Đồ án ATS MÁY PHÁT ĐIỆN 1 PHA DÙNG LOGO

ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN
1. Ý thức thực hiện:

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
2. Nội dung thực hiện:

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
3. Hình thức trình bày:

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
4. Tổng hợp kết quả:

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
Vĩnh Long, ngày 15 tháng 12 năm 2017
Giáo Viên Hƣớng Dẫn

1


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đồ án, em đã nhận đƣợc nhiều sự quan tâm, giúp đở, chỉ

bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới toàn thể thầy cô giáo cùng các cán bộ công nhân
viên trong nhà trƣờng ĐH SPKT VĨNH LONG nói chung và quý thầy cô trong khoa
Điện – Điện Tử nói riêng đã tạo điều kiện cho em học tập và rèn luyện trong môi trƣờng
tri thức cao.
Em xin trân trọng cảm ơn thầy giáo Th.S Phan Ngọc Linh đã tận tình hƣớng dẫn,
giới thiệu, cung cấp tài liệu tham khảo giúp em hoàn thành tôt đồ án này.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè luôn ở bên động viên,
quan tâm, tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đở em trong suốt quá trình học tập, rèn luyện
và hoàn thành đồ án này.

2


MỤC LỤC
Trang
ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN .............................................................. 1
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... 2
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 6
Chƣơng 1 - Nghiên cứu cấu tạo nguyên lý của máy phát điện 1 pha .................................. 7
1.1. Cấu tạo của máy phát điện 1 pha Cummins C11D5 ............................................. 9
1.2. Nguyên lý hoạt động của các thành phần trong máy phát điện C11D5 .............. 10
1.2.1. Động cơ ......................................................................................................... 10
1.2.2. Đầu phát ........................................................................................................ 12
1.2.3. Hệ thống nhiên liệu máy phát ....................................................................... 16
1.2.4. Ỗn áp ............................................................................................................. 16
1.2.5. Hệ thống làm mát ............................................................................................ 17
1.2.6. Hệ thống xả ..................................................................................................... 18
1.2.7. Hệ thống sạc .................................................................................................... 18
1.2.8. Bảng điều khiển............................................................................................... 19

1.2.9. Khung sƣờn ..................................................................................................... 20
Chƣơng II – Nghiên cứu bộ đề máy nổ ............................................................................. 21
2.1. Bộ đề máy phát điện ............................................................................................ 21
2.1.1. Nhiệm vụ ....................................................................................................... 21
2.1.2. Yêu cầu .......................................................................................................... 21
2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ đề cummins ........................................... 22
2.2.1. Cấu tạo các bộ phận chính của bộ đề máy nổ ................................................. 22
2.2.2. Động cơ điện một chiều ................................................................................ 24
2.2.3. Rơ-le gài khớp ( Công tắc từ )....................................................................... 26
2.2.4. Khớp truyền động.......................................................................................... 29
2.3. Nguyên lý làm việc của củ đề ........................................................................... 29
2.4. Đặc tính của motor khởi động một chiều ............................................................... 31
2.4.1. Mối quan hệ giữa tốc độ, moment và cƣờng độ dòng điện.............................. 31
3


2.4.2. Mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp ........................................................... 31
2.5. Các dấu hiệu hƣ hỏng........................................................................................... 32
2.5.1. Rơ-le đề ( Cóc đề ) ........................................................................................ 32
2.5.2. Chổi than ....................................................................................................... 32
2.5.3. Han gỉ mối nối ............................................................................................... 32
2.5.4. Vả đề ............................................................................................................. 33
Chƣơng 3 - Nghiên cứu mạch ATS ( Automatic Tranfet Swich ) điều khiển bằng
LOGO ................................................................................................................................ 34
3.1. Giới thiệu về hệ thống ATS ................................................................................. 34
3.1.1. Tổng quan ...................................................................................................... 34
3.1.2. Hệ thống ATS................................................................................................ 35
3.1.3. Chức năng của mạch ATS ............................................................................. 35
3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ATS .............................................................. 37
3.3. Mạch tự chuyển đổi ATS ..................................................................................... 38

