 :
Hiện tượng ngắn mạch xảy ra khi có sự chạm chập, hư hỏng cách điện trong các thiết bị điện, các dây dẫn, … Dòng ngắn mạch thường có giá trị rất lớn, hàng trăm ngàn ampe nên có thể gây ra hậu quả rất lớn. Dòng ngắn mạch có thể đốt nóng và làm cháy các phần tử dẫn điện mà nó đi qua. Dòng ngắn mạch tạo ra lực tương hỗ rất lớn giữa các phần tử dẫn điện và làm hư hỏng cơ khí các vật liệu cách điện, các giá đỡ, thậm chí các vật dẫn điện như thanh cái, các thiết bị điện như các aptomat, contactor, … Dòng ngắn mạch có thể gây sụt áp đột ngột làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính công tác của các thiết bị. Nếu ngắn mạch xảy ra ngay trên cực máy phát thì có thể làm cháy máy phát.
Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát là vô cùng quan trọng, có thể không có các loại bảo vệ khác cho máy phát, nhưng bảo vệ ngắn mạch phải có. Bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì hoặc áp tô mát. Có các khí cụ điện được dùng đễ bảo vệ ngắn mạch
Câu 2:
Chức năng chính của hệ thống làm hàng là xếp dỡ hàng hóa, do có lúc tàu phải làm hàng ở những cảng không có thiết bị xếp dỡ hàng hóa, đôi khi tàu còn phải làm hàng ngoài biển. Hệ thống làm hàng còn có ý nghĩa rất quan trọng là tăng hiệu quả trong vận tải và chủ động trong vấn đề khai thác. Ngoài chức năng chính là xếp dỡ hàng hóa hệ thống làm hàng còn có thể dùng để đống mở nắp hầm hàng, trong trường hợp cần thiết có thể thay tời neo và làm một số việc di chuyển hàng hóa khác như nhập vật tư, thực phẩm…
Yêu cầu
Từ yêu cầu kinh tế trong việc khia thác tàu mà yêu cầu đối với thiết bị làm hàng là năng suất làm hàng phải cao, có nghĩa là thời gian làm hàng ngắn. Hệ thống phải hoạt động tin cậy và có đặc tính điều khiển tốt. An toàn cho hàng hóa, thiết bị và con người.
Để năng suất làm hàng cao thì thiết bị phải thỏa mãn các đặc tính sau:
- Tốc độ nâng hạ hàng khi tải là định mức phải hợp lý, nếu tốc độ làm hàng cao quá thì không an toàn cho hàng hóa và công nhân xếp dỡ hàng, nếu thếp quá thì năng suất làm hàng thấp. Tốc độ nâng hạ hàng với tải định mức thường 0.2 – 1.0 m/s với thiết bị làm hàng thế hệ cũ, 1.0 – 2.0 với thiết bị làm hàng hiện đại.
- Việc điều khiển tốc độ phải láng, phạm vi thay đổi tốc độ phải rộng. Tốc độ và gia tốc khi nâng hàng và hạ hàng chạm đất phải đủ nhỏ để tránh đứt cáp, tránh xung lực làm hư hỏng hàng hóa, và dễ dàng điều chỉnh vị trí đặt hàng, … Phụ thuộc vào loại hàng hóa mà chọn tốc độ đặt hàng chạm đất phù hợp.
- Trong một chu kỳ làm hàng thì tải của thiết bị làm hàng thay đổi cho nên phải có nhiều tốc độ khác nhau phù hợp với trạng thái tải, nếu tốc độ nâng hạ hàng với tải định mức là Vđm thì tốc độ nâng hạ hàng với ½ tải là 1.5 – 1.7 Vđm, tốc độ nâng hạ móc không là 3 – 3.5 Vđm.
- Rút ngắn thời gian quá độ: thiết bị làm hàng làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường xuyên xảy ra các quá trình khởi động, hãm, đảo chiều đối với động cơ điện (có thể lên đến 500 lần / giờ), vì vậy rút ngắn thời gian quá độ cho phép tăng cao năng suất làm hàng. Để rút ngắn thời gian quá độ thì phải chọn động cơ điện có mô-men khởi động lớn, mô-men quán tính nhỏ, bộ điều khiển được thiết kế hợp lý để tối ưu hóa các quá trình quá độ.
Để an toàn cho hàng hóa, thiết bị và con người thì:
- Thiết bị làm hàng phải được bố trí ở vị trí hợp lý, dễ quán sát, dễ điều khiển, …
- Thiết bị phải có độ bền cơ học cao, hoạt động nhịp nhàng, không gây xung lực đột ngột trên dây cáp và các cơ cấu truyền động, …
- Thiết bị phải có các bảo vệ sức căng cáp, bảo vệ hành trình giới hạn (móc chạm đỉnh, cần nâng quá cao hoặc quá thấp, …
Ngoài ra thiết bị phải thỏa mãn:
- Dễ dàng bảo dưỡng, sửa chữa, …
- Hiệu suất khai thác cao.
- Kết cấu chắc chắn, gọn nhẹ, kinh tế
Đề 12
Câu 1:
Máy phát bị quá tải bị gia nhiệt quá nhiệt độ cho phép, gây nên già hóa chất cách điện và thậm chí phá hỏng chất cách điện và làm cháy máy.
*Các nguyên nhân gây ra quá tải cho máy phát :
- Việc ngắt một trong các máy phát khi các máy phát làm việc song song.
- Khởi động các động cơ dị bộ công suất lớn.
- Tự động khởi động lại các động cơ.
- Do quá tải các phụ tải có công suất lớn.
-Việc phân bố tải không đều khi các máy phát làm việc song song ( do đặc tính ngoài khác nhau, hay lượng dầu vào diezen không đều...).
- Do ngắn mạch từ xa của các máy phát.
*Phương pháp bảo vệ quá tải:
- Khi quá tải các máy phát cần được ngắt dần các nhóm phụ tải ở mức độ quan trọng khác nhau. Máy phát chỉ được cắt ra khỏi lưới khi các biện pháp bảo vệ đã hết hiệu lực.
- Bảo vệ quá tải bằng cách tăng công suất nguồn : phải có nguồn dự trữ là các máy phát dự trữ, các máy phát này sẽ khởi động khi trạm phát bị quá tải và ngắt khỏi mạng khi thừa công suất.
- Bảo vệ quá tải theo tần số : Khi máy phát chịu quá tải lớn, tần số sẽ giảm, điều này ảnh hưởng đến các động cơ dị bộ. Để bảo vệ quá tải ta sử dụng các rơle tần số, tiếp điềm của nó sẽ khống chế áptômát máy phát.
Việc cắt máy phát khi bị quá tải được thực hiện nhờ aptomat máy phát trực tiếp tác động hoặc thông qua rơ-le bảo vệ quá tải
Câu 2:
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha.
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là stator và rotor
Stator
Stator có hai phần chính là lõi thép và dây quấn (hình 6-1a).
- Lõi thép stator hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt trong có những rãnh để chứa 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
Rotor
Rotor cũng có hai phần chính là lõi thép và dây quấn.
Lõi thép rôto hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt ngoài có những rãnh để chứa dây quấn.
Rotor có hai loại: rotor lồng sóc và rotor dây quấn.
Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ
Khi ta cho dòng điện 3 pha tần số f vào cuộn dây stator, trong stator sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ . Giả sử vào thời điểm t, từ trường stator đang quay theo chiều kim đồng hồ với tốc độ đồng bộ n1 và đang có chiều trên hình 6-3a. Lúc đó, dây dẫn a của rotor ở trong từ cảm và đang chuyển động tương đối với với tốc độ tương đối nên trong dây dẫn a sẽ có sức điện động cảm ứng e2 có chiều cho bởi:
(6-7)
tức là hướng từ trước ra sau (hình 6-3b).
Vì rôto ngắn mạch nên e2 tạo ra dòng cảm ứng i2, cũng hướng từ trước ra sau.
Dòng i2 đặt trong từ cảm sẽ chịu tác dụng của lực điện từ::
(6-8)
tức là cùng chiều với chiều quay của từ trường stato. Tương tự đối với dây dẫn x và rõ ràng các lực và tác động lên các dây dẫn a và x sẽ tạo ra một mô-men kéo rotor quay theo từ trường stator, nghĩa là rotor tìm cách "đuổi theo" từ trường stato. Tuy thiên, nó không bao giờ bắt kịp từ trường đó vì nếu tốc độ rotor đúng bằng n1 thì v = 0, kéo theo e2 = i2 = F = 0, nghĩa là sẽ không còn lực để kéo tải. Vì lẽ đó, rotor luôn luôn quay với tốc độ n < n1; nghĩa là từ trường stator quay đối với rotor với tốc độ tương đối (n1 - n), gọi là tốc độ trượt. Tỷ số giữa tốc độ trượt và tốc độ đồng bộ gọi là hệ số trượt:
(6-9)
Tốc độ rotor là: n = n1(1 - s) = n1 – sn1 = (tốc độ đồng bộ) – (tốc độ trượt) (6-10)
Khi rotor đứng yên n = 0, s = 1, khi rotor quay ở tốc độ định mức s = 0.02 – 0.06.
Đề 13
Câu 1:
Đối với máy phát khi nhận năng lượng từ lưới vào, máy phát trở thành động cơ, tức trở thành tải tiêu thụ công suất của lưới. Khi đó đối với máy phát xoay chiều có hiện tượng công suất ngược, đối với máy một chiều có hiện tượng dòng điện ngược.
* Nguyên nhân :
- Đối máy phát xoay chiều do : mất lượng dầu vào động cơ diezen, mất hơi vào tua bin ( máy phát tuy-bin) ; Do đứt dây kích từ, hoặc do hư hỏng khớp nối giữa diezen và máy phát.
- Đối với máy phát một chiều còn do mất kích từ hay điện áp máy phát giảm.
* Hậu quả :
- Máy phát bị công suất ngược trở thành động cơ và nhận năng lượng từ lưới và gây quá tải cho các máy phát khác đang công tác trên lưới.
- Gây xoắn trục tức thời đối với các máy phát.
Máy phát bị công suất ngược thì phải được ngắt ra khỏi lưới nhờ rơ-le công suất ngược tác động ngắt điện cuộn giữ (cuộn thấp áp) hoặc cấp điện cuộn ngắt trong aptomát. Rơ-le công suất ngược có thể là cơ cấu cảm ứng hoặc rơ-le điện tử.
Câu 2:
Các giai đoạn thu neo.
Trong hệ thống neo, chế độ làm việc chính là thu neo từ một độ sâu cho phép còn ở chế độ thả neo tận dụng trọng lượng của neo và xích neo thả neo tự do. Đặc điểm chính của hệ thống khi làm việc ở chế độ thu neo là mô men cản Mc trên trục động cơ luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào các giai đoạn thu neo, điều kiện thời tiết, độ nông sâu của bãi thả neo, …
Người ta chia các giai đoạn thu neo thành 5 giai đoạn với các điều kiện sau:
- Độ sâu thả neo đúng quy định.
- Độ dài xích neo cực đại.
- Sóng gió từ cấp 5 đến cấp 7.
- Tốc độ dòng chảy từ 2 knot đến 3 knot.
Giai đoạn 1
Đây là giai đoạn thu phần xích neo nằm trong bùn, xích neo được thu với tốc độ không đổi. Cứ một mắc xích neo được nhấc lên khỏi bùn thì có một mắc xích neo đi qua đĩa hình sao. Tàu từ từ đến điểm thả neo với tốc độ không đổi. Trong suốt giai đoạn này đoạn xích neo trong nước không thay đổi hình dạng, sức căng trên xích neo và lực kéo neo trên đĩa hình sao không thay đổi. Giai đoạn này kết thúc khi mắt xích neo cuối cùng được nhấc nên khỏi bùn nhưng neo vẫn nằm trong bùn.
Giai đoạn 2
Giai đoạn này bắt đầu ngay khi giai đoạn 1 kết thúc, đây là giai đoạn thu phần xích neo võng trong nước. Ở giai đoạn này đoạn xích neo được rút ngắn dần và thẳng dần ra trong nước, sức căng trên đĩa hình sao tăng dần, tàu tiếp tục tiến về điểm thả neo với tốc độ không đổi. Giai đoạn này kết thúc khi xích neo thẳng trong nước.
Giai đoạn 3
Đây là giai đoạn rất ngắn của quá trình thu neo, được tính từ khi xích neo hết độ võng đến khi neo được nhổ bật nên khỏi bùn. Lúc này tàu đã tiến đến gần điểm thả neo, sức căng trên đĩa hình sao đạt giá trị lớn nhất, nếu neo không được nhổ bật khỏi bùn thì động cơ sẽ bị dừng dưới điện (do lực kéo neo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm). Tốc độ của tàu giảm
Chú ý: Cuối giai đoạn III, tàu tiến đến điểm thả neo, đoạn xích neo từ lỗ neo đến neo là ngắn nhất (bằng độ sâu thả neo). Theo quán tính tàu tiếp tục tiến về phía trước làm neo bật ra khỏi bùn.
Giai đoạn 4
Giai đoạn này được tính từ khi neo được nhổ nên khỏi bùn cho đến khi chuẩn bị được đưa vào lỗ neo. Ở giai đoạn này neo và xích neo được thu ngắn dần, việc thu neo không ảnh hưởng đến tốc độ của tàu.
