Máy phát điện tàu thủy

MỞ ĐẦU .
Ngày nay năng lượng điện đã trở thành nguồn năng lượng chính của nền sản xuất hiện đại .
Cuối thế kỷ 19 điện năng đã được đưa xuống tầu thuỷ . Đầu tiên nó được sử dụng vào việc chiếu
sáng và quạt gió làm mát để phục vụ nhu cầu sinh hoạt của thuỷ thủ thuyền viện từ các ác qui và
máy phát điện 1 chiều công suất nhỏ.Dần dần nó được ứng dụng trong các hệ thống bơm quạt
gió ,máy nén , các hệ thống tời quấn dây, tời lái , neo , máy lái Cứ như vậy việc ứng dụng năng
lượng điện trên tầu ngày càng được hiện đại hoávà phát triển với tốc độ ngày càng nhanh trên các
đội tầu thế giới.
Trên tầu thuỷ các hệ truyền động điện đóng 1 vai trò hết sức quan trọng so với các loại truyền động
khác . Việc điện khí hoá , tự động hoá trên các con tầu là hết sức cần thiết . Thành phần các loại
phụ tải điện không ngừng ngày càng nâng cao mở rộng về chủng loại cũng như về công suất .Do
vậy nó đòi hỏi công suất của trạm phát cũng ngày càng tăng lên.
Ngày nay các hệ thống điện năng trên tầu thuỷ không ngừng được phát triển và hoàn thiện .Từ việc
tự động hoá từng phần trạm phát điện và các hệ thống điều khiển giám sát trên tầu cũng không
ngừng phát triển .Các hệ thống điều khiển được ứng dụng công nghệ hiện đại : điện tử bán dẫn , vi
xử lý , các bộ logo , các bộ khả lập trình PLC Ngoài ra một số hệ thống còn được kết nối giám sát
mạng internet , điều khiển không dây
Trong quá trình biên soạn bài giảng chi tiết cho môn học trạm phát điện này chắc không tránh
khỏi các sai sót mong các bạn góp ý kiến để bổ xung cho bài giảng được đầy đủ và hoàn thiện hơn.

CHƯƠNG 1:
MÁY PHÁT ĐIỆN TÀU THUỶ
§1.1. Máy phát điện một chiều
I)Phân loại máy phát điện 1 chiều.
Gồm có 3 loại máy phát 1 chiều chính sau:
+ Máy phát 1 chiều kích từ độc lập hoặc song song.
+ Máy phát 1 chiều kích từ nối tiếp.
+ Máy phát 1 chiều kích từ hỗn hợp.
* Ghi chú : Trong 3 loại máy phát 1 chiều trên thì chỉ có loại máy phát 1 chiều kích từ hỗn hợp là hay
được sử dụng để làm máy phát trong các trạm phát điện 1 chiều là chính còn các loại máy phát 1
chiều khác chỉ sử dụng trong các trường hợp đặc biệt.

II) Các thông số chính của máy phát 1 chiều.
Máy phát điện một chiều được xác định bằng các thông số cơ bản sau:
- Tốc độ quay định mức : n
dm
(vòng /phút )
- Cường độ dòng kích từ: I
kt
- Cường độ dòng tải: I
t
- Điện áp trên trụ đấu dây: U
4
Công suất lớn nhất của máy phát điện một chiều được chế tạo không vượt quá 10MW, và điện áp
định mức thường là 120V, 220V, 440V, 500V và 1000V.
Khe khí của máy phát điện một chiều thường tương đối lớn có thể đạt tới một vài mm (đối với cực
từ chính) và một vài cm (đối với cực phụ).
Các tính chất của máy phát điện một chiều được xác định nhờ các đặc tính và các đặc tính lại được
xác định nhờ các thông số đã giới thiệu ở trên. Máy phát điện một chiều công tác với tốc độ không đổi, đó
là thông số từ phía ngoài tác động, nến tất cả các đặc tính của máy phát một chiều được thực hiện với
n=const.
III)Các đặc tính cơ bản của máy phát điện một chiều là:
1) Đặc tính không tải:
E = f(I
kt
) với I = const, n= const
2) Đặc tính ngoài:
U = f(I) với I
kt
= const, và n = const
3) Đặc tính điều chỉnh .
I kt = f( I

t
) Khi n = const , U = const .
IV). Máy phát một chiều kích từ song song
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý máy phát kích từ song song.
* Các điều kiện tự kích thích của máy phát một chiều:
- Máy phát có từ dư đảm bảo đủ lớn.
- Chiều quay của máy phát phải đúng chiều. n
f
= nđm.
- Cuộn kích từ phải được đấu đúng cực.
- Mạch kích từ phải đảm bảo kín mạch.
- Điện trở mạch kích từ phải nhỏ hơn điện trở tới hạn.
 Từ sơ đồ máy phát ta có:
e
o
≈ U
pư
= U
Rkt
+ U
L
= R
kt
i
kt
+ L
kt

dt
di

kt
5
bF
I
G
kt
I
H
B
D
I
t
C
I
+
_
I
t
I
A
q
kt
R
* Các phương trình trong mạch kích từ.
U
Rkt
= R
kt
.I
kt

= cI
kt
là đường thẳng U
Rkt
đi qua gốc toạ độ
Ta có: E
o
= f(I
kt
) = R
kt
.I
kt
+ L
kt
dt
di
kt
Quá trình tự kích kéo dài cho đến khi
dt
di
kt
= 0 và lúc ấy
e
o
= U
Rkt
và U
L
= L

kt
dt
di
kt
= 0
- Nếu ta tăng R
kt
lớn hơn thì đặc tính U
Rkt
= f(I
kt
) càng dốc hơn và điện áp trên trụ ra của máy phát
sẽ ở các điểm 1, 2, 3, 3’, 4 tương ứng với R
kt
ta chỉnh.
Đặc tính ngoài của máy phát kích từ song song là mối quan hệ giữa điện áp trên trụ đấu dây của
máy phát và dòng tải I (chứ không phải dòng chạy trong phần ứng) vì:
I = (I
pứ
- I
kt
)
U = f(I) với R
kt
= const; n = const.
Ở đây ta không viết I
kt
= const vì khi nhận tải U giảm nên I
kt
của máy phát cũng giảm mặc dù R

kt
vẫn không đổi.
Sự thay đổi điện áp của máy phát kích từ song song.
Hình 1.2. Ảnh hưởng của sự thay đổi điện trở
trong mạch kích từ tới quá trình tự kích
Hình 1.3. Đặc tính ngoài máy phát, kích từ
song song.
6
z
I
T
I
1
I
6
I
2
đm
I =I
3
I
I
5
4 max
I =I
t
I = 1
I
U
6

U
T
U =
f(I) với n =
const
R = const
kt
1
U
U
2
U
3
U
4
U
5
U
o
U
o
U
0I
0
U
3
1
2
U
U