3.3.1. Mạch động lực và nguyên lý làm việc của khối tự động chuyển đổi (ATS) 38
3.3.2. Mạch điều khiển của khối tự động chuyển đổi ATS........................................ 39
3.4. Các loại tủ ATS .................................................................................................... 41
3.5. Bo mạch ATS: ...................................................................................................... 44
3.5.1. Bo mạch ATS 1 pha EAC – 1P ..................................................................... 44
3.5.2. Mạch khởi động máy phát ( AUTO START ) .............................................. 45
3.6. PLC LOGO .......................................................................................................... 52
3.6.1. Tổng quan về PLC LOGO ............................................................................ 52
3.6.2. Phân loại ........................................................................................................ 53
3.6.3. Cách nhận biết các loại LOGO ..................................................................... 53
3.7. Tổng quan về các version họ PLC LOGO ......................................................... 54
3.8. Cách đấu dây ........................................................................................................ 55
3.8.1. LOGO!AM 2: ................................................................................................ 55
3.8.2. LOGO! AM 2 PT100: ................................................................................... 56
3.8.3. Kết nối ngõ ra relay: ...................................................................................... 57
4


3.9. Lập trình cho LOGO để điền khiển hệ thống ATS: ............................................. 57
3.9.1. Các hàm trong LOGO: .................................................................................. 57
3.9.2. Danh sách Co: ............................................................................................. 57
3.9.3. Các hàm cơ bản (BF): ................................................................................... 59
3.9.4. Các hàm đặt biệt (SF: special function) ........................................................ 63
4.1. Một số ví dụ: ........................................................................................................ 68
4.1.1. Điều khiển đèn trong cửa hàng: .................................................................... 68
4.1.2. Chuông báo trƣờng học: ................................................................................ 69
4.2. Nguyên lý hoat động của ATS điều khiển máy phát ........................................... 70
4.2.1. Yêu cầu :........................................................................................................ 70
4.2.2. Giải thuật điều khiển: .................................................................................... 71
4.3. Nội dung chƣơng trình điều khiển cho logo ........................................................ 73

Chƣơng 4 – Ứng dụng mạch ATS đã nguyên cứu cho máy phát điện một pha ................ 79
4.1. Tổng quan .............................................................................................................. 79
4.2. Ứng dụng: ............................................................................................................... 82
KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 84

5


MỞ ĐẦU
Máy phát điện là thiết bị chuyển đổi năng lƣợng cơ hoc từ nguồn bên ngoài thành
năng lƣợng điện. Máy phát điện hiện đại ngày nay hoạt động theo nguyên lí cảm ứng điện
trƣờng. Nguyên lí này do nhà bác học Faraday và những năm 30 của thế kỉ 19. Ông phát
hiện ra rằng dòng điện tích có thể bị cảm ứng khi nó di chuyển qua một cuộn cảm, cũng
nhƣ dòng mang điện tích biến thiên trong từ trƣờng. Sự chuyển động này tạo lên sự
chênh lệch về hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn hoặc hai đầu cuộn cảm, và ngƣợc lại nó
sẽ tạo ra các điện tích và do đó tạo ra dòng điện.
Điện năng đƣợc truyền tải từ các nhà máy phát điện đến phụ tải thì phải qua trạm
biến áp. Việc truyền tải từ lƣới tới các cơ quan, trƣờng học, hộ gia đình... có thể xảy ra sự
cố mất pha do đứt dây hoặc do bị quá tải hay ngắn mạch. Các sự cố này phụ thuộc vào rất
nhiều yếu tố nhƣ môi trƣờng tác động nhƣ thời tiết mƣa, gió, bão...cũng có thể do sự cố ở
các chạm biến áp. Mà hiện nay, nhu cầu sử dụng điện là rất thiết yếu 24/24 và nhu cầu sử
dụng điện của con ngƣời tăng trƣởng không ngừng. Do vậy cần phải có nguồn dự phòng
để khi có sự cố nguồn điện lƣới thì đƣa nguồn dự phòng vào phụ tải và cắt nguồn dự
phòng ra khỏi lƣới. Nhƣng để giảm thiểu thời gian và tránh những hậu quả không đáng
có xảy ra, nguồn điện dự phòng phải kèm theo thiết bị tự động đổi nguồn AUTOMATIC
TRANFET SWICH ( ATS ). ATS là hệ thống chuyển đổi nguồn tự động, có tác dụng khi
điện lƣới mất thì máy phát tự động khởi động và đóng điện máy phát cho phụ tải. Khi
điện lƣới phục hồi thì hệ thống tự chuyển nguồn trở lại và tự động tắt máy phát.
Ngoài ra, Tủ chuyển đổi nguồn tự động (ATS) có chức năng bảo vệ khi Điện Lƣới bị sự

cố nhƣ: mất pha, mất trung tính, thấp áp (tuỳ chỉnh) thời gian chuyển đổi có thể điều
chỉnh. Vì vậy phải đƣa ra các giải pháp có thể biến đổi các nguồn dự phòng nhƣ acquy,
máy phát điện thành nguồn điện xoay chiều có chất lƣợng có công suất đủ lớn để phục vụ
nhu cầu thiết yếu.