Lại hay sảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo. Tại vì: do lực kéo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm…xảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo
Để hạn chế điều này người ta thường thiết kế hệ thống điều khiển như sau:
- Hệ thống điều khiển bằng tay: có cấu tạo đơn giản, thường dùng cho hệ thống có công suất nhỏ. Hệ thống sử dụng nhiều tiếp điểm của tay khống chế, nếu điều khiển không chính xác có thể gây ra tia lửa điện và nhanh chóng làm hỏng tiếp điểm. hệ thống này đòi hỏi người điều khiển phải có chuyên môn, phải thường xuyên bảo dưỡng hệ tiếp điểm của tay khống chế
- Hệ thống điều khiển bằng contactor-role kết hợp với tay điều khiển: hệ thống này được sử dụng rất phổ biến. quá trình điều khiển được thực hiện thông qua các role điện từ nên cho phép tự động hóa các thao tác điều khiển, thuận tiện cho người sử dụng, hạn chế được tia lửa điện và có thể dùng cho những hệ thống có công suất lớn hơn. Tuy vậy hệ thống cấu tạo phức tạp, nhiều phần tử, khi hỏng hóc sẽ gây nhiều khó khăn cho người sửa chữa
Đề 14
Câu 1:
Trên tầu thuỷ vấn đề an toàn cho con tầu, hàng hoá và tính mạng của con người rất được quan tâm trong thiết kế . Khi con tầu không hoàn toàn chủ động hoạt động được do trạm phát chính mất điện thì phải có một tổ máy phát điện sự cố cung cấp điện năng cho các phụ tải quan trọng nhất.
Các tổ máy phát điện sự cố phải đặt ở nơi thuận tiện trên cao hơn mớn nước (thường là ở thượng tầng ngang cabine buồng lái với tầu hang, ngang boong chính với các tầu dịch vụ)
Các tổ máy phát điện sự cố phải tự động khởi động khi trạm phát chính mất điện, yêu cầu sau 30 giây mất điện chính, tổ máy sự cố phải khởi động cung cấp điện cho bảng điện sự cố
Động cơ lai máy sự cố phải là động cơ Diesel được làm mát tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng hệ thống quạt gió.
Các tổ máy phát điện phải có năng lượng sẵn sàng có thể hoạt động liên tục 24 giờ. Đối với tầu khách tối thiểu là 36 giờ , nếu chỉ dùng nguồn tiểu sự cố (Ac quy) thì cần có điện trong thời gian tối thiểu 4 giờ
Tuỳ theo công suất của tổ máy phát sự cố mà các phụ tải có thể được cấp điện là:
- Chỉ báo lái hoặc điện máy lái
- Tay chuông truyền lệnh
- Hệ thống liên lạc vô tuyến điện
- Hệ thống thiết bị dẫn đường Rada, máy đo sâu, thiết bị định vị
- Anh sáng sự cố
- Hệ thống tín hiệu báo động chung
Bơm cứu hoả, cứu đắm (nếu có thể)…
Câu 2:
Trình bày sơ đồ khối và nguyên lý làm việc của hệ thống lái ở chế độ lái Tự động, cơ cấu tạo lặp có thể sử dụng các thiết bị gì và chúng làm việc theo nguyên tắc nào?
Chức năng của hệ thống lái tự động là điều khiển con tàu đi theo một hướng đặt trước.
Thuật toán lái tự động như sau:
Với là góc quay bánh lái, là hướng đặt và hướng đi thực tế của con tàu, là độ sai lệch hướng đi.
Hai thành phần là cơ bản và bắt buộc phải có. Các thành phần khác chỉ có tác dụng nâng cao chất lượng điều khiển của hệ thống. hạn chế tính quán tính tàu, tăng độ nhạy. tăng độ chính xác, đặc biệt khi nhiễu sóng gió tác động không đối xứng. hạn chế tính quán tính của bánh lái.
Đề 15
Câu 1:
Chức năng
Hệ thống tự động kiểm tra và báo động thông số buồng máy có các chức năng cơ bản sau:
- Phát hiện và báo động bằng đèn, còi các thông số vượt quá giá trị định mức.
- Đo và hiển thị các thông số quan trọng.
- Báo cảm biến đứt cáp, chạm mát.
- Thực hiện bảo vệ các thiết bị điện khi xảy ra sự cố.
- Dự báo và thông báo hỏng hóc, đưa ra nguyên nhân và hướng xử lý.
- Ghi nhật ký.
Hai chức năng đầu tiên là cơ bản và bắt buộc phải có.
Yêu cầu
Ngoài các yêu cầu chung cho thiết bị tàu thủy, hệ thống tự động kiểm tra và báo động còn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Phải hoạt động tin cậy chính xác, không được báo động sai, báo động nhầm, báo động sót, không bị ảnh hưởng của nhiễu.
- Thuật toán báo động phải rõ ràng, phân biệt được các thông số đã báo động và đã được chấp nhận với các thông số đang báo mà chưa được chấp nhận.
- Phải có chức năng thử hệ thống (tối thiểu là thử được đèn và còi).
- Bố trí các thông số phải hợp lý (theo nhóm để dễ dàng quản lý và nhận biết sự cố ở thiết bị nào).
- Phải được nuôi từ ít nhất từ hai nguồn: nguồn chính (từ lưới điện tàu) và nguồn sự cố (24V từ ac-qui).
- Dễ dàng bảo dưỡng sửa chữa.
Có khả năng liên kết được với các hệ thống khác để thực hiện bảo vệ thiết bị và tham gia và hệ thống tự động hóa chung trên tàu.
Câu 2:
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha.
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là stator và rotor
Stator
Stator có hai phần chính là lõi thép và dây quấn (hình 6-1a).
- Lõi thép stator hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt trong có những rãnh để chứa 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
Rotor
Rotor cũng có hai phần chính là lõi thép và dây quấn.
Lõi thép rôto hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt ngoài có những rãnh để chứa dây quấn.
Rotor có hai loại: rotor lồng sóc và rotor dây quấn.
Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ
Khi ta cho dòng điện 3 pha tần số f vào cuộn dây stator, trong stator sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ . Giả sử vào thời điểm t, từ trường stator đang quay theo chiều kim đồng hồ với tốc độ đồng bộ n1 và đang có chiều trên hình 6-3a. Lúc đó, dây dẫn a của rotor ở trong từ cảm và đang chuyển động tương đối với với tốc độ tương đối nên trong dây dẫn a sẽ có sức điện động cảm ứng e2 có chiều cho bởi:
(6-7)
tức là hướng từ trước ra sau (hình 6-3b).
Vì rôto ngắn mạch nên e2 tạo ra dòng cảm ứng i2, cũng hướng từ trước ra sau.
Dòng i2 đặt trong từ cảm sẽ chịu tác dụng của lực điện từ::
(6-8)
tức là cùng chiều với chiều quay của từ trường stato. Tương tự đối với dây dẫn x và rõ ràng các lực và tác động lên các dây dẫn a và x sẽ tạo ra một mô-men kéo rotor quay theo từ trường stator, nghĩa là rotor tìm cách "đuổi theo" từ trường stato. Tuy thiên, nó không bao giờ bắt kịp từ trường đó vì nếu tốc độ rotor đúng bằng n1 thì v = 0, kéo theo e2 = i2 = F = 0, nghĩa là sẽ không còn lực để kéo tải. Vì lẽ đó, rotor luôn luôn quay với tốc độ n < n1; nghĩa là từ trường stator quay đối với rotor với tốc độ tương đối (n1 - n), gọi là tốc độ trượt. Tỷ số giữa tốc độ trượt và tốc độ đồng bộ gọi là hệ số trượt:
(6-9)
Tốc độ rotor là: n = n1(1 - s) = n1 – sn1 = (tốc độ đồng bộ) – (tốc độ trượt) (6-10)
Khi rotor đứng yên n = 0, s = 1, khi rotor quay ở tốc độ định mức s = 0.02 – 0.06.
Đề 16
Câu 1:
Tại sao phải ổn định điện áp
Tất cả các thiết bị điện đều được chế tạo để công tác với một điện áp định mức nhất định. Do đó để phát huy hết tác dụng, độ tin cậy, tuổi thọ của thiết bị thì phải đảm bảo thiết bị đó phải được làm việc với điện áp định mức của nó.
Mọi nguyên nhân gây ra sai lệch về điện áp quá giới hạn cho phép đều gây ra những thiệt hại, hư hỏng, làm giảm tuổi thọ của thiết bị và có thể gây thiệt hại lớn cho cả hệ thống và gây nguy hiểm cho con người. Có rất nhiều nguyên nhân gây ra sự dao động điện áp như tốc độ động cơ lai, tính chất tải thay đổi, mức tải thay đổi, nhiệt độ… Vậy để hạn chế thiệt hại do sự dao động điện áp thì cần phải trang bị hệ thống tự động ổn định điện áp cho các máy phát đồng bộ ba pha.
Các nguyên nhân gây dao động điện áp máy phát ;
* Do dòng tải thay đổi ( khi thay đổi tải).
* Do tính chất tải thay đổi( đối máy phát điện xoay chiều)
Khi dòng tải thay đổi, điện áp cũng thay đổi theo, do đó phải thay đổi dòng kích từ để giữ điện áp không đổi. Đối máy phát xoay chiều, với cùng dòng tải, tính chất tải thay đổi cũng làm điện áp thay đổi( đối tải thuần dung khi tăng tải đến lúc nào đó thì điện áp cũng giảm).
* Do nhiệt độ trong cuộn dây máy phát thay đổi: Khi nhiệt độ của cuộn dây thay đổi làm cho điện trở của cuộn dây thay đổi, dẫn tới sụt áp trên cuộn dây cũng thay đổi( cuộn dây phần ứng và cuộn dây kích từ) , dẫn tới điện áp máy phát cũng thay đổi.
* Do tốc độ động cơ lai thay đổi: khi tốc độ động cơ lai thay dổi làm suất điện động của phần ứng thay đổi, do đó điện áp ra cũng bị thay đổi.
* Do phân phối tải giữa các máy phát làm việc song song không đều
Khi các máy phát điện làm việc song song trên cùng một mạng, nếu xảy ra trường hợp tải phân bố không đều giữa các máy phát sẽ dẫn tới dòng cân bằng giữa hai máy, dòng điện này có tính chất cảm kháng , nên mang tính khử từ và làm giảm từ trường chính của các máy phát điện làm điện áp mạng giảm xuống.
*Do các bộ tự động điều chỉnh làm việc không ổn định.
*Do ngắn mạch ở các vị trí khác nhau trong mạng điện
Dòng điện ngắn mạch sẽ gây sụt áp trên mạng, giá trị độ giảm điện áp phụ thuộc vị trí của điểm ngắn mạch.
Ngoài các yếu tố cơ bản trên đây, cũng còn một số nguyên nhân phụ khác gây nên sự thay đổi điện áp: Tính chất mạch từ thay đổi, điện trở tiếp xúc tăng lên, hư hỏng trong máy phát hoặc bộ điều chỉnh…
Câu 2:
Các giai đoạn thu neo.
Trong hệ thống neo, chế độ làm việc chính là thu neo từ một độ sâu cho phép còn ở chế độ thả neo tận dụng trọng lượng của neo và xích neo thả neo tự do. Đặc điểm chính của hệ thống khi làm việc ở chế độ thu neo là mô men cản Mc trên trục động cơ luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào các giai đoạn thu neo, điều kiện thời tiết, độ nông sâu của bãi thả neo, …
Người ta chia các giai đoạn thu neo thành 5 giai đoạn với các điều kiện sau:
- Độ sâu thả neo đúng quy định.
- Độ dài xích neo cực đại.
- Sóng gió từ cấp 5 đến cấp 7.
- Tốc độ dòng chảy từ 2 knot đến 3 knot.
Giai đoạn 1
Đây là giai đoạn thu phần xích neo nằm trong bùn, xích neo được thu với tốc độ không đổi. Cứ một mắc xích neo được nhấc lên khỏi bùn thì có một mắc xích neo đi qua đĩa hình sao. Tàu từ từ đến điểm thả neo với tốc độ không đổi. Trong suốt giai đoạn này đoạn xích neo trong nước không thay đổi hình dạng, sức căng trên xích neo và lực kéo neo trên đĩa hình sao không thay đổi. Giai đoạn này kết thúc khi mắt xích neo cuối cùng được nhấc nên khỏi bùn nhưng neo vẫn nằm trong bùn.
Giai đoạn 2
Giai đoạn này bắt đầu ngay khi giai đoạn 1 kết thúc, đây là giai đoạn thu phần xích neo võng trong nước. Ở giai đoạn này đoạn xích neo được rút ngắn dần và thẳng dần ra trong nước, sức căng trên đĩa hình sao tăng dần, tàu tiếp tục tiến về điểm thả neo với tốc độ không đổi. Giai đoạn này kết thúc khi xích neo thẳng trong nước.
