Dòng điện trục.

[hoangthuy90]

Lâu rồi, QT không viết được chủ đề gì mới. Vào diễn đàn này chưa có gì ra mắt mọi người, nên hôm nay đem bài viết cũ ra post. Các bạn nào đã đọc rồi thì cũng thông cảm.

Dòng điện trục??? Nếu các bạn chưa có điều kiện làm quen với các thiết bị điện quay cỡ lớn, thì chắc các bạn chẳng quan tâm gì đến vấn đề này. Trong các giáo trình máy điện cũng có đề cập đến, nhưng nói khá sơ lược, nên hầu như ai cũng chỉ đọc lướt qua, hoặc thậm chí không đọc.

QT viết loạt bài này chủ yếu để kể lại những điều tai nghe, mắt thấy, những kinh nghiệm thực tế khi làm việc, để các bạn nào hứng thú có thể đọc thêm cho vui. Thực tế ra, đây không phải là vấn đề gì to tát. Chỉ là chuyện nhỏ thôi, nhưng nếu không quan tâm, nó có thể làm hao tốn không ít công sức, tiền bạc khi tham gia sửa chữa các máy này.

<font color="blue">Dòng điện trục sinh ra như thế nào?

Có lẽ chúng ta đều biết một thanh dẫn đặt trong một từ trường xoay chiều sẽ sinh ra một sức điện động cảm ứng. Sức điện động cảm ứng đó nếu được kín mạch sẽ sinh ra dòng điện cảm ứng.

Trong một máy điện quay, có lẽ chúng ta thường chỉ quan tâm nhiều đến các thanh dẫn lắp gần bề mặt Rô to. Đó là nơi gần với khe hở không khí nhất, vì thế là nơi có từ trường mạnh nhất. Sức điện động cảm ứng nếu sinh ra sẽ lớn nhất, và dòng điện cụng lớn nhất.

Đối với các máy điện đồng bộ, thì do Rotor quay đồng bộ với từ trường quay nên sức điện động đó không đáng kể, nhưng với máy điện không đồng bộ thì lại khác. Chính sức điện động cảm ứng và dòng cảm ứng đó sẽ gây ra moment quay, làm quay Rotor.

Càng vào tâm ro to, từ trường càng yếu dần đi. Và vào đến tâm hình học cỏ Ro tor, theo lý thuyết thì từ trường bằng 0, do tính đối xứng của từ trường nhiều thành phần xung quanh Rotor.

Chính vì vậy, ở tâm rotor có một thanh dẫn rất lớn, có khả năng cảm ứng điện từ, có khả năng dẫn điện, lại nằm trong lòng một từ trường quay cực mạnh, nhưng chẳng ai quan tâm cả. Đó chính là trục máy.

Lý thuyết thì như vậy. Nhưng thực tế thì sao?

1/. Chúng ta thấy từ trường quay của máy do từ trường 3 pha của 3 cuộn dây gây ra. Dòng này có được do điện áp 3 pha trên đầu cực (nếu là động cơ) hay do tải nối vào đầu cực (nếu là máy phát). Mà dòng 3 pha đó có thể không đối xứng với nhau. Vì thế, từ trường quay ở tâm rô to có thể khác 0, do chúng không được bù trừ tuyệt đối.

2/. Ngay cả khi các dòng điện này hoàn toàn đối xứng, như do chất liệu lõi thép, hình dạng của lõi thép, sai số do gia ông lắp ghép... từ trường cũng có thể bị ảnh hưởng.

3/. Rồi những sai số khi lắp đặt rô to vào lòng máy, như sai số về khe hở không khí, sai số về độ thẳng hàng giữ trục Rotor và trục từ trường... nên trục Ro tor có thể nằm lệch ra khỏi vị trí lý tưởng của nó là trục 0 của từ trường quay.

Vì các lý do trên, nên đáng lẽ 2 đầu của trục máy điện không thể có sức điện động cảm ứng, thì cuối cùng lại... có.