6


Chƣơng 1 - Nghiên cứu cấu tạo nguyên lý của máy
phát điện 1 pha

Trên thị trƣờng hiện nay có rất nhiều loại máy phát điện , hiên đại và thịnh hành
M tả Má phát điện Cummins
Máy phát điện là thiết bị hữu ích cung cấp điện trong lúc thiếu điện, ngăn chặn sự
gián đoạn hoạt động hàng ngày hoặc gián đoạn hoạt động kinh doanh.
Máy phát điện là thiết bị giúp biến đổi cơ năng thành điện năng sử dụng nguyên lý
cảm ứng điện từ. Cơ năng có thể là các động cơ tua bin hơi, động cơ đốt trong bằng xƣng,
dầu, tua bin nƣớc, tua bin gió… Hoặc các nguồn cơ năng khác. Máy phát điện đóng vai
trò quan trọng trong các thiết bị cung cấp điện. Máy phát điện có thể thực hiện 3 chức
năng: phát điện, hiệu chỉnh điện áp, chỉnh lƣu.
Đƣợc đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 8528-1. Là công suất ở chế độ hoạt động
không hạn chế số giờ trong năm với các mức tải khác nhau. Khả năng quá tải cho phép
thêm 10% trong 60 phút là có sẵn cho mỗi chu kỳ hoạt động 12 giờ.
7


Công suất dự phòng: Đƣợc đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 8528-1. Là công suất áp
dụng cho cung cấp điện khẩn cấp trong suốt thời gian gián đoạn điện lƣới, sử dụng mức
giới hạn tối đa 500h mỗi năm trong chu kỳ thời gian hoạt động tối đa là: tại 100% tải chỉ
với mức 25h trong 1 năm, tại 90% tải với mức 200h trong 1 năm. Không cho phép quá tải

thêm khi chạy ở mức công suất này.

Hình 1.1 Má phát điện Cummins C11 D5
Thông tin chung về máy
Tên máy
Model
Xuất xứ
Năm sản xuất
Đáp ứng các tiêu chuẩn
Độ ổn định điện áp
Độ ổn định tần số
Kích thƣớc
Trọng lƣợng khô (kg)

Loại máy trần
Loại máy có vỏ
Cummins (X- Series)
C11D5
India
2014/2015
ISO9001 or ISO9002, CE,CSA 4215-01,NEMA MG122.43
Không quá ± 1% từ không tải đến đầy tải
Không quá ± 0.25%
N/A
1460x886x1140
N/A
596

8

1.1.

Cấu tạo của má phát điện 1 pha Cummins C11D5

Công suất, mức tiêu hao nhiên liệu
Công suất
Mức tải
Lít/giờ

Công suất dự phòng: 11kva
(8.8kw)
⁄
0.5

⁄
0.6

⁄
0.8

Đủ tải
0.9

Công suất liên tục 10kva (8kw)
⁄
0.5

⁄
0.6

⁄
0.7

Đủ tải
0.8

Cummins 1PHA C11D5, Công xuất > 10-11 KVA với vỏ chống ồn đồng bộ
Máy phát điện chống ồn, động cơ máy dầu 4 kỳ, 2 xilanh thẳng hàng , làm mát bằng
nƣớc, phun nhiên liệu trực tiếp, hệ thống khởi động đề điện. Bình nhiên liệu lớn thiết kế
dƣới đáy cho phép hoạt động trong nhiều giờ, ống giảm thanh lớn giảm tiếng ồn hiệu quả.
Hệ thống sấy gió nóng cho phép khởi động dễ dàng. Bảng điều khiển điện tử, Nút dừng
khẩn cấp và Nắp bình nhiên liệu đƣợc thiết kế bên ngoài. Vỏ chống ồn với khả năng chịu
mọi thời tiết.
Cấu tạo của 1 chiếc máy phát điện C11D5 Cummins 1 pha bao gồm 9 phần chính:

Hình 1.2 Cấu tạo má phát điện
9


1. Động cơ.
2. Đầu phát.
3. Hệ thống nhiên liệu.
4. Ổn áp.
5. Hệ thống làm mát.
6. Hệ thống xả.
7. Bộ nạp ắc quy.
8. Thiết bị điều khiển.
9. Kết cấu khung chính của máy.