Giai đoạn 3
Đây là giai đoạn rất ngắn của quá trình thu neo, được tính từ khi xích neo hết độ võng đến khi neo được nhổ bật nên khỏi bùn. Lúc này tàu đã tiến đến gần điểm thả neo, sức căng trên đĩa hình sao đạt giá trị lớn nhất, nếu neo không được nhổ bật khỏi bùn thì động cơ sẽ bị dừng dưới điện (do lực kéo neo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm). Tốc độ của tàu giảm
Chú ý: Cuối giai đoạn III, tàu tiến đến điểm thả neo, đoạn xích neo từ lỗ neo đến neo là ngắn nhất (bằng độ sâu thả neo). Theo quán tính tàu tiếp tục tiến về phía trước làm neo bật ra khỏi bùn.
Giai đoạn 4
Giai đoạn này được tính từ khi neo được nhổ nên khỏi bùn cho đến khi chuẩn bị được đưa vào lỗ neo. Ở giai đoạn này neo và xích neo được thu ngắn dần, việc thu neo không ảnh hưởng đến tốc độ của tàu.
Lại hay sảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo. Tại vì: do lực kéo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm…xảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo
Để hạn chế điều này người ta thường thiết kế hệ thống điều khiển như sau:
- Hệ thống điều khiển bằng tay: có cấu tạo đơn giản, thường dùng cho hệ thống có công suất nhỏ. Hệ thống sử dụng nhiều tiếp điểm của tay khống chế, nếu điều khiển không chính xác có thể gây ra tia lửa điện và nhanh chóng làm hỏng tiếp điểm. hệ thống này đòi hỏi người điều khiển phải có chuyên môn, phải thường xuyên bảo dưỡng hệ tiếp điểm của tay khống chế
- Hệ thống điều khiển bằng contactor-role kết hợp với tay điều khiển: hệ thống này được sử dụng rất phổ biến. quá trình điều khiển được thực hiện thông qua các role điện từ nên cho phép tự động hóa các thao tác điều khiển, thuận tiện cho người sử dụng, hạn chế được tia lửa điện và có thể dùng cho những hệ thống có công suất lớn hơn. Tuy vậy hệ thống cấu tạo phức tạp, nhiều phần tử, khi hỏng hóc sẽ gây nhiều khó khăn cho người sửa chữa
Đề 17
Câu 1:
Trình bày vai trò, tầm quan trọng và những yêu cầu cơ bản của hệ thống trạm phát điện tàu thủy.
Trạm phát điện tầu thuỷ làm nhiệm vụ cung cấp, truyền và phân bố năng lượng điện cho các thiết bị dùng điện.
Tất cả các thiết bị để vận hành một con tàu phần lớn đều sử dụng nguồn năng lượng điện, vì vậy năng lượng điện đóng vai trò rất quan trọng quyết định cho sự sống còn của con tàu. Từ các máy móc điện hàng hải như: Vô tuyến, VHF, Rada, Máy đo sâu… đến các thiết bị buồng máy như: Các loại bơm, máy lọc, máy Phân ly, động cơ Diezel … và cả các thiết bị phục vụ cho con người như: Chiếu sáng, đốt nóng, Máy lạnh… đều sử dụng chung một nguồn năng lượng, đó là nguồn năng lượng điện
Do điều kiện làm việc trên tàu thủy rất khác nghiệt do phải luôn chịu tác động của môitrường như rung lắc, sự chênh lệch nhiệt độ khi tàu đi qua các vùng biển khác nhau, độ ẩm, nước muối….và nhiều điều kiện khác nên phải trạm phát điện trên tàu thủy phải đảm bảo đầy đủ các yêu cầu cơ bản của một trạm phát điện bình thường thì còn phải thỏa mãn một số yêu cầu sau :
- Phải có kết cấu đơn giản, chắc chắn, gọn nhẹ và ít chiếm diện tích lắp đặt.
- Hoạt động tin cậy, an toàn trong mọi điều kiện làm việc của tàu theo quy định đăng kiểm.
- Dễ dàng trong việc vận hành, khai thác và bảo dưỡng.
- Đảm bảo tính cơ động.
- Hiệu suất sử dụng cao.
- Tránh gây tiếng ồn và ít gây nhiễu cho các thiết bị radio…
Câu 2: Các loại đèn sử dụng trên tàu
Tàu luôn hoạt động trong điều kiện rất khắc nghiệt ( Sóng, gió, rung lắc ) nên hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo được yêu cầu của đăng kiểm, có cấu tạo chắc chắn, bố trì hợp lý… Trên tàu thường sử dụng các loại đèn chủ yếu sau :
- Đèn sợi đốt.
-Đèn Neon.
-Đèn cao áp thủy ngân.
- Đèn pha
Ngoài đèn chiếu sáng bình thường, ở những vị trí quan trọng còn có các đèn sự cố. Khi trạm phát điện chính bị sự cố thì trạm phát điện sự cố sẽ tự động đóng điện cho các vị trí chiếu sáng quan trọng.
2.2. Đèn sợi đốt.
2.2.1 Nguyên lý
Khi vật rắn đốt nóng ở nhiệt độ Tc > 500 thì nó sẽ phát xạ ánh sáng. Cấu tạo : Dây tóc đặt trong bóng thủy ngân có chứa khí trơ hoặc đã hút hết không khí. Dây tóc làm bằng kim loại có khả năng phát quang và chịu được nhiệt độ cao, thường là Vonfram. Thường dùng các loại bóng đui xoáy do loại này có độ chắc chắn và độ tin cậy cao.
2.2.2 Các thông số của đèn:
- Điện áp định mức U < 220V.
- Công suất định mức 1500W trở xuống.
- Quang thông của đèn : Tuỳ U và P trong bảng sẽ có các giá trị khác nhau.
- Hiệu suất phát quang h : từ 7 – 12 lm/w (lumen/wat).
- Tuổi thọ trung bình : 1000h. Sau 1000h quang thông giảm 75 % coi như đèn hỏng.Tuổi thọ của bóng đèn phụ thuộc rất nhiều vào sự ổn định của điện áp
- Mầu sắc của ánh sáng : vàng + đỏ
Nhược điểm : khả năng phát sáng kém, tiêu thụ công suất lớn.
2.3. Đèn phóng điện.
a) Đèn hơi Natri thấp áp:
Đèn có dạng ống, chứa hơi natri và khí neon. Các đặc điểm của đèn Natri là:
Đèn có ánh sáng đỏ – da cam.
Hiệu suất phát sáng lên đến 190lm/W.
Tuổi thọ cao, khoảng 8000 giờ.
b) Đèn Natri cao áp
Đèn có dạng bóng hình quả trứng hoặc hình ống có đui xoáy được làm từ thủy tinh alumin, thạch anh để có thể làm việc ở áp suất hơi và nhiệt độ cao hơn (10000C). Các đặc trưng của đèn là:
Đèn có ánh sáng trắng.
Hiệu quả chiếu sáng lên đến 120lm/W.
Tuổi thọ cao, khoảng 10 000 giờ.
c) Đèn halogen kim loại
Đèn halogen kim loại sử dụng hỗn hợp hơi thủy ngân và halogen. Các dặc trưng của đèn là:
Hiệu suất chiếu sáng là 95lm/W.
Tuổi thọ khoảng 4000 giờ.
Dải công suất (250 – 2000)W
d) Đèn huỳnh quang thủy ngân thấp áp
Cấu tạo bao gồm một ống thủy tinh mờ trong đó chứa argon và một lượng rất nhỏ thủy ngân. Trên thành ống tráng lớp bột phát quang (phốt-pho) phát ra ánh sáng trắng, thay đổi vật liệu bột phát quang sẽ cho ra các màu khác nhau.
Các đặc tính của loại đèn này như sau:
Hiệu suất phát sáng (40 – 60)lm/W.
Tuổi thọ khoảng 7000 giờ.
Sơ đồ mạch điện đèn huỳnh quang thủy ngân như hình vẽ 3.6. Các phần tử cơ bản bao gồm tắc-te, chấn lưu và ống hùynh quang.
Tắc-te là thiết bị mồi, có nhiều loại tắc-te nhưng phổ biến nhất là tắc-te có khí. Tắc-te có khí là một bóng đèn có khí rất nhỏ có các điện cực là thanh lưỡng kim mắc song song với ống huỳnh quang. Khi cấp nguồn, một điện áp đặt lên các cực của tắc-te làm xuất hiện sự phóng điện làm ngắn mạch các điện cực, dòng điện chạy qua các sợi đốt nung nóng chúng. Các điện cực nguội đi và và làm hở mạch, xuất hiện sức điện động cảm ứng do chấn lưu tạo ra rất lớn sinh ra hồ quang và đèn phát sáng.
Tụ điện mắc trước chấn lưu để nâng cao hệ số cosj, tụ điện mắc sau chấn lưu để chống nhiễu chống các thiết bị vô tuyến.
Chúng ta biết rằng với tần số 50Hz thì đèn sẽ nấy nháy 100 lần trong một giây, hiệu ứng này rất có hại cho mắt và gây hiệu ứng quay chuyển, đặc biệt ở buồng máy có các thiết bị quay đang hoạt động. Do đó tất cả các đèn ở buồng máy, trong nhà xưởng đều bố trí đèn đôi. Hai bóng đèn lệch pha nhau tạo nên ánh sáng đều.
4.2.5 Đèn pha
Để chiếu sáng xa và mạnh ta dùng các đèn pha.
Cấu tạo gồm các phần :
- Hệ thống quang học (gương cầu parabol)
- Nguồn sáng (các loại đèn).
- Vỏ và hộp điều khiển
Đề 18
Câu 1:
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha.
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là stator và rotor
Stator
Stator có hai phần chính là lõi thép và dây quấn (hình 6-1a).
- Lõi thép stator hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt trong có những rãnh để chứa 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
Rotor
Rotor cũng có hai phần chính là lõi thép và dây quấn.
Lõi thép rôto hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt ngoài có những rãnh để chứa dây quấn.
Rotor có hai loại: rotor lồng sóc và rotor dây quấn.
Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ
Khi ta cho dòng điện 3 pha tần số f vào cuộn dây stator, trong stator sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ . Giả sử vào thời điểm t, từ trường stator đang quay theo chiều kim đồng hồ với tốc độ đồng bộ n1 và đang có chiều trên hình 6-3a. Lúc đó, dây dẫn a của rotor ở trong từ cảm và đang chuyển động tương đối với với tốc độ tương đối nên trong dây dẫn a sẽ có sức điện động cảm ứng e2 có chiều cho bởi:
(6-7)
tức là hướng từ trước ra sau (hình 6-3b).
Vì rôto ngắn mạch nên e2 tạo ra dòng cảm ứng i2, cũng hướng từ trước ra sau.
Dòng i2 đặt trong từ cảm sẽ chịu tác dụng của lực điện từ::
(6-8)
tức là cùng chiều với chiều quay của từ trường stato. Tương tự đối với dây dẫn x và rõ ràng các lực và tác động lên các dây dẫn a và x sẽ tạo ra một mô-men kéo rotor quay theo từ trường stator, nghĩa là rotor tìm cách "đuổi theo" từ trường stato. Tuy thiên, nó không bao giờ bắt kịp từ trường đó vì nếu tốc độ rotor đúng bằng n1 thì v = 0, kéo theo e2 = i2 = F = 0, nghĩa là sẽ không còn lực để kéo tải. Vì lẽ đó, rotor luôn luôn quay với tốc độ n < n1; nghĩa là từ trường stator quay đối với rotor với tốc độ tương đối (n1 - n), gọi là tốc độ trượt. Tỷ số giữa tốc độ trượt và tốc độ đồng bộ gọi là hệ số trượt:
(6-9)
Tốc độ rotor là: n = n1(1 - s) = n1 – sn1 = (tốc độ đồng bộ) – (tốc độ trượt) (6-10)
Khi rotor đứng yên n = 0, s = 1, khi rotor quay ở tốc độ định mức s = 0.02 – 0.06.
Câu 2:
Chức năng
Thiết bị neo và tời quấn dây thuộc nhóm phụ tải quan trọng trên tàu và có các chức năng cơ bản sau:
- Giữ tàu tại vị trí thả neo.
- Trợ giúp và đảm bảo an toàn cho quá trình điều động ra vào luồng, cảng.
- Thiết bị neo còn trang bị các trống tời để thu thả dây buộc tàu (tời quấn dây).
Yêu cầu
- Thiết bị phải có khả năng hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết với các yêu cầu kỹ thuật đã cho trước.
- Có thể khởi động động cơ với toàn bộ phụ tải, mô-men khởi động phải lớn hơn hai lần mô-men cản trên đĩa hình sao.
- Động cơ thực hiện phải có khả năng chịu quá tải lớn, có khả năng dừng dưới điện trong khoảng thời gian 30s khi công tác với công suất định mức.
- Động cơ thực hiện phải được chế tạo dưới dạng kín nước, chống nổ.
- Thời gian thu neo từ một độ sâu quy định không quá 30 phút.
- Đảm bảo được lực kéo neo cần thiết khi động cơ bị dừng dưới điện hoặc tốc độ động cơ bị giảm.
- Hệ thống phải có khả năng tạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái của tải và yêu cầu chung về tốc độ thu neo.
- Hệ thống phải có khả năng hạn chế được sự dao động của dòng tải khi tải thay đổi, không gây ra xung dòng khi thiết bị bắt đầu được đưa vào làm việc.
- Phải có khả năng giữ cố định được neo và xích neo khi hệ thống đột ngột mất điện.
- Hệ thống điều khiển, tay điều khiển phải bố trí ở gần máy neo để thuận tiện cho người điều khiển.