2 đầu của trục, đương nhiên phải được lắp vào các ổ đỡ, có thể là ổ trượt hay ổ lăn. Các ổ này bằng kim loại, nên có thể dẫn điện được. Mặt ngoài các ổ này lại được nối vào sườn máy, hay vỏ máy, cũng bằng kim loại, cũng dẫn điện được. Như vậy sức điện động cảm ứng của trục đã được nối ngắn mạch, và sẽ có dòng điện đi qua.

Dòng điện này gọi là dòng điện trục.

Bài sau QT sẽ nói về tác hại của dòng điện trục, và cách ngăn ngừa những tác hại đó.</font>

View more the latest threads:

• Cách khắc phục hỏng card màn hình
• Tìm hiểu về card VGA trên máy tính
• Khắc phục Laptop không nhận ổ cứng
• phần mềm miễn phí tối ưu RAM tốt nhất trên...
• Những bộ phận cần nâng cấp cho máy tính
• Cách khắc phục lỗi máy tính lỗi phông chữ
• Sửa laptop bị vô nước bao nhiêu tiền
• Cách cập nhật, update Driver cho máy tính
• Cách so sánh ổ cứng SSD và ổ cứng HDD
• Những lưu ý khi sửa máy tính hư main board

[thuongdo07]

Tác hại của dòng điện trục.</font>
Đối với các máy điện quay ở tốc độ thấp (từ 1000 vòng/phút trở xuống), có lẽ tác hại của dòng điện trục không đáng kể. Nhưng với những máy có tốc độ cao hơn, hoặc những máy có công suất rất lớn, thì vấn đề cần phải được đặt ra.

Máy công suất lớn, tốc độ cao thường có điện áp cảm ứng trên 2 đầu trục khá lớn. Có thể lên đến vài volt.
Có lẽ các bạn cho là vài volt thì không đáng kể? Với điện áp đó, và điện trở của trục, của hệ thống vỏ máy bên ngoài, dòng điện có thể lên đến vài amp.
Vài amp, có lẽ các bạn cũng cười, cho là không đáng quan tâm. Trước khi nói đến tác hại của 1 vài amp đó, QT xin nói sơ bộ về hệ thống ổ trục.

Với máy tốc độ cao, công suất lớn, thường chẳng có cái vòng bi (bạc đạn, ổ lăn) nào có thể chịu đựng nổi. Thường người ta không dùng ổ lăn, mà dùng ổ trượt.
Ổ trượt thường được lót một lớp kim loại rất mềm, gọi là ba bit. (QT cũng chưa tra từ điển xem từ ngữ gốc Pháp này viết như thế nào). Lớp kim loại này được gia công khá chính xác, và đạt một độ bóng khá cao, ôm vòng cổ trục.
Trong hệ thống ổ trượt này sẽ có một thiết bị nào đấy để đưa dầu vào giữa ke hở giữa lớp babit và cổ trục. Khi trục quay, với tốc độ tương đối giữa 2 bề mặt tiếp xúc, sẽ kéo một lớp rất mỏng dầu để nâng trục lên một ít (vài micron). Điều này làm cho trục được quay trơn tru, giảm ma sát.
Như thế, giữa trục và ổ trượt là một lớp màng.. cách điện, vì dầu là chất không dẫn điện. Và cũng vì thế, nên tưởng chừng như không có dòng điện trục.

Thế nhưng, bề mặt của cổ trục và lớp babit có thể không được nhẵn bóng tuyệt đối. Một số lớp gồ ghề li ti sẽ cao bằng hoặc hơn chiều dầy của lớp dầu bôi trơn, và gây ra ma sát. Nếu có một mẩu li ti nào đó bị kéo văng ra khỏi bề mặt babit, thì với lực ma sát, nó sẽ nóng chảy ra, và lại được "hàn ép " trở lại bề mặt lớp babit. Nhờ vậy, mà một lớp kim loại rất mềm có thể ma sát với cổ trục rất cứng, mà không có hiện tượng mòn.
Nhưng nếu có điện áp trục, những chỗ tiếp xúc đó sẽ là những điểm tạo ra khả năng dẫn điện. Vì thế sẽ có dòng điện đi qua.
Dòng điện này cũng nhỏ thôi, nhưng vì đi qua diện tích tiếp xúc khá nhỏ, nên tạo ra nhiệt cục bộ tại những điểm tiếp xúc đó. Những lớp li ti chất babit sẽ bị oxi hóa, và không kết hợp trở lại với bề mặt đó được. Kết quả là tại vị trí tiếp xúc, nó sẽ mòn dần. Quá trình mòn sẽ gây tiếp xúc xấu, tăng ma sát, nên sẽ sinh nhiệt lớn, và cuối cùng là phá hủy toàn bộ ổ lăn. Lớp babit sẽ bị nóng chảy hẳn ra, và không tự định hình lại được. Đối với xe ô tô, các ông thợ gọi là bị lột dên. (Tay dên (bien) của ô tô cũng áp dụng kiểu ổ trượt như thế này).
Ngoài ra, khi có dòng điện đi qua ổ trục, có thể kèm theo đó là hiện tượng ăn mòn điện hóa, vì chỗ tiếp xúc là 2 kim loại khác nhau, và trong dầu vẫn có thể có tạp chất.