1.2.

Ngu ên lý hoạt động của các thành phần trong má phát điện C11D5

1.2.1. Động cơ
Động cơ là nguồn năng lƣợng cơ học đầu vào của máy phát điện. Kích thƣớc của
động cơ tỷ lệ thuận với sản lƣợng điện tối đa các máy phát điện có thể cung cấp. Có một
số yếu tố cần phải ghi nhớ khi đánh giá động cơ máy phát điện. Nhà sản xuất động cơ cần
tƣ vấn để có đƣợc thông số kỹ thuật hoạt động với máy.
Thông số chi tiết động cơ

Công suất dự phòng

Hãng sản xuất động cơ

Cummins

Model động cơ

X1.3G2

Kiểu động cơ

Động cơ diesel 4 thỳ, 2 xy lanh thẳng hàng, làm mát bằng nƣớc

Công suất động cơ
(Gross output, kWm)

11.8

Đƣờng kính x hành trình
piston (mm)

95 x 91

Dung tích xy lanh (lit)

1.3

Số vòng quay định mức
(vòng/phút )

1500

Công suất liên tục

10.6

10


Số vòng quay tối đa
(vòng/phút)

2050

Tốc độ piston (m/s)

4.55

Tỉ số nén

18.5 : 1

Dung tích dầ bôi trơn ( lít)

4.5L có thể thay thế 100%

Hệ thống cung cấp nhiên
liệu

Bơm cao áp, phun trực tiếp

Kiểu điều tốc

Điện tử

Hệ thống làm mát

Làm mát bằng nƣớc, kết hợp quạt gió

Hệ thống nạp khí

Nạp tự nhiên

Hệ thống xả khí

Nhiệt độ khí xả tối đa 6600C, áp suất trả lại tối đa 3.38kPa

Nguồn ác quy khởi động

12V DC

Nguồn nạp ác quy

12V-36A

Kiểu lọc nhớt

Lọc toàn phần có thể thay thế 100%

Kiểu lọc nhiên liệu

Lọc toàn phần, có chúc năng tách nƣớc

Kiểu lọc gió

Lọc gió khô, có thể thay thế 100%

Máy phát điện sử dụng nhiều loại nhiên liệu đầu vào khác nhau nhƣ: diesel, xăng,
propan (ở dạng lỏng hoặc khí), và khí thiên nhiên. Động cơ nhỏ thƣờng hoạt động bằng
xăng trong khi động cơ lớn hơn chạy dầu diezel, propan lỏng, khí propane, hoặc khí tự
nhiên. Một số máy phát cũng có thể hoạt động dựa trên một nguồn dữ liệu kép, nhiên liệu
diesel và khí đốt.

11


1.2.2. Đầu phát
Đầu phát của máy phát điện bao gồm tập hợp các bộ phận tĩnh, và các thành phần

có thể di chuyển đƣợc. Có công dụng sản xuất điện từ các nhiên liệu cơ học đƣợc cung
cấp cho máy.
Các bộ phận có trong đầu phát:
 Stato / phần cảm – Đây là thành phần không thể di chuyển. Nó gồm một tập
hợp các dây dẫn điện quấn lại thành dạng cuộn trên một lõi sắt.

Hình 1.3 Đầu phát trong thực tế
 Roto / Phần ứng – Đây là thành phần chuyển động tạo ra một từ trƣờng
quay, trong ba cách sau đây:
 Cảm ứng – đƣợc biết đến nhƣ bộ dao điện không tiếp xúc trƣợt và thƣờng
đƣợc sử dụng trong các máy phát điệnlớn.
- Nam châm vĩnh cửu – phổ biến trong các máy phát điện nhỏ
- Bộ kích thích – Kích thích bằng dòng điện 1 chiều nhỏ để thêm sinh lực
cho Roto thông qua một tập hợp các vòng tiếp điện và chổi điện.
- Roto tạo ra sự di chuyển từ xung quanh stato, từ đó tạo ra sự khác biệt
điện áp giữa các cuộn dây của stato. Điều này tạo ra dòng cảm ứng bên
trong máy phát điện.
12