- Thiết bị gọn nhẹ, chắc chắn, giá thành thấp, hệ thống được lắp đặt thuận tiện cho vận lắp ráp và sửa chữa.
Ngoài ra thiết bị phải thỏa mãn:
- Hiệu suất khai thác cao, cosj cao.
Kết cấu chắc chắn, gọn nhẹ.
Đề 19
Câu 1:
Cấu tạo
+Stator
- Mạch từ :
Là lõi thép kỹ thuật điện có độ dày từ 0,3-0,5 mm dập hình vành khăn xẻ rãnh trong, các lá thép kỹ thuật điện ghép các điện để giảm dòng Fuco.
-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
-Các cuộn dây cuộn dây ba pha (hoặc 1 pha) lấy điện ra gọi là cuộn dây phần ứng
+Rotor
Là phần kích từ có cấu tạo gồm mạch từ và cuộn dây kích từ:
- Mạch từ làm bằng thép đúc: Có 2 dạng kết cấu kiểu cực lồi và kiểu cực ẩn, phần mỏm cực tiếp giáp với khe khí Stato thường chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại để giảm dòng Fuco khi làm việc
- Cuộn dây: Cuộn dây điện từ được chế tạo bằng kim lọai đồng hoặc hợp kim có độ dẫn điện cao được cấp dòng điện một chiều gọi là dòng kích từ
@Nguyên lý hoạt động
Khi cuộn dây kích từ được cấp dòng điện một chiều DC thì rotor trở thành một nam châm điện và hình thành các cực từ N-S xen kẽ þ, độ lớn þ tỷ lệ với giá trị của dòng điện kích thích: þ =K.Ikt [1-1]
Nếu rotor được quay bởi động cơ sơ cấp thì từ trường naỳ sẽ là từ trường quay so với Stator và có tốc độ là n=60f/P. Từ trường này sẽ quét qua mặt phẳng các cuộn dây 3 pha là suất hiện trong cuộn dây 3 pha một sức điện động có giá trị tức thời được tính theo công thức:
[1-2]
k- là hệ số cấu tạo có liên quan tới kích thước dây quấn
kq – là hệ số quấn dây máy phát
w- Là số vòng dây của cuộn dây máy phát
- Là tốc độ góc của rotor: [1-3]
f- Là tần số của s.đ.đ được hình thành : [1-4]
Nếu viết dưới dạng hiệu dụng thì : E = 4,44*K*f* þ*w
Vì trục các cuộn dây 3 pha đặt lệch nhau 1200 trong không gian, nên hệ thống sức điện động 3 pha được viết lại như sau:
eA(t) = E max sint (V)
eB(t) = E max sin(t -1200) (V)
eC(t) = E max sin(t - 2400) (V)
Các sức điện động này có thể ghép nối Y hoặc ∆, Thông thường thực tế máy phát điện tàu thủy chỉ nối Y
@Các đặc tính của máy phát đồng bộ :
Khi nghiên cứu máy điện xoay chiều có các đặc tính sau:
1. Đặc tính không tải : U = E = f (Ikt) Khi It = 0, f = const.
2. Đặc tính ngắn mạch: I = f (Ikt) Khi U = 0, f = const.
3. Đặc tính ngoài: U = f (It ) Khi Ikt = const, f = const. cos = const
4. Đặc tính tải : U = f (Ikt) Khi It = const, f= const. cos = const
5. Đặc tính điều chỉnh: Ikt = f (It ) Khi U = const, f= const. cos = const
Câu 2:
Chức năng của hệ thống lái tàu thủy:
Hệ thống lái tàu thủy có hai chức năng cơ bản là:
- Điều điều khiển thay đổi hướng đi của con tàu. Chức năng này cho phép điều động tàu chạy trong luồng, trong vùng nước hạn chế, điều động tàu cập cầu, cập phao,...
- Tự động điều khiển tàu đi theo một hướng đi không đổi cho trước.
Ngoài ra ở những tàu có trang bị hệ thống lái hiện đại thì có thêm một số chức năng như:
- Tự động điều khiển tàu chạy theo một hành trình cho trước.
- Tự động dẫn tàu bám theo một mục tiêu di động.
- Tự động tránh va.
Yêu cầu của hệ thống lái tàu thủy
Yêu cầu chung:
- Hệ thống lái phải hoạt động an toàn, tin cậy trong mọi điều kiện thời tiết.
- Chịu được tác động của lắc ngang đến ±22.50 và lắc dọc ±11.50. Chịu được rung động với tần số (5 – 30)Hz
- Hoạt động bình thường trong điều kiện nhiệt độ môi trường thay đổi trong khoảng (-10 – 50)0C, và độ ẩm tương đối trong khoảng (90 – 95)%
Yêu cầu đối với máy lái:
- Máy lái phải có công suất phù hợp với kích thước, trọng tải, hình dáng tàu.
- Máy lái phải được cấp điện từ hai nguồn khác nhau bởi hai đường cáp đặt cách nhau bằng chiều rộng thân tàu.
- Máy lái phải có chế độ hoạt động sự cố để có thể thực hiện bẻ lái được kể cả khi mất điện toàn tàu.
- Phải có chỉ thị cơ khí vị trí bánh lái.
- Máy lái phải bao gồm hai hệ thống có thể hoạt động độc lập và đồng thời, trong đó một hệ thống phải có đủ công suất để điều khiển tàu trong mọi điều kiện thời tiết.
- Máy lái phải có khả năng chịu được quá tải 150% trong khoảng thời gian 1 phút.
- Máy lái phải có bảo vệ dừng khi ngắn mạch, báo động khi quá tải, phải có bảo vệ cuối hành trình bằng ngắt điện và cơ khí
- Máy lái hoạt động phải êm, tin cậy và chính xác.
- Máy lái phải có khả năng hoạt động liên tục, phải có khả năng bẻ lái với tần số cao hàng chục lần trong một phút.
- Thời gian bẻ lái từ hết mạn này sang hết mạn khác khi tàu đầy tải và tiến hết không quá 28s.
- Góc bẻ lái cực đại phụ thuộc vào loại tàu, thường là 350 mỗi phía.
Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển:
- Hệ thống điều khiển phải có nhiều chế độ hoạt động: lái đơn giản, lái lặp, lái từ xa, lái tự động.
- Phải có các núm chỉnh định các thông số cơ bản của hệ thống điều khiển phù hợp với điều kiện thời tiết, trọng tải hàng hóa, tốc độ tàu, …
- Phải có thiết bị điều khiển và theo dõi tình trạng hoạt động của máy lái.
- Phải báo động khi tàu lệch khỏi hướng đi một góc đặt trước (thường 3, 5, 7, 90)
- Phải có đầy đủ các thiết bị chỉ thị hướng tàu, góc quay bánh lái, hướng và tốc độ gió, …
- Có khả năng giữ hướng đi con tàu với độ chính xác < ± 10 khi tàu tiến với tốc độ lớn hơn 6 hải lý/giờ không phụ thuộc vào trọng tải tàu và sóng đến cấp 3, < ± 30 khi sóng đến cấp 6, < ± 4-50 khi sóng lớn hơn cấp 6.
Đề 20
Câu 1:
Tại sao phải ổn định điện áp
Tất cả các thiết bị điện đều được chế tạo để công tác với một điện áp định mức nhất định. Do đó để phát huy hết tác dụng, độ tin cậy, tuổi thọ của thiết bị thì phải đảm bảo thiết bị đó phải được làm việc với điện áp định mức của nó.
Mọi nguyên nhân gây ra sai lệch về điện áp quá giới hạn cho phép đều gây ra những thiệt hại, hư hỏng, làm giảm tuổi thọ của thiết bị và có thể gây thiệt hại lớn cho cả hệ thống và gây nguy hiểm cho con người. Có rất nhiều nguyên nhân gây ra sự dao động điện áp như tốc độ động cơ lai, tính chất tải thay đổi, mức tải thay đổi, nhiệt độ… Vậy để hạn chế thiệt hại do sự dao động điện áp thì cần phải trang bị hệ thống tự động ổn định điện áp cho các máy phát đồng bộ ba pha.
Các nguyên nhân gây dao động điện áp máy phát ;
* Do dòng tải thay đổi ( khi thay đổi tải).
* Do tính chất tải thay đổi( đối máy phát điện xoay chiều)
Khi dòng tải thay đổi, điện áp cũng thay đổi theo, do đó phải thay đổi dòng kích từ để giữ điện áp không đổi. Đối máy phát xoay chiều, với cùng dòng tải, tính chất tải thay đổi cũng làm điện áp thay đổi( đối tải thuần dung khi tăng tải đến lúc nào đó thì điện áp cũng giảm).
* Do nhiệt độ trong cuộn dây máy phát thay đổi: Khi nhiệt độ của cuộn dây thay đổi làm cho điện trở của cuộn dây thay đổi, dẫn tới sụt áp trên cuộn dây cũng thay đổi( cuộn dây phần ứng và cuộn dây kích từ) , dẫn tới điện áp máy phát cũng thay đổi.
* Do tốc độ động cơ lai thay đổi: khi tốc độ động cơ lai thay dổi làm suất điện động của phần ứng thay đổi, do đó điện áp ra cũng bị thay đổi.
* Do phân phối tải giữa các máy phát làm việc song song không đều
Khi các máy phát điện làm việc song song trên cùng một mạng, nếu xảy ra trường hợp tải phân bố không đều giữa các máy phát sẽ dẫn tới dòng cân bằng giữa hai máy, dòng điện này có tính chất cảm kháng , nên mang tính khử từ và làm giảm từ trường chính của các máy phát điện làm điện áp mạng giảm xuống.
*Do các bộ tự động điều chỉnh làm việc không ổn định.
*Do ngắn mạch ở các vị trí khác nhau trong mạng điện
Dòng điện ngắn mạch sẽ gây sụt áp trên mạng, giá trị độ giảm điện áp phụ thuộc vị trí của điểm ngắn mạch.
Ngoài các yếu tố cơ bản trên đây, cũng còn một số nguyên nhân phụ khác gây nên sự thay đổi điện áp: Tính chất mạch từ thay đổi, điện trở tiếp xúc tăng lên, hư hỏng trong máy phát hoặc bộ điều chỉnh…
Câu 2:
Hiện tượng ngắn mạch xảy ra khi có sự chạm chập, hư hỏng cách điện trong các thiết bị điện, các dây dẫn, … Dòng ngắn mạch thường có giá trị rất lớn, hàng trăm ngàn ampe nên có thể gây ra hậu quả rất lớn. Dòng ngắn mạch có thể đốt nóng và làm cháy các phần tử dẫn điện mà nó đi qua. Dòng ngắn mạch tạo ra lực tương hỗ rất lớn giữa các phần tử dẫn điện và làm hư hỏng cơ khí các vật liệu cách điện, các giá đỡ, thậm chí các vật dẫn điện như thanh cái, các thiết bị điện như các aptomat, contactor, … Dòng ngắn mạch có thể gây sụt áp đột ngột làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính công tác của các thiết bị. Nếu ngắn mạch xảy ra ngay trên cực máy phát thì có thể làm cháy máy phát.
Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát là vô cùng quan trọng, có thể không có các loại bảo vệ khác cho máy phát, nhưng bảo vệ ngắn mạch phải có. Bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì hoặc áp tô mát. Có các khí cụ điện được dùng đễ bảo vệ ngắn mạch
Đề 21
Câu 1: Nguyên lý điều chỉnh điện áp
Dựa vào các nguyên nhân gây ra dao động điện áp của máy phát người ta xây dựng bộ tự động điều chỉnh điện áp theo những nguyên tắc cơ bản sau :
1. Nguyên tắc điều chỉnh theo nhiễu loạn.
2. Nguyên tắc điều chỉnh theo độ lệch.
3. Nguyên tắc điều chỉnh theo nguyên lí kết hợp
Hệ thống phức hợp pha :
Hệ thống phức hợp pha là hệ thống mà tín hiệu phản hồi dòng điện và tín hiệu điện áp phản hồi được cộng lại ở phía xoay chiều và sau đó đưa đến chỉnh lưu và đưa đến kích từ. Có hai loại là phức hợp pha song song và phức hợp pha nối tiếp.
- Phức hợp pha nối tiếp có thành phần dòng điện và điện áp được cộng nối tiếp với nhau trước khi đưa qua chỉnh lưu để cung cấp dòng kích từ cho máy phát.
- Phức hợp pha song song có thành phần dòng điện và điện áp được cộng song song với nhau trước khi đưa qua chỉnh lưu để cung cấp dòng kích từ cho máy phát.
Ưu điểm : hệ thống có cấu trúc đơn giản, tuổi thọ cao, độ bền và độ tin cậy cao. Có khả năng cường kích lớn và tính ổn định tốt hơn nên nó phù hợp cho tàu thủy.
Nhược điểm : độ chính xác thấp, hệ thống thường có cấu tạo cồng kềnh và khả năng tự kích ban đầu chưa cao
Câu 2:
Các giai đoạn thu neo.
Trong hệ thống neo, chế độ làm việc chính là thu neo từ một độ sâu cho phép còn ở chế độ thả neo tận dụng trọng lượng của neo và xích neo thả neo tự do. Đặc điểm chính của hệ thống khi làm việc ở chế độ thu neo là mô men cản Mc trên trục động cơ luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào các giai đoạn thu neo, điều kiện thời tiết, độ nông sâu của bãi thả neo, …
Người ta chia các giai đoạn thu neo thành 5 giai đoạn với các điều kiện sau:
- Độ sâu thả neo đúng quy định.