Vì thế phải ngăn ngừa dòng điện trục.

<font color="Blue">Ngăn ngừa dòng điện trục như thế nào?

Để ngăn ngừa dòng điện trục, người ta áp dụng cùng lúc 2 biện pháp:

1/. 1 trong 2 ổ trục, được chế tạo sao cho cách điện so với vỏ máy.
2/. Trục máy, phía còn lại, bên ngoài ổ trục sẽ được gia công một vị trí nhẵn bóng, và có một chổi than tiếp xúc vào đấy, rồi nối ra đất.

Bài sau, QT sẽ trình bày các kỹ thuật của cả 2 biện pháp trên.

[bedaukute]

qua bài này của bác QT thì giờ em mới hiểu thêm tại sao vòng bi lại có cách điện.
Chuyện là như này, vài năm về trước em gặp cái động cơ 1150kW- 6.6kV, 1479v/p PA fan. Gối trước một vòng bi đũa, gối sau bi cầu và bị hỏng. Vòng bi cầu có một lớp cách điện ở phía ngoài của ca bi ngoài, Hồi đó (năm 2006) phía công ty (Điện cơ HN) đã tìm vòng bi này trên thị trường HN nhưng không có, và phải đặt hàng bên singapo, rồi lắp trở lại cho đúng bi của nó.

[mphana]

Nối đất trục.

Đối với đầu tự do của động cơ, máy phát chúng ta đã thiết lập cách điện giữa trục với vỏ máy. Như vậy mạch dòng điện trục sẽ bị hở. Về nguyên lý thì sẽ không có dòng điện trục. Trên thực tế, vẫn có thể có.

Trong hệ thống máy phát điện luôn có mạch điện DC trên rotor.

Mạch điện này thường không được nối đất trực tiếp. Do đó khi có chạm đất sẽ vẫn có khả năng tiếp tục vận hành một thời gian. Tuy nhiên, nếu có thêm một điểm chạm đất thứ 2 sẽ khá nguy hiểm.

Vì thế, luôn phải kiểm tra chất lượng của lớp cách điện của các cuộn dây Rotor.

Các rơ le kiểm tra cách điện của rotor thường được gọi là Rơ le chạm đất kích từ (field ground relay, 64FG). Các rơ le này có thể có các kiểu sau:

1/. dùng luôn điện áp kích thích để phát hiện chạm đất. Mạch bên ngoài được nối đất qua một bộ điện trở và một bộ phát hiện dòng. Mạch điện tương tự như mạch như mạch dưới đây:



2/. Dùng một nguồn điện DC ngoài nối giữa đất và 1 trong 2 cực, cũng qua một bộ phát hiện dòng.
3/. Dùng một nguồn đện xoay chiều tần số rất thấp, cũng nối như trên.

Nhưng dù nối như thế nào thì vẫn có khả năng dòng điện của hệ thống bảo vệ chạm đất sẽ đi qua trục, và ra đất vào gối trục bên kia.

Vì thế, đầu phía không cách điện người ta thường gia công một vị trí nhẵn bóng. Sau đó, đặt một giá than, và cho 1 chổi than tiếp xúc vào đấy.

Dây ra của chổi than sẽ được nối xuống đất. Như vậy khi có dòng điện trục, thì dòng ấy sẽ đi qua chổi than, mà không đi qua gối trục.

