84
Chương 6
TRANG BỊ ĐIÊN MÁY BƠM
6.1- Khái niệm chung
Bơm là máy thuỷ lực dùng để hút và đẩy chất lỏng từ nơi này đến nơi
khác. Chất lỏng dịch chuyển trong đường ống nên bơm phải tăng áp suất
chất lỏng ở đầu đường ống để thắng trở lực trên đường ống và thắng hiệu áp
suất ở hai đầu. Thường sử dụng động cơ điện để làm nguồn n
ăng lượng cấp
cho bơm.
1. Phân loại
-Theo nguyên lý làm việc hay cách cấp năng lượng cho bơm có:
• Bơm thể tích: khi làm việc, không gian làm việc thay đổi nhờ chuyển
động tịnh tiến của pittông (bơm pittông) hay nhờ chuyển động quay của
rotor (bơm rotor). Kết quả là thế năng và áp suất chất lỏng tăng lên nghĩa là
bơm cung cấp áp năng cho chất lỏng
• Bơm động học: chất lỏng được cung c
ấp động năng từ bơm và áp suất
tăng lên. Chất lỏng qua bơm, thu được động lượng nhờ va đập của các cánh
quạt (bơm ly tâm, bơm hướng trục) hoặc nhờ ma sát của tác nhân làm việc
(bơm xoáy lốc, bơm tia; bơm chấn động, bơm vít xoắn, bơm sục khí) hoặc
nhờ tác dụng của trường điện từ (bơm điện từ) hoặc các trườ
ng lực khác.
- Theo cấu tạo:
• Bơm cánh quạt: trong loại này bơm ly tâm chiếm đa số và thường gặp
nhất (bơm nước)
• Bơm pittông (bơm dầu, bơm nước)
• Bơm rotor (bơm dầu, hoá chất, bùn…)
Ngoài ra còn có các loại đặc biệt như bơm màng cách (bơm xăng trong
ôtô), bơm phun tia (tạo chân không trong các bơm lớn nhà máy nhiệt điện)

/h.
c) Công suất bơm (P hay N): phân biệt 3 loại công suất
- Công suất làm việc N
i
(công suất hữu ích) là công để đưa một lượng Q
chất lỏng lên độ cao H trong một đơn vị thời gian (s).
- Công suất động cơ kéo bơm (N
đc
) công suất này thường lớn hơn N để bù
hiệu suất truyền động giữa động cơ và bơm, ngoài ra còn dự phòng quá tải
bất thường.
- Hiệu suất bơm (η
b
) là tỉ số giữa công suất hữu ích N
i
và công suất tại trục
bơm N. Hiệu suất bơm gồm 3 thành phần:
η
b
= η
Q
η
H
η
m

trong đó η
Q
- hiệu suất lưu lượng;
η

áp suất của cột nước trong đường ống hút 5.
Khi động cơ truyền động bơm quay, bánh xe công tác với các bánh cong sẽ
tạo ra lực ly tâm, làm cho chất lỏng trong các rãnh bị nén và đẩy ra phía đầu
cuối của các cánh bơm đưa chất lỏng vào buồng trôn ốc và thoát ra ở đường
ống 9.
Bơm ly tâm là loại bơm tốc độ cao, cho nên động cơ truyền động có thể

nối trực tiếp vào trục của bơm. Bơm ly tâm cho phép khởi động khi đóng
van ở đầu ra của bơm, khi đó máy bơm làm việc ở chế độ không tải và trị số
moomen khởi động bằng (0,2 ÷0,3) moomen định mức của động cơ.
Đối với bơm ly tâm, tính chọn đúng công suất động cơ và tốc độ động cơ
truyền động đóng một vai trò quan trọng vì công su
ất P, năng suất Q và
chiều cao cột áp H ( áp suất) phụ thuộc vào tốc độ quay ω của động cơ
truyền động.

3
2
3
1
2
1
2
2
2
1
2
1
2
1

ần
phải có thông số Q và H của hộ
tiêu thụ. Giá trị của chiều cao cột
áp trong hệ thống cấp nước gồm
hai thành phần: chiều cao cột áp
tĩnh H
c
và chiều cao cột áp động
H
đ
.
H = H
c
+ H
đ
(6-2)
Cột áp tĩnh là hiệu của hai mức nước: nước hút và nước đẩy, còn cột áp
động xác định bằng lực của chuyển động trong hệ thống đường ống cấp
nước, nó tỷ lệ với bình phương của tốc độ dịch chuyển của nước hoặc tỷ lệ
bính phương với năng suất của bơm Q, và H cùng có thể tính theo biểu thức
sau:

