DongCo.com.vn Cam kết cung cấp hàng mới 100%, hàng chính hãng, đảm bảo chất lượng theo quy định của nhà sản xuất. Đến với ĐộngCơ.com.vn thì bạn hoàn toàn yên tâm về sản phẩm cũng như chất lượng của chúng tôi.
Mọi chi tiết vui lòng truy cập: www.dongco.com.vn
Trong động cơ diễn ra hàng nghìn cơ cấu chuyển động trên phút khi vận hành, tất cả đều phụ thuộc một phần vào lượng dầu nhớt bôi trơn linh kiện đồng bộ. Cách kiểm tra sau đây giúp bạn xác định đúng thời điểm cần thiết thay dầu, nâng cao độ bền động cơ.
 |
| Đổ nhớt cho xe. Ảnh: about.com |
Công thức sử dụng nhớt quy định thời gian tốt nhất nên thay dầu nhớt cho xe là sau chu kỳ 3 tháng hoặc chạy được hơn 4.800km. Trong khi những hãng xe hơi có tiếng như Ford và Toyota hiện nay chỉ định gấp đôi thông số này nếu bạn sử dụng các mẫu xe đời mới.
Nhờ công nghệ ôtô được cải tiến với hệ thống đo vi tính tích hợp có thể tự động báo khi cần thay dầu cho máy móc. Hệ thống máy đo gắn trong này khá tinh xảo, có chức năng tính toán hiệu suất động cơ và lên lịch đưa ra thông báo.
Sử dụng đúng tiêu chuẩn dầu nhớt cho động cơ xe bạn đang sử dụng cũng là yếu tố rất quan trọng. Vì mỗi độ nhớt khác nhau chỉ phù hợp với một số hệ động cơ nhất định. Lấy một ví dụ, dầu có độ nhớt thấp sử dụng tốt cho các phiên bản động cơ dành cho vùng hàn đới, còn dầu có tỷ lệ nặng 60 có khả năng chịu nhiệt tốt cho các động cơ 806 mã lực. Vì vậy, bạn cần tìm hiểu động cơ xe phù hợp với loại dầu nào trong phạm vi từ 5W30 đến 10W30 về độ nhớt. Tránh tâm lý sử dụng loại dầu phổ biến trên thị mà không biết rõ có thích hợp với động cơ đang dùng hay không.
Cùng với việc tìm hiểu kỹ về chỉ định loại dầu cho động cơ, bạn còn cần chuẩn bị bộ đồ nghề chuyên dụng như phễu rót và găng tay cao su để thực hiện thay dầu. Và làm theo chương trình 11 bước sau đây:
- Bật cho động cơ khởi động làm nóng dầu. Chờ từ 5 đến 10 phút cho dầu đủ độ linh hoạt trong động cơ, như vậy dẫn chảy ra nhanh hơn.
- Để xe đỗ trên mặt đường bê tông bằng phẳng, không dốc nghiêng. Thận trọng mở mui xe và tháo cáp ắc qua, tránh để hai đầu điện cực trái dấu chạm vào nhau. Dùng ống dẫn gắn vào bình chứa dầu của động cở ở mũi xe.
- Tìm vị trí chốt phun dầu, thường nằm tại mặt dưới của bình chứa của động cơ. Tháo nắp nhựa dẫn vào chốt thoát thải.
- Vặn mạnh ốc vít theo hướng ngược chiều kim đồng hồ để mở nút. Gắn ống dẫn vào, cần hết sức cẩn thận vì lúc này dầu rất nóng. Chờ khoảng 2 phút sau dầu sẽ chảy sạch theo đường ống dẫn ra ngoài.
- Trước khi lắp lại, bạn cần để ý xem có bất kỳ vật thể gây hại nào vô tình dính lên ren ốc vít hay không, vì điều đó sẽ gây hiện tượng rò rỉ nhớt sau này. Khi vặn vào cũng chú ý chỉ tới tầm vạch đỏ chỉ định trên vít để tránh hiện tượng cháy răng cơ khí.
- Bộ lọc dầu hình trụ đặt bên dưới động cơ cũng cần thay mới cùng mỗi lần thay nhớt. Bạn cầm và kéo mạnh ra nhưng cần tránh va đụng với các chi tiết khác của động cơ.
- Mở dấu niêm phong bộ lọc mới, bôi lên một lớp dầu nhớt cho đảm bảo không bị các vật thể kim loại bám dính. Sau đó đưa bộ lọc vào vị trí và dùng tay xoay đi nửa vòng hoặc 3/4 để cố định, tùy theo chỉ định của nhà sản xuất đưa ra.
- Gỡ nút bộ lọc để đặt phễu trước khi đổ dầu mới cho động cơ. Tùy vào dung tích động cơ bạn cần tìm hiểu để rót vào từ 5 đến 7 lít nhớt cho đủ lượng dầu cần thiết. Sau đó gắn nút lại đúng vị trí và chặt chẽ cho bộ lọc.
- Trước khi đóng các bộ phận xe lại cần để ý dầu không bị rò rỉ. Chờ ít phút cho dầu chảy xuống hết các vị trí do dầu đưa vào có nhiệt độ thấp, chưa linh hoạt.
- Kiểm tra mức dầu bằng dụng cụ đo của động cơ. Tốt nhất nên đánh dấu trước trên thước đo để so sánh mục dầu mới và cũ sẽ cho kết quả lý tưởng.
- Khởi động động cơ và chú ý các thông báo về hệ thống dầu xem có phát sinh bất kỳ dấu hiệu khác thường nào không. Ở một số mẫu xe mới có trang bị bộ phận theo dõi dầu sẽ yêu cầu thiết lập lại hệ thống sau khi đổ dầu mới. Để hoàn thành bạn phải đưa vào các thông số thích hợp trong quá trình hệ thống này khởi động lại.
Xe360.vn (nguồn vtc)
Rất nhiều đơn vị hiện đang tiến hành hiện đại hóa hệ thống điều chỉnh các tuabin hơi (TH), trong đó có cả các TH của Nhà máy Cơ khí Leningrađ. Mục tiêu của việc hiện đại hóa là khắc phục các khiếm khuyết trong hoạt động của các bộ phận và nâng cao tính kinh tế của TH bằng việc sử dụng các van điều chỉnh mới với các van và mặt tựa van có prôfin (biên dạng) kinh tế hơn, các cột thép trong TH có trục cam, áp dụng các phương pháp làm kín bằng kim loại lỏng, v.v., kể cả việc đáp ứng các yêu cầu tăng cao đối với chất lượng điều chỉnh sơ cấp TH, thực hiện bằng cách áp dụng rộng rãi hơn các hệ thống điện - thủy lực, gia tăng tỉ lệ điện tử.
Tuabin hơi công suất 220 MW
Một số vấn đề nảy sinh khi lựa chọn phương hướng và khối lượng hiện đại hóa. Đối với những khía cạnh đó, cần cân nhắc đến số lượng lớn TH đang và sẽ được xử lý, và đây cũng là những vấn đề cấp thiết trong khâu thiết kế TH mới.
Phần điện tử của các hệ thống điều chỉnh có thể được thực hiện trên cơ sở phần tử khác, tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và khả năng vật chất của khách hàng, nhưng giải pháp sơ đồ tương đối giống nhau. Kinh nghiệm cần thiết trong việc thực thi các giải pháp đó, trong đó kể cả việc chọn các thuật toán, đã tích lũy được kể cả trong hệ thống điều chỉnh tốc độ quay và công suất, cũng như trong việc sử dụng các thiết bị bảo vệ chống vượt tốc. Cũng có nhiều kinh nghiệm áp dụng các bộ biến đổi điện - thủy lực (BĐĐTL) thuộc các thành tựu mới nhất, thí dụ các cơ cấu chấp hành kiểu động cơ tuyến tính Exlar.