- Độ dài xích neo cực đại.
- Sóng gió từ cấp 5 đến cấp 7.
- Tốc độ dòng chảy từ 2 knot đến 3 knot.
Giai đoạn 1
Đây là giai đoạn thu phần xích neo nằm trong bùn, xích neo được thu với tốc độ không đổi. Cứ một mắc xích neo được nhấc lên khỏi bùn thì có một mắc xích neo đi qua đĩa hình sao. Tàu từ từ đến điểm thả neo với tốc độ không đổi. Trong suốt giai đoạn này đoạn xích neo trong nước không thay đổi hình dạng, sức căng trên xích neo và lực kéo neo trên đĩa hình sao không thay đổi. Giai đoạn này kết thúc khi mắt xích neo cuối cùng được nhấc nên khỏi bùn nhưng neo vẫn nằm trong bùn.
Giai đoạn 2
Giai đoạn này bắt đầu ngay khi giai đoạn 1 kết thúc, đây là giai đoạn thu phần xích neo võng trong nước. Ở giai đoạn này đoạn xích neo được rút ngắn dần và thẳng dần ra trong nước, sức căng trên đĩa hình sao tăng dần, tàu tiếp tục tiến về điểm thả neo với tốc độ không đổi. Giai đoạn này kết thúc khi xích neo thẳng trong nước.
Giai đoạn 3
Đây là giai đoạn rất ngắn của quá trình thu neo, được tính từ khi xích neo hết độ võng đến khi neo được nhổ bật nên khỏi bùn. Lúc này tàu đã tiến đến gần điểm thả neo, sức căng trên đĩa hình sao đạt giá trị lớn nhất, nếu neo không được nhổ bật khỏi bùn thì động cơ sẽ bị dừng dưới điện (do lực kéo neo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm). Tốc độ của tàu giảm
Chú ý: Cuối giai đoạn III, tàu tiến đến điểm thả neo, đoạn xích neo từ lỗ neo đến neo là ngắn nhất (bằng độ sâu thả neo). Theo quán tính tàu tiếp tục tiến về phía trước làm neo bật ra khỏi bùn.
Giai đoạn 4
Giai đoạn này được tính từ khi neo được nhổ nên khỏi bùn cho đến khi chuẩn bị được đưa vào lỗ neo. Ở giai đoạn này neo và xích neo được thu ngắn dần, việc thu neo không ảnh hưởng đến tốc độ của tàu.
Lại hay sảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo. Tại vì: do lực kéo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm…xảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo
Để hạn chế điều này người ta thường thiết kế hệ thống điều khiển như sau:
- Hệ thống điều khiển bằng tay: có cấu tạo đơn giản, thường dùng cho hệ thống có công suất nhỏ. Hệ thống sử dụng nhiều tiếp điểm của tay khống chế, nếu điều khiển không chính xác có thể gây ra tia lửa điện và nhanh chóng làm hỏng tiếp điểm. hệ thống này đòi hỏi người điều khiển phải có chuyên môn, phải thường xuyên bảo dưỡng hệ tiếp điểm của tay khống chế
- Hệ thống điều khiển bằng contactor-role kết hợp với tay điều khiển: hệ thống này được sử dụng rất phổ biến. quá trình điều khiển được thực hiện thông qua các role điện từ nên cho phép tự động hóa các thao tác điều khiển, thuận tiện cho người sử dụng, hạn chế được tia lửa điện và có thể dùng cho những hệ thống có công suất lớn hơn. Tuy vậy hệ thống cấu tạo phức tạp, nhiều phần tử, khi hỏng hóc sẽ gây nhiều khó khăn cho người sửa chữa
Đề 22
Câu 1:
Trên tầu thuỷ vấn đề an toàn cho con tầu, hàng hoá và tính mạng của con người rất được quan tâm trong thiết kế . Khi con tầu không hoàn toàn chủ động hoạt động được do trạm phát chính mất điện thì phải có một tổ máy phát điện sự cố cung cấp điện năng cho các phụ tải quan trọng nhất.
Các tổ máy phát điện sự cố phải đặt ở nơi thuận tiện trên cao hơn mớn nước (thường là ở thượng tầng ngang cabine buồng lái với tầu hang, ngang boong chính với các tầu dịch vụ)
Các tổ máy phát điện sự cố phải tự động khởi động khi trạm phát chính mất điện, yêu cầu sau 30 giây mất điện chính, tổ máy sự cố phải khởi động cung cấp điện cho bảng điện sự cố
Động cơ lai máy sự cố phải là động cơ Diesel được làm mát tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng hệ thống quạt gió.
Các tổ máy phát điện phải có năng lượng sẵn sàng có thể hoạt động liên tục 24 giờ. Đối với tầu khách tối thiểu là 36 giờ , nếu chỉ dùng nguồn tiểu sự cố (Ac quy) thì cần có điện trong thời gian tối thiểu 4 giờ
Tuỳ theo công suất của tổ máy phát sự cố mà các phụ tải có thể được cấp điện là:
- Chỉ báo lái hoặc điện máy lái
- Tay chuông truyền lệnh
- Hệ thống liên lạc vô tuyến điện
- Hệ thống thiết bị dẫn đường Rada, máy đo sâu, thiết bị định vị
- Anh sáng sự cố
- Hệ thống tín hiệu báo động chung
Bơm cứu hoả, cứu đắm (nếu có thể)…
Câu 2:
Chức năng của hệ thống lái lặp là thay đổi hướng tàu. Chế độ lái lặp có ưu điểm hơn chế độ lái đơn giản là khi thực hiện bẻ lái, ta không cần theo dõi đồng hồ chỉ thị góc quay bánh lái. Góc quay bánh lái sẽ bằng góc quay vô lăng.
Hệ thống lái lặp có sơ đồ khối như hình 4.16a: sử dụng cặp sensin tạo lặp XXP và XXT. Khi quay vô lăng, trên đầu ra của cuộn rotor của sensin thu xuất hiện điện áp tỷ lệ với góc bẻ lái , phản hồi góc quay bánh lái đưa về tín hiệu phản hồi , hai tín hiệu này đưa đến bộ biến đổi tạo tín hiệu bẻ lái . Trong phương trình này, các thành phần thứ nhất và thứ tư là cơ bản và bắt buộc có, có nghĩa là phương trình tối thiểu cho
Đề 23
Câu 1:
Điều kiện hòa đồng bộ các máy phát
-Điều kiện thứ nhất là: điện áp tức thời của máy phát bằng điện áp tức thời của lưới. Giả sử điện áp tức thời của thanh cái là:
và điện áp tức thời của máy phát định hòa là:
Điều kiện hòa yêu cầu
-Điều kiện thứ 2 là: tần số của máy phát cần hòa phải bằng tần số của lưới.
-Điều kiện thứ 3 là: thứ tự pha của máy phát và của lưới phải trùng nhau.
-Điều kiện thứ 4 là: góc pha phải trùng nhau.
Thông thường các máy phát được lắp đặt và thử nghiệm ở nhà máy nên điều kiện thứ tự pha luôn thỏa mãn, nếu các bộ tự động điều chỉnh điện áp hoạt động bình thường thì điện áp cực đại hay điện áp hiệu dụng các máy cũng bằng nhau. Do đó chúng ta chỉ quan tâm 2 thông số là tần số và góc pha đầu. Điều chỉnh tần số có thể được thực hiện dễ dàng thông qua việc điều khiển động cơ servo gắn trên bộ điều tốc. Điều kiện về góc pha đầu được phát hiện nhờ các phương pháp hòa đồng bộ chính xác.
Các phương pháp hòa đồng bộ máy phát.
Có 2 phương pháp hòa đồng bộ:
- Hòa đồng bộ thô: đóng máy phát vào lưới khi các điều kiện về điện áp và tần số thỏa mãn,bỏ qua điều kiện góc pha đầu. Để hạn chế dòng điện tăng khi đóng máy phát vào lưới, người ta sử dụng cuộn kháng bão hòa.
- Hòa đồng bộ chính xác: có các phương pháp đèn tắt, đèn quay, đồng bộ kế, bộ hòa tự động.
Phương pháp đèn tắt:
Quan sát cường độ sáng và tốc độ sáng tối của đèn ta nhận thấy rằng hai đèn cùng sáng tối và tần số chênh lệnh càng nhiều thì tốc độ sáng – tối của các đèn càng cao. Góc pha đầu chênh lệch càng nhiều thì đèn càng sáng. Thời điểm đóng máy phát vào lưới khi tốc độ sáng tối của các đèn chậm và các đèn gần tắt hẳn.
Câu 2:
Acqui kiềm:
Acqui kiềm có cấu tạo tương tự acqui axít và có hai loại phụ thuộc vào chất tác dụng ở bản cực âm. Các bản cực âm là Ni-Fe với loại acqui sắt kền và là Ni-Cd với loại acqui cadmi kền. Các bản cực dương là hydroxit kiềm Ni(OH)3. Dung dịch điện phân trong acqui kiềm là dung dịch hydro kali KOH. Sức điện động của acqui kiềm ít phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch điện phân, và khoảng 1,25V sau khi nạp no.
Phản ứng hóa học khi phóng và nạp acqui kiềm như sau:
Với acqui sắt kền:
2Ni(OH)3 + KOH + Fe ó 2Ni(OH)2 + KOH + Fe(OH)2
Với acqui Cadmi kền:
2Ni(OH)3 + KOH + Cd ó 2Ni(OH)2 + KOH + Cd(OH)2
Nồng độ dung dịch điện phân hầu như không thay đổi trong quá trình phóng nạp acqui.
Do đó chỉ cần ít dung dịch điện phân cho nên acqui kiềm có trọng lượng kích thước nhỏ hơn acqui axit. Điện trở trong của acqui kiềm lớn cho nên sụt áp trên acqui lớn.
Nạp AQ với dòng không đổi : Nạp hai cấp.
Cấp 1 : Nạp với Iđm trong 10 giờ hay 8 giờ, khi dung lượng đạt 90% nạp cấp 2.
Cấp 2 : Nạp với I = 0.5Iđm.
Đối với AQ kiềm có thể nạp Iđm ngay từ đầu đến cuối. Dấu hiệu của nạp no là có hiện tượng thoát khí mạnh và điện áp không đổi trong 3h
Đề 24
Câu 1:
Điều kiện hòa đồng bộ các máy phát
-Điều kiện thứ nhất là: điện áp tức thời của máy phát bằng điện áp tức thời của lưới. Giả sử điện áp tức thời của thanh cái là:
và điện áp tức thời của máy phát định hòa là:
Điều kiện hòa yêu cầu
-Điều kiện thứ 2 là: tần số của máy phát cần hòa phải bằng tần số của lưới.
-Điều kiện thứ 3 là: thứ tự pha của máy phát và của lưới phải trùng nhau.
-Điều kiện thứ 4 là: góc pha phải trùng nhau.
Thông thường các máy phát được lắp đặt và thử nghiệm ở nhà máy nên điều kiện thứ tự pha luôn thỏa mãn, nếu các bộ tự động điều chỉnh điện áp hoạt động bình thường thì điện áp cực đại hay điện áp hiệu dụng các máy cũng bằng nhau. Do đó chúng ta chỉ quan tâm 2 thông số là tần số và góc pha đầu. Điều chỉnh tần số có thể được thực hiện dễ dàng thông qua việc điều khiển động cơ servo gắn trên bộ điều tốc. Điều kiện về góc pha đầu được phát hiện nhờ các phương pháp hòa đồng bộ chính xác.
Các phương pháp hòa đồng bộ máy phát.
Có 2 phương pháp hòa đồng bộ:
- Hòa đồng bộ thô: đóng máy phát vào lưới khi các điều kiện về điện áp và tần số thỏa mãn,bỏ qua điều kiện góc pha đầu. Để hạn chế dòng điện tăng khi đóng máy phát vào lưới, người ta sử dụng cuộn kháng bão hòa.
- Hòa đồng bộ chính xác: có các phương pháp đèn tắt, đèn quay, đồng bộ kế, bộ hòa tự động.
Phương pháp đèn quay:
Phương pháp đèn quay có ưu điểm hơn phương pháp đèn tắt là giúp ta xác định được tần số của máy phát lớn hơn hay nhỏ hơn tần số lưới dựa vào chiều quay của đèn. Khi đèn quay thuận chiều kim đồng hồ thì tần số máy phát lớn hơn tần số lưới và ngược lại. Thời điểm đóng máy phát vào lưới khi đèn quay thuận chiều kim đồng hồ và hai đèn bên sáng cực đại còn đèn giữa tắt
Câu 2:
Chức năng chính của hệ thống làm hàng là xếp dỡ hàng hóa, do có lúc tàu phải làm hàng ở những cảng không có thiết bị xếp dỡ hàng hóa, đôi khi tàu còn phải làm hàng ngoài biển. Hệ thống làm hàng còn có ý nghĩa rất quan trọng là tăng hiệu quả trong vận tải và chủ động trong vấn đề khai thác. Ngoài chức năng chính là xếp dỡ hàng hóa hệ thống làm hàng còn có thể dùng để đống mở nắp hầm hàng, trong trường hợp cần thiết có thể thay tời neo và làm một số việc di chuyển hàng hóa khác như nhập vật tư, thực phẩm…
Yêu cầu
Từ yêu cầu kinh tế trong việc khia thác tàu mà yêu cầu đối với thiết bị làm hàng là năng suất làm hàng phải cao, có nghĩa là thời gian làm hàng ngắn. Hệ thống phải hoạt động tin cậy và có đặc tính điều khiển tốt. An toàn cho hàng hóa, thiết bị và con người.