Hình 1.4 Đầu phát PI044E
Thông số chi tiết đầu phát điện
Hãng sản xuất đầu phát

Cummins

Model đầu phát

PI044E

Kiểu đầu phát

Loại không chổi than, tự kích từ, 1 ổ đỡ, 4 cực

Điện áp định mức

230V

Tầ số định mức

50Hz

Hệ số công suất

1.0

Cấp bảo vệ

IP23

Cấp cách điện

H

Hệ thống làm mát

Làm mát bằng gió đầu trục (IC01)

Hệ số TIF

< 50 đáp ứng NEMAMG1-22.43

Hệ số THF

<3

13


 Các sơ đồ dây quấn cho động cơ 1 pha:
-

Sơ đồ dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp Z = 24, 2p = 4

-

Dây quấn ĐCKĐB 1 pha kiểu đồng khuôn Z = 36, 2p = 6

Hình 1.5 Dâ quấn ĐCKĐB1 pha kiểu đồng khu n Z =36, 2p = 6, QA = QB = 18

14


-

Dây quấn kiểu đồng tâm:

Hình 1.6 Dây quấn ĐCKĐB 1 pha kiểu đồng tâm Z =16, 2p = 2, QA = QB = 18
-

Dâ quấn xếp 2 lớp ĐCKĐB 1 pha

Hình 1.7 Dây quấn xếp 2 lớp ĐCKĐB1 pha ; Z = 36 , 2p = 6, QA = QB = 18
15


1.2.3. Hệ thống nhiên liệu má phát
Hệ thống nhiên liệu trong máy phát điện gồm rất nhiều bộ phận. Và mỗi bộ phậm
đảm nhận những chức năng khác nhau cụ thể nhƣ sau:


Ống nổi: giúp mang nhiên liệu từ bồn chứa nhiên liệu đến động cơ giúp cung cấp
nhiên liệu vào động cơ.



Ống thông gió bình nhiên liệu: trong bồn chứa nhiên liệu có một đƣờng ống thống
gió có công dụng ngăn chặn sự gia tăng áp lực hoặc chân không trong quá trình bơm
và hệ thống thoát nƣớc của bể chứa. Khi nhiên liệu nạp đầy bình ống thông gió sẽ có
chức năng đảm bảo sự tiếp xúc khô giữa vòi phun phụ và bể nhiên liệu giúp ngăn
ngừa các tia lửa có thể gây nên cháy, nổ.



Bơm nhiên liệu: có chức năng đƣa nguyên liệu từ bể chứa chính vào các bể chứa
trong ngày. Giúp máy phát điện hoạt động một cách hiệu quả nhất.



Bình lọc nhiên liệu có chức năng tách nƣớc và vật lạ có trong nhiên liệu lỏng giúp

bảo bệ các thành phần có trong nhiên liệu.



Kim phun: giúp phun chất lỏng dƣới dạng phun sƣơng để đốt giúp động cơ hoạt
động.

1.2.4. Ỗn áp
Đây là bộ phận quy định điện áp đầu ra của máy phát điện. Cơ chế đƣợc mô tả dƣới
đây đối với mỗi thành phần, đóng một vai trò nhất định trong chu kỳ điều chỉnh điện áp.
Ổn áp: Chuyển đổi điện áp xoay chiều AC thành dòng điện 1 chiều DC. Điều chỉnh
một phần nhỏ điện áp đầu ra thành điện áp xoay chều và chuyển đổi nó thành dòng điện
một chiều. Điều chỉnh điện áp dòng điện 1 chiều DC tập hợp trong cuộn dây thứ cấp của
stato, đƣợc gọi là cuộn dây kích thích.
Cuộn dây kích thích: Chuyển đổi dòng điện 1 chiều DC thành dòng điện xoay chiều
AC – Các cuộn dây kích thích có chức năng tƣơng tự nhƣ các cuộn dây stato chính và tạo
ra dòng điện xoay chiều nhỏ. Các cuộn dây kích thích đƣợc kết nối với các đơn vị đƣợc
gọi là chỉnh lƣu quay.
Bộ chỉnh lƣu quay: Chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành dòng điện xoay chiều –
Chỉnh lƣu các dòng xoay chiều phát sinh bởi các cuộn dây kích thích, và chuyển đổi nó
16


thành dòng điện một chiều. Dòng điện 1 chiều này cung cấp cho Roto / phần ứng tạo ra
một trƣờng điện từ, ngoài từ trƣờng quay của roto.
Roto / Phần ứng: Chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành dòng xoay chiều. Roto sinh ra
dòng điện xoay chiều lớn hơn xung quanh cuộn dây stato, các máy phát điện hiện nay sản
xuất một điện thế xoay chiều AC lớn hơn ở đầu ra.
Chu kỳ này tiếp tục cho đến khi máy phát điện bắt đầu sản xuất điện áp đầu ra tƣơng
đƣơng với khả năng điều hành đầy đủ của nó. Đầu ra của máy phát điện tăng, nó điều

chỉnh điện áp sản xuất ra ít dòng điện 1 chiều hơn. Một khi máy phát điện đạt công suất
hoạt động đầy đủ, điều chỉnh điện áp đạt đến một trạng thái thăng bằng, và tạo ra dòng 1
chiều đủ để duy trì sản lƣợng của máy phát điện ở mức độ hoạt động đầy đủ. Khi bạn
thêm một tải, sản lƣợng điện áp sẽ bị thấp xuống một chút. Điều này nhắc nhở việc điều
chỉnh điện áp và bắt đầu lại chu kỳ trên. Chu kỳ tiếp tục cho đến khi máy phát điện dốc
đầu ra, để điều hành công suất đầy đủ của nó.
1.2.5. Hệ thống làm mát

Liên tục sử dụng có thể làm nóng các thành phần khác nhau của máy phát điện.
Máy phát điện cần thiết có một hệ thống làm mát, và thông gió thu hồi nhiệt sinh ra trong
quá trình.
Nƣớc chƣa xử lý / nƣớc sạch đôi khi đƣợc sử dụng nhƣ một chất làm mát cho máy
phát điện. Hydrogen đôi khi đƣợc sử dụng nhƣ một chất làm mát, cho các cuộn dây stato
máy phát điện lớn, vì nó rất hiệu quả trong hấp thụ nhiệt. Hydrogen loại bỏ nhiệt từ máy
phát điện, và chuyển qua một bộ trao đổi nhiệt, vào một mạch làm mát thứ cấp, có chứa
nƣớc khoáng nhƣ một chất làm mát. Đây là lý do tại sao máy phát điện có kích thƣớc rất
lớn. Đối với tất cả các ứng dụng phổ biến khác, dân cƣ và công nghiệp, một tiêu chuẩn
tản nhiệt và quạt đƣợc gắn trên các máy phát điện và các công trình nhƣ hệ thống làm
mát chính.
Máy phát điện nên đƣợc đặt trong một khu vực mở, thông thoáng đƣợc cung cấp
đủ không khí trong lành. Mỗi bên máy phát điện nên có một không gian tối thiểu là 3 feet
để đảm bảo sự lƣu thông không khí làm mát máy.

17


1.2.6. Hệ thống xả
Khí thải phát ra bởi một máy phát điện giống nhƣ khí thải từ bất kỳ động cơ diesel
hoặc động cơ gas nào, có chứa hóa chất độc hại cần phải đƣợc quản lý. Do đó, cần thiết
cài đặt một hệ thống ống xả đủ để xử lý khí thải. Ngộ độc carbon monoxide vẫn là một

trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra cái chết, bởi vì mọi ngƣời có xu hƣớng
thậm chí không nghĩ về nó cho đến khi quá muộn.
Ống xả thƣờng đƣợc làm bằng gang, sắt rèn, hoặc thép. Nó cần phải rời, không
nên đƣợc hỗ trợ bởi các công cụ của máy phát điện. Ống xả thƣờng gắn liền với động cơ
bằng cách sử dụng kết nối linh hoạt, để giảm thiểu rung động và ngăn ngừa thiệt hại cho
hệ thống ống xả của máy phát điện. Các ống xả thông ra ngoài trời và dẫn đi từ cửa ra
vào, cửa sổ và những lối khác. Bạn phải đảm bảo rằng, hệ thống ống xả của máy phát
điện không kết nối với bất kỳ thiết bị khác.
Hệ thống bôi trơn: Máy phát điện bao gồm bộ phận chuyển động bên trong động
cơ của nó, nó cần đƣợc bôi trơn để đảm bảo hoạt động bền, và êm suốt một thời gian dài.
Động cơ của máy phát điện đƣợc bôi trơn bằng dầu đƣợc lƣu trữ trong một máy bơm.

1.2.7. Hệ thống sạc
Khởi động chức năng của một máy phát điện bằng pin. Các bộ sạc pin chịu trách
nhiệm giữ cho pin máy phát điện luôn luôn đầy với một điện áp thả nổi chính xác. Nếu
điện áp thả nổi rất thấp, pin sẽ nạp thiếu. Nếu điện áp thả nổi rất cao, nó sẽ rút ngắn tuổi
thọ của pin. Sạc pin thƣờng đƣợc làm bằng thép không gỉ để ngăn ngừa ăn mòn. Nó cũng
hoàn toàn tự động và không yêu cầu bất kỳ điều chỉnh, hoặc bất kỳ thay đổi cài đặt. Điện
áp 1 chiều ở đầu ra bộ sạc pin đƣợc giữ ở mức 2,33 Volts mỗi phân tử, đây là điện áp nổi
chính xác cho pin axit chì. Bộ sạc pin có một sản lƣợng điện áp 1 chiều bị cô lập, không
gây trở ngại cho hoạt động bình thƣờng của máy phát điện.

18


1.2.8. Bảng điều khiển

Là bề mặt điều khiển máy phát điện, có các hốc cắm điện và điều khiển. Các nhà
sản xuất khác nhau, thiết kế đa dạng các tính năng cung cấp trong bảng điều khiển do họ
sản xuất. Một số trong số đó đƣợc đề cập dƣới đây.

•

Hệ thống khởi động và tắt điện – Bảng kiểm soát khởi động, bật máy

phát điện tự động trong lúc mất điện, theo dõi các máy phát điện trong khi hoạt
động, và tự động tắt máy khi không còn cần thiết.
•

Thiết bị đo – đồng hồ đo khác nhau cho thấy các thông số quan trọng

nhƣ áp suất dầu, nhiệt độ của nƣớc làm mát, điện thế pin, tốc độ quay động cơ, và
thời hạn hoạt động. Liên tục đo lƣờng và giám sát các thông số này cho phép tự
động tắt máy phát điện khi bất kỳ trong số này vƣợt quá ngƣỡng quy định.
•

Đồng hồ đo máy phát điện – bảng điều khiển cũng có đơn vị mét để đo

sản lƣợng điện hiện tại, điện áp và tần số hoạt động.
•

Các chức năng khác nhƣ chuyển đổi tần số, và chuyển mạch điều khiển

động cơ (chế độ hƣớng dẫn sử dụng, chế độ tự động).

19


Thông số chi tiết Bảng điều khiển
Hảng sản xuất

Cummins

Model bảng điều khiển

PowerStart 0500 (PS0500)

Tiêu chuẩn đáp ứng và vƣợt

ISO9001, CE, EN50081-1,2, EN 50082-1,2, ISO 7637-2, il Std

xa

202C, Method 101 and ASTM B117

Chức năng chính

Tự động điều khiển và bảo vệ an toàn cho máy, dạng Auto
Start, có thể tùy chọn tự động hoặc không tự động

Phím bấm vận hành

Manual/Start/Auto/Reset/Stop/Ok
Tƣơng ứng với
Bằng tay/ Khởi động/ Tự động/ Xóa lỗi/ Dừng máy/Xác nhận

Màn hình hiển thị

Hiển thị bằng LCD các thông tin:
Điện áp máy phát từng pha, dòng điện từng pha, công suất
KVA từng pha và tổng cộng. Tần số. Điện áp ác quy. Thời gian

chạy máy. Nhiệt độ động cơ, áp xuất dầu bôi trơn...

Chức năng bảo vệ máy

Có thể hiện thị ỗi bằng LED chỉ thị ngoài màn hình hoặc Code
trên màn hình LCD. Lỗi cảnh báo tùy chọn lập trình tín hiện
input. Dừng khẩn cấp. ÁP suất nhớt quá thấp, nhiệt độ động cơ
quá cao, nhiệt độ nƣớc quá thấp, lỗi cảm biến. Điện áp ác quý
quá cao/thấp, lỗi khởi động, điện áp ra quá cao/thấp, tần số quá
cao/thấp,...

