Giáo trình mô đun Máy điện hàng hải I - Ngành/nghề: Điều khiển tàu biển

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM  
TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI I  
GIÁO TRÌNH  
MÔ ĐUN: MÁY ĐIỆN HÀNG HẢI I  
NGÀNH/NGHỀ: ĐIỀU KHIỂN TÀU BIỂN  
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ  
Hải Phòng, năm 2017  
1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN  
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được  
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.  
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh  
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.  
2
 
LỜI GIỚI THIỆU  
Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế khác, ngành Hàng hải là lĩnh  
vực được ứng dụng những thành tựu khoa học từ rất sớm phục vụ cho hàng hải an  
toàn, khai thác tàu đạt hiệu quả cao với tính kinh tế cao nhất. Để làm được điều đó  
đòi hỏi người trực tiếp điều khiển tàu phải được trang bị đầy đủ về kiến thức, trình  
độ chuyên môn, kinh nghiệm thực tế và các trang thiết bị phụ trợ cho hàng hải  
được trang bị đầy đủ trên tàu.  
Nhóm biên soạn chúng tôi đã biên soạn ra giáo trình “MÁY ĐIỆN HÀNG  
HI 1” để phục vụ cho Dạy và Học trong nhà trường, nội dung giáo trình đề cập  
đến các trang thiết bị sau:  
- La bàn từ;  
- Máy lái tự động.  
Giáo trình “MÁY ĐIỆN HÀNG HẢI I” là giáo trình dành cho giảng dạy học  
sinh, sinh viên ngành Điều khiển tàu biển trong nhà trường, nhằm mục đích trang  
bị cho học sinh, sinh viên những kiến thức cơ bản cần thiết phục vụ cho công việc  
sau khi ra trường, đồng thời cũng là tài liệu tham khảo cho những độc giả quan  
tâm đến lĩnh vực hàng hải. Giáo trình đã được cập nhật bổ xung các trang thiết bị  
mới đáp ứng yêu cầu của Công ước STCW 78/95 sửa đổi 2010 về trang thiết bị  
hàng hải trên tàu.  
Dù đã hết sức cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi  
rất mong sự đóng góp ý kiến của đồng nghiệp và bạn đọc cho lần tái bản sau hoàn  
thiện hơn.  
Hải phòng, ngày 25 thán 09 năm 2017  
Tham gia biên soạn  
1. Chủ biên: Đỗ Văn Quyết  
2. Mai Thế Hải  
3. Trần Xuân Tá  
3
   
MỤC LỤC  
6
Bảng danh mục ký hiệu, từ viết tắt, thuật ngữ chuyên ngành  
Ký hiệu, từ viết tắt,  
Giải thích  
thuật ngữ chuyên  
ngành  
IMO  
International maritime organization: Tổ chức Hàng hải  
Quốc tế  
SOLAS  
Safety of life at sea convention: Công ước an toàn  
sinh mạng con người trên biển  
7
 
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN MÁY ĐIỆN HÀNG HẢI I  
Tên mô đun: Máy điện hàng hải 1  
Mã mô đun: MĐ 22  
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:  
Vị trí: Được bố trí sau môn cơ sở chuyên ngành.  
Tính chất: Là mô đun chuyên ngành bắt buộc.  
Ý nghĩa và vai trò: Mô đun máy điện hàng hải 1 có ý nghĩa quan trọng trong  
việc cung cấp kiến thức về các thiết bị như la bàn từ, máy lái tự động. Hình thành  
các kỹ năng khai thác vận hành, bảo quản và bảo dưỡng các thiết bị hàng hải.  
Mục tiêu mô đun:  
Học xong mô đun này người học có khả năng:  
- Trình bày được nguyên lý hoạt động của la bàn từ, máy lái tự động;  
- Khai thác, vận hành, bảo quản và bảo dưỡng được la bàn từ, máy lái tự  
động;  
- Rèn luyện ý thức cẩn thận, chu đáo trong việc khai thác vận hành, bảo  
quản và bảo dưỡng các thiết bị hàng hải.  
Nội dung mô đun:  
8
   