U
3
U'
U
4
r
E
3
2
U = f(I )
Rkt kt
RE ktth
R < R
E =
f(I )
o kt
1
3'
t=0
U
4
U
U =
f(I) với n = const
R = const

kt
kt1
R
kt2 kt1

R >R n < n
0
2 1
I
U =
f(I) với n = const
R = const

1
n
kt
U
0
I
a)
b)
Hình 1.4. Họ đặc tính ngoài
a) Với các giá trị khác nhau điện trở mạch kích từ,
b) Khác nhau về tốc độ
Udm
UU
dmo
u
−
=
δ
. 100% lớn hơn nhiều so với sự thay đổi điện áp của máy phát kích từ độc lập. Sự
thay đổi điện áp đạt tới 15% đến 25% và thậm chí còn tới đến 30%. Nguyên nhân cơ bản là do tác động
của sự thay đổi dòng kích từ.
V ) Máy phát một chiều kích từ hỗn hợp

- Là máy phát một chiều tự kích, có hai cuộn kích từ, cuộn kích từ nối tiếp và cuộn kích từ song
song. Hai cuộn kích từ này ta có thể đấu để sức từ động (stđ) của chúng sinh ra cùng chiều với nhau hoặc
ngược chiều với nhau. Trường hợp khi đấu hai cuộn kích từ cho stđ cùng chiều với nhau ta sẽ nhận được
đặc tính ngoài có dạng như hình …. và khi đấu hai cuộn kích từ cho stđ ngược chiều nhau ta sẽ nhận được
đặc tính ngoài có dạng như hình… :
Hình 1.10. Máy phát có hai cuộn kích từ đấu thuận nhau.
Hình vẽ 1.5 Hình vẽ : 1.6
Trường hợp như hình 1.10 điện áp máy phát rất ít thay đổi phụ thuộc vào dòng tải của máy phát và
có thể còn tăng lên cùng với sự gia tăng tải. Như vậy sự thay đổi điện áp của máy phát có thể bằng 0 hoặc
thậm chí còn âm trong quá trình máy phát nhận tải. Trường hợp như hình sự thay đổi điện áp của máy
phát quá lớn, còn lớn hơn cả sự thay đổi điện áp của máy phát kích từ song song.
Để tiện so sánh sự thay đổi điện áp của các loại máy phát một chiều ta hãy vẽ các đặc tính ngoài
của chúng trên cùng hệ trục toạ độ như hình dưới.
7
t
I
G
w
I
H
B
D
I
t
C
I
+
_
t
I

A
q
kt
R
S
n
t
I
F
E
wo
U =
f(I) với n = const
R = const

R = const
0
U
I
wS2
Đấu thuận hai
cuộn kích từ
Máy phát kích
từ song song
a)
b)
Qua các nhận xét ở trên ta thấy sự ổn định điện áp của máy phát một chiều kích từ hỗn hợp là rất tốt, đáp
ứng được yêu cầu ổn định điện áp do Đăng kiểm quy định và phù hợp với điều kiện công tác trên tàu
thuỷ. Do vậy máy phát một chiều kích từ hỗn hợp là loại máy phát duy nhất trang bị cho các trạm phát
một chiều trên tàu thủy.

Hình 1.7. Máy phát kích từ có hai cuộn kích từ đấu ngược nhau
Hình 1.12. So sánh đặc tính ngoài của các máy phát một chiều.
Hình vẽ : 1.8
§ 1.2. Máy phát điện đồng bộ ba pha
1. Khái niệm chung
- Hầu như trên tất cả các trạm phát điện tàu thuỷ dòng xoay chiều đều được lắp đặt máy phát đồng bộ ba
pha.
- Máy phát đồng bộ là loại máy mà phần cảm (phần kích từ) được cấp dòng một chiều. Còn phần ứng có
từ trường quay với tốc độ đứng bằng tốc độ quay của từ trường kích từ.
8
H
G
b
I
B
I
kt
t
I
+
A
I
t
D
n
_
I
q
S
t

C
F
E
I
kt
R
a)
0
I
U
U =
f(I) với n = const
R = const

R = const

wb
wS2
Máy phát kích
từ song song
b)
Đấu ngược
0
I
1
1
1
2
3
5

4
1- Máy phát kích từ độc lập
3- Hỗn hợp đấu thuận
5- Máy phát kích từ nối tiếp
- Máy phát đồng bộ có các loại 3 pha hoặc một pha. Điện áp có từ thấp nhất từ 6V đến 20KV. Vai trò
phần ứng và phần cảm có thể thay đổi nằm ở phần quay hay phần tĩnh. Công suất mạch kích từ nhỏ,
thường không vượt quá 1% công suất định mức máy. Điện áp mạch kích từ khoảng từ 100V ÷ 300V.
- Trên tầu thuỷ hiện nay thường dùng 2 loại máy phát điện xoay chiều đồng bộ 3 pha là :
+ Máy phát đồng bộ xoay chiều có chổi than
+ Máy phát đồng bộ xoay chiều không chổi than
2)Loại máy phát có chổi than :
* Cấu trúc :
Hình 1.13. Sơ đồ nguyên lý máy phát.
a) Máy phát đồng bộ được cấp dòng kích từ
từ máy kích từ có phần ứng ở stato
1- Phần ứng (stato); 2- Cuộn kích từ; 3- Vành
trượt; 4- Chổi than; 5- Máy kích từ; 6- Điều
chỉnh điện áp máy kích từ.
b) Máy phát đồng bộ có phần ứng ở rôto
1- Phần ứng (rôto); 2- Cuộn kích từ
(stato); 3- Vành trượt; 4- Chổi than;
5- Máy kích từ
Hình vẽ :1.9
* Các loại tổn hao trong máy phát đồng bộ gồm:
- Tổn hao cơ khí (ma sát + quạt gió) ∆P
m
≈ (1 ÷ 1,5)%P
m
- Tổn hao trong lõi thép: ∆P
Fe

≈ (0,5 ÷ 1)%P
đm
- Tổn hao trong cuộn phần ứng: ∆P
Cu
≈ (0,3 ÷ 0,8)%P
đm
- Tổn hao kích từ: ∆P
kt
≈ 0,3% P
đm
Bảng định mức của máy phát đồng bộ thường cho các thông số sau:
- Điện áp định mức của máy phát: U
đm
(V)
- Công suất biểu kiến định mức: S
đm
(hoặc P
đm
)(KVA)
- Dòng định mức: I
đm
(A)
- Tần số định mức: f
đm
(Hz)
- Hệ số công suất định mức: cos ϕ
đm
- Dòng kích từ định mức: I
ktđm
(A)

- Điện áp kích từ định mức: U
ktđm
(V)
- Tốc độ quay định mức: n
đm
(V/P)
- Cách đấu cuộn dây phần ứng v.v
Công suất của máy phát đồng bộ và máy bù đồng bộ thường cho bằng công suất biểu kiến (KVA)
hay (MVA) nhằm xác định giới hạn tải xuất phát từ vấn đề phát nhiệt của cuộn dây phần ứng.
Nếu trên bảng định mức máy phát người ra cho rằng công suất P (KW hay MW) thì có nghĩa xuất
phát từ sự giới hạn công suất của động cơ sơ cấp.
9
_
+
1
R
S
T
5
6
3
4
2
1
+
_
S
T
R
5 2