Như vậy khi kiểm tra dòng trục có hay không, ngoài việc đo điện áp gối trục còn phải đo dòng điện chổi than nữa.

Điện áp thì phải khác 0, nhưng dòng thì phải bằng 0.

[kysybongdemictu]

Kiểm tra dòng điện trục

Để ngăn ngừa tác hại đã nêu, người ta phải thường xuyên theo dõi sự xuất hiện của dòng điện trục. Thông thường sẽ có các biện pháp kiểm tra định kỳ. Các hạng mục kiểm tra như sau:

Đo các điện áp trên đầu dây ra của ổ trục cách điện so với đất khi máy vận hành. Khi phát hiện điện áp xuống 0 thì phải tìm chỗ ngắn mạch và xử lý. Thông thường, các điện áp này khoảng từ 1 Volt đến 3 Volt, và thay đổi không theo quy luật nhất định.
Đo dòng điện đi qua chổi than nối đất trục. Trị số này phải gần bằng 0

[Hai]

Kiểm tra dòng điện trục

Để ngăn ngừa tác hại đã nêu, người ta phải thường xuyên theo dõi sự xuất hiện của dòng điện trục. Thông thường sẽ có các biện pháp kiểm tra định kỳ. Các hạng mục kiểm tra như sau:

Đo các điện áp trên đầu dây ra của ổ trục cách điện so với đất khi máy vận hành. Khi phát hiện điện áp xuống 0 thì phải tìm chỗ ngắn mạch và xử lý. Thông thường, các điện áp này khoảng từ 1 Volt đến 3 Volt, và thay đổi không theo quy luật nhất định.
Đo dòng điện đi qua chổi than nối đất trục. Trị số này phải gần bằng 0

Trong thực tế rất nhiều nhà máy điện vấn đề dòng dọc trục này chưa có cách gì triệt tiêu được nó mà chỉ hạn chế nó thôi, trên lý thuyết thì như bạn nói, nhưng thực tế một chút nó không như bạn nói mag lớn hơn nhiều đấy.

[seonovaland]

Trong thực tế rất nhiều nhà máy điện vấn đề dòng dọc trục này chưa có cách gì triệt tiêu được nó mà chỉ hạn chế nó thôi, trên lý thuyết thì như bạn nói, nhưng thực tế một chút nó không như bạn nói mag lớn hơn nhiều đấy.

Ủa, cái gì lớn hơn nhiều hả anh? dòng điện hay điện áp?

[virus]

Ủa, cái gì lớn hơn nhiều hả anh? dòng điện hay điện áp?

Ý wên điện áp.

[phamhungimkt]

Điện áp lớn thì có gì quan trọng đâu? chừng nào dòng điện lớn mới sợ.

[nomad123]

Tác hại của dòng điện trục.</font>
Đối với các máy điện quay ở tốc độ thấp (từ 1000 vòng/phút trở xuống), có lẽ tác hại của dòng điện trục không đáng kể. Nhưng với những máy có tốc độ cao hơn, hoặc những máy có công suất rất lớn, thì vấn đề cần phải được đặt ra.

Máy công suất lớn, tốc độ cao thường có điện áp cảm ứng trên 2 đầu trục khá lớn. Có thể lên đến vài volt.
Có lẽ các bạn cho là vài volt thì không đáng kể? Với điện áp đó, và điện trở của trục, của hệ thống vỏ máy bên ngoài, dòng điện có thể lên đến vài amp.
Vài amp, có lẽ các bạn cũng cười, cho là không đáng quan tâm. Trước khi nói đến tác hại của 1 vài amp đó, QT xin nói sơ bộ về hệ thống ổ trục.