BÀI 1: XÁC ĐỊNHĐỘ LỆCH ĐỊA T, ĐỘ LCH RIÊNG LA BÀN T, SAI  
SLA BÀN TỪ  
Mã bài:.6840110.22.01  
Giới thiệu:  
Trong quá trình sử dụng la bàn từ, việc xác định độ lệch địa từ, độ lệch riêng la  
bàn, sai số la bàn là phần việc rất quan trọng đảm bảo sử dụng la bàn được chính  
xác.  
Mục tiêu:  
- Trình bày được từ trường của trái đất và độ lệch địa từ, từ trường của tàu và độ  
lệch riêng la bàn, sai số la bàn ;  
- Xác định được độ lệch địa từ,độ lệch riêng la bàn, sai số la bànđảm bảo độ chính  
xác theo yêu cầu;  
- Rèn luyện tính chính xác, cẩn thận, nhanh chóng trong việc tính toán độ lệch địa  
từ,độ lệch riêng la bàn, sai số la bàn.  
Nội dung chính:  
1. Xác định độ lệch địa từ  
1.1. Từ trường của trái đất  
1.1.1. Khái niệm địa từ trường  
Qua nghiên cứu người ta thấy trong lòng trái đất được xem như một thanh  
nam châm khổng lồ có cực nam địa từ ở vịnh Guston (Canada) gần cực bắc của trái  
đất, cực bắc địa từ ở vịnh Victoria (Nam cực) gần cực nam của trái đất. Cực Bắc  
của thanh nam châm gọi là cực từ Bắc, Cực Nam của thanh nam châm gọi là cực từ  
Nam. Các cực từ không cố định và luôn thay đổi. Coi gần đúng mặt phẳng trung  
trực nằm ở mặt phẳng xích đạo.  
9
 