87
H = H
c
+ λQ (6-3)
Trong đó: λ là hệ số tỷ lệ.
Truyển động bơm công suất nhỏ dùng động cơ không đồng bộ roto lồng
sóc, còn bơm có công suất lớn dùng động cơ không đồng bộ cao áp hoặc
đông cơ đồng bộ.

biến thành chuyển động
tịnh tiến qua lại của pit
tông 2 trong xi lanh 1.
Hai vị trí giới hạn hành
trình di chuyển củ
a pit
tông 2 là A
1
và A
2
ứng
với hai điểm chết là C
1
và C
2
. Khi pit tông dịch chuyển sang bên trái, thể
tích buồng công tác 5 tăng lên, áp suất tuyệt đối trong buồng của xi lanh
giảm hơn so với áp suất trên mặt thoáng của bể hút, khi đó van nén 7 đóng
lại, van hút 6 mở ra, và nước từ ống hút chảy vào buồng xi lanh. Khi pit tông
di chuyển sang bên phải, thể tích buồng xi lanh tăng, van 6 đóng lại, van nén
7 mở ra và nước từ buồng xi lanh sẽ chảy ra đường ống cấp nước. Đặc tính
của bơm pit tông giới thi
ệu trên hình 6.5.
Hình 6.4 Cấu tạo của bơm pittông

88Từ họ đặc tính bơm ta thấy rằng
với cùng một trị số của chiều cao

không đáng kể (từ n
1
đến n
2
).
Đối với hệ thống cấp nước có độ cao
cột áp động lớn (đường c hình 6.6),
với cùng một lượng thay đổi năng
suất (từ Q
1
đến Q
2
), tốc độ động cơ
truyền động thay đổi đáng kể (từ n
1

đến n
3
). Từ đó rút ra kết luận:
Điều chỉnh lưu lượng của máy bơm
bằng cách thay đổi tốc độ động cơ
truyền động chỉ phù hợp với hệ thống
cấp nước có độ cao cột áp tĩnh cao
(H
c
), còn đối với hệ thống cấp nước
có độ cao cột áp động cao không phù hợp vì tổn thất trong roto hoặc trong
phần ứng của động cơ tỷ lệ thuận với tốc độ (hoặc hệ số trượt ) của động cơ.
Hình 6.6 Đặc tính của bơm khi
điều chỉnh lưu lượng

thức sau:

ηη
γ
b
QHk
Q
1000

=
[kW] (6-5)

rong đó:
lượng riêng của
c
uất của bơm, m
3
/s;
su
suất của bơm (0,45
÷
ệu suất của cơ cấu
tr
a
một bơm
T
γ - khối
hất lỏng
Q- năng s
H- chiều cao cột áp (áp

ơm dùng động cơ đồng bộ
g dùng bộ nguồn cấp
k
g máy
p
suất lắp đặt bé.
c biệt là các khâu bảo vệ
ộ -24/36, P
đm
= 625kW,
ích từ gồm có các phần tử chính sau:
i bộ chỉnh lưu cầu ba pha đấu song song cấu
- ng dòng cho hai thyristor
b) tự động gồm hai thyristor 1T và 2T; Đ
Z1
và Đ
Z2
.
n áp để đo điện áp nguồn cấp và đưa tín hiệu về mạch
điều khiển để tăng cưỡng bức kích từ trong trường hợp điện áp lưới
giảm sẽ dẫn đến động cơ bị mất đồng bộ
Trong sơ đồ mạch điều khiển h
hiệm vụ sau:
1. Khởi động
hạm vi cho phép
a) Đối với động
ộng trực tiếp, qua cuộn kháng hoặc đổ
i nối sơ đồ đấu dây dây quấn stato
động cơ từ hình sao sang hình tam giác.
b) Đối với động cơ không đồng bộ côn

÷ 6T
2
.
Biến áp 4BA, 5BA, 6BA có chức năng cân bằ
làm việc song song.
Thiết bị vào đồng bộ
c) Mạch đo lường
- 2BA là biến điệ

91
Hình 6.8 Hệ truyền động máy bơm dùng động cơ đồng bộ

92
- TI
1
: biến dòng đo lường dòng tiêu thụ của động cơ và đưa tín hiệu về
mạch điều khiển bảo vệ ngắn mạch cho mạch kích từ.
d) Nguyên lý hoạt động
Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất trong truyền động bơm dùng
động cơ đồng bộ là quá trình khởi động chúng.
Quá trình khởi động động cơ đồng bộ bằng phương pháp không đồng bộ
diễn ra như sau:
Đóng máy cắt MC, động cơ làm việc như một động cơ không đồng bộ roto
lồng sóc. Khi tốc độ động cơ còn thấp (s≥ 0,05) điện áp cảm ứng ra ở cuộn