Để năng suất làm hàng cao thì thiết bị phải thỏa mãn các đặc tính sau:
- Tốc độ nâng hạ hàng khi tải là định mức phải hợp lý, nếu tốc độ làm hàng cao quá thì không an toàn cho hàng hóa và công nhân xếp dỡ hàng, nếu thếp quá thì năng suất làm hàng thấp. Tốc độ nâng hạ hàng với tải định mức thường 0.2 – 1.0 m/s với thiết bị làm hàng thế hệ cũ, 1.0 – 2.0 với thiết bị làm hàng hiện đại.
- Việc điều khiển tốc độ phải láng, phạm vi thay đổi tốc độ phải rộng. Tốc độ và gia tốc khi nâng hàng và hạ hàng chạm đất phải đủ nhỏ để tránh đứt cáp, tránh xung lực làm hư hỏng hàng hóa, và dễ dàng điều chỉnh vị trí đặt hàng, … Phụ thuộc vào loại hàng hóa mà chọn tốc độ đặt hàng chạm đất phù hợp.
- Trong một chu kỳ làm hàng thì tải của thiết bị làm hàng thay đổi cho nên phải có nhiều tốc độ khác nhau phù hợp với trạng thái tải, nếu tốc độ nâng hạ hàng với tải định mức là Vđm thì tốc độ nâng hạ hàng với ½ tải là 1.5 – 1.7 Vđm, tốc độ nâng hạ móc không là 3 – 3.5 Vđm.
- Rút ngắn thời gian quá độ: thiết bị làm hàng làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường xuyên xảy ra các quá trình khởi động, hãm, đảo chiều đối với động cơ điện (có thể lên đến 500 lần / giờ), vì vậy rút ngắn thời gian quá độ cho phép tăng cao năng suất làm hàng. Để rút ngắn thời gian quá độ thì phải chọn động cơ điện có mô-men khởi động lớn, mô-men quán tính nhỏ, bộ điều khiển được thiết kế hợp lý để tối ưu hóa các quá trình quá độ.
Để an toàn cho hàng hóa, thiết bị và con người thì:
- Thiết bị làm hàng phải được bố trí ở vị trí hợp lý, dễ quán sát, dễ điều khiển, …
- Thiết bị phải có độ bền cơ học cao, hoạt động nhịp nhàng, không gây xung lực đột ngột trên dây cáp và các cơ cấu truyền động, …
- Thiết bị phải có các bảo vệ sức căng cáp, bảo vệ hành trình giới hạn (móc chạm đỉnh, cần nâng quá cao hoặc quá thấp, …
Ngoài ra thiết bị phải thỏa mãn:
- Dễ dàng bảo dưỡng, sửa chữa, …
- Hiệu suất khai thác cao.
- Kết cấu chắc chắn, gọn nhẹ, kinh tế
Đề 25
Câu 1:
Hệ thống đèn hành trình.(chỉ sử dụng khi tàu chạy)
Đèn hành trình là một loại đèn tín hiệu được sử dụng khi tàu hành trình trong đêm hoặc khi có sương mù. Nhìn vào bố trí hệ thống các đèn hành trình tàu bạn mà sĩ quan hàng hải nhận biết tàu đó đang đi theo hướng nào so với tàu ta để quyết định phương án tránh va tốt nhất.
Số lượng, vị trí, và công suất của đèn hành trình trên tàu được qui định bởi Tổ chức Hàng hải Quốc tế (International Maritime Organisation) - IMO và Cục hàng hải các nước. Tuy nhiên bố trí chung của đèn hành trình như sau:
- Năm vị trí là mũi tàu, cột chính, mạn trái, phải, và đuôi tàu.
- Các đèn mạn có màu đỏ bên trái và xanh bên phải. Các đèn khác có màu trắng. Đây là loại đèn sợi đốt đặc biệt (chịu được rung lắc cơ học, chịu được ảnh hưởng của môi trường, …) có công suất 65W (có thể sử dụng 40W, 60W).
Nguồn cho đèn hàng hải được cấp từ một bàng điện phụ riêng, bảng điện này được cấp từ hai nguồn, một nguồn từ bảng điện chính và một nguồn từ bảng điện sự cố.
Do yêu cầu về an toàn đối với đèn hành trình mà tại mỗi vị trí thường được lắp 2 đèn: một đèn chính (220V) và một đèn sự cố ( có thể dùng điện 220 V giống đèn chính hoặc dùng 24V). Khi đèn chính bị hỏng thì đèn sự cố tự động sáng lên.
Trạng thái của đèn (hoạt động bình thường, hỏng) phải được chỉ thị trên panel điều khiển trong buồng lái. Khi đèn hỏng phải có báo động bằng đèn chỉ thị và chuông để người sử dụng biết để thay thế.
Đèn tín hiệu.
Đèn neo được sử dụng để báo kích thước tàu khi neo đậu và bao gồm hai đèn: đèn neo mũi và đèn neo lái, với tàu có chiều dài trên 150m thì bố trí thêm một đèn neo ở khoảng giữa thân tàu. Đèn neo cũng là loại đèn sợi đốt có cấu tạo đặc biệt chịu được rung lắc và ảnh hưởng của môi trường biển. Đèn neo không bị hạn chế vè góc.
- Đèn neo ánh sáng trắng, chiếu sáng 360 độ, sáng khi tàu thả neo vào ban đêm.
- Đèn sự cố ánh sáng đỏ, có 1 hoặc 2 bóng đối xứng nhau qua cột chính.
- Đèn lai dắt sáng khi lai dắt tàu khác, đèn này có màu theo quy định từng nước.
- Đèn hoa tiêu, đèn qua kênh đào, đèn mất chủ động…
- Các đèn này đèn được cấp nguồn qua công tắc 2 cực đặt tại bảng đèn tín hiệu trong buồng lái.
Các đèn phải được kiểm tra trạng thái làm việc
Một cột bao gồm các đèn có các màu trắng, đỏ, xanh (green), xanh (blue) được bố trí như hình vẽ dưới đây . Các đèn này được điều khiển theo các tổ hợp nhất định tạo nên các trạng thái tín hiệu theo các qui định quốc tế và các quốc gia cụ thể. Các trạng thái tín hiệu bao gồm các yêu cầu về hoa tiêu, yêu cầu về cấp cứu y tế, yêu cầu về xử lý hàng hóa, …
Đèn mourse màu trắng sáng nhấp nháy báo đang liên lạc bằng mourse.
Đèn NUC (Not Under Command) sử dụng hai đèn đỏ được đặt cách nhau tối thiểu 2m theo chiều thẳng đứng. Đèn này được trang bị 2 hệ thống độc lập: một được cấp nguồn 220VAC từ bảng điện sự cố, một được cấp nguồn 24VDC sự cố.
Câu 2:
Chức năng của hệ thống lái tàu thủy:
Hệ thống lái tàu thủy có hai chức năng cơ bản là:
- Điều điều khiển thay đổi hướng đi của con tàu. Chức năng này cho phép điều động tàu chạy trong luồng, trong vùng nước hạn chế, điều động tàu cập cầu, cập phao,...
- Tự động điều khiển tàu đi theo một hướng đi không đổi cho trước.
Ngoài ra ở những tàu có trang bị hệ thống lái hiện đại thì có thêm một số chức năng như:
- Tự động điều khiển tàu chạy theo một hành trình cho trước.
- Tự động dẫn tàu bám theo một mục tiêu di động.
- Tự động tránh va.
Yêu cầu của hệ thống lái tàu thủy
Yêu cầu chung:
- Hệ thống lái phải hoạt động an toàn, tin cậy trong mọi điều kiện thời tiết.
- Chịu được tác động của lắc ngang đến ±22.50 và lắc dọc ±11.50. Chịu được rung động với tần số (5 – 30)Hz
- Hoạt động bình thường trong điều kiện nhiệt độ môi trường thay đổi trong khoảng (-10 – 50)0C, và độ ẩm tương đối trong khoảng (90 – 95)%
Yêu cầu đối với máy lái:
- Máy lái phải có công suất phù hợp với kích thước, trọng tải, hình dáng tàu.
- Máy lái phải được cấp điện từ hai nguồn khác nhau bởi hai đường cáp đặt cách nhau bằng chiều rộng thân tàu.
- Máy lái phải có chế độ hoạt động sự cố để có thể thực hiện bẻ lái được kể cả khi mất điện toàn tàu.
- Phải có chỉ thị cơ khí vị trí bánh lái.
- Máy lái phải bao gồm hai hệ thống có thể hoạt động độc lập và đồng thời, trong đó một hệ thống phải có đủ công suất để điều khiển tàu trong mọi điều kiện thời tiết.
- Máy lái phải có khả năng chịu được quá tải 150% trong khoảng thời gian 1 phút.
- Máy lái phải có bảo vệ dừng khi ngắn mạch, báo động khi quá tải, phải có bảo vệ cuối hành trình bằng ngắt điện và cơ khí
- Máy lái hoạt động phải êm, tin cậy và chính xác.
- Máy lái phải có khả năng hoạt động liên tục, phải có khả năng bẻ lái với tần số cao hàng chục lần trong một phút.
- Thời gian bẻ lái từ hết mạn này sang hết mạn khác khi tàu đầy tải và tiến hết không quá 28s.
- Góc bẻ lái cực đại phụ thuộc vào loại tàu, thường là 350 mỗi phía.
Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển:
- Hệ thống điều khiển phải có nhiều chế độ hoạt động: lái đơn giản, lái lặp, lái từ xa, lái tự động.
- Phải có các núm chỉnh định các thông số cơ bản của hệ thống điều khiển phù hợp với điều kiện thời tiết, trọng tải hàng hóa, tốc độ tàu, …
- Phải có thiết bị điều khiển và theo dõi tình trạng hoạt động của máy lái.
- Phải báo động khi tàu lệch khỏi hướng đi một góc đặt trước (thường 3, 5, 7, 90)
- Phải có đầy đủ các thiết bị chỉ thị hướng tàu, góc quay bánh lái, hướng và tốc độ gió, …
- Có khả năng giữ hướng đi con tàu với độ chính xác < ± 10 khi tàu tiến với tốc độ lớn hơn 6 hải lý/giờ không phụ thuộc vào trọng tải tàu và sóng đến cấp 3, < ± 30 khi sóng đến cấp 6, < ± 4-50 khi sóng lớn hơn cấp 6.
Đề 26
Câu 1:
Điều kiện hòa đồng bộ các máy phát
-Điều kiện thứ nhất là: điện áp tức thời của máy phát bằng điện áp tức thời của lưới. Giả sử điện áp tức thời của thanh cái là:
và điện áp tức thời của máy phát định hòa là:
Điều kiện hòa yêu cầu
-Điều kiện thứ 2 là: tần số của máy phát cần hòa phải bằng tần số của lưới.
-Điều kiện thứ 3 là: thứ tự pha của máy phát và của lưới phải trùng nhau.
-Điều kiện thứ 4 là: góc pha phải trùng nhau.
Thông thường các máy phát được lắp đặt và thử nghiệm ở nhà máy nên điều kiện thứ tự pha luôn thỏa mãn, nếu các bộ tự động điều chỉnh điện áp hoạt động bình thường thì điện áp cực đại hay điện áp hiệu dụng các máy cũng bằng nhau. Do đó chúng ta chỉ quan tâm 2 thông số là tần số và góc pha đầu. Điều chỉnh tần số có thể được thực hiện dễ dàng thông qua việc điều khiển động cơ servo gắn trên bộ điều tốc. Điều kiện về góc pha đầu được phát hiện nhờ các phương pháp hòa đồng bộ chính xác.
Các phương pháp hòa đồng bộ máy phát.
Có 2 phương pháp hòa đồng bộ:
- Hòa đồng bộ thô: đóng máy phát vào lưới khi các điều kiện về điện áp và tần số thỏa mãn,bỏ qua điều kiện góc pha đầu. Để hạn chế dòng điện tăng khi đóng máy phát vào lưới, người ta sử dụng cuộn kháng bão hòa.
- Hòa đồng bộ chính xác: có các phương pháp đèn tắt, đèn quay, đồng bộ kế, bộ hòa tự động.
Phương pháp đèn quay:
Phương pháp đèn quay có ưu điểm hơn phương pháp đèn tắt là giúp ta xác định được tần số của máy phát lớn hơn hay nhỏ hơn tần số lưới dựa vào chiều quay của đèn. Khi đèn quay thuận chiều kim đồng hồ thì tần số máy phát lớn hơn tần số lưới và ngược lại. Thời điểm đóng máy phát vào lưới khi đèn quay thuận chiều kim đồng hồ và hai đèn bên sáng cực đại còn đèn giữa tắt
Câu 2:
Chức năng
Hệ thống tự động kiểm tra và báo động thông số buồng máy có các chức năng cơ bản sau:
- Phát hiện và báo động bằng đèn, còi các thông số vượt quá giá trị định mức.