3
4
a) b)
Vấn đề phát nhiệt của máy phát không phải do hệ số công suất quyết định. Nhưng cần thiết phải
cho hệ số cosϕ
đm
vì lý do xác định giới hạn dòng kích từ của máy phát.
Ví dụ: Cho cosϕ
đm
= 0,8. Có nghĩa là nếu máy phát chịu tải với I
đm
mà lúc đó cosϕ < cosϕ
đm
là điều
không cho phép vì lúc đó hệ thống tự động điều chỉnh điện áp sẽ phải điều chỉnh cho I
kt
> I
ktđm
mới có thể
giữ ổn định điện áp của máy phát.
Máy phát đồng bộ được phân loại như sau:
- Máy phát đồng bộ cực hiện bão hòa.
- Máy phát đồng bộ cực ẩn bão hoà.
- Máy phát đồng bộ cực ẩn không bão hòa.
Tất cả các máy phát được lắp đặt trong trạm phát điện tàu thuỷ dòng xoay chiều 3 pha đều là các
máy phát không bão hòa. Còn các máy bão hòa chỉ sử dụng ví dụ như máy phát tốc độ v.v
Máy phát đồng bộ không bão hòa cực hiện chỉ dùng với những máy diesel thấp tốc. Còn máy
không bão hoà cực ẩn thì thường dùng với các loại diesel cao tốc hoặc các loại tuốc bin
3). Máy phát đồng bộ không chổi than .
a) Những vấn đề cơ bản về máy phát điện xoay chiều không chổi than .

Ngày nay máy phát điện đồng bộ không chổi than đã và đang được trang bị hầu hết trên các đội
tàu biển. Loại máy này có kích thước và trọng lượng rất gọn nhẹ, hoạt động độ tin cậy và ổn định . Mặt
khác, do không có chổi than nên đã giảm thiểu về yêu cầu vệ sinh, bảo dưỡng và sửa chữa và ít bị hỏng
hóc
* Những đại lượng và thông số định mức của các máy phát điện .
Máy phát điện đồng bộ nói chung, và máy phát điện đồng bộ tàu thuỷ nói riêng thường khi xuất
xưởng nhà chế tạo bao giờ cũng cấp cho người sử dụng các đại lượng và thông số được ghi trên katalog
(lí lịch máy). Các đại lượng này có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình vận hành và khai thác của máy.
Hơn nữa các thông số này còn giúp cho người vận hành thuận tiện kiểm tra các thông số của máy khi sửa
chữa, khắc phục sự cố.
- Hãng sản xuất:
- Công suất định mức : P
đm
{W, KW}.
- Điện áp định mức : U
đm
{V, KV}.
- Dòng điện định mức : I
đm
{A, KA}.
- Tần số định mức : f
đm
{Hz}.
- Hệ số công suất định mức : Cos
ϕ
đm
.
- Dòng kích từ định mức : I
ktđm
(A).

- Điện áp kích từ định mức : U
ktđm
(V).
- Vòng quay định mức : n
đm
{v/ph}.
- Nhiệt độ làm việc : (
0
C ).
10
- Cấp cách điện:
* Các thông số của máy phát chính cụ thẻ trên 1 tầu .
Tàu Mỹ Hưng gồm hai máy phát điện đồng bộ không chổi than do hãng TAIYO sản xuất. Được bố trí
ở hai bên mạn tàu và đặt tại buồng máy để thuận tiện trong quá trình vận hành và khai thác. Hai máy
phát có cùng series với các thông số như sau:
- Hãng sản xuất : TAIYO ELECTRIC CO.LTD.
- U
đm
= 440 (V).
- I
đm
= 385 (A).
- P
đm
= 240 (KW).
- S = 300 (KVA).
- n
đm
= 900 (V/P).
- f

đm
= 60 (HZ).
- Cosϕ
đm
= 0,8.
- Số pha : 3 pha.
- Cấp cách điện : cấp F.
* Thông số của máy phát sự cố.
- Hãng sản xuất: TAIYO ELECTRIC CO.LTD.
- U
đm
= 220 (V).
- I
đm
= 36,3 (A).
- P = 8 (KW).
- S = 10 (KVA).
- n
đm
= 1800 (V/P).
- f
đm
= 60 (HZ).
- cos
ϕ
đm
= 0,8.
- Số pha : 3 pha.
- Cấp cách điện : Cấp F.
b) Cấu tạo của máy phát điện đồng bộ không chổi than .

* Cấu trúc chung máy phát điện đồng bộ không chổi than.
1) Phần tĩnh ( STATOR)
+ Phần mạch từ: Được ghép bởi các lá thép kỹ thuật điện dạng hình trụ rỗng .
+ Cuộn dây : Bên trong phần mạch từ có phay các rãnh để đặt cuộn dây 3 pha phần ứng . Ngoài ra
trên STATOR của máy phát không chổi than còn có cuộn dây kích từ của máy phát kích từ ( Là
phần cảm của máy phát kích từ).
2) Phần quay(ROTOR): gồm có các phần chính sau:
+ Phần mạch từ: Được ghép bởi các lá thếp kỹ thuật điện.
11
+ Phần cuộn dây kích từ cho máy phát chính ( còn gọi là phần cảm)
+ Phần Điốt quay : có 6 Đi ốt .
+ Cuộn dây 3 pha của máy phát kích từ ( Còn được gọi là phần ứng của máy phát kích từ F )
Hình vẽ.1. 10 : Cấu trúc chung máy phát đồng bộ không chổi than hãng TAIYO.
- Máy phát đồng bộ.(G)
- Máy phát kích từ xoay chiều.(F)
- Cầu chỉnh lưu quay.
- Cuộn kích từ tĩnh cấp dòng kích từ cho máy phát kích từ.
Trong đó máy kích từ xoay chiều và bộ chỉnh lưu quay được lắp trên rotor của máy phát chính.
Tín hiệu ra xoay chiều ba pha của máy kích từ được chỉnh lưu thành tín hiệu một chiều thông qua bộ
chỉnh lưu quay để cấp cho cuộn kích từ chính máy phát.
c) Phương trình điện áp của máy phát xoay chiều đồng bộ .
+ ) E = 4,44. K
qd
. f . W . Ф
kt
Trong đó : K
qd
là hệ số quấn dây của cuộn dây phần ứng
f là tần số của máy phát f =
60