Phần cơ của hệ thống điều chỉnh được hiện đại hóa không phải bao giờ cũng là cơ bản và kinh nghiệm tích lũy được trong hoạt động của các bộ phận không phải bao giờ cũng được áp dụng triệt để. Cụ thể như việc hiện đại hóa TH kiểu K-200-100 bằng việc lắp đặt bộ biến đổi điện - cơ cho bộ truyền động trực tiếp của servomotor kiểu ngăn kéo thuộc các van điều chỉnh của xilanh cao áp - xilanh trung áp (hoặc chỉ xilanh cao áp trong các TH kiểu PT-80). Độ nhậy của hệ thống điều chỉnh có thể đã được cải thiện ít nhiều, nhưng tất cả các vấn đề cũ vẫn tồn tại, đã vậy lại còn vấn đề kiểm soát độ di trục của bơm dầu chính mà hậu quả sự cố của nó là đáng kể.
Ngoài ra với việc thay thế trên, vẫn còn một phần tử đáng nghi ngờ trong hệ thống phân phối hơi, đó là các cam (vấu) của bộ phân phối hơi. Vì không thể tính toán, chế tạo các cam này với đủ độ chính xác nên khó duy trì chúng ở trạng thái không đổi, điều chỉnh, và quan trọng hơn hết, rất khó hiệu chỉnh tại chỗ theo kết quả thử nghiệm. Phản ứng của TH khi thay đổi tần số lưới điện được xác định không chỉ bởi độ không nhậy của hệ thống điều chỉnh, mà còn bởi đặc tuyến “công suất - hành trình servomotor”. Nếu trong TH K-300-240 mà chỉ thay thế bộ điều chỉnh tốc độ kiểu cơ khí sang điện tử nhưng vẫn giữ nguyên bộ biến đổi điện - thủy lực chung thì cho dù các đặc tính của bộ biến đổi điện - cơ khí có hoàn thiện đi chăng nữa, vẫn không thể đạt hiệu quả cần thiết cho việc tuyến tính hóa đặc tính tĩnh “tần số quay - công suất”. Vì vậy đòi hỏi phải đặt bộ biến đổi điện - cơ khí riêng rẽ cho từng servomotor. Và đó mới thực sự là giải pháp đúng đắn hơn cả, bởi vì các servomotor điện - thủy lực riêng biệt với các cam điện tử sẽ đơn giản hóa việc giải quyết những vấn đề này.
Nhưng ở đây có thể có hai phương hướng thiết kế các servomotor điện - thủy lực.
Phương án thứ nhất: Bộ biến đổi điện - cơ khí liên hệ về mặt cơ khí với ngăn kéo (van trượt) cắt của servomotor bị động. Phương án thứ hai: Bộ biến đổi điện - cơ khí là bộ phận hợp thành của bộ biến đổi điện - thủy lực - tổng hợp (BĐĐTL-TH), tác động lên ngăn kéo cắt của servomotor bằng thủy lực. Cả hai phương án có thể được thực hiện với các đặc tuyến động lực khác nhau của bộ biến đổi điện - cơ khí. Ứng lực hoán vị càng lớn của bộ biến đổi điện - cơ khí có thể chỉ trong từng trường hợp đơn giản hóa đáng kể kết cấu của nó. Đồng thời cả hai phương án đó đều mặc định việc ứng dụng bộ cảm biến vị trí của servomotor làm mạch liên hệ ngược (mạch phản hồi).
Ngày nay ở các TH 300 và 800 MW đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm khả quan về hiện đại hóa và trên 5 năm vận hành các servomotor điện - thủy lực với việc ứng dụng bộ biến đổi điện - cơ (kiểu các bộ truyền động tuyến tính) trực tiếp nối với servomotor kiểu ngăn kéo do các hãng Interautomatics và Compressor Controls Corporation thực hiện trên các hệ thống với bộ biến đổi điện - cơ khí. Nhìn chung cũng có nhiều kinh nghiệm tốt trong vận hành các hệ thống điện - thủy lực của Nhà máy Cơ khí Leningrađ với việc ứng dụng bộ BĐĐTL-TH (trên 25 hệ thống, hơn 90 bộ BĐĐTL-TH) trong cả việc hiện đại hóa các hệ thống cũng như trong việc ứng dụng trên các TH khác nhau thuộc thế hệ mới, nghĩa là cả hai phương án đến nay đã chứng tỏ khả năng hoạt động tốt. Vậy tiếp đến cần phải làm gì?
Tiếp theo vấn đề đó được nghiên cứu từ quan điểm về điều kiện hoạt động của các bộ phận trong hệ thống điều chỉnh TH, và kể cả sự phát triển khả dĩ của các kết cấu hệ thống điều chỉnh và bản thân các TH và khi cân nhắc đến các tình huống đó, có thể phương án 2 được ưa chuộng hơn. Việc nghiên cứu được tiến hành trên cơ sở các hệ thống điều chỉnh mới được chế tạo trong những năm gần đây cho các TH của Nhà máy Cơ khí Leningrađ.
Việc nghiên cứu triển khai bộ biến đổi điện - thủy lực - tổng hợp (BĐĐTL-TH) không có mối liên hệ cơ khí của bộ biến đổi điện - cơ khí với ngăn kéo cắt của servomotor (ví dụ sử dụng bằng sáng chế số 2154201 của LB Nga, theo đó tín hiệu từ bộ biến đổi điện - cơ khí và áp suất dầu từ đường bảo vệ tuabin được biến đổi thành áp suất thay đổi điều khiển ngắn kéo của servomotor) khi có mạch liên hệ ngược điện tử theo vị trí của servomotor cho phép thực hiện servomotor điều chỉnh, servomotor này có thể được bố trí không chỉ thẳng đứng, mà cả nằm ngang, và nói chung với bất kỳ độ dốc nào.
Việc sử dụng servomotor đó cho van stop đã cho phép Nhà máy Cơ khí Leningrađ thực hiện đối với TH thế hệ mới (T-150, K-110, v.v.) các khối phân phối hơi với van stop nằm ngang và một hoặc hai van điều chỉnh đặt đứng. Điều đó đơn giản hóa đáng kể bản thân các khối phân phối hơi và việc xếp đặt tuabin. Servomotor của van điều chỉnh trong các khối đó trước đây được thực hiện với liên hệ ngược cơ khí kiểu cam cho ngăn kéo cắt vì vào thời đó chưa có kinh nghiệm hoạt động với các servomotor “cam” điện tử, chưa có các dữ liệu về độ tin cậy của các bộ cảm biến vị trí của các servomotor và không có kinh nghiệm vận hành dài lâu các van điều chỉnh chống rung kiểu mới.
Hiện nay, khi tất cả những vấn đề đó đã được nghiên cứu kỹ lưỡng, hoàn toàn hợp lý để tiếp tục phát huy bước sau: sử dụng các servomotor tương tự, nhưng với liên hệ ngược điện tử cho các van điều chỉnh, các van này cũng có thể bố trí nằm ngang hoặc nghiêng một góc bất kỳ. Những khối đó (thí dụ từ một van điều chỉnh về van stop) sẽ cho phép giảm đáng kể tổn thất áp suất trong toàn bộ hệ thống phân phối hơi, đặt các van gần xilanh hơn, đơn giản hóa phương pháp sấy các đường ống hơi khi khởi động tuabin và thao tác các van trong quá trình vận hành. Khả năng sắp xếp các khối van đó sẽ cho phép hiện đại hóa triệt để các hệ thống phân phối hơi của các TH K-300-240, K-800-240, v.v., trong đó chiều dài của các ống giữa các van thuộc xilanh cao áp và xilanh là đáng kể (hằng số thời gian của thể tích hơi khoảng 0,2 - 0,3 s khi sử dụng các khối van và tới 0,6 s khi các van stop được đặt riêng rẽ).
Chúng tôi cho rằng khả năng giảm các thể tích hơi đó, đặc biệt đối với các tuabin có hằng số thời gian của roto 5 - 7 s, sẽ là cấp thiết ngay cả trong tương lai và giải pháp đó là có triển vọng trong thiết kế.