- Đo và hiển thị các thông số quan trọng.
- Báo cảm biến đứt cáp, chạm mát.
- Thực hiện bảo vệ các thiết bị điện khi xảy ra sự cố.
- Dự báo và thông báo hỏng hóc, đưa ra nguyên nhân và hướng xử lý.
- Ghi nhật ký.
Hai chức năng đầu tiên là cơ bản và bắt buộc phải có.
Yêu cầu
Ngoài các yêu cầu chung cho thiết bị tàu thủy, hệ thống tự động kiểm tra và báo động còn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Phải hoạt động tin cậy chính xác, không được báo động sai, báo động nhầm, báo động sót, không bị ảnh hưởng của nhiễu.
- Thuật toán báo động phải rõ ràng, phân biệt được các thông số đã báo động và đã được chấp nhận với các thông số đang báo mà chưa được chấp nhận.
- Phải có chức năng thử hệ thống (tối thiểu là thử được đèn và còi).
- Bố trí các thông số phải hợp lý (theo nhóm để dễ dàng quản lý và nhận biết sự cố ở thiết bị nào).
- Phải được nuôi từ ít nhất từ hai nguồn: nguồn chính (từ lưới điện tàu) và nguồn sự cố (24V từ ac-qui).
- Dễ dàng bảo dưỡng sửa chữa.
Có khả năng liên kết được với các hệ thống khác để thực hiện bảo vệ thiết bị và tham gia và hệ thống tự động hóa chung trên tàu.
Đề 27
Câu 1:
Hiện tượng ngắn mạch xảy ra khi có sự chạm chập, hư hỏng cách điện trong các thiết bị điện, các dây dẫn, … Dòng ngắn mạch thường có giá trị rất lớn, hàng trăm ngàn ampe nên có thể gây ra hậu quả rất lớn. Dòng ngắn mạch có thể đốt nóng và làm cháy các phần tử dẫn điện mà nó đi qua. Dòng ngắn mạch tạo ra lực tương hỗ rất lớn giữa các phần tử dẫn điện và làm hư hỏng cơ khí các vật liệu cách điện, các giá đỡ, thậm chí các vật dẫn điện như thanh cái, các thiết bị điện như các aptomat, contactor, … Dòng ngắn mạch có thể gây sụt áp đột ngột làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính công tác của các thiết bị. Nếu ngắn mạch xảy ra ngay trên cực máy phát thì có thể làm cháy máy phát.
Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát là vô cùng quan trọng, có thể không có các loại bảo vệ khác cho máy phát, nhưng bảo vệ ngắn mạch phải có. Bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì hoặc áp tô mát. Có các khí cụ điện được dùng đễ bảo vệ ngắn mạch
Câu 2:
Chức năng
Thiết bị neo và tời quấn dây thuộc nhóm phụ tải quan trọng trên tàu và có các chức năng cơ bản sau:
- Giữ tàu tại vị trí thả neo.
- Trợ giúp và đảm bảo an toàn cho quá trình điều động ra vào luồng, cảng.
- Thiết bị neo còn trang bị các trống tời để thu thả dây buộc tàu (tời quấn dây).
Yêu cầu
- Thiết bị phải có khả năng hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết với các yêu cầu kỹ thuật đã cho trước.
- Có thể khởi động động cơ với toàn bộ phụ tải, mô-men khởi động phải lớn hơn hai lần mô-men cản trên đĩa hình sao.
- Động cơ thực hiện phải có khả năng chịu quá tải lớn, có khả năng dừng dưới điện trong khoảng thời gian 30s khi công tác với công suất định mức.
- Động cơ thực hiện phải được chế tạo dưới dạng kín nước, chống nổ.
- Thời gian thu neo từ một độ sâu quy định không quá 30 phút.
- Đảm bảo được lực kéo neo cần thiết khi động cơ bị dừng dưới điện hoặc tốc độ động cơ bị giảm.
- Hệ thống phải có khả năng tạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái của tải và yêu cầu chung về tốc độ thu neo.
- Hệ thống phải có khả năng hạn chế được sự dao động của dòng tải khi tải thay đổi, không gây ra xung dòng khi thiết bị bắt đầu được đưa vào làm việc.
- Phải có khả năng giữ cố định được neo và xích neo khi hệ thống đột ngột mất điện.
- Hệ thống điều khiển, tay điều khiển phải bố trí ở gần máy neo để thuận tiện cho người điều khiển.
- Thiết bị gọn nhẹ, chắc chắn, giá thành thấp, hệ thống được lắp đặt thuận tiện cho vận lắp ráp và sửa chữa.
Ngoài ra thiết bị phải thỏa mãn:
- Hiệu suất khai thác cao, cosj cao.
Kết cấu chắc chắn, gọn nhẹ.
Đề 28
Câu 1:
Máy phát bị quá tải bị gia nhiệt quá nhiệt độ cho phép, gây nên già hóa chất cách điện và thậm chí phá hỏng chất cách điện và làm cháy máy.
*Các nguyên nhân gây ra quá tải cho máy phát :
- Việc ngắt một trong các máy phát khi các máy phát làm việc song song.
- Khởi động các động cơ dị bộ công suất lớn.
- Tự động khởi động lại các động cơ.
- Do quá tải các phụ tải có công suất lớn.
-Việc phân bố tải không đều khi các máy phát làm việc song song ( do đặc tính ngoài khác nhau, hay lượng dầu vào diezen không đều...).
- Do ngắn mạch từ xa của các máy phát.
*Phương pháp bảo vệ quá tải:
- Khi quá tải các máy phát cần được ngắt dần các nhóm phụ tải ở mức độ quan trọng khác nhau. Máy phát chỉ được cắt ra khỏi lưới khi các biện pháp bảo vệ đã hết hiệu lực.
- Bảo vệ quá tải bằng cách tăng công suất nguồn : phải có nguồn dự trữ là các máy phát dự trữ, các máy phát này sẽ khởi động khi trạm phát bị quá tải và ngắt khỏi mạng khi thừa công suất.
- Bảo vệ quá tải theo tần số : Khi máy phát chịu quá tải lớn, tần số sẽ giảm, điều này ảnh hưởng đến các động cơ dị bộ. Để bảo vệ quá tải ta sử dụng các rơle tần số, tiếp điềm của nó sẽ khống chế áptômát máy phát.
Việc cắt máy phát khi bị quá tải được thực hiện nhờ aptomat máy phát trực tiếp tác động hoặc thông qua rơ-le bảo vệ quá tải
Câu 2:
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha.
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là stator và rotor
Stator
Stator có hai phần chính là lõi thép và dây quấn (hình 6-1a).
- Lõi thép stator hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt trong có những rãnh để chứa 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
Rotor
Rotor cũng có hai phần chính là lõi thép và dây quấn.
Lõi thép rôto hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt ngoài có những rãnh để chứa dây quấn.
Rotor có hai loại: rotor lồng sóc và rotor dây quấn.
Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ
Khi ta cho dòng điện 3 pha tần số f vào cuộn dây stator, trong stator sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ . Giả sử vào thời điểm t, từ trường stator đang quay theo chiều kim đồng hồ với tốc độ đồng bộ n1 và đang có chiều trên hình 6-3a. Lúc đó, dây dẫn a của rotor ở trong từ cảm và đang chuyển động tương đối với với tốc độ tương đối nên trong dây dẫn a sẽ có sức điện động cảm ứng e2 có chiều cho bởi:
(6-7)
tức là hướng từ trước ra sau (hình 6-3b).
Vì rôto ngắn mạch nên e2 tạo ra dòng cảm ứng i2, cũng hướng từ trước ra sau.
Dòng i2 đặt trong từ cảm sẽ chịu tác dụng của lực điện từ::
(6-8)
tức là cùng chiều với chiều quay của từ trường stato. Tương tự đối với dây dẫn x và rõ ràng các lực và tác động lên các dây dẫn a và x sẽ tạo ra một mô-men kéo rotor quay theo từ trường stator, nghĩa là rotor tìm cách "đuổi theo" từ trường stato. Tuy thiên, nó không bao giờ bắt kịp từ trường đó vì nếu tốc độ rotor đúng bằng n1 thì v = 0, kéo theo e2 = i2 = F = 0, nghĩa là sẽ không còn lực để kéo tải. Vì lẽ đó, rotor luôn luôn quay với tốc độ n < n1; nghĩa là từ trường stator quay đối với rotor với tốc độ tương đối (n1 - n), gọi là tốc độ trượt. Tỷ số giữa tốc độ trượt và tốc độ đồng bộ gọi là hệ số trượt:
(6-9)
Tốc độ rotor là: n = n1(1 - s) = n1 – sn1 = (tốc độ đồng bộ) – (tốc độ trượt) (6-10)
Khi rotor đứng yên n = 0, s = 1, khi rotor quay ở tốc độ định mức s = 0.02 – 0.06.
Đề 29
Câu 1:
Máy phát bị quá tải bị gia nhiệt quá nhiệt độ cho phép, gây nên già hóa chất cách điện và thậm chí phá hỏng chất cách điện và làm cháy máy.
*Các nguyên nhân gây ra quá tải cho máy phát :
- Việc ngắt một trong các máy phát khi các máy phát làm việc song song.
- Khởi động các động cơ dị bộ công suất lớn.
- Tự động khởi động lại các động cơ.
- Do quá tải các phụ tải có công suất lớn.
-Việc phân bố tải không đều khi các máy phát làm việc song song ( do đặc tính ngoài khác nhau, hay lượng dầu vào diezen không đều...).
- Do ngắn mạch từ xa của các máy phát.
*Phương pháp bảo vệ quá tải:
- Khi quá tải các máy phát cần được ngắt dần các nhóm phụ tải ở mức độ quan trọng khác nhau. Máy phát chỉ được cắt ra khỏi lưới khi các biện pháp bảo vệ đã hết hiệu lực.
- Bảo vệ quá tải bằng cách tăng công suất nguồn : phải có nguồn dự trữ là các máy phát dự trữ, các máy phát này sẽ khởi động khi trạm phát bị quá tải và ngắt khỏi mạng khi thừa công suất.
- Bảo vệ quá tải theo tần số : Khi máy phát chịu quá tải lớn, tần số sẽ giảm, điều này ảnh hưởng đến các động cơ dị bộ. Để bảo vệ quá tải ta sử dụng các rơle tần số, tiếp điềm của nó sẽ khống chế áptômát máy phát.
Việc cắt máy phát khi bị quá tải được thực hiện nhờ aptomat máy phát trực tiếp tác động hoặc thông qua rơ-le bảo vệ quá tải
Câu 2:
Các giai đoạn thu neo.
Trong hệ thống neo, chế độ làm việc chính là thu neo từ một độ sâu cho phép còn ở chế độ thả neo tận dụng trọng lượng của neo và xích neo thả neo tự do. Đặc điểm chính của hệ thống khi làm việc ở chế độ thu neo là mô men cản Mc trên trục động cơ luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào các giai đoạn thu neo, điều kiện thời tiết, độ nông sâu của bãi thả neo, …
Người ta chia các giai đoạn thu neo thành 5 giai đoạn với các điều kiện sau:
- Độ sâu thả neo đúng quy định.
- Độ dài xích neo cực đại.
- Sóng gió từ cấp 5 đến cấp 7.
- Tốc độ dòng chảy từ 2 knot đến 3 knot.
Giai đoạn 1
Đây là giai đoạn thu phần xích neo nằm trong bùn, xích neo được thu với tốc độ không đổi. Cứ một mắc xích neo được nhấc lên khỏi bùn thì có một mắc xích neo đi qua đĩa hình sao. Tàu từ từ đến điểm thả neo với tốc độ không đổi. Trong suốt giai đoạn này đoạn xích neo trong nước không thay đổi hình dạng, sức căng trên xích neo và lực kéo neo trên đĩa hình sao không thay đổi. Giai đoạn này kết thúc khi mắt xích neo cuối cùng được nhấc nên khỏi bùn nhưng neo vẫn nằm trong bùn.
Giai đoạn 2
Giai đoạn này bắt đầu ngay khi giai đoạn 1 kết thúc, đây là giai đoạn thu phần xích neo võng trong nước. Ở giai đoạn này đoạn xích neo được rút ngắn dần và thẳng dần ra trong nước, sức căng trên đĩa hình sao tăng dần, tàu tiếp tục tiến về điểm thả neo với tốc độ không đổi. Giai đoạn này kết thúc khi xích neo thẳng trong nước.
Giai đoạn 3
Đây là giai đoạn rất ngắn của quá trình thu neo, được tính từ khi xích neo hết độ võng đến khi neo được nhổ bật nên khỏi bùn. Lúc này tàu đã tiến đến gần điểm thả neo, sức căng trên đĩa hình sao đạt giá trị lớn nhất, nếu neo không được nhổ bật khỏi bùn thì động cơ sẽ bị dừng dưới điện (do lực kéo neo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm). Tốc độ của tàu giảm
Chú ý: Cuối giai đoạn III, tàu tiến đến điểm thả neo, đoạn xích neo từ lỗ neo đến neo là ngắn nhất (bằng độ sâu thả neo). Theo quán tính tàu tiếp tục tiến về phía trước làm neo bật ra khỏi bùn.