1.2.9. Khung sƣờn
Tất cả các máy phát điện, di động hoặc văn phòng đều có một hỗ trợ cơ sở cấu trúc.
Khung này cũng cho phép tạo ra sự nối đất an toàn.

20


Chƣơng II – Nghiên cứu bộ đề máy nổ
2.1.

Bộ đề má phát điện

2.1.1. Nhiệm vụ
Vì động cơ đốt trong không thể tự khởi động nên cần phải có một ngoại lực để khởi
động nó. Để khởi động động cơ, máy khởi động làm quay trục khuỷu thông qua vành
răng. Máy khởi động cần phải tạo ra moment lớn từ nguồn điện hạn chế của accu đồng
thời phải gọn nhẹ. Vì lí do này ngƣời ta dùng motor điện một chiều trong máy khởi động.
Để khởi động động cơ thì trục khuỷu phải quay nhanh hơn tốc độ quay tối thiểu. Tốc độ
quay tối thiểu để khởi động động cơ khác nhau tuỳ theo cấu trúc động cơ và tình trạng

hoạt động, thƣờng từ 40 - 60 vòng/ phút đối với động cơ xăng và từ 80 - 100 vòng/phút
đối với động cơ diesel.

Bộ đề máy nổ
2.1.2. Yêu cầu
- Kết cấu gọn nhẹ nhƣng chắc chắn. có sự làm việc ổn định và tinh cậy cao.
- Lực kéo tải sinh ra trên trục của máy phài bảo đảm đủ lớn, tốc độ quay cũng phải đạt tới
phạm vi làm cho trục khuỷu có tốc độ quay nhất định.
- Khi động cơ máy phát làm việc, phải cắt đƣợc sự truyền động từ máy khởi động tới
trục khuỷu.
- Có thiết bị điều khiển ( nút bấm hoặc khóa) thuận tiện cho ngƣời sử dụng.
21


2.2. Cấu tạo và ngu ên lý hoạt động của bộ đề cummins
2.2.1. Cấu tạo các bộ phận chính của bộ đề máy nổ
Máy khởi động loại đồng trục
- Bánh răng bendix đƣợc đặt trên cùng một trục với lõi motor (phần ứng) và quay
cùng tốc độ với lõi.
- Cần dẫn động đƣợc nối với thanh đẩy của công tắc từ đẩy bánh răng chủ động và
làm cho nó ăn khớp với vành răng
Bộ khởi động cummins gồm có các bộ phận sau đây:
-

Động cơ điện một chiều

-

Rơ-le gài khớp

-

Khớp truyền động

Hình 2.1 Bộ đề khởi động bằng điện

22


Hình 2.2 Cấu tạo của bộ đề

Hình 2.3 Truyền động bằng hệ bánh răng hành tinh

23


2.2.2. Động cơ điện một chiều
Động cơ điện một chiều dùng để biến điện năng thành Mômen cơ học làm quay
trục khuỷu động cơ đốt trong khi khởi động.
Động cơ điện một chiều gồm có: Vỏ máy, các má cực, cuộn dây của các má cực, rôto
với các cuộn dây và cổ góp điện, nắp, chổi than và giá đở chổi than.
a. Phần ứng (rotor)

Hình 2.4 Phần ứng
Gồm lõi thép có rãnh để đặt các khung dây, các cuộn dây phần cảm và phần ứng đƣợc
nối tiếp nhau qua chổi than, thuồng có 4 chổi than, hai chổi than dƣơng nối tiếp phần
cảm và phần ứng, hai chổi than âm nối tiếp với vỏ.
b. Phần cảm ( stator )
Vỏ máy là một ống tròn bằng thép silic, bên trong có 4 má cực nam châm, hai cực
đối diện cùng tên, chung quanh má cực có quấn các cuộn dây kích thích dây quấn

cách điện với nhau và cách điện với vỏ.

24


Hình 2.5 Phần cảm ( stator)

c. Chổi than
Chổi than bộ đề máy nổ đƣợc
làm bằng bột than và bột đồng hoặc
thiết, ( đồng và graphit), ép thành
khối với áo lực cao. Mỗi chổi than
dính liền với dây nối điện. bộ khởi
động có 4 chổi than gồm: Hai chổi
than dƣơng đƣợc cách mass và hai
chổi than âm đƣợc nối mass.

Hình 2.6 chổi than

25