Xung quanh servomotor đôi khi tạo ra chế độ bất thường về nhiệt độ và độ ẩm, dẫn đến tình trạng thiết bị điện và đặc biệt thiết bị điện tử ngừng hoạt động. Đôi khi nhân viên vận hành không thể đến gần thân cao áp của tuabin hơi do xì hơi trục van stop, xì hơi ở bộ chèn hơi. Lưu lượng dầu trong các servomotor khá lớn và mặc dầu có thể vận hành tạm thời ở các chế độ bất thường đó, nhưng dầu nhanh chóng bị hỏng.
Để nâng cao độ tin cậy vận hành khi đặt bộ BĐĐC trực tiếp lên ngăn kéo của servomotor nhất thiết phải đưa vào sơ đồ điều chỉnh các tín hiệu phản hồi (liên hệ ngược) từ các bộ cảm biến vị trí các servomotor của các van điều chỉnh (đôi khi của chính ngăn kéo) trong khi đó các chỉ số của các bộ cảm biến trở nên tới hạn xét trên quan điểm về độ tin cậy của bộ điều chỉnh.
Những điều kiện hoạt động của các bộ cảm biến đó có thể không thuận lợi không chỉ vì các chế độ nhiệt độ mà còn vì cả sự phát sinh rung của các van hoặc độ rung tăng cao của chính tuabin khi đi qua điểm tới hạn hoặc khi phát sinh độ rung tần số thấp.
Đối với các tuabin công suất lớn có nhiều servomotor của các van điều chỉnh, điều đó dẫn tới phức tạp hóa đáng kể sơ đồ điều chỉnh, làm tăng giá thành phần thiết bị và có thể chiếm hết công suất tính toán của bộ xử lý trung tâm. Ngoài ra xét về các điều kiện không thuận lợi trong sự hoạt động của các bộ cảm biến, ngay cả việc lắp dự phòng (tăng độ dư thừa lên gấp đôi) cũng có thể không nâng cao được độ tin cậy như mong muốn. Đương nhiên điều đó có thể không phải là trở ngại không vượt qua được.
Mặt khác, kinh nghiệm hiệu chỉnh cho thấy trong sơ đồ với bộ BĐĐTL-TH và servomotor có phản hồi cơ khí lên ngăn kéo của nó, việc sử dụng bộ cảm biến vị trí có thể chỉ giới hạn trong các nhiệm vụ về thông tin và hiệu chỉnh, nghĩa là không đưa tín hiệu của nó vào mạch điều chỉnh hoặc có đưa vào nhưng với chức năng hiệu chỉnh hạn chế.
Để thực thi đặc tuyến mở van cần thiết một cách tương đối chính xác, có thể sử dụng sơ đồ bộ chỉ vị trí đã được nghiên cứu triển khai trong quá trình tối ưu hóa thu nhận các đặc tuyến cho trước của servomotor, bao gồm sự liên kết của hai hàm số tuyến tính từng đoạn nối tiếp nhau, một hàm số trong đó là đặc tuyến tính toán, tức là sự phụ thuộc cần thiết của hành trình van vào tín hiệu điều khiển hệ thống điều chỉnh (dòng điều khiển từ hệ thống điều chỉnh - hành trình của servomotor), còn hàm số thứ hai là đặc tuyến thực nghịch đảo cũng của van đó (hành trình của servomotor - dòng điều khiển được đưa tới bộ biến đội điện - cơ khí).
Kết quả là tín hiệu đã hiệu chỉnh được đưa tới bộ BĐĐTL-TH để thu được đặc tuyến cho trước của van, có tính đến các sai lệch hiện hữu trong các đặc tuyến thực tế của các cụm. Trong sơ đồ trên, bộ cảm biến vị trí chỉ được sử dụng để hiệu chỉnh hệ thống, và sau đó tín hiệu của nó có thể loại bỏ khỏi mạch điều chỉnh. Trong trường hợp cần thiết, bộ cảm biến vị trí có thể được để lại trong vận hành liên tục để hiệu chỉnh những sai số nhỏ (về nhiệt độ, v.v.).
Những độ lệch nhỏ có thể bù bằng thành phần tích phân của hệ điều chỉnh chính (tần số quay, công suất, áp suất). Sơ đồ này đã được Nhà máy Cơ khí Leningrađ thử nghiệm khi hiện đại hóa các TH K-200-130 tại các Nhà máy nhiệt điện Maritsavostok-3 và Mariiska và đã cho thấy kết quả tốt. Ưu việt chính của sơ đồ là loại bỏ tất cả các bộ cảm biến vị trí của các servomotor không dẫn tới sự cần thiết của việc ngừng tổ máy, điều đó là ưu việt quan trọng nhất xét về quan điểm độ tin cậy của sơ đồ với bộ BĐĐTL-TH.
Một ưu việt nữa (đôi khi khá quan trọng) của sơ đồ đối với bộ BĐĐTL-TH là khả năng điều khiển hai (hoặc một số) servomotor chỉ nhờ một bộ BĐĐTL. Khả năng đó xuất hiện khi áp dụng việc phân phối hơi của các miệng phun trong trường hợp khi điểm bắt đầu mở một trong các van điều chỉnh nằm sau điểm mở hoàn toàn van điều chỉnh khác. Sơ đồ chỉ vị trí của các van trong phương pháp điều khiển đó phức tạp hơn đôi chút, nhưng vẫn duy trì được tất cả những ưu việt kể trên. Đối với một số TH, thí dụ K-300-240 của LMZ với 7 van điều chỉnh cao áp, việc áp dụng giải pháp trên có thể tiết kiệm được đáng kể.
Tuabin hơi K-800-240
Khi sử dụng bộ truyền động Exlar làm bộ biến đổi điện - cơ cho sơ đồ điều chỉnh tuabin hơi, cần phải duy trì độ tin cậy vận hành cho việc đóng van khi mất nguồn cung cấp hoặc các tình huống tương tự của toàn bộ mạch điều chỉnh tốc độ như một tầng bảo vệ đầu tiên chống lồng tốc tuabin. Các bộ truyền động loại GS được trang bị các động cơ lực, với bộ khuếch đại không có chổi than và vận hành giống như các servomotor không có chổi than. Bộ khuếch đại servo được sử dụng để quay motor, đồng thời đảm bảo khống chế tốc độ và mômen xoắn cũng như để khống chế số vòng quay và thời gian quay. Chuyển động quay biến thành chuyển động tuyến tính nhờ cơ cấu trục vít bánh răng hành tinh được lồng ghép vào bộ truyền động tuyến tính GS.
Phần tử “tinh vi” nhất trong bộ BĐĐTL-TH đòi hỏi lắp ráp kỹ lưỡng và hiệu chỉnh tốt là bộ biến đổi điện – cơ khí. Nếu sử dụng bộ truyền động tuyến tính (kiểu Exlar) để làm bộ biến đổi điện – cơ khí cho bộ BĐĐTL-TH, có thể không cần sử dụng hệ thống theo dõi trong bộ BĐĐTL-TH và sự di chuyển ngăn kéo của bộ BĐĐTL bằng chính bộ truyền động công suất nhỏ kiểu GS20-0302 với ứng lực tuyến tính cực đại khoảng 90 kg và hành trình toàn phần 5 mm. Khối lượng của bộ truyền động này khoảng 2,5 kg, cao gần 200 mm.
Nếu lợi dụng khả năng rộng lớn của các bộ điều chỉnh vi xử lý điện tử thì về nguyên tắc, servomotor của các van điều chỉnh và van stop thuộc bất cứ kiểu gì đều có thể thực hiện với phản hồi cơ khí tuyến tính (bằng cách đó đơn giản hóa và chuẩn hóa được kết cấu), còn đặc tuyến mở cần thiết thực hiện bằng các hàm số tuyến tính từng đoạn nêu trên. Triển vọng giải pháp sơ đồ đó sẽ cho phép hiệu chỉnh đặc tuyến mở các van điều chỉnh trong chế độ tự động, điều đó giảm thiểu đáng kể chi phí nhân lực cho việc bảo dưỡng hệ thống điều chỉnh.