Giai đoạn 4
Giai đoạn này được tính từ khi neo được nhổ nên khỏi bùn cho đến khi chuẩn bị được đưa vào lỗ neo. Ở giai đoạn này neo và xích neo được thu ngắn dần, việc thu neo không ảnh hưởng đến tốc độ của tàu.
Lại hay sảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo. Tại vì: do lực kéo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm…xảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo
Để hạn chế điều này người ta thường thiết kế hệ thống điều khiển như sau:
- Hệ thống điều khiển bằng tay: có cấu tạo đơn giản, thường dùng cho hệ thống có công suất nhỏ. Hệ thống sử dụng nhiều tiếp điểm của tay khống chế, nếu điều khiển không chính xác có thể gây ra tia lửa điện và nhanh chóng làm hỏng tiếp điểm. hệ thống này đòi hỏi người điều khiển phải có chuyên môn, phải thường xuyên bảo dưỡng hệ tiếp điểm của tay khống chế
- Hệ thống điều khiển bằng contactor-role kết hợp với tay điều khiển: hệ thống này được sử dụng rất phổ biến. quá trình điều khiển được thực hiện thông qua các role điện từ nên cho phép tự động hóa các thao tác điều khiển, thuận tiện cho người sử dụng, hạn chế được tia lửa điện và có thể dùng cho những hệ thống có công suất lớn hơn. Tuy vậy hệ thống cấu tạo phức tạp, nhiều phần tử, khi hỏng hóc sẽ gây nhiều khó khăn cho người sửa chữa
Đề 30
Câu 1:
Trên tầu thuỷ vấn đề an toàn cho con tầu, hàng hoá và tính mạng của con người rất được quan tâm trong thiết kế . Khi con tầu không hoàn toàn chủ động hoạt động được do trạm phát chính mất điện thì phải có một tổ máy phát điện sự cố cung cấp điện năng cho các phụ tải quan trọng nhất.
Các tổ máy phát điện sự cố phải đặt ở nơi thuận tiện trên cao hơn mớn nước (thường là ở thượng tầng ngang cabine buồng lái với tầu hang, ngang boong chính với các tầu dịch vụ)
Các tổ máy phát điện sự cố phải tự động khởi động khi trạm phát chính mất điện, yêu cầu sau 30 giây mất điện chính, tổ máy sự cố phải khởi động cung cấp điện cho bảng điện sự cố
Động cơ lai máy sự cố phải là động cơ Diesel được làm mát tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng hệ thống quạt gió.
Các tổ máy phát điện phải có năng lượng sẵn sàng có thể hoạt động liên tục 24 giờ. Đối với tầu khách tối thiểu là 36 giờ , nếu chỉ dùng nguồn tiểu sự cố (Ac quy) thì cần có điện trong thời gian tối thiểu 4 giờ
Tuỳ theo công suất của tổ máy phát sự cố mà các phụ tải có thể được cấp điện là:
- Chỉ báo lái hoặc điện máy lái
- Tay chuông truyền lệnh
- Hệ thống liên lạc vô tuyến điện
- Hệ thống thiết bị dẫn đường Rada, máy đo sâu, thiết bị định vị
- Anh sáng sự cố
- Hệ thống tín hiệu báo động chung
Bơm cứu hoả, cứu đắm (nếu có thể)…
Câu 2:
Chức năng của hệ thống lái lặp là thay đổi hướng tàu. Chế độ lái lặp có ưu điểm hơn chế độ lái đơn giản là khi thực hiện bẻ lái, ta không cần theo dõi đồng hồ chỉ thị góc quay bánh lái. Góc quay bánh lái sẽ bằng góc quay vô lăng.
Hệ thống lái lặp có sơ đồ khối như hình 4.16a: sử dụng cặp sensin tạo lặp XXP và XXT. Khi quay vô lăng, trên đầu ra của cuộn rotor của sensin thu xuất hiện điện áp tỷ lệ với góc bẻ lái , phản hồi góc quay bánh lái đưa về tín hiệu phản hồi , hai tín hiệu này đưa đến bộ biến đổi tạo tín hiệu bẻ lái . Trong phương trình này, các thành phần thứ nhất và thứ tư là cơ bản và bắt buộc có, có nghĩa là phương trình tối thiểu cho
chế độ lái lặp là . Các thành phần khác có thể thay đổi hoặc thậm chí bằng 0 tùy thuộc vào điều kiện hoạt động của tàu như tốc độ, tải trọng; các điều kiện môi trường như sóng, gió, dòng chảy, …
Đề 31
Câu 1:
Chức năng
Hệ thống tự động kiểm tra và báo động thông số buồng máy có các chức năng cơ bản sau:
- Phát hiện và báo động bằng đèn, còi các thông số vượt quá giá trị định mức.
- Đo và hiển thị các thông số quan trọng.
- Báo cảm biến đứt cáp, chạm mát.
- Thực hiện bảo vệ các thiết bị điện khi xảy ra sự cố.
- Dự báo và thông báo hỏng hóc, đưa ra nguyên nhân và hướng xử lý.
- Ghi nhật ký.
Hai chức năng đầu tiên là cơ bản và bắt buộc phải có.
Yêu cầu
Ngoài các yêu cầu chung cho thiết bị tàu thủy, hệ thống tự động kiểm tra và báo động còn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Phải hoạt động tin cậy chính xác, không được báo động sai, báo động nhầm, báo động sót, không bị ảnh hưởng của nhiễu.
- Thuật toán báo động phải rõ ràng, phân biệt được các thông số đã báo động và đã được chấp nhận với các thông số đang báo mà chưa được chấp nhận.
- Phải có chức năng thử hệ thống (tối thiểu là thử được đèn và còi).
- Bố trí các thông số phải hợp lý (theo nhóm để dễ dàng quản lý và nhận biết sự cố ở thiết bị nào).
- Phải được nuôi từ ít nhất từ hai nguồn: nguồn chính (từ lưới điện tàu) và nguồn sự cố (24V từ ac-qui).
- Dễ dàng bảo dưỡng sửa chữa.
Có khả năng liên kết được với các hệ thống khác để thực hiện bảo vệ thiết bị và tham gia và hệ thống tự động hóa chung trên tàu.
Câu 2:
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha.
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là stator và rotor
Stator
Stator có hai phần chính là lõi thép và dây quấn (hình 6-1a).
- Lõi thép stator hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt trong có những rãnh để chứa 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
Rotor
Rotor cũng có hai phần chính là lõi thép và dây quấn.
Lõi thép rôto hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt ngoài có những rãnh để chứa dây quấn.
Rotor có hai loại: rotor lồng sóc và rotor dây quấn.
Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ
Khi ta cho dòng điện 3 pha tần số f vào cuộn dây stator, trong stator sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ . Giả sử vào thời điểm t, từ trường stator đang quay theo chiều kim đồng hồ với tốc độ đồng bộ n1 và đang có chiều trên hình 6-3a. Lúc đó, dây dẫn a của rotor ở trong từ cảm và đang chuyển động tương đối với với tốc độ tương đối nên trong dây dẫn a sẽ có sức điện động cảm ứng e2 có chiều cho bởi:
(6-7)
tức là hướng từ trước ra sau (hình 6-3b).
Vì rôto ngắn mạch nên e2 tạo ra dòng cảm ứng i2, cũng hướng từ trước ra sau.
Dòng i2 đặt trong từ cảm sẽ chịu tác dụng của lực điện từ::
(6-8)
tức là cùng chiều với chiều quay của từ trường stato. Tương tự đối với dây dẫn x và rõ ràng các lực và tác động lên các dây dẫn a và x sẽ tạo ra một mô-men kéo rotor quay theo từ trường stator, nghĩa là rotor tìm cách "đuổi theo" từ trường stato. Tuy thiên, nó không bao giờ bắt kịp từ trường đó vì nếu tốc độ rotor đúng bằng n1 thì v = 0, kéo theo e2 = i2 = F = 0, nghĩa là sẽ không còn lực để kéo tải. Vì lẽ đó, rotor luôn luôn quay với tốc độ n < n1; nghĩa là từ trường stator quay đối với rotor với tốc độ tương đối (n1 - n), gọi là tốc độ trượt. Tỷ số giữa tốc độ trượt và tốc độ đồng bộ gọi là hệ số trượt:
(6-9)
Tốc độ rotor là: n = n1(1 - s) = n1 – sn1 = (tốc độ đồng bộ) – (tốc độ trượt) (6-10)
Khi rotor đứng yên n = 0, s = 1, khi rotor quay ở tốc độ định mức s = 0.02 – 0.06.
Đề 32
Câu 1:
Máy phát không chổi than: phương pháp này tăng độ tin cậy và giảm đáng kể công tác bảo dưỡng máy phát. Việc chỉnh lưu điện áp kích từ xoay chiều được thực hiện nhờ các diod gắn cố định trên trục máy. Phần tử varistor Vr nối song song với cuộn dây kích từ của máy phát chính có chức năng bảo vệ các diod quá điện áp ngược khi có sự thay đổi đột ngột của dòng kích từ. Khi xuất hiện điện áp ngược lớn, Vr bị đánh thủng bảo vệ cho các diod không bị quá áp.
Câu 2:
Các giai đoạn thu neo.
Trong hệ thống neo, chế độ làm việc chính là thu neo từ một độ sâu cho phép còn ở chế độ thả neo tận dụng trọng lượng của neo và xích neo thả neo tự do. Đặc điểm chính của hệ thống khi làm việc ở chế độ thu neo là mô men cản Mc trên trục động cơ luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào các giai đoạn thu neo, điều kiện thời tiết, độ nông sâu của bãi thả neo, …
Người ta chia các giai đoạn thu neo thành 5 giai đoạn với các điều kiện sau:
- Độ sâu thả neo đúng quy định.
- Độ dài xích neo cực đại.
- Sóng gió từ cấp 5 đến cấp 7.
- Tốc độ dòng chảy từ 2 knot đến 3 knot.
Giai đoạn 1
Đây là giai đoạn thu phần xích neo nằm trong bùn, xích neo được thu với tốc độ không đổi. Cứ một mắc xích neo được nhấc lên khỏi bùn thì có một mắc xích neo đi qua đĩa hình sao. Tàu từ từ đến điểm thả neo với tốc độ không đổi. Trong suốt giai đoạn này đoạn xích neo trong nước không thay đổi hình dạng, sức căng trên xích neo và lực kéo neo trên đĩa hình sao không thay đổi. Giai đoạn này kết thúc khi mắt xích neo cuối cùng được nhấc nên khỏi bùn nhưng neo vẫn nằm trong bùn.
Giai đoạn 2
Giai đoạn này bắt đầu ngay khi giai đoạn 1 kết thúc, đây là giai đoạn thu phần xích neo võng trong nước. Ở giai đoạn này đoạn xích neo được rút ngắn dần và thẳng dần ra trong nước, sức căng trên đĩa hình sao tăng dần, tàu tiếp tục tiến về điểm thả neo với tốc độ không đổi. Giai đoạn này kết thúc khi xích neo thẳng trong nước.
Giai đoạn 3
Đây là giai đoạn rất ngắn của quá trình thu neo, được tính từ khi xích neo hết độ võng đến khi neo được nhổ bật nên khỏi bùn. Lúc này tàu đã tiến đến gần điểm thả neo, sức căng trên đĩa hình sao đạt giá trị lớn nhất, nếu neo không được nhổ bật khỏi bùn thì động cơ sẽ bị dừng dưới điện (do lực kéo neo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm). Tốc độ của tàu giảm
Chú ý: Cuối giai đoạn III, tàu tiến đến điểm thả neo, đoạn xích neo từ lỗ neo đến neo là ngắn nhất (bằng độ sâu thả neo). Theo quán tính tàu tiếp tục tiến về phía trước làm neo bật ra khỏi bùn.
Giai đoạn 4
Giai đoạn này được tính từ khi neo được nhổ nên khỏi bùn cho đến khi chuẩn bị được đưa vào lỗ neo. Ở giai đoạn này neo và xích neo được thu ngắn dần, việc thu neo không ảnh hưởng đến tốc độ của tàu.
Lại hay sảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo. Tại vì: do lực kéo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm…xảy ra hiện tượng dừng dưới điện khi thu neo
Để hạn chế điều này người ta thường thiết kế hệ thống điều khiển như sau:
- Hệ thống điều khiển bằng tay: có cấu tạo đơn giản, thường dùng cho hệ thống có công suất nhỏ. Hệ thống sử dụng nhiều tiếp điểm của tay khống chế, nếu điều khiển không chính xác có thể gây ra tia lửa điện và nhanh chóng làm hỏng tiếp điểm. hệ thống này đòi hỏi người điều khiển phải có chuyên môn, phải thường xuyên bảo dưỡng hệ tiếp điểm của tay khống chế
- Hệ thống điều khiển bằng contactor-role kết hợp với tay điều khiển: hệ thống này được sử dụng rất phổ biến. quá trình điều khiển được thực hiện thông qua các role điện từ nên cho phép tự động hóa các thao tác điều khiển, thuận tiện cho người sử dụng, hạn chế được tia lửa điện và có thể dùng cho những hệ thống có công suất lớn hơn. Tuy vậy hệ thống cấu tạo phức tạp, nhiều phần tử, khi hỏng hóc sẽ gây nhiều khó khăn cho người sửa chữa
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro