Hiện nay, Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn đang quản lý, khai thác 30 đầu máy (ĐM) Đổi mới (D19E). Các ĐM này đều sử dụng cùng một loại quạt hút gió khoang động cơ loại T40A - ZY130 - 400 do Trung Quốc sản xuất. Qua quá trình khai thác, vận dụng, quạt hút gió đã xuất hiện một số nhược điểm; đồng thời việc cung cấp vật tư, thiết bị của quạt hút cũng gặp nhiều khó khăn...
Nhược điểm của quạt hút sử dụng loại động cơ điện một chiều
Hầu hết các ĐM hiện nay đều sử dụng nguồn cung cấp là nguồn DC (một chiều). Nguồn DC có một số nhược điểm như: Cấu tạo động cơ DC sử dụng chổi than và cổ góp nên khi hoạt động, làm việc trong môi trường khắc nghiệt, tốc độ vòng quay cao gây mòn, hư hỏng cổ góp, dẫn tới chạm chập, cháy cuộn dây.
Do cấu tạo động cơ DC phức tạp nên chế độ bảo dưỡng, sửa chữa rất khó khăn, mất nhiều thời gian. Hư hỏng quạt hút gió thường xảy ra ở phần cổ góp nên không thể sửa chữa, khắc phục, bắt buộc phải thay mới động cơ, trong khi đó loại động cơ DC cấu tạo theo kiểu kỹ thuật đặc thù, không sẵn nguồn hàng trong nước nên phải nhập ngoại với giá thành cao; ảnh hưởng tới công tác cung cấp vật tư, tiến độ sửa chữa ĐM cũng như công tác vận dụng của ĐM.
Mỗi quạt DC sử dụng để hút nhiệt trong khoang động cơ sử dụng 4 chổi than. Trong quá trình làm việc, chổi than tiếp xúc, mài mòn cổ góp tạo ra các hạt bụi than, ô xít lưu huỳnh và một số các hạt thành phần khác..., ảnh hưởng tới sức khỏe công nhân lái tàu, phụ lái tàu, gây ô nhiễm môi trường...
Trước thực trạng trên, Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn đã đưa ra phương án "Nghiên cứu, thay thế quạt hút khoang động cơ trên đầu máy Đổi mới từ động cơ một chiều sang động cơ xoay chiều" nhằm đảm bảo về mặt kỹ thuật, tính năng hoạt động và hiệu quả kinh tế; giải quyết được tình trạng khó khăn về cung cấp vật tư trong nước...; đảm bảo đồng bộ các thông số, tính năng kỹ thuật như thiết bị trước đây với nguồn cung cấp phong phú, chất lượng kỹ thuật đảm bảo, hoạt động chính xác, ổn định, ít hư hỏng, lắp đặt dễ dàng, giá cả phù hợp...
Nghiên cứu chọn bộ nguồn chuyển đổi
Thiết bị chuyển đổi DC/AC (một chiều sang xoay chiều) là loại thiết bị điện tử, thực hiện biến đổi nguồn điện một chiều sang nguồn điện xoay chiều có tần số, điện áp như mong muốn. Điện áp một chiều (DC) sau khi được cung cấp, qua bộ lọc phẳng điện áp và đưa tới khâu nghịch lưu; tại khâu nghịch lưu, điện áp một chiều sẽ được chuyển đổi sang điện áp xoay chiều (AC) với tần số mong muốn.
Khối lọc gồm có mạch lọc đầu vào và mạch lọc đầu ra.
Mạch lọc ngõ đầu vào: Bộ lọc đầu vào sẽ làm thay đổi các giá trị điều hòa của một sóng khi qua nó, làm phẳng điện áp đầu vào. Trong hoạt động của các bộ biến đổi điện áp một chiều, dòng điện qua nguồn điện áp thay đổi dạng xung với tần số sóng hài cơ bản của dòng bằng tần số đóng ngắt công tắc. Việc thay đổi dòng điện qua nguồn dạng xung sẽ tạo nên phản điện áp trên cảm kháng của bộ nguồn. Do đó, điện áp nguồn cung cấp thực tế cho bộ nguồn bị biến dạng và bị sụt áp. Để khắc phục tình trạng này (hạn chế sự biến dạng của điện áp nguồn một chiều), ở ngõ vào của bộ biến đổi có gắn thêm mạch lọc LC.
Mạch lọc ngõ ra: Các dạng sóng đầu ra của các bộ nghịch lưu là dạng sóng hình chữ nhật hay được điều chế theo điều rộng xung. Thành phần xoay chiều của điện áp ngõ ra làm dòng điện tải bị nhấp nhô. Để làm suy giảm thành phần xoay chiều đó, điện áp đầu ra cần phải qua bộ lọc. Thành phần xoay chiều của dòng điện tải gây bất lợi cho hoạt động mạch tải có thể hạn chế bằng cách tăng tần số sóng cơ bản, tăng cảm kháng mạch tải hoặc dùng tụ lọc. Mạch lọc sử dụng tụ chỉ áp dụng cho tải có công suất nhỏ, còn lọc dạng cảm kháng sử dụng cho tải công suất lớn.
Khối nghịch lưu: Bộ nghịch lưu là khối công suất có chức năng chuyển đổi nguồn một chiều (DC) đầu vào sang nguồn xoay chiều (AC) ở đầu ra. Có hai dạng thiết kế bộ nghịch lưu như nghịch lưu biến áp một pha có điểm giữa và nghịch lưu cầu một pha. Đối với hai phương pháp trên, bộ nghịch lưu một pha đều sử dụng khóa điện tử công suất để đóng ngắt dòng điện.
Nguồn điện áp một chiều: Có thể sử dụng pin, ắc-quy, máy phát điện một chiều hoặc điện áp một chiều được chỉnh lưu lọc phẳng từ nguồn điện áp xoay chiều.
Linh kiện điện tử công suất đóng ngắt trong bộ nghịch lưu có khả năng kích đóng, kích ngắt dòng điện qua nó với tần số cao, đóng vai trò như một công tắc.
Đối với tải quạt hút P = 400 W là dạng công suất nhỏ nên có thể chọn khóa điện tử vì loại linh kiện này đáp ứng được về mặt kỹ thuật cũng như tính thông dụng trên thị trường Việt Nam.
Hiệu quả kinh tế
Để đánh giá chi phí của cả hai hệ thống (AC - DC), tiến hành thống kê chi phí sửa chữa (hoặc thay mới) chi tiết trong 400.000 km vận hành.
Theo quy trình sửa chữa cấp Rk2 (400.000 km), toàn bộ quạt hút DC được thay mới. Bộ nguồn chỉ cần phục hồi thay thế các linh kiện hư hỏng.
Quạt hút gió xoay chiều làm việc với độ ổn định cao nên khi được thay thế giảm hẳn số vụ sự cố, trở ngại ĐM. Tháo gỡ được khó khăn về nguồn hàng vật tư trước đây, giảm giờ dừng sửa chữa ĐM...
KG (theo duongsat)