Hình 1.1. Từ trường trái đất  
Ví dụ: Số liệu khảo sát tính toán vị trí các cực từ có sự biến đổi như sau:  
Năm 1996 cực từ Nam có toạ độ 7903N; 710 W & Cực từ Bắc có toạ độ  
790S; 10805E.  
Năm 2005 cực từ Nam có toạ độ 8207N, 11404W & Cực từ Bắc có toạ độ  
64031'8S; 137051'6E.  
Đường nối giữa hai cực từ gọi là trục địa từ. Trục đia từ tạo với trục trái đất  
một góc khoảng 1105.  
Thanh nam châm khổng lồ tạo ra xung quanh trái đất một địa từ trường. Qua  
đo đạc trên bề vỏ trái đất có những đường sức từ. Những đường sức từ này đi ra từ  
cực Bắc và đi vào từ cực Nam  
1.1.2. Các phân lực địa từ và ảnh hưởng  
Xét điểm A bất kỳ trên bề mặt trái đất, chịu tác dụng của cường độ địa từ  
T
trường ký hiệu là T. Véc tơ cường độ từ trường (  
đường sức từ.  
) ở tại mỗi điểm luôn tiếp tuyến với  
10  
Nt  
H
d
Hd  
A
θ
T
Hình 1.2. Các phân lực địa từ  
Nếu tại điểm A ta treo một kim nam châm thì trục kim nam châm sẽ nằm theo  
hướng của véc tơ ( ) và lệch với mặt phẳng nằm ngang một góc θ, góc θ gọi là độ  
T
từ nghiêng. Nếu đầu bắc kim nam châm chúi xuống thì góc θ mang dấu dương, nếu  
đầu bắc kim nam châm ngẩng lên thì góc θ mang dấu âm. Như vậy ở cực thì góc θ  
T
= ± 900, đi vào ở cực bắc và đi ra ở cực nam. Ở xích đạo θ = 00, đường nối các  
điểm có θ = 00 gọi là xích đạo từ, xích đạo từ có dạng đường cong không đều nó ở  
gần xích đạo địa lý. Các điểm có cùng độ từ nghiêng θ nối lại gọi là vĩ độ từ.  
Phân tích véc tơ cường độ từ trường T thành hai thành phần.  
- Thành phần nằm ngang: H  
- Thành phần thẳng đứng: Z  
Giữa các phân lực cómối quan hệ theo công thức:  
T2 = H2 + Z2  
H = Tcos θ  
Z = Tsin θ  
Z
tg θ =  
H
Nhận xét: Phân lực H gọi là phân lực định hướng nghĩa là dưới tác dụng của  
phân lực nằm ngang H luôn kéo kim nam châm của la bàn chỉ hướng bắc địa từ  
(Nd), kinh tuyến đi qua gọi là kinh tuyến địa từ, kinh tuyến địa từ được chọn  
làm mốc tính hướng đi và phương vị địa từ.  
Qua công thức ta thấy nếu điểm A ở xích đạo thì θ = 0 H = T = HMax; Z =  
0 chứng tỏ la bàn hoạt động ở vùng xích đạo, gần xích đạo khả năng định hướng  
tốt nhất.  
11  
Khi vĩ độ càng tăng thì H càng giảm, ở cực thì θ = 900H = 0 kim nam  
châm không chỉ được hướng, chứng tỏ la bàn không có khả năng hoạt động.  
Phân lực Z không có tác dụng định hướng.  
1.2. Độ lệch địa từ  
1.2.1. Khái niệm  
Như đã nói ở trên cực địa từ không trùng với cực trái đất do vậy kim la bàn  
không chỉ hướng Bắc thật (Nt) mà chỉ hướng bắc địa từ (Nd), kinh tuyến đi qua trục  
chính của la bàn gọi là kinh tuyến địa từ.  
Nt  
Nd  
Nd  
dE  
(+)  
dW  
(-)  
N
S
Hình 1.3. Độ lệch địa từ  
Vậy góc hợp bởi giữa kinh tuyến địa từ và kinh tuyến thật gọi là độ lệch địa từ d.  
Nếu đầu bắc kim nam châm lệch về phía đông (E) so với kinh tuyến thật thì  
d mang tên đông (E) và lấy dấu (+). Nếu bắc kim nam châm lệch về phía tây so với  
kinh tuyến thật d thì mang tên tây (W) lấy dấu (-).  
Ở những điểm khác nhau trên mặt đất, độ lệch địa từ có giá trị khác nhau,  
giá trị biến thiên từ 00 đến 1800 E. 0000 trùng với hướng Bắc thật (Nt).  
W
Giá trị và sự phân bố từ trường trên bề mặt trái đất được người ta biểu thị  
bằng các bản đồ đặc biệt gọi là bản đồ từ. Các bản đồ này được xây dựng theo định  
kỳ vì từ trường của trái đất thay đổi theo thời gian.  
Các yếu tố từ trường trái đất không cố định mà luôn luôn thay đổi. Từ  
trường của trái đất được phát sinh do hai loại từ trường: Từ trường chính và từ  
trường biến đổi.  
12  
   