Kết luận
1. Sử dụng van điều chỉnh với servomotor điện - thủy lực riêng lẻ cho phép đảm bảo chính xác hơn độ tuyến tính cho đặc tuyến tĩnh của hệ thống điều chỉnh tuabin hơi.
2. Sử dụng servomotor điện - thủy lực với bộ biến đổi điện - cơ, về cơ khí không liên hệ với ngăn kéo ngắt của servomotor điều khiển nó, cho phép tạo ra các khối phân phối hơi có mức tổn thất áp suất hơi thấp nhất và có nhiều điều kiện bố trí tốt nhất.
3. Sử dụng các bộ chỉ vị trí với việc ứng dụng tính liên tục của các hàm số tuyến tính từng đoạn đảm bảo sự hoạt động tin cậy và chất lượng cao của hệ thống điều chỉnh ngay cả khi các bộ cảm biến vị trí của các servomotor không hoạt động, các bộ cảm biến này có thể chỉ được sử dụng cho các mục tiêu phụ trợ. Đồng thời servomotor thủy lực có thể được thực hiện với phản hồi tuyến tính cho ngăn kéo ngắt của nó, điều đó làm đơn giản kết cấu của chính servomotor.
Theo: KHCN Điện số 5/200
Nguyên tắc hoạt động: Tạo ra nhựa được chảy lỏng ở nhiệt độ nhất định và áp suất cao, sau đó được định hình bởi khuôn và làm lạnh. Sau khi kết thúc quá trình làm lạnh sản phẩm sẽ được đưa ra ngoài.
Hoạt hình máy nén khí dọc trục
Máy nén dọc trục về bản chất như một tua bin hơi đảo ngược, thay vì khí áp suất cao chạy vào tua bin và làm nó quay để tạo ra năng lượng, ở máy nén, năng lượng được cấp từ nguồn bên ngoài để làm quay hệ thống và nén khí.
Một máy nén dọc trục điển hình có một rô to, nó giống như một cái quạt có các cánh viền xung quanh kế tiếp các bộ cánh tĩnh, được gọi là stator. Như ở sơ đồ minh họa, các cánh máy nén/cánh hướng thì có tiết diện tương đối phẳng. Cánh của tua bin thì có độ uốn cong đáng kể. Mỗi một cặp rô to và stato được gọi là một tầng và hầu hết các máy nén đều có nhiều tầng bố trí dọc trục. Các cánh của stator là cần thiết để đảm bảo hiệu suất hợp lý của máy nén, nếu không có các cánh này khí có thể quay cùng với cánh của rô to và giảm nhiều hiệu suất. Có một số cải tiến bằng cách thay stator bằng một bộ quạt thứ hai quay theo chiều ngược lại,tuy nhiên các thiết kế này thường quá phức tạp.
Các tầng nén sau thì nhỏ hơn tầng trước vì thể tích khí đã bị giảm xuống do bị nén ở tầng trước. Vì thế máy nén dọc trục thường có dạng hình nón, rộng nhất ở phần đầu vào. Máy nén thông thường có từ 9 đến 15 tầng.
Trong các động cơ máy bay phản lực, máy nén được cấp năng lượng từ tua bin đặt ở phần khói thoát và sử dụng một phần năng lượng này. Trong các hệ thống như vậy, máy nén sử dụng vào khoảng 60% đến 65% năng lượng của động cơ để làm việc. Điều này giải thích tại sao các động cơ phản lực không được sử dụng trong xe hơi, vì khi xe hơi ở trong tình trạng đứng yên, động cơ phản lực vẫn phải làm việc gần ở chế độ đầy tải, như thế làm giảm rất thấp hiệu suất. Trong các máy bay, thì đây không phải là vấn đề vì nó không bao giờ ở trạng thái đứng yên và động cơ của nó luôn luôn làm việc ở chế độ đầy tải trong toàn bộ hành trình.
Các máy nén khí dùng để cung cấp khí có áp suất cao cho các hệ thống máy công nghiệp để vận hành chúng, để khởi động động cơ có công xuất lớn, để chạy động cơ khí nén hoặc các máy móc, thiết bị của nhiều chuyên ngành khác...
Các loại máy nén khí theo cơ chế hoạt động:
Máy nén khí chuyển động tròn:
Máy nén khí sử dụng chuyển động tròn của trục vít sử dụng 2 buli được nối vào 2 trục vít ép khí vào trong thể tích nhỏ hơn. Chúng được sử dụng rộng rãi khi cần làm việc liên tục trong thương mại lẫn trong công nghiệp, và có thể để cố định hoặc di chuyển. Khả năng làm việc của chúng có thể dao động từ 5 đến trên 500HP, từ áp suất thấp đến áp suất rất cao (8,3 MPa).
Loại này được sử dụng để cấp khí nén cho nhiều loại máy công cụ. Chúng cũng có thể sử dụng cho những động cơ có bơm tăng áp suất khí nạp như ôtô hoặc máy bay.
Máy nén khí chuyển động tịnh tiến:
Một máy nén khí sử dụng piston loại nhỏ
Máy nén khí chuyển động tịnh tiến sử dụng piston điều khiển bằng tay quay. Có thể đặt cố định hoặc di chuyển đuợc, có thể sử dụng riêng biệt hoặc tổ hợp. Chúng có thể điều khiển bởi động cơ điện hoặc động cơ đốt trong.
Máy nén khí sử dụng piston tịnh tiến loại nhỏ có công suất từ 5-30 mã lực thường được sử dụng trong lắp ráp tự động và trong cả những việc không chuyển động liên tục.
Những máy nén khí loại lớn có thể có công suất lên đến 1000 mã lực được sử dụng trong những ngành láp ráp công nghiệp lớn, nhưng chúng thường không được sử dụng nhiều vì có thể thay thế bằng các máy nén khí sử dụng chuyển động tròn của bánh răng và trục vít với giá thành rẻ hơn. Áp suất đầu ra có tầm dao động từ thấp đến rất cao (>5000 psi hoặc 35 MPa).
Máy nén khí đối lưu:
Máy nén khí đối lưu sử dụng hệ thống các cánh quạt trong rotor để nén dòng lưu khí. Cánh quạt của stator cố định nằm phía dưới của mỗi rotor lại đẩy trực tiếp dòng khí vào hệ thống những cánh quạt của rotor tiếp theo. Vùng không gian của đường đi không khí ngày càng giảm dần thông qua máy nén khí để tăng sức nén. Máy nén khí theo phương pháp nén khí đối lưu thường được sử dụng khi cần dòng chuyển động cao ví dụ như trong những động cơ turbine lớn. Hầu như chúng được sử dụng nhiều máy trong một dây chuyền. Trường hợp tỉ lệ áp suất dưới tỷ lệ 4:1, để tăng hiệu quả của quá trình hoạt động người ta thường sử dụng những điều chỉnh về hình học.
Máy nén khí ly tâm:
Máy nén khí ly tâm sử dụng đĩa xoay hình cánh quạt hoặc bánh đẩy để ép khí vào phầm rìa của bánh đẩy làm tăng tốc độ của khí. Bộ phận khuếch tán của máy sẽ chuyển đổi năng lượng của tốc độ thành áp suất. Máy nén khí ly tâm thường sử dụng trong ngành công nghiệp nặng và trong môi trường làm việc liên tục. Chúng thường được lắp cố định. Công suất của chúng có thể từ hàng trăm đến hàng ngàn mã lực. Với hệ thống làm việc gồm nhiều máy nén khí ly tâm, chúng có thể tăng áp lực đầu ra hơn 10000 lbf/in² (69 MPa).
Nhiều hệ thống làm tuyết nhân tạo sử dụng loại máy nén này. Chúng có thể sử dụng động cơ đốt trong, bộ nạp hoặc động cơ tua-bin. Máy nén khí ly tâm được sử dụng trong một động cơ tua-bin bằng gas nhỏ hoặc giống như là tầng nén khí cuối cùng của động cơ tua-bin gas cỡ trung bình.
Máy nén khí dòng hỗn hợp:
Máy nén khí nén dòng hỗn hợp cũng tương tự như là máy nén khí ly tâm, nhưng vận tốc đối xứng tại lối từ rotor. Bộ khuyếch tán thường sử dụng để biến dòng khí hỗn hợp thành dòng khí đối lưu. Máy nén khí nén dòng hỗn hợp có một bộ khuyếch tán đường kính nhỏ hơn của máy nén khí ly tâm tương đương.
Máy nén khí dạng cuộn:
Máy nén khí dạng cuộn, tương tự như một thiết bị quay sử dụng bánh vít, nó bao gồm 2 cuộn lá chèn hình xoắn ốc để nén khí. Áp suất khí ra của nó không ổn định bằng của máy nén khí sử dụng bánh vít thông thường nên ít được sử dụng trong công nghiệp. Nó có thể sử dụng giống như một bộ nạp tự động, và trong hệ thống điều hòa không khí.
Máy nén khí màng lọc:
Máy nén khí có màng lọc sử dụng để nén khí hydro và nén khí đốt thiên nhiên. Máy nén khí thông thường được đặt phía trên những bình chứa để giữ khí nén. Thường là máy nén khí có dầu hoặc dầu tự do đều được sử dụng nhiều vì dầu sẽ xâm nhập vào dòng khí. Nhưng trong trường hợp máy nén khí cho thợ lặn thì 1 số lượng dầu dù là nhỏ nhất cũng không thể chấp nhận.
* Bơm được nhiều loại chất lỏng như nước, dầu, hóa chất, kể cả hỗn hợp các chất lỏng và chất rắn.
* Phạm vi sử dụng lớn và năng suất cao:
- Cột nước bơm H = 10 ÷ hàng ngàn mét;
- Lưu lượng bơm Q = 2 ÷ 100.000 m3/h;
- Công suất động cơ N = 1 ÷ 6000 kW.
* Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn, làm việc tin cậy.
* Hiệu suất η của bơm tương đối cao so với các loại bơm khác; η = 0,65 ÷ 0,9.
* Giá thành không cao lắm.
Bơm ly tâm Warman ứng dụng trong máy chế biến than
Archimedes đã mô tả các máy bơm đầu tiên vào thế kỹ thứ 3 trước Công nguyên được biết đến như là Bơm trục vít của Archimedes. Bơm hoạt động bằng cách dùng cơ năng để đẩy môi chất, hoặc là nâng cao lên hoặc nén lại.
Các động cơ hơi nước đầu tiên được sử dụng như là bộ phận chuyển động sơ cấp của bơm, đầu máy tàu hỏa, tàu thủy hơi nước, máy cày, xe tải và các loại xe cơ giới chạy trên đường bộ khác và là nền tảng cơ bản nhất cho Cách mạng công nghiệp. Các tuốc bin hơi nước, về mặt kỹ thuật cũng là một loại động cơ hơi nước, ngày nay đang được sử dụng rộng rãi cho máy phát điện nhưng các loại cũ hơn hầu như được thay thế bằng động cơ đốt trong và động cơ điện.
Một động cơ hơi nước cần một nồi hơi súp de để đun nước sôi tạo hơi. Việc giãn nở của hơi tạo một lực đẩy lên piston hay các cánh tuốc bin và chuyển động thẳng được chuyển thành chuyển động quay để quay bánh xe hay truyền động cho các bộ phận cơ khí khác. Một trong những lợi thế của động cơ hơi nước là nó có thể sử dụng bất cứ nguồn nhiệt nào để đun nồi hơi nhưng các loại nguồn nhiệt thông dụng nhất là đun củi, than đá hay dầu hay sử dụng hơi nhiệt năng thu được từ lò phản ứng hạt nhân.
Hình minh họa sự khác nhau giữa nguyên lý hoạt động của động cơ chân không và cao áp. Loại cao áp màu đỏ, loại thấp áp màu vàng và hơi ngưng tụ xanh. Động cơ chân không có một đầu để mở vào không gian. Piston của loại chân không quay về vị trí xuất phát (trên cùng) nhờ vào đối trọng; còn piston của loại cao áp trở về vị trí xuất phát (dưới cùng) nhờ vào đà quay (mô men động lượng).
Dự án này đã được trao giấy phép đầu tư từ cuối năm 2008 với diện tích xây dựng khoảng 80.000 m2, vốn đầu tư khoảng 77 triệu đô la Mỹ.
Dự kiến nhà máy sẽ đi vào hoạt động vào tháng cuối năm 2010. Nhà máy mới có khả năng sản xuất 1,2 triệu động cơ và các bộ phận chính mỗi năm. Sản phẩm dự kiến sẽ được xuất đi thị trường Bắc Mỹ, sau đó là Trung Quốc và các nước châu Á khác.
Động cơ nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, bao gồm từ những động cơ chạy bằng xăng hoặc dầu ma dút của xe máy, ô tô, máy bay, tàu hỏa, tàu thủy ... đến các động cơ chạy bằng các nhiên liệu đặc biệt của tên lửa, con tàu vũ trụ, động cơ chạy bằng năng lượng nguyên tử của tàu ngầm, tàu phá băng ...
Khí nén được tạo ra từ máy nén khí, ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc của động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng. Máy nén khí được hoạt động theo hai nguyên lý sao:
- Nguyên lý thay đổi thể tích : Không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó thể tích của buồng chứa sẽ nhỏ lại. Như vậy theo định luật Boyle-Matiotte Áp suất trong buồng chứa sẽ tăng lên. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này như kiểu máy nén khí piston, bánh răng, cánh gạt
- Nguyên lý động năng : không khí được dẫn trong buồng chứa và đượ gia tốc bởi một bộ phận quay với tốc độ cao, ở đó Áp suất khí nén dược tạo ra nhờ sự chênh lệch vận tốc, nguyên tắc này tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này như máy nén khí ly tâm.
- Có nhiều loại máy nén khí khác nhau đang được sử dụng trong công nghiệp, từ đơn giản dùng trong viêc bơm xe và dùng vào một số việc khác, đến các nhà máy trung bình và lớn dùng trong cong nghiệp hầm mỏ và các xưởng sản xuất. Do đó tùy theo cách phân loại máy nén khí:
Máy nén khí áp suất thấp P <15bar
Máy nén khí áp suất cao P > 15bar
Máy nén khí áp suất cao P > 300bar
Máy nén khí trục vít áp suất 8bar
Máy nén khí trục vít không dầu áp suất 8bar
Máy nén khí trục vít hồi dầu 8bar
Máy nén khí piston thấp áp 8-15bar
Máy nén khí piston cao áp không dầu 15-35bar
Máy nén khí piston cao áp có dầu 15- 35bar
Các chủng loại máy nén khí
Máy nén khí kiểu piston:
Máy nén khí piston một cấp Ở kì nạp, chân không được tạo lập phía trên piston, do đó không khí được đẩy vào buồng nén không qua van nạp. Van này mở tự động do sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không ở trên bề mặt piston. Khi piston đi xuống tới “ điểm chếch dưới” và bắc đầu đi lên., không khí đi vào buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới nên van nạp đóng lại và quá trình nén khí bắt đầu xảy ra. Khi áp suất trong buồng nén tăng tới một mức nào đó sẽ làm cho van thoát mở ra, khí nén sẽ thoát qua van thoát để đi vào hệ thống khí nén.
* Cả hai van nạp và thoát thường có lò xo và các van đóng mở tự động do sự thong khí sự chênh lệch áp suất ở phía của mỗi van.
* Sao khi piston lên đến “điểm chết trên” và bắt đầu đi xuống trở lại, van thoát đóng và một chu trình nén khí mơi bắt đầu.
* Máy nén khí kiểu piston một cấp có thể hút được lượng đến 10m/phút và áp suất nén được 6 bar, có thể trong một số trường hợp áp suất nén đến 10 bar. Máy nén khí kiểu piston 2 cấp có thể nén đến áp suất 15 bar. Loại máy nén khí kiểu piston 3,4 cấp có thể nén áp suất đến 250 bar.
* Loại máy nén khí một cấp và hai cấp thích hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén trong công nghiệp. Máy nén khí piston được phân loại theo số cấp nén, loại truyền động và phương thức làm nguội khí nén.
Máy nén khí kiểu trục vít:
* Máy nén khi trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Máy nén khí trục vít gồm có hai trục. Trục chính và trục phụ.
* Máy nén khí trục vít có khoảng năm 1950 và đã chiếm lĩnh một thị trường lớn trong lãnh vựt khí nén, Loại máy nén khí này có một vỏ đặt biệt bao boc quanh hai trục vít quay, 1 lồi một lõm. Các răng của hai trục vít ăn khớp với nhau và số răng trục vít lồi ít hơn trục vít lõm 1 đến 2 răng. Hai trục vít phải quay đồng bộ với nhau, giữa các trục vít và vỏ bọc có khe hở rất nhỏ.
* Khi các trục vít quay nhanh, không khí được hút vào bên trong vỏ thông qua cửa nạp và đi vào buồng khí ở giữa các trục vít và ở đó không khí được nén giữa các răng khi buồn khí nhỏ lại, sao đó khí nén đi tới cửa thoát. Cả cửa nạp và cửa thoát sẽ được đống hoặt được mở tự động khi các trục vít quay hoặc không che các cửa, Ở cửa thoát của máy nen khí có lắp một van một chiều để ngăn các trục vít tự quay khi quá trình nén dã ngừng.
* Máy nén khí trục vít có nhiều tính chất giống với máy nén khí cánh gạt, chẳng hạn như sự ổn định và không dao động trong khí thoát, ít rung động và tiếng ồn nhỏ. Đạt hiệu suất cao nhất khi hoạt động gần đầy tải.
* Lưu lượng từ 1,4m/phút và có thể lên tới 60m/phút,
Máy nén khí li tâm:
- Trong máy nén khí li tâm, mỗi cấp gồm một ngăn, một cánh quạt, một bộ khuếch tán và một ống khuếch tán tổ hợp. Khi cánh quat quay có nhiều cánh với tốc độ cao, không khí được hút vào giữa cánh quạt với vận tốc lớn và áp suất cao sao đó không khí đi vào vòng khuếch tán tĩnh, ở đó không khí giản nở vì vậy vận tốc của nó giảm nhưng áp suất tăng một cách đáng kể. Từ bộ khuếch tán tổ hợp, ở đó không khí giản nỡ them và áp suất tăng rồi đi đến cấp kế tiếp hoặc trục tiếp đến ngõ ra. Không giống như loại máy nén khí hướng trục, việc chia cấp cúa máy nén khi này rất đơn giản.
Nguồn: MayDien.com - Admin: Thanh Lam
Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ: ĐỘng cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ.
Hoạt động
Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học. Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần số nhất định. Tổng số góc quay của rôto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi.
Ứng dụng
Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số.
Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành Tự động hoá, chúng được ứng dụng trong các thiết bị cần điều khiển chính xác. Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang học, điều khiển định vị trong các hệ quan trắc, điểu khiển bắt, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển các cơ cấu lái phương và chiều trong máy bay...
Trong công nghệ máy tính, động cơ bước được sử dụng cho các loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy in...
Nguyên tắc hoạt động:
Nguyên tắc hoạt độngcủa động cơ điện một chiều
Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều, 1 phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục. Thông thường bộ phận này gồm có một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.
Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài, động cơ sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một sức điện động cảm ứng Electromotive force (EMF). Khi vận hành bình thường, rotor khi quay sẽ phát ra một điện áp gọi là sức phản điện động counter-EMF (CEMF) hoặc sức điện độngđối kháng, vì nó đối kháng lại điện áp bên ngoài đặt vào động cơ. Sức điện động này tương tự như sức điện động phát ra khi động cơ được sử dụng như một máy phát điện (như lúc ta nối một điện trở tải vào đầu ra của động cơ, và kéo trục động cơ bằng một ngẫu lực bên ngoài). Như vậy điện áp đặt trên động cơ bao gồm 2 thành phần: sức phản điện động, và điện áp giáng tạo ra do điện trở nội của các cuộn dây phần ứng. Dòng điện chạy qua động cơ được tính theo biều thức sau:
I = (VNguon − VPhanDienDong) / RPhanUng
Công suất cơ mà động cơ đưa ra được, được tính bằng:
P = I * (VPhanDienDong)
Cơ chế sinh lực quay của động cơ điện một chiều
Khi có một dòng điện chảy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt non, cạnh phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh đối diện lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming. Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây, và làm cho rotor quay. Để làm cho rô to quay liên tục và đúng chiều, một bộ cổ góp điện sẽ làm chuyển mạch dòng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ. Chỉ có vấn đề là khi mặt của cuộn dây song song với các đường sức từ trường. Nghĩa là lực quay của động cơ bằng 0 khi cuộn dây lệch 90o so với phương ban đầu của nó, khi đó Rô to sẽ quay theo quán tính.
Trong các máy điện một chiều lớn, người ta có nhiều cuộn dây nối ra nhiều phiến góp khác nhau trên cổ góp. Nhờ vậy dòng điện và lực quay được liên tục và hầu như không bị thay đổi theo các vị trí khác nhau của Rô to.
1. Phương trình cơ bản của động cơ 1 chiều:
E= K Φ.omega (1)
V= E+Rư.Iư (2)
M= K Φ Iư (3)
Với:
- Φ: Từ thông trên mỗi cực( Wb)
- Iư: dòng điện phần ứng (A)
- V : Điện áp phần ứng (V)
- Rư: Điện trở phần ứng (Ohm)
- omega : tốc độ động cơ(rad/s)
- M : moment động cơ (Nm)
- K: hằng số, phụ thuộc cấu trúc động cơ
Điện áp tác dụng có thể thay đổi bằng cách xen vào mạch một điện trở nối tiếp hoặc sử dụng một thiết bị điện tử điều khiển kiểu chuyển mạch lắp bằng Thyristor, transistor hoặc loại cổ điển hơn nữa bằng các đèn chỉnh lưu hồ quang Thủy ngân. Trong một mạch điện gọi là mạch băm điện áp, điện áp trung bình đặt vào động cơ thay đổi bằng cách chuyển mạch nguồn cung cấp thật nhanh. Khi tỷ lệ thời gian "on" trên thời gian "off" thay đổi sẽ làm thay đổi điện áp trung bình. Tỷ lệ phần trăm thời gian "on" trong một chu kỳ chuyển mạch nhân với điện áp cấp nguồn sẽ cho điện áp trung bình đặt vào động cơ. Như vậy với điện áp nguồn cung cấp là 100V, và tỷ lệ thời gian ON là 25% thì điện áp trung bình là 25V. Trong thời gian "Off", điện áp cảm ứng của phần ứng sẽ làm cho dòng điện không bị gián đoạn, qua một đi ốt gọi là đi ốt phi hồi, nối song song với động cơ. Tại thời điểm này, dòng điện của mạch cung cấp sẽ bằng không trong khi dòng điện qua động cơ vẫn khác không và dòng trung bình của động cơ vẫn luôn lớn hơn dòng điện trong mạch cung cấp, trừ khi tỷ lệ thời gian "on" đạt đến 100%. Ở tỷ lệ 100% "on" này, dòng qua động cơ và dòng cung cấp bằng nhau. Mạch đóng cắt tức thời này ít bị tổn hao năng lượng hơn mạch dùng điện trở. Phương pháp này gọi là phương pháp điều khiển kiểu điều biến độ rộng xung (pulse width modulation, or PWM), và thường được điều khiển bằng vi xử lý. Đôi khi người ta còn sử dụng mạch lọc đầu ra để làm bằng phẳng điện áp đầu ra và giảm bớt tạp nhiễu của động cơ.
Vì động cơ điện một chiều kiểu nối tiếp có thể đạt tới mô men quay cực đại từ khi vận tốc còn nhỏ, nó thường được sử dụng để kéo, chẳng hạn đầu máy xe lửa hay tàu điện. Một ứng dụng khác nữa là để khởi động các loại động cơ xăng hay động cơ điezen loại nhỏ. Tuy nhiên nó không bao giờ dùng trong các ứng dụng mà hệ thống truyền động có thể dừng (hay hỏng), như băng truyền. Khi động cơ tăng tốc, dòng điện phần ứng giảm (do đó cả trường điện cũng giảm). Sự giảm trường điện này làm cho động cơ tăng tốc cho tới khi tự phá hủy chính nó. Đây cũng là một vấn đề với động cơ xe lửa trong trường hợp mất liên kết, vì nó có thể đạt tốc độ cao hơn so với chế độ làm việc định mức. Điều này không chỉ gây ra sự cố cho động cơ và hộp số, mà còn phá hủy nghiêm trọng đường ray và bề mặt bánh xe vì chúng bị đốt nóng và làm lạnh quá nhanh. Việc giảm từ trường trong bộ điều khiển điện tử được ứng dụng để tăng tốc độ tối đa của các phương tiện vận tải chạy bằng điện. Dạng đơn giản nhất là dùng một bộ đóng cắt và điện trở làm yếu từ trường, một bộ điều khiển điện tử sẽ giám sát dòng điện của động cơ và sẽ chuyển mạch, đưa các điện trở suy giảm từ vào mạch khi dòng điện của động cơ giảm thấp hơn giá trị đặt trước. Khi điện trở được đưa vào mạch, nó sẽ làm tăng tốc động cơ, vượt lên trên tốc độ thông thường ở điện áp định mức. Khi dòng điện tăng bộ điều khiển sẽ tách điện trở ra, và động cơ sẽ trở về mức ngẫu lực ứng với tốc độ thấp.
Một phương pháp khác thường được dùng để điều khiển tốc độ động cơ một chiều là phương pháp điều khiển theo kiểu Ward-Leonard. Đây là phương pháp điều khiển động cơ một chiều (thường là loại kích thích song song hay hỗn hợp) bằng cách sử dụng nguồn điện xoay chiều, mặc dù nó không được tiện lợi như những sơ đồ điều khiển một chiều. Nguồn điện xoay chiều được dùng để quay một động cơ điện xoay chiều, thường là một động cơ cảm ứng, và động cơ này sẽ kéo một máy phát điện một chiều. Điện áp ra của phần ứng máy phát một chiều này được đưa thẳng đến phần ứng của động cơ điện một chiều cần điều khiển. Cuộn dây kích từ song song của cả máy phát điện và động cơ điện một chiều sẽ được kích thích độc lập qua các biến trở kích từ. Có thể điều khiển tốc độ động cơ rất tốt từ tốc độ = 0 đến tốc độ cao nhất với ngẫu lực phù hợp bằng cách thay đổi dòng điện kích thích của máy phát và động cơ điện một chiều. Phương pháp điều khiển này đã được xem là chuẩn mực cho đến khi nó bị thay thế bằng hệ thống mạch rắn sử dụng Thyristor. Nó đã tìm được chỗ đứng ở hầu hết những nơi cần điều khiển tốc độ thật tốt, từ các hệ thống thang nâng hạ người trong các hầm mỏ, cho đến những máy công nghiệm cà các cần trục điện. Nhược điểm chủ yếu của nó là phải cần đến ba máy điện cho một sơ đồ (có thể lên đến 5 trong các ứng dụng rất lớn vì các máy DC có thể được nhân đôi lên và điều khiển bằng các biến trở chỉnh đồng thời). Trong rất nhiều ứng dụng, hợp bộ động cơ - máy phát điện thường được duy trì chạy không tải, để tránh mất thời gian khởi động lại.
Mặc dù các hệ thống điều khiển điện tử sử dụng Thy ris tor đã thay thế hầu hết các hệ thống Ward Leonard cỡ nhỏ và trung bình, nhưng một số hệ thống lớn (cỡ vài trăm mã lực) vẫn còn đắc dụng. Dòng điện kích từ nhỏ hơn nhiều so với dòng điện phần ứng, cho phép các Thyristor cỡ trung bình có thể điều khiển một động cơ lớn hơn rất nhiều, so với điều khiển trực tiếp. Thí dụ, trong một ứng dụng, một bộ Thy ris tor 300 am pe có thể điều khiển một máy phát điện. Dòng điện ngõ ra của máy phát này có thể lên đến 15.000 am pe, với cùng dòng này, nếu điều khiển trực tiếp bằng thy ris tor thì có thể rất khó khăn và giá thành cao.
Đối với những máy phát điện nhỏ, có đường kính ngoài nhỏ hơn 1 m, mạch từ của stator chỉ là một khối hình xuyến làm bằng các lớp lá thép kỹ thuật điện có sơn cách điện ghép lại. Đối với các máy có đường kính lớn hơn 1 m, thường phải làm từ nhiều khối dạng vòng cung.
Rotor của máy phát điện thường làm bằng nhiều khối thép rèn ghép lại với nhau thành nhiều cực từ. Trên mỗi cực từ có các cuộn dây kích thích quấn tập trung.
Máy phát điện tua bin hơi và tua bin khí
Các tua bin hơi và tua bin khí có tốc độ cao hơn tua bin nước. Các máy phát điện tua bin hơi hoặc tua bin khí thường được chế tạo với tốc độ cao nhất (3000 vòng/phút đối với máy có tần số 50 Hz, và 3600 vòng/ phút đối với máy 60 Hz). Hầu hết các máy phát điện tua bin hơi và máy phát điện tua bin khí là loại trục nằm ngang, chế tạo theo kiểu cực ẩn. Loại này có rotor dài hơn nhiều so với đường kính.
Stator của máy cũng giống như máy phát cực lồi. Thông thường với đa số các máy có đường kính lớn hơn 1 m, lõi thép stator được chế tạo thành nhiều cung, bằng thép silicon cao cấp, có tính định hướng, phủ chất cách điện để giảm thiểu tổn thất điện năng. Người ta thường không ghép thành một khối như các máy điện cỡ nhỏ, mà làm thành nhiều lớp, có khe hở ở giữa để thông gió làm mát.
Cuộn dây stator được làm từ các thanh dẫn đồng xếp nằm trong các rãnh, hai đầu nối lại với nhau thành các vòng dây. Các thanh dẫn thường không phải là thanh đặc nguyên khối, mà được làm từ các dây dẹp quấn bện theo kiểu Roebel, sao cho mỗi thanh nhỏ trong bó đều có một chiều dài bằng nhau, dù có phải uốn lượn theo nhiều hướng khác nhau. Các dây nối ra ngoài và dây nối giữa các pha, các vòng dây với nhau được cố định chắc chắn hai đầu bằng các vật liệu cách điện có độ bền điện và độ bền cơ học cao.
Điện áp ra của stator thường nằm trong khoảng vài kV đến 14,4 kV. Muốn truyền đi xa hơn, người ta thường phải dùng một máy biến áp tăng áp. Để lấy điện đưa xuống sử dụng cho các thiết bị điện phụ vụ cho tổ máy vận hành, người ta dùng một máy biến áp hạ áp, trong trường hợp này gọi là máy biến áp tự dùng.
Rotor của một máy phát điện tua bin khí sau khi được rút ra ngoài, và chuẩn bị cầu về cơ xưởng
Rotor của nó có dạng trụ có xẻ rãnh, quấn nhiều cuộn dây kích từ đồng tâm. Hai đầu chỗ các mối hàn nối các thanh và các cuộn dây với nhau được bảo vệ bằng một vòng thép hình trụ, gọi là vòng hộ hoàn. Các dây dẫn ra ngoài được dẫn xuyên qua dọc theo trục máy để đưa ra phía đầu rotor. Từ đó có thể nối vào các vành nhận điện, để có thể đưa dòng điện từ bên ngoài vào qua các chổi than. Dòng điện đưa vào rotor máy phát điện thường là dòng điện một chiều, gọi là dòng kích thích.
Thông thường, hai đầu của rotor đều có lắp đặt cánh quạt để thổi chất khí đi vào theo các dường dẫn đặt sẵn, để làm mát máy. Chất khí đó có thể là không khí tự nhiên, thông với môi trường bên ngoài, hoặc khí hydrogen, tuần hoàn kín. Trong trường hợp tuần hoàn kín, có thể phải lắp đặt thêm một số bộ trao đổi nhiệt, để làm mát chất khí đó bằng nước.
Các máy phát điện tua bin hơi và máy phát điện tua bin khí có thể chế tạo từ một vài MW đến 700 MW.
Máy phát điện kéo bằng Tua bin hơi nước
Đi kèm với máy phát điện và động cơ nổ, các bộ máy phát điện - động cơ nổ thường có kèm theo một bồn chứa nhiên liệu, một bộ điều tốc cho động cơ nổ và một bộ điều thế cho máy phát điện. Nhiều khối máy còn kèm theo bình ắc quy và bộ động cơ điện khởi động. Những tổ máy dùng làm máy phát dự phòng thường bao gồm cả hệ thống tự động khởi động và một bộ chuyển mạch đảo nguồn transfer switch để tách tải ra khỏi nguồn điện dịch vụ và nối vào máy phát.
Các bộ máy phát điện - động cơ nổ cung cấp công suất điện xoay chiều sao cho nó có thể được sử dụng thay thế nguồn điện lưới thường phải mua từ các trạm phân phối của công ty điện lực. Các thông số diện áp (volt), tần số (Hz) và công suất (watt) định mức của máy phát được lựa chọn sao cho phù hợp với tải cần nối vào máy phát. Có cả hai loại máy một pha và ba pha. Rất ít loại máy ba pha là máy xách tay di động. Thường máy xách tay người ta chỉ làm máy một pha và hầu hết các máy ba pha là loại máy lớn dùng trong công nghiệp.
Các bộ máy phát điện - động cơ nổ thường được chế tao trong một dải công suất khá rộng. Nó có thể bao gồm từ các máy di động quay tay có thể cấp điện cỡ vài trăm watt, loại xách tay như hình vẽ trên, có thể cấp điện cỡ vài nghìn watt và loại tĩnh hoặc loại đặt trên rơ moóc có thể cấp điện đến vài triệu watt. Các máy nhỏ thường dùng nhiên liệu là xăng, và các máy lớn hơn sử dụng nhiều nguyên liệu khác nhau, từ dầu diesel, khí tự nhiên hay khí propane.
Khi sử dụng máy phát điện - động cơ nổ, bạn có thể phải quan tâm đến chất lượng của dạng sóng ra của nó. Điều này rất quan trong khi sử dụng những thiết bị điện tử nhạy cảm. Một bộ điều hòa điện năng power conditioner có thể lấy những sóng vuông do máy phát điện - động cơ nổ phát ra, và làm cho nó đẹp đẽ lại bằng cách cho nó chạy qua một mạch điện trong đó có phần trung gian là một bình ắc quy. Sử dụng một bộ nghịch lưu cao cấp thay thế máy phát điện có thể tạo ra điện áp có dạng sóng thuần sin hơn. Một vài loại nghịch lưu chạy rất êm, tạo ra điện áp sin rất sạch sẽ, phù hợp với máy tính điện tử và các thiết bị điện tử nhạy cảm. Tuy nhiên một số bộ nghịch lưu rẻ tiền không phát ra được điện áp sin hoàn hảo, và có thể làm hư hỏng một số thiết bị điện tử.
Các máy phát điện động cơ nổ thường được sử dụng để cung cấp điện cho các vùng mà nguồn điện lưới không kéo đến được, và trong những tình huống phải cấp điện ngắn hạn tạm thời. Các máy phát nhỏ đôi khi có thể dùng để cấp điện cho các dụng cụ tại các công trường xây dựng. Các máy phát điện loại rơ moóc có thể dùng cấp điện cho chiếu sáng, và các trò chơi giải trí trong các hội chợ di động.
Các máy phát điện dự phòng thường được lắp đặt cố định và luôn sẵn sàng hoạt động để cấp điện cho những tải quan trọng khi nguồn điện lưới bị gián đoạn. Bệnh viện, các cơ sở thông tin liên lạc, các trạm bơm và rất nhiều các dịch vụ quan trọng đều được lắp đặt máy phát điện dự phòng.
Các máy phát điện cỡ nhỏ hoặc cỡ trung đặc biệt phổ biến ở các nước trong thế giới thứ ba, nơi nguồn điện lưới không tin cậy. Các máy phát điện đặt trên rơ moóc có thể được kéo đến những vị trí thiên tai khi nguồn điện lưới bị gián đoạn.
Máy phát điện cũng có thể được vận hành bằng sức người để tạo ra nguồn điện tức thời trong lĩnh vực thông tin liên lạc.
Một số máy phát điện nhỏ nhất có thể thấy là các máy phát điện cho đèn xe đạp. Các máy này thường là các máy phát nam châm vĩnh cửu, 0,5 A, cung cấp một công suất 3 đến 6 w ở điện thế 6 đến 12 V. Để có thể quay được bằng sức nguòi đạp, vấn đề hiệu suất phải đặt ra hàng đầu, và phải được thiết kế và chế tạo rất tinh xảo, với những nam châm vĩnh cửu đất hiếm. Tuy nhiên, hiệu suất của nó chỉ có thể đạt được đến 60% với những máy phát tốt nhất, và 40% với loại thông thường, do phải ử dụng nam châm vĩnh cửu. Nhưng nếu muốn dùng máy phát điều chỉnh được kích từ, lại phải dùng bình ắc quy. Điều này không thể chấp nhận được, vì nó làm tăng trọng lượng và kích thước.
Những thuyền buồm thường sử dụng các máy phát kéo bằng sức nước hoặc sức gió, để nạp điện từ từ cho các bình ắc quy. Những chiếc chân vịt, các tua bin gió hoặc các bánh xe công tác sẽ được kết nối với các máy phát công suất thấp và bộ chỉnh lưu để có dòng điện đến 12 A ở tốc độ nhỏ nhất.
Mỗi quá trình chuyển đổi luôn gắn liền với sự hao tổn năng lượng, đặc biệt ở máy điện, sự hao tổn năng lượng là rất nhỏ, nếu so sánh với các loại máy khác. Máy điện có thể cho 1 hiệu suất tới 0,99 (99 %).
Ngày nay máy điện được dùng trong hầu hết các lĩnh vực kỹ thuật, như trong công nghiệp, giao thông vận tải, y học, ... với công suất từ vài mili watt (mW) cho đến giga watt (GW).
Máy điện hoạt động dựa trên các hiện tượng vật lí:
* Từ trường quay
* Lực Lorentz
* Cảm ứng điện
Cấu tạo cơ bản của máy điện gồm các phần chính:
* Cuộn dây quấn
* Lõi sắt dẫn từ
* Phần cách điện
* Cấu trúc cơ học
Phân loại theo chuyển động (cơ học):
* Có phần chuyển động quay (như động cơ điện (motor điện), máy phát điện, máy đổi điện quay)
* Không có phần chuyển động quay (đứng yên) (như máy biến thế, máy chỉnh lưu điện)
* Ngoài ra còn có máy điện với chuyển động tịnh tiến
Phân loại theo cách hoạt động:
* Động cơ điện
* Máy phát điện
* Máy đổi điện
* Máy biến thế
* Máy chỉnh lưu điện