.Pn
( n : là tốc độ quay , P là số cặp cực )
W là số vòng dây của cuộn dây phần ứng
Ф
kt
là từ thông kích từ.
Khi máy phát không tải thì : E = U
0
.
+ Khi máy phát mang tải :
U = E – I . Z
Trong đó : Z = R + J X .( R: là điện trở thuần của cuộng dây phần ứng máy phát , X : là trở kháng của
cuộn dây phần ứng máy phát ), I : là dòng điện tải
12
§ 1.3. Máy phát điện đồng bộ ba pha trên tầu Mỹ Hưng
1. Cấu tạo chi tiết máy phát điện đồng bộ
Máy phát điện đồng bộ không chổi than của hãng TAIYO được lắp đặt trên tàu Mỹ Hưng có cấu
trúc gồm các bộ phận chính sau:
Khung stator, cuộn dây stator, mạch từ rotor, cuộn dây kích từ, trụ đỡ, ổ đỡ, máy phát kích từ, bộ
chỉnh lưu quay và các phụ kiện khác.
a) Stator.
- Staor được chế tạo từ các tấm thép hàn với nhau để tăng tính chịu lực và chống các rung động cơ học,
ngoài ra khung Stator còn được tạo vành để cố định lõi sắt stator. Lõi sắt Stator được dập định hình từ các
tấm thép lá kỹ thuật điện, được phủ một lớp vật liệu cách điện (vecni), sau đó xếp lại với nhau sao cho
các lớp trùng khít lên nhau. Cuối cùng chúng được ép chặt vào các khung và được cố định bằng các chốt.
- Cuộn dây Stator được làm bằng đồng, bên ngoài được phủ cách điện và đặt vào các rãnh của Stator cách
điện giữa dây quấn và lõi thép là các tấm cách điện. Khi cuộn dây đã được đặt vào các rãnh Stator và
được nêm chặt bằng các nêm chế tạo từ vật liệu cách điện (như : gỗ phíp hay các loại vật liệu cách điện
khác). Cuối cùng chúng được tẩm, phủ sơn cách điện đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật.
b)Rotor.

- Mạch từ rotor cũng được làm từ các lá thép silic có đặc tính từ hoá rất tốt, được phun vecni cách điện và
có khía rãnh ở mặt trong để lắp với trục. Trên mỗi tấm thép đều được tạo những lỗ có tác dụng làm mát
bằng không khí, ngoài ra còn được tạo rãnh (ở chu vi ngoài) để đặt các cuộn dây. Tất cả các tấm thép
được ép chặt với nhau và lắp vào trục, sau đó được chốt giữa hai đầu bằng các chốt đặc biệt.
- Dây quấn của rotor được làm bằng đồng, cùng loại với dây quấn Stator và được đặt vào các rãnh của
mạch từ Rotor với các tấm lót cách điện. Phía ngoài cuộn dây được phủ vecni cách điện.
- Trục rotor được làm bằng thép hợp kim có độ bền cơ học cao. Trên trục rotor được lắp bộ chỉnh lưu
quay, đặt về phía đầu máy kích từ để tiện cho việc kiểm tra và sửa chữa. Bộ chỉnh lưu đặt trên hai vòng
tản nhiệt, trên đó còn có một bộ varistor có tác dụng bảo vệ cho bộ chỉnh lưu. Nguồn cấp cho bộ chỉnh
lưu này được lấy từ máy phát kích từ, dòng sau chỉnh lưu là dòng một chiều cấp cho cuộn kích từ của
máy phát chính.
c) Vỏ máy
- Vỏ máy được làm từ những vật liệu có độ bền cơ học cao và được chế tạo thành hình trụ để cố định lõi
sắt stator. Phía đầu vỏ máy được thiết kế hai cửa sổ làm mát cho máy khi vận hành, ngoài ra còn thuận
tiện trong quá trình kiểm tra và bảo dưỡng máy phát. Mặt khác vỏ máy còn làm nhiệm vụ bảo vệ máy và
đặt trên giá đỡ, được thiết kế đủ độ bền cơ học, chịu được sự rung lắc khi làm việc.
d) Máy phát kích từ.
-Máy phát kích từ là loại có phần ứng quay và được bố trí trên trục của máy phát chính.
- Máy phát kích từ gồm các phần tử cơ bản sau:
+ Khung stator, lõi từ, cuộn dây kích từ, lõi thép phần ứng, cuộn dây phần ứng.
13
+ Stato của máy kích từ.
- Khung staor là hợp kim gang và thép được đúc thành những tấm sau đó được hàn với nhau đảm bảo
được sức bền và độ cứng hợp lý. Lõi Stator được làm từ các tấm thép mỏng có đặc tính từ hoá tốt xếp lại
với nhau và được đặt vào khung Stator. Mặt trong của lõi Stator được chế tạo thành rãnh để đặt dây quấn
khi đã lót cách điện (dây quấn cùng loại với dây quấn của Stator máy phát chính) sau đó các đầu dây còn
lại được bó chặt với nhau. Cuộn dây trên Stator của máy phát kích từ được đặt cuộn dây kích từ (Phần
cảm).
* Roto của máy phát kích từ.
- Đây là phần ứng của máy phát kích từ. Nó được chế tạo từ các tấm thép silic có chất lượng cao được

phủ vecni cách điện và được khoan lỗ làm mát. Các lá thép được ép chặt với nhau và được cố định trên
trục của máy phát chính.
- Cuộn dây phần ứng được làm bằng đồng và cùng loại với cuộn dây phần ứng của máy phát chính. Cuộn
dây được cố định trong các rãnh bằng các nêm chế tạo từ vật liệu cách điện, các đầu dây được bó chặt để
tránh tác dụng của lực ly tâm.
- Đầu ra của cuộn dây phần ứng máy phát kích từ được nối qua cầu chỉnh lưu 3 pha quay ở rô to của máy
phát .Tín hiệu ra ở cầu chỉnh lưu quay được cấp trực tiếp cho cuộn dây kích từ chính của máy phát .
( Như hình vẽ)
e) Thiết bị sấy.
-Trong quá trình vận hành và khai thác bản thân máy phát đã phát ra nhiệt góp phần làm giảm độ ẩm
của máy phát nhưng khi máy ngừng hoạt động máy phát có thể hấp thụ khí ẩm từ môi trường bên ngoài.
Chính vì thế sẽ làm giảm điện trở cách điện của máy phát dẫn tới gây nên dòng rò trong quá trình làm
việc và có nguy cơ lớp cách điện bị đánh thủng khi có xung điện áp cao. Vì vậy, trên máy được trang một
thiết bị sấy để giữ cho nhiệt độ của máy phát lớn hơn nhiệt độ môi trường, làm tăng điện trở cách điện
đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn và làm giảm trở kháng trong các cuộn dây, đảm bảo khả năng tự kích
tốt.
- Bộ sấy được đặt ở nơi thấp nhất của khung máy để năng lượng nhiệt dễ dàng tuần hoàn trong máy, phục
vụ có hiệu quả, bảo vệ cuộn dây và các phần tử có liên quan đến độ ẩm.
- Tín hiệu nguồn điều khiển cho mạch sấy là 220V được lấy trực tiếp từ mạch cấp nguồn 220V (60V/
S07) qua các cầu chì chờ sẵn. Khi máy phát ngừng hoạt động hoặc trước khi đưa các tổ hợp Diesel lai
máy phát vào hoạt động, người ta phải tiến hành sấy cho máy phát. Công tắc SHS (Space Heater Switch)
cấp nguồn cho rơle 188H (288H) thông qua tiếp điểm thường đóng 125B của Aptomat ACB (Air Circuit
Breaker) các tiếp điểm cấp nguồn cho mạch sấy hoạt động, đồng thời đóng tiếp điểm phụ 188H (288H)
S61, đèn OL (Orange lamp) sáng báo mạch sấy đang hoạt động.
14
Khi Aptomat chính đóng cấp nguồn cho lưới thì rơle 125B/S21 (125B/S22) cũng có điện, rơle
này hoạt động mở tiếp điểm 125B/S21 (125B/S22) làm cho rơle 188H (288H) mất điện, mở tiếp điểm cắt
nguồn sấy ra khỏi mạch và đèn OL tắt báo mạch sấy ngừng hoạt động.
Hình vẽ 1.11 : Space Heater Circuit
15

H DPYC 2.5– –
188H
152B
S21
SHS 11
71
72
1H6
188H
9
10
3
4
1
2
5
6
S61
H 12
H 11
S 2F–
H 12
H 11
2G1
3A
F 15
2H6
R S T
60V
220V SOURCE

S 07
C2
288H
252B
S22
71
72
288H
9
10
3
4
1
2
5
6
S61
H 22
H 21
S –
2F
H 22
H 21
2G2
H DPYC 2.5– –
3A
F 25
C2
SH1
SH2

SH3
SHS 21
f) Bộ lọc không khí làm mát máy phát chính.
Bộ lọc không khí làm mát được lắp ở cửa hút gió làm mát nhằm mục đích làm giảm tối thiểu
lượng bụi bẩn xâm nhập vào trong máy. Do đó làm giảm lượng tạp chất có các gốc hoá chất gây hại cho
máy trong quá trình làm việc và giữ được sự ổn định làm việc cho máy phát.
g) Hệ thống kích từ.
Sơ đồ nguyên lý mạch điện của hệ thống kích từ được mô tả trên hình (H1.3)
Hình vẽ 1.12 : Sơ đồ mạch kích từ của máy phát.
Hệ thống kích từ tĩnh bao gồm cuộn kháng RT, biến dòng CT. Bộ chỉnh lưu silic (S
i
), khối hiệu
chỉnh điện áp AVR.
Từ sơ đồ (H1.3) ta thấy :
- Bộ chỉnh lưu quay được đặt trên trục của máy phát chính và có nhiệm vụ cấp nguồn một chiều
cho kích từ F
1
của máy phát chính.
- Điện áp và dòng điện xoay chiều được lấy từ đầu ra của máy phát chính thông qua biến dòng CT
và cuộn kháng RT, hai tín hiệu này được cộng với nhau và được đưa tới cầu chỉnh lưu một pha tạo thành
tín hiệu dòng một chiều sau đó được đưa tới bộ phận kích từ F
2
của máy phát kích từ.
16
G
AVR
RT
F
2
F

1
S
i
R
S
T
CT
E
X
2. Nguyên lý hoạt động của máy phát trên tầu MỸ HƯNG .
a) Sơ đồ tổng thể máy phát và hệ thống tự động điều chỉnh điện áp hãng TAIYO như hình (H1. 4).
AC GENERATOR & EXCIETER SWITCH BOARD
Hình vẽ 1.13: Sơ đồ tổng thể
Máy phát đồng bộ không chổi than của hãng TAIYO.
Trong đó :
G : Máy phát chính.
E
X
: Máy phát kích từ.
Si
1
: Bộ chỉnh lưu quay.
Si
2
: Cầu chỉnh lưu silic.
S
1,2
: Hai bộ bảo vệ xung cho các bộ chỉnh lưu.
F
1

: Cuộn kích từ của máy phát chính.
17
G
AVR
RT
F
2
S
2
S
i2
SPACE HEARTER
CCT
CT
ACB
AUX
CONT
Ex
xx
S
1
S
i1
F
1
RC
k
l
K L
R

1
S
1
T
1
k
l
K
2
l
2
1 2
3
A
B
3A
4A
3A
4A
H
1
H
2
H
1
H
2
R
S
T

R
S
T
VR
1
3
2
I
AVR
I
I
SP
R
S
T
K
2
l
2
LK
l
k
F
2
: Cuộn kích từ của máy phát kích từ.
CT : Biến dòng cấp tín hiệu dòng cho mạch phức hợp pha song song.
RT : Cuộn kháng cấp tín hiệu áp cho mạch phức hợp.
VR : Biến trở hiệu chỉnh điện áp.
AVR : Mạch hiệu chỉnh điện áp.
CCT : Biến dòng cấp cho mạch hiệu chỉnh.

SP : Điện trở sấy cho máy phát chính.
b) Nguyên lý hoạt động của máy phát đồng bộ không chổi than.
Khi động cơ sơ cấp lai rotor của máy phát chính (động cơ sơ cấp trên tàu thuỷ thường là động cơ
Diesel) chạy với tốc độ ổn định ở giá trị định mức, do ban đầu máy phát có từ dư nên điện áp máy phát sẽ
nhanh chóng được thành lập và tín hiệu kích từ lấy từ cầu chỉnh lưu S
i2
được đưa tới cuộn kích từ F
2
của
máy phát kích từ. Từ trường trong cuộn dây là từ trường tĩnh nhưng do rotor của máy phát quay nên trong
cuộn dây ba pha của máy phát kích từ có sức điện động và dòng cảm ứng. Dòng điện xoay chiều ba pha
này được bộ chỉnh lưu cầu ba pha S
i1
chỉnh lưu thành dòng một chiều cung cấp cho cuộn kích từ chính F
1
và từ trường này quay nên cảm ứng trên cuộn dây ba pha của máy phát G những sức điện động tạo lên
điện áp trên cực của máy phát chính.
* Đặc điểm máy phát điện hãng TAIYO.
- Kích thước nhỏ gọn so với máy phát của các hãng khác có cùng công suất.
- Thiết kế các bộ phận và các hệ thống hợp lí, tiện sử dụng dễ khai thác, dễ kiểm tra sửa chữa và
quan sát.
- Độ tin cậy cao.
- Đơn giản, tiện ích nhưng các chỉ số chất lượng cao.
- Nguyên lí xây dựng không quá phức tạp mà vẫn có chỉ số và các yêu cầu kĩ thuật phù hợp với
tàu thuỷ.
- Đa dạng về công nghệ, khả năng thay thế, lắp lẫn cao phù hợp với tính năng và yêu cầu của đăng
kiểm.
- Mang tính quốc tế cao.
- Đặc thù Nhật Bản rõ rệt như : gọn nhẹ, hợp lí, tiện ích và giá thành rẻ.
18

3. Mô hình toán học của máy phát đồng bộ không chổi than.
.1 Hệ phương trình của máy phát đồng bộ không chổi than :
Được viết ở hệ trục (d, q) gắn liền với từ trường quay và các đại lượng tương đối như sau:
q
d
b
qd
dt
d
iru
Ψ+
Ψ
+−=
.
1
.
ω
ω
(1)
d
q
b
dq
dt
d
iru
Ψ+
Ψ
+−=
.

1
.
ω
ω
(2)
dt
d
Tiu
f
fff
Ψ
+=
(3)
dt
d
Ti
d
DD
Ψ
+=0
(4)
dt
d
Ti
Q
QQ
Ψ
+=0
(5)
(3.1)

Dddd
iiXi
+−=Ψ
.
f
(6)
Qqqq
iiX
+=Ψ
.
(7)
DddD
igiXi
1
+−=Ψ
µ
ff
(8)
fD
igiXi
dddD

2
,
+−=Ψ
µ
(9)
qqqQ
iXi .
µ

+=Ψ
Q
(10)
Trong đó :
u
d,
u
q
: Điện áp stator theo dọc trục và ngang.
qd
ii ,
: Dòng điện stator theo trục dọc và ngang.
qd
ΨΨ
,
: Từ thông móc vòng cuộn stator theo trục dọc và ngang.
r : Điện trở thuần cuộn stator.
T
f
: Hằng số thời gian của cuộn kích từ.
fff
iu ,,
Ψ
: Điện áp, từ thông móc vòng, dòng điện cuộn kích từ.
QD
ii ,
: Dòng điện cuộn ổn định theo trục dọc, ngang.
QD
,
ΨΨ

: Từ thông móc vòng cuộn ổn định theo trục dọc, ngang.
qd
XX ,
: Trở kháng đồng bộ của cuộn stator theo trục dọc, ngang.
d
µ
: Hệ số tương hỗ giữa cuộn stator và cuộn kích từ theo trục dọc.
,
d
µ
: Hệ số tương hỗ giữa cuộn stator và cuộn ổn định theo trục dọc.
q
µ
: Hệ số tương hỗ giữa cuộn stator và cuộn kích từ theo trục ngang.
ω
: Vận tốc góc của từ trường quay.
b
ω
: Đại lượng so sánh cơ bản của vận tốc quay từ trường
19
1
g
: Hệ số tương hỗ giữa ổn định và cuộn kích từ theo trục dọc.
2
g
: Hệ số tương hỗ giữa ổn định và cuộn kích từ theo trục ngang
3.2.1.2 Một số giá trị so sánh cơ bản.
a) Đối với điện áp cuộn stator:
2.
pnb

uu
=
(3.2)
2.
pn
u
:Biên độ của điện áp pha định mức.
pn
u
: Là điện áp pha định mức của máy phát.
b)Đối với dòng điện cuộn stator.
2
nb
II
=
(3.3)
2
n
I
:Biên độ của I
đm
.
b
I
:Dòng điện định mức.
c) Điện trở cuộn stator.
b
b
b
I

U
R =
(3.4)
d) Đối với điện áp và dòng điện kích từ.
0ff
uu
b
=
: Điên áp cuộn kích từ khi không tải ứng với giá trị định mức của điện áp
cuộn stator.
0ff
II
b
=
: Dòng điện cuộn kích từ khi không tải ứng với giá trị định mức của dòng
điện cuộn stator.
m
m
I
U
r
=
f
: Điện trở thuần cuộn kích từ.
e) Đối với vận tốc quay.
nb
ωω
=
(3.5)
n

ω
: Là vận tốc quay định mức của từ trường quay (
nn
f.2
πω
=
)
n
f
: Là tần số đm của máy phát.
2) Đơn giản hoá hệ phương trình của máy phát đồng bộ không chổi than.
Để đơn giản hoá hệ phương trình của máy phát đồng bộ không chổi than người ta tìm cách bỏ đi
những phương trình hoặc những đại lượng không ảnh hưởng nhiều đến quá trình thay đổi cũng như tính
ổn định của máy phát đồng bộ với độ chính xác nhất định, cụ thể là có thể loại bỏ đi cuộn ổn định (bỏ qua
phương trình (4), (5) và phương trình (9), (10) còn những phương trình khác bỏ qua những đại lượng liên
quan đến cuộn ổn định).
Bỏ qua điện trở thuần của cuộn stator: r = 0.
Bỏ qua các thành phần không tuần hoàn của cuộn stator
(coi
0
=
Ψ
=
Ψ
dt
d
dt
d
q
d

)
20
Coi vận tốc của Diesel là không đổi và luôn bằng n
đm
(
0
=
ω
).
Hệ phương trình (3.1) của máy phát đồng bộ được viết như sau:
(1)
qd
u
Ψ=⇔
(1) (3.6)
(2)
dq
u
Ψ=⇔
(2)
(3)
dt
d
Tiu
f
fff
Ψ
+=⇔
.
(3)

(6)
ddd
iXi .
−=Ψ⇔
f
(4)
(7)
qqq
iX .=Ψ⇔
(5)
(8)
ddd
iXi
µ
−=Ψ⇔
ff
(6)
Thay phương trình (5) vào (1) ta được:
ddd
iXu .
=
(1')
Tương tự ta thay phương trình (4) vào (2) ta được:
ddq
iXiu .
−=
f
(2')
Như vậy hệ phương trình của máy phát đồng bộ không chổi than có dạng sau:
ddd

iXu .
=
(1') (3.7)
ddq
iXiu .
−=
f
(2')
dt
d
.Tiu
f
fff
Ψ
+=
(3')
ddd
iXi
µ
−=Ψ
ff
(4')
4. Sơ đồ tương đương, đồ thị vectơ máy phát đồng bộ cực ẩn không bão hòa.
Trong chế độ tải đối xứng, máy phát đồng bộ ba pha có dòng chạy trong cuộn dây phần ứng và
dòng chạy trong cuộn kích từ.
21
Hình (40). Sơ đồ các từ thông được tạo ra trong máy phát đồng bộ
Hình (40). Sơ đồ tương đương, đồ thị vectơ
máy phát đồng bộ cực ẩn không bão hoà
(Hình vẽ 1.14 )E

kt
- Sđđ cảm ứng trong cuộn phần ứng do từ thông kích từ f
kt
X
a
- Trở kháng phản ứng phần ứng do từ thông f
a
gây ra
X
s
- Trở kháng do từ thông tản f
s
gây ra
R- Điện trở thuần cuộn dây phần ứng
Từ thông do dòng chạy trong cuộn kích từ gây ra là φ
kt
làm cảm ứng trong cuộn dây phần ứng một
suất điện động E
kt
. Dòng tải chạy trong cuộn dây phần ứng gây ra từ thông φ
a
mà phần lớn đường sức của
chúng đi từ Stato qua khe khí móc vòng với cuộn dây kích từ. Từ thông này gọi là phản ứng phần ứng φ
a
.
Một phần từ thông do dòng tải gây ra chỉ móc vòng với chính cuộn dây phần ứng ta gọi là từ thông tản φ
s
(các hình: a, b, c).
Từ lý luận trên ta có thể thành lập sơ đồ tương đương hình . Từ sơ đồ tương đương ta có đồ thị
vectơ hình

E
kt
- sđđ cảm ứng trong cuộn dây phần ứng do từ thông kích từ φ
kt
22
kt
E
a
E
s
E
R
O
U
E
E
kt
E
E
a
E
S
U
R
X
a
X
s
R
I

U
tải
j
s
c)
f
f
kt
f
a
X
a
- Trở kháng phản ứng phần ứng do φ
a
gây ra và cảm ứng trong cuộn dây phần ứng sđđ E
a
.
X
s
- Trở kháng do từ thông cảm φ
s
mà cảm ứng trong cuộn phần ứng sđđ E
s
.
R - Điện trở thuần của cuộn phần ứng.
Ta có :
X
a
= ωL
a

X
s
= ωL
s
Tổng của hai trở kháng trên:
X = X
a
+ X
s
ta gọi là trở kháng đồng bộ
Trong máy phát đồng bộ không bão hòa, sđđ E
kt
tỷ lệ thuận với dòng kích từ I
kt
. Từ sơ đồ tương
đương ta có biểu thức:
r
s
a
kt
UEEU
−−−=
E
Hình (1.15 ). Sơ đồ tương đương, đồ thị vectơ rút gọn
đồng bộ cực ẩn không bão hoà
Mà ta có:
IjXE
a
a
=

IjXE
s
s
=
IRU
r
=
Nên
IRIjXIjXEU
sa
kt
−−−=
Trong thực tế, ở máy phát đồng bộ trị số R rất nhỏ so với X nên ta có thể đơn giản hóa sơ đồ tương
đương và đồ thị vectơ như trên.
5 . Các đặc tính cơ bản của máy phát đồng bộ .
a) Đặc tính không tải .
Là mối liên hệ E = f( I
kt
) Khi n = const .
b) Đặc tính ngoài của máy phát đồng bộ
Đặc tính ngoài U = f(I) xác định sự thay đổi điện áp của cuộn dây phần ứng phụ thuộc vào cường
độ dòng tải. Khi giữ tốc độ quay n = const, hệ số công suất cosϕ = const và dòng kích từ I
kt
= const.
Các máy phát đồng bộ có sự thay đổi điện áp rất lớn trong quá trình nhận tải và cắt tải. Người ta
đưa ra khái niệm sự thay đổi điện áp định mức (cho máy phát khởi động đến tốc độ định mức và giữ tốc
độ không đổi, điều chỉnh cho điện áp bằng U
đm
giữ cho cosϕ trong quá trình nhận tải không đổi cosϕ=
const dần tải cho đến định mức).

23
E
E + E +
j
XI
kt
a
X
U
I
tải
s
E
kt
U
j
j
XI
j
Hình (42). Họ đặc tính ngoài của máy đồng bộ
với cùng trị số I
kt
và các trị số cos φ khác nhau.
( Hình vẽ 1.16)
Sự thay đổi điện áp định mức của máy phát đồng bộ trong khoảng từ 40÷50%. Chính vì vậy bất cứ máy
phát đồng bộ nào cũng phải được trang bị bộ tự động điều chỉnh điện áp.
c) Đặc tính điều chỉnh của máy phát đồng bộ .
Đặc tính điều chỉnh của máy phát đồng bộ: I
kt
= f(I) xác định sự thay đổi cường độ dòng kích từ I

kt
phụ thuộc vào sự thay đổi cường độ dòng tải trong quá trình giữ cho cosϕ = const; n = const và U = const.
Từ đặc tính điều chỉnh hình ta rút ra một số nhận xét như sau:
- Khi dòng tải càng tăng thì dòng kích từ càng tăng với các điều kiện (U=const, cosϕ = const và n =
const)
- Với các độ lớn của cosϕ khác nhau và cùng một độ lớn của điện áp máy phát thì dòng kích từ càng
tăng cùng với sự giảm dần của cosϕ.
§ 1.4 MÁY BÙ ĐỒNG BỘ
Khái niệm bù đồng bộ là cải thiện cosϕ của lưới điện qua đó cải thiện cosϕ của máy phát. Để thực
hiện vấn đề này người ta thường sử dụng điện hoặc là máy bù đồng bộ.
Từ hình a, trạm phát vừa cung cấp công suất tác dụng P và công suất phản tác dụng Q
o
thông qua
đường dây dài.
24
ngm ngm
E
kt
K
U =
f(I) với n = const
I = const

cos
j
= const

cos
j
=0

0
I
w o
E =U
Động cơ
U
co
s
j

=
1
K
i
cos
j
2
K
K
1
i
K
3
4
I I
K
5
kt
Máy phát
6

cos
j
= 0
p
cos
j
= 0
p
Hình (45). Sơ đồ cấp năng lượng điện đi xa a)
và ứng dụng máy bù đồng bộ tại chỗ b)
Hình (45). Sơ đồ cấp năng lượng điện đi xa a)
( Hình vẽ 1.17 )
và ứng dụng máy bù đồng bộ tại chỗ b)
Từ hình b, trạm phát cung cấp cho phụ tải chỉ công suất tác dụng P thông qua đường dây dài như
trên. Máy bù đồng bộ để ngay gần phụ tải sẽ cung cấp công suất phản tác dụng cảm kháng cho phụ tải.
Làm được như vậy trạm phát và đường dây sẽ không phải chịu thành phần dòng cảm kháng. Cosϕ của
máy phát cao, nâng cao tính kinh tế trong khai thác.
Như vậy, máy bù đồng bộ chính là động cơ chạy ở chế độ không tải với dòng kích từ nhất định. Nó
chỉ nhận một lượng công suất tác dụng nhỏ, không đáng kể từ mạng để cân bằng các tổn hao và cấp cho
mạng một lượng công suất phản tác dụng cảm kháng. Muốn thực hiện được điều trên ta phải cường kích
cho máy để được sơ đồ vectơ dưới đây.
Ngoài nhiệm vụ làm tăng cosϕ của mạng động cơ đồng bộ còn là bộ điều chỉnh điện áp cho mạng .
Vì khi ta thay đổi I
kt
làm thay đổi trị số dòng điện của nó suy ra gián tiếp làm thay đổi giáng áp trên
đường dây kể từ trạm phát.
Máy bù đồng bộ ngày nay cũng được ứng dụng rất rộng rãi trên tàu thuỷ có máy phát đồng trục và
bộ biến đổi nghịch lưu. Nó chỉ thực hiện chức năng cấp cho mạng công suất cảm kháng thay cho máy
phát đồng bộ,mà máy phát đồng trục mà không thể cấp được.

§ 1.5 MÁY PHÁT ĐỒNG TRỤC
Mức độ điện khí hóa và tự động hóa trên tàu thuỷ ngày càng phát triển đi đôi với sự gia tăng công
suất của trạm phát điện. Đó là nguyên nhân cơ bản đưa đến việc ứng dụng máy phát đồng trục làm nguồn
năng lượng điện chính trên tàu. Mặt khác trong quá trình khai thác đã đưa đến kết luận là: Khi ứng dụng
máy phát đồng trục giá thành 1KW/h thấp hơn 50% giá thành khi ứng dụng máy phát có diesel hoặc tuốc
bin quay riêng.
Một nguyên nhân quan trọng nữa, đã được rút ra từ thực tế khai thác là: tuy số lượng máy phát điện
trên tàu có từ 3 ÷ 5 cụm song khi tính tổng cộng số giờ làm việc của mỗi cái vẫn lớn hơn nhiều so với số
giờ làm việc của máy chính quay chân vịt. Vì thời gian tàu đứng trong cảng bốc xếp hàng hóa và neo đợi
chiếm tỷ lệ cao so với thời gian đi trên biển.
Do vậy tuổi thọ của các máy chính bao giờ cũng dài hơn tuổi thọ của các máy phụ truyền động cho
các máy phát điện.
25
P
F
a)
Q
cc
Q
PP
Q
c
Đường d ià
Trạm phát điện
F
P P
Trạm phát điện
b)
Đường d ià
P

c
Q
Tuy nhiên khi ứng dụng máy phát đồng trục đòi hỏi hệ thống công tác ổn định trong giới hạn thay
đổi tốc độ quay chân vịt từ 60 ÷ 100% tốc độ định mức. Giới hạn trên có liên quan đến sự ổn định điện áp
và tần số của dòng điện với độ chính xác cho phép theo yêu cầu của Đăng kiểm.
Để truyền động cho máy phát đồng trục trong thực tế đã đáp ứng các phương pháp sau:
- Truyền động qua hộp số bánh răng.
- Truyền động qua dây curoa hay bằng xích.
- Truyền động trực tiếp tức là Roto của máy phát đồng trục là một đoạn của trục chân vịt .
Điều kiện công tác của máy phát đồng trục khác nhiều so với điều kiện công tác của các máy phát
được truyền động riêng. Đó là sự thay đổi tốc độ quay trong các chế độ công tác của tàu như :
- Chế độ điều động.
- Chế độ tàu hành trình qua kênh.
- Chế độ tàu hành trình trong sóng gió lớn.
Sự thay đổi tốc độ quay dẫn đến:
- Nếu máy phát đồng trục là máy phát một chiều thì làm thay đổi điện áp của máy phát.
- Nếu là máy phát xoay chiều thì không những làm thay đổi điện áp mà còn làm thay đổi tần số của
dòng điện máy phát. Chính vì vậy vấn đề giữ ổn định các thông số cơ bản: điện áp, tần số cho máy phát
đồng trục là rất phức tạp.
Máy phát đồng trục là
một phần trục chân vịt
Máy phát đồng trục
được đặt đối diện với
chân vịt qua máy diesel
Máy phát đồng trục
được lắp đặt ngay trên
máy diesel chính
Máy phát đồng trục
được truyền động qua
hộp số cùng phía chân

vịt
Máy phát đồng trục
được truyền động qua
hộp số phía đối diện với
chân vịt
26
SG
PW
PW
SG
P
PW
SG
SG
P
PW
PW
SG
PW
SG
Máy phát đồng trục
được truyền động qua
hộp số ngay cạnh máy
chính.
Hình (1.18 ). Các phương pháp lắp đặt truyền động cho máy phát đồng trục trên tầu thuỷ.
*Các phương pháp ổn định tần số cho máy phát đồng trục đã được áp dụng như sau:
Vần đề ổn định tần số cho các máy phát đồng trục là rất quan trọng . Trong thực tế chúng ta có thể
sử dụng các phương pháp sau:
1.Phương pháp thứ 1 .
Máy phát đồng trục là máy 1 chiều: cung cấp năng lượng quay động cơ 1 chiều có tốc độ không đổi.

Động cơ này lại quay máy phát đồng bộ.
Phương pháp này có nhiều nhược điểm.
- Cùng một lúc sử dụng nhiều máy điện.
- Giá thành cao, chiếm chỗ nhiều, hiệu suất thấp.
2. Phương pháp thứ 2 .
Máy phát đồng trục được chế tạo là máy phát đồng bộ bình thường. Toàn bộ năng lượng điện xoay
chiều được biến đổi ra năng lượng điện 1 chiều qua chỉnh lưu. Sau đó nhờ năng lượng này lại được biến
đổi ra năng lượng xoay chiều 3 pha có tần số ổn định nhờ bộ biến đổi nghịch lưu và bộ điều chỉnh tần số
riêng.
3. Phương pháp thứ 3 .
Máy phát đồng trục được kích từ bằng dòng xoay chiều. Roto (cuộn kích từ) có thể được chế tạo 3
pha, 2 pha hoặc 1 pha. Dòng kích từ là dòng xoay chiều có tần số được điều chỉnh nên sinh ra một từ
trường quay so với bản thân roto. Tốc độ quay của từ trường này được chọn sao cho tổng của tốc độ quay
roto và tốc độ quay của từ trường dòng kích từ đáp ứng được tần số cần thiết cho mạng điện tàu.
Cách giải quyết như trên có nhiều ưu điểm. Bộ biến đổi tần số không phải tính toán để chịu toàn bộ
công suất của máy phát đồng trục mà nó chỉ chịu công suất kích từ. Bộ biến đổi tần số này chỉ cần ở cửa
ra có tần số 40% tần số của mạng. Như vậy rất phù hợp với sự thay đổi tốc độ quay của trục chân vịt trên
tàu. Chế tạo những bộ biến tần như trên đơn giản và giá thành không cao lắm.
Bộ điều chỉnh điện áp và tần số được chế tạo bằng bán dẫn rất phức tạp. Máy phát đồng trục loại
này có thể công tác được chỉ khi trên mạng đã có điện áp. Chính vì vậy máy phát đồng trục thường được
công tác song song với các máy phát khác tự kích lúc ban đầu. Sau khi nó đã nhận tải thì có thể làm việc
riêng biệt được.
• Câu hỏi ôn tập chương1.
1) Câú tạo , nguyên lý hoạt động , phân loại và các đặc tính cơ bản của máy phát điện 1 chiều.
2) Cấu tạo, nguyên lý hoạt động , phân loại và các đặc tính cơ bản của máy phát điện đồng bộ
xoay chiều ?
3) So sánh ưu nhược điểm của loại máy phát xoay chiều có chổi than và loại máy phát điện
xoay chiều không chổi than.
4) Sơ đồ tương đương , các phương trình cơ bản của máy phát điện đồng bộ xoay chiều .
5) Các phương pháp ổn định tần số cho các máy phát đồng trục trên tầu thuỷ.

27