Từ trường chính cũng không phải là cố định, khi quan sát liên tục nhiều  
năm, người ta thấy nó thay đổi chậm. Sự thay đổi giá trị trung bình trong năm  
gọi là sự thay đổi thế kỷ. Sự thay đổi giá trị từ trường trung bình trong một ngày  
đêm gọi là sự thay đổi ngày đêm, thường rất nhỏ nên trong thực tiễn người ta bỏ  
qua.  
Sự thay đổi mang tính chu kỳ năm này qua năm khác được ghi sẵn trên hải  
đồ đi biển, theo từng hoa địa từ cho từng khu vực. Hoa địa từ là một vòng tròn chia  
độ từ 00 đến 3600 trong vòng tròn ghi sẵn các giá trị độ lệch địa từ, năm khảo sát  
địa từ và lượng thay đổi hàng năm.  
0o  
0o  
ĐLĐT; 0o55’w 1995.  
90o  
270o  
Mag Var2o0 5’w-1990(4’w)  
90o  
270o  
Hàng năm không thay đổi  
180o  
180o  
Hình 1.4. Hoa địa từ trên hải đồ  
Hình 1.5. Hoa địa từ trên hải đồ  
Việt Nam  
Anh  
Ví dụ: Trên hải đồ Việt Nam có ghi:Tại khu vực biển Long Châu ĐLĐT: 0055’W-  
1995 có nghĩa là độ lệch địa từ khảo sát năm 1995 là d = 0055W hàng năm không  
thay đổi (Hình 1.4).  
Ví dụ: trên hải đồ Anh có ghi: Tại khu vực biển Hồng Kông là: MagVar 2005w-  
1990 (4'W) có nghĩa là độ lệch địa từ khảo sát năm 1990 là d = 2005W, thay đổi  
theo hàng năm 4'W (Hình1.5)  
Từ trường biến đổi thì độ lệch địa từ cũng biến đổi liên tục có tính chất đều  
đặn nhưng có những ngày chúng thay đổi đột biến cả về chu kỳ lẫn biên độ. Sự  
thay đổi đột biến có cường độ rất lớn, có thể xảy ra ở một số khu vực trên trái  
đất được gọi là bão từ. Ở các khu vực xảy ra bão từ la bàn mất khả năng định  
hướng.  
13  
1.2.2. Công thức xác định độ lệch địa từ  
Ở hoa địa từ hoặc ở đường đẳng từ người ta có ghi các số liệu: Độ lệch địa  
từ năm khảo sát, lượng biến thiên hàng năm của độ lệch địa từ. Quá trình sử dụng  
hải đồ, nếu năm sử dụng khác với năm khảo sát, thì phải tiến hành xác định độ lệch  
địa từ theo công thức sau:  
dhh dks nd  
Trong đó:  
- Độ lệch địa từ năm hàng hải, cần xác định;  
- Độ lệch địa từ năm khảo sát;  
dhh  
dks  
- Khoảng thời gian từ năm khảo sát đến năm hàng hải;  
n
d  
- Thay đổi hàng năm của độ lệch địa từ.  
d  
d  
giảm  
dấu (+) khi cho  
tăng hàng năm và ngược lại, dấu (-) khi cho  
hàng năm.  
Kết quả, nếu dhh> 0 sẽ cùng tên với dks và ngược lại, nếu dhh< 0 sẽ khác tên  
với dks.  
Trường hợp thường gặp nhất, trên hải đồ đi biển là số liệu xác định độ lệch  
địa từ được cho trên hoa địa từ. Cần chọn hoa địa từ gần vị trí tàu nhất để nâng cao  
độ chính xác và tính theo công thức.  
1.2.3. Quy trình xác định độ lệch địa từ  
Bước 1: Đọc các thông số liên quan của độ lệch địa từ trên hoa địa từgần vị trí tàu  
nhất trên hải đồ  
-Giá trị độ lệch địa từ khảo sát (dks  
)
d  
-Lượng thay đổi hàng năm ( )  
-Năm khảo sát địa từ  
Bước 2: Tính toán độ lệch địa từ hiện tại (dhh  
dhh dks nd  
)
Bước 3: Xác định tênđộ lệch địa từ, ghi kết quả cuối cùng  
Nếu dhh> 0 sẽ cùng tên với dks và ngược lại, nếu dhh< 0 sẽ khác tên với dks.  
14  
   
1.2.4. Bài tập xác định độ lệch địa từ  
Câu 1: Trên hoa địa từ có ghi ĐLĐT 1030’E (1995) hàng năm không thay đổi. Tính  
độ lệch địa từ năm tàu chạy?  
Câu 2: Trên hoa địa từ có ghi ĐLĐT 1030’W (1988) tăng hàng năm 2’. Tính độ  
lệch địa từ năm tàu chạy?  
Câu 3: Trên hoa địa từ có ghi ĐLĐT 2010’E (1997) giảm hàng năm 3’. Tính độ  
lệch địa từ năm tàu chạy?  
Câu 4: Trên hoa địa từ có ghi MagVar 2015’W-1999 (3'W). Tính độ lệch địa từ năm  
tàu chạy?  
Câu 5: Trên hoa địa từ có ghi MagVar 1020’E-1989 (2'E). Tính độ lệch địa từ năm  
tàu chạy?  
2.Xác định độ lệch riêng la bàn từ  
2.1. Từ trường tàu  
Hiện nay hầu hết các tàu chạy biển đều được đóng bằng sắt thép. Sắt thép  
trên tàu gồm sắt từ cứng (sắt già) và sắt từ mềm (sắt non). Các chất sắt từ trên tàu  
bị từ hoá bởi từ trường của trái đất tạo một từ trường tàu. Từ trường tàu này được  
gọi là từ trường thứ cấp.  
Từ trường thứ cấp phụ thuộc vào:  
- Bản chất từ tính của con tàu;  
- Trang thiết bị trên tàu;  
- Kết cấu tàu;  
- Tải trọng tàu;  
- Hàng hóa mà tàu vận chuyển;  
- Vị trí khu vực tàu chạy;  
- Hướng tàu.  
2.2. Độ lệch riêng la bàn từ  
Từ phân tích trên la bàn từ được đặt ở trên tàu, do ảnh hưởng của từ  
trường thứ cấp làm kim la bàn không chỉ đúng hướng bắc địa từ (Nd) mà chỉ  
sang hướng bắc la bàn (ký hiệu NL), kinh tuyến chứa trục kim nam châm gọi là  
kinh tuyến la bàn.  
15  
       
Nd  
N
L
δE  
(+)  
N
O
S
Hình 1.6. Độ lệch riêng la bàn từ  
Độ lệch riêng của la bàn là góc hợp bởi phần bắc của kinh tuyến địa từ và  
phần bắc của kinh tuyến la bàn được ký hiệu là (Hình 1.6).  
Giá trị thay đổi từ 00 đến 1800 về phía đông (E) hoặc về phía tây (W); 0000  
trùng với hướng Bắc địa từ.  
Nếu đầu bắc kim la bàn lệch về phía đông so với kinh tuyến địa từ thì độ  
lệch mang tên đông (E) trong tính toán mang dấu (+). Nếu đầu bắc kim la bàn lệch  
về phía tây so với kinh tuyến địa từ thì độ lệch mang tên tây (W) trong tính  
toán mang dấu (-).  
Sau khi đặt la bàn trên tàu ta phải tiến hành khử độ lệch riêng la bàn. Dù tiến  
hành khử bằng bất kỳ phương pháp nào cũng không thể triệt tiêu hết được độ  
lệch riêng. Vì vậy sau khi khử độ lệchngườita phải tiến hành lập bảngđường  
cong độ lệchriêng la bàn từ(còn lại)theo từng hướng đi với đối số tra độ lệch riêng  
la bàn từ là hướng la bàn HL.  
16  
HL  
0000  
δ
HL  
1800  
δ
- 2,50  
- 2,70  
- 2,00  
- 2,20  
- 2,20  
- 2,00  
- 2,70  
- 2,50  
- 2,20  
- 1,50  
- 1,00  
- 0,50  
- 0,00  
+2,50  
+2,50  
+1,30  
+2,60  
+2,70  
+2,50  
+2,20  
+2,00  
+2,60  
+2,30  
+1,80  
+1,50  
+1,00  
+0,50  
+0,00  
- 0,50  
- 1,00  
- 1,50  
0100  
0200  
0300  
0400  
0500  
0600  
0700  
0800  
0900  
1000  
1100  
1200  
1300  
1400  
1500  
1600  
1700  
1900  
2000  
2100  
2200  
2300  
2400  
2500  
2600  
2700  
2800  
2900  
3000  
3100  
3200  
3300  
3400  
3500  
+ 0,50  
+1,00  
+1,30  
+1,70  
+2,10  
Hình 1.7. Bảng độ lệch riêng la bàn từ  
17  
-4  
-3  
-2  
-1  
0
1
2
3
4
0
15  
30  
45  
60  
75  
90  
105  
120  
135  
150  
165  
180  
195  
210  
225  
240  
255  
270  
285  
300  
315  
330  
345  
360  
Hình 1.8. Đường cong độ lệch riêng la bàn từ  
Lưu ý: Những trường hợp phải khử độ lệch riêng  
- Tàu đóng mới trước khi đưa vào khai thác;  
- Sau khi tàu lên đà hoặc sau khi sửa chữa lớn hoặc thay đổi cấu trúc;  
- Thay thế la bàn;  
- Nằm trên một hướng với thời gian dài;  
18  
- Tàu bị hỏa hoạn lớn;  
- Tàu bị sét đánh;  
- Tàu bị mắc cạn hoặc tàu bị đâm va mạnh;  
- Khi độ lệch riêng la bàn lớn hơn năm độ (≥ ±30);  
- Khử định kỳ, thông thường khử định kỳ hai năm một lần;  
- Sau khi chở hàng có từ tính cao.  
2.3. Quy trình xác định độ lệch riêng la bàn từ  
2.3.1. Quy trình xác định độ lệch riêng la bàn từ bằng cách sử dụng bảng độ lệch  
riêng la bàn từ  
Bước 1: Đọc hướng la bàn  
Bước 2: Tra bảng độ lệch riêng la bàn từ với đối số hướng la bàn  
Tra bảng với phần hướng la bàn chẵn có trong bảng  
Nội suy phần hướng la bàn lẻ còn lại  
Bước 3: Ghi kết quả và dấu ( tên) độ lệchriêng.  
2.3.2. Quy trình xác định độ lệch riêng la bàn từ bằng cách sử dụng đường cong độ  
lệch riêng la bàn từ  
Bước 1: Đọc hướng la bàn  
Bước 2: Tra hướng la bàn vào đường cong độ lệch riêng la bàn từ  
Bước 3: Ghi kết quả và dấu ( tên) độ lệchriêng.  
2.4. Bài tập xác định độ lệch riêng la bàn từ  
Câu 1: Xác định độ lệch riêng la bàn từ bằng cách sử dụng bảng và đường cong độ  
lệch riêng la bàn từ biết hướng la bàn là 135°?  
Câu 2: Xác định độ lệch riêng la bàn từ bằng cách sử dụng bảng và đường cong độ  
lệch riêng la bàn từ biết hướng la bàn là 75°?  
Câu 3: Xác định độ lệch riêng la bàn từ bằng cách sử dụng bảng và đường cong độ  
lệch riêng la bàn từ biết hướng la bàn là 230°?  
19  
       
Câu 4: Xác định độ lệch riêng la bàn từ bằng cách sử dụng bảng và đường cong độ  
lệch riêng la bàn từ biết hướng la bàn là 325°?  
Câu 5: Xác định độ lệch riêng la bàn từ bằng cách sử dụng bảng và đường cong độ  
lệch riêng la bàn từ biết hướng la bàn là 25°?  
3. Xác định sai số la bàn (ΔL)  
3.1. Khái niệm sai số la bàn  
Sai số la bàn là góc hợp bởi phần bắc của kinh tuyến la bàn và phần bắc của kinh  
tuyến thật được ký hiệu là ΔL (Hình 1.9).  
N
t
Nd  
NL  
ΔL  
δ
d
O
Hình 1.9. Sai số la bàn  
Giá trịΔL thay đổi từ 00 đến 1800 về phía đông (E) hoặc về phía tây (W);  
0000 trùng với hướng Bắc thật.  
Công thức tính: ΔL = d +   
Trong đó:  
d - độ lệch địa từ (hiện tại)  
- độ lệch riêng la bàn từ.  
3.2. Quy trình xác định sai số la bàn theo công thức ΔL = d +  
Bước 1: Tính độ lệch địa từ (Theo quy trình xác định độ lệch địa từ)  
Bước 2: Tính độ lệch riêng la bàn từ (Theo quy trình xác định độ lệch riêng la bàn  
từ)  
20  
     
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 56 trang yennguyen 26/03/2022 7240
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Máy điện hàng hải I - Ngành/nghề: Điều khiển tàu biển", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_mo_dun_may_dien_hang_hai_i_nganhnghe_dieu_khien_t.pdf