Với máy tốc độ cao, công suất lớn, thường chẳng có cái vòng bi (bạc đạn, ổ lăn) nào có thể chịu đựng nổi. Thường người ta không dùng ổ lăn, mà dùng ổ trượt.
Ổ trượt thường được lót một lớp kim loại rất mềm, gọi là ba bit. (QT cũng chưa tra từ điển xem từ ngữ gốc Pháp này viết như thế nào). Lớp kim loại này được gia công khá chính xác, và đạt một độ bóng khá cao, ôm vòng cổ trục.
Trong hệ thống ổ trượt này sẽ có một thiết bị nào đấy để đưa dầu vào giữa ke hở giữa lớp babit và cổ trục. Khi trục quay, với tốc độ tương đối giữa 2 bề mặt tiếp xúc, sẽ kéo một lớp rất mỏng dầu để nâng trục lên một ít (vài micron). Điều này làm cho trục được quay trơn tru, giảm ma sát.
Như thế, giữa trục và ổ trượt là một lớp màng.. cách điện, vì dầu là chất không dẫn điện. Và cũng vì thế, nên tưởng chừng như không có dòng điện trục.

Thế nhưng, bề mặt của cổ trục và lớp babit có thể không được nhẵn bóng tuyệt đối. Một số lớp gồ ghề li ti sẽ cao bằng hoặc hơn chiều dầy của lớp dầu bôi trơn, và gây ra ma sát. Nếu có một mẩu li ti nào đó bị kéo văng ra khỏi bề mặt babit, thì với lực ma sát, nó sẽ nóng chảy ra, và lại được "hàn ép " trở lại bề mặt lớp babit. Nhờ vậy, mà một lớp kim loại rất mềm có thể ma sát với cổ trục rất cứng, mà không có hiện tượng mòn.
Nhưng nếu có điện áp trục, những chỗ tiếp xúc đó sẽ là những điểm tạo ra khả năng dẫn điện. Vì thế sẽ có dòng điện đi qua.
Dòng điện này cũng nhỏ thôi, nhưng vì đi qua diện tích tiếp xúc khá nhỏ, nên tạo ra nhiệt cục bộ tại những điểm tiếp xúc đó. Những lớp li ti chất babit sẽ bị oxi hóa, và không kết hợp trở lại với bề mặt đó được. Kết quả là tại vị trí tiếp xúc, nó sẽ mòn dần. Quá trình mòn sẽ gây tiếp xúc xấu, tăng ma sát, nên sẽ sinh nhiệt lớn, và cuối cùng là phá hủy toàn bộ ổ lăn. Lớp babit sẽ bị nóng chảy hẳn ra, và không tự định hình lại được. Đối với xe ô tô, các ông thợ gọi là bị lột dên. (Tay dên (bien) của ô tô cũng áp dụng kiểu ổ trượt như thế này).
Ngoài ra, khi có dòng điện đi qua ổ trục, có thể kèm theo đó là hiện tượng ăn mòn điện hóa, vì chỗ tiếp xúc là 2 kim loại khác nhau, và trong dầu vẫn có thể có tạp chất.

Vì thế phải ngăn ngừa dòng điện trục.

<font color="Blue">Ngăn ngừa dòng điện trục như thế nào?

Để ngăn ngừa dòng điện trục, người ta áp dụng cùng lúc 2 biện pháp:

1/. 1 trong 2 ổ trục, được chế tạo sao cho cách điện so với vỏ máy.
2/. Trục máy, phía còn lại, bên ngoài ổ trục sẽ được gia công một vị trí nhẵn bóng, và có một chổi than tiếp xúc vào đấy, rồi nối ra đất.

Bài sau, QT sẽ trình bày các kỹ thuật của cả 2 biện pháp trên.

Dear A.Quoc Thai,
Về vấn đề dòng điện trục, bên nhà máy em co máy nén CO2 chạy turbin hơi, tốc độ khoảng 7800v/p, hai đầu trục điều có sleeve bearing(ổ trục) trên ổ đỡ, phía bên ngoài ổ trục có chổi tiếp xúc rồi nối vào đất, hiện tại chổi này bị ăn mòn rất nhanh.
Em có đo thử điện áp trên trục so với đất vào khoảng 200-230Vdc, nhung khi chuyển sang đo thử điện áp AC cũng vào khoảng 120Vac. Em không đo đuoc dòng điện từ trục xuống đất.
Anh có thế cho em bít thêm ý kiến về vấn đề nay hay không. Vì điện áp em đo được quá cao so với điện áp mà anh nói.
Mong sớm có phản hồi từ anh.!!!
Br