Nội dung:Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng thành tựu công nghệvề điện tử
công suất của thếgiới chếtạo hệthống điều khiển truyền động điện trên boong
tàu thuỷ đạt chất lượng cao, tính năng hoạt động ổn định, lắp đặt xuống tàu thuỷ.
Mục tiêu của đềtài: Thiết kếkỹthuật và công nghệchếtạo các hệthống,
thiết bị điều khiển truyền động máy móc tàu thuỷ, chủ động vềkỹthuật, công
nghệ đểnhanh chóng tiếp cận và hội nhập khu vực và thếgiới.
Phương pháp tiếp cận và hướng nghiên cứu:dựa trên trình độkhoa học
kỹthuật hiện có ởtrong và ngoài ngành công nghiệp đóng tàu ởnước ta. Qua
khảo sát tình hình cung ứng vật tưthiết bị, kết hợp với việc tìm hiểu tài liệu ở
trong nước vềkhảnăng kỹthuật và công nghệchếtạo, nhóm Đềtài đã chọn giải
pháp tính toán, thiết kếhệthống và nguyên lý đặc trưng, lựa chọn các phần tử,
block, panel có đặc trưng kỹthuật phù hợp của các hãng lớn có uy tín của nước
ngoài và tích hợp, ghép nối, hoàn thiện sản phẩm đưa xuống tàu áp dụng thử
nghiệm, lấy sốliệu phân tích, điều chỉnh rút kinh nghiệm. Sản phẩm tạo ra phù
hợp với điều kiện làm việc nặng nềcủa máy móc trên boong tàu thuỷ. Đây được
xem là đóng góp mới quan trọng nhất của đềtài.
Kết quả đạt được:Hoàn thành các nội dung đăng ký, các tài liệu nghiên
cứu, tính toán, thiết kếvà qui trình công nghệthoảmãn tiêu chuẩn qui phạm và
phù hợp với khảnăng trình độthiết kếvà chếtạo trong nước, chuẩn hoá được
mẫu mã, module cho các thiết bịvà hệthống điều khiển truyền động điện ứng
dụng điện tửcông suất lớn cho máy neo, cần cẩu tàu thuỷ, đã đưa xuống lắp đặt
thửnghiệm hoạt động dưới tàu, làm cơsởcho việc thiết kếkỹthuật công nghệ
đểlâu dài đi đến chếtạo được các hệthống điều khiển truyền động điện cho hầu
hết các thiết bịtrên boong mà không phải nhập đồng bộtừnước ngoài.
Kết quảcủa đềtài mang ý nghĩa vềkhoa học kỹthuật, kinh tế, xã hội cao,
lần đầu bộbiến đổi tần sốcông suất lớn được ứng dụng thành công trên tàu
thuỷ. Đềtài cũng đồng thời tạo điều kiện cho quá trình đào tạo nâng cao trình độ
khoa học kỹthuật và năng lực công nghệdần từng bước làm chủcác hệthống
điều khiển đểcó thểtựchếtạo các máy móc thiết bịhiện đại với công nghệcao,
đóng góp đội ngũcán bộkỹthuật có khảnăng đáp ứng những đòi hỏi cấp thiết
của công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước nói chung và cho ngành
công nghiệp tàu thuỷ đang phát triển
140 trang |
Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1479 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Báo cáo Nghiên cứu, thiết kế kỹ thuật và công nghệ chế tạo các hệ thống điều khiển truyền động điện cho máy móc và các thiết bịtàu thuỷ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
CÔNG TY CƠ KHÍ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ TÀU THUỶ
----------o0o---------
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài cấp nhà nước
“NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
CHẾ TẠO CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG
ĐIỆN CHO MÁY MÓC VÀ CÁC THIẾT BỊ TÀU THUỶ”
(Ứng dụng điện tử công suất lớn)
Mã số: KC.06.23.CN
Chủ nhiệm Đề tài: Th.s Nguyễn Văn Thắng
6981
08/9/2008
Hà nội, tháng 05/2008
TỔNG CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THUỶ VIỆT NAM
CÔNG TY CƠ KHÍ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ TÀU THUỶ
--------------o0o--------------
BÁO CÁO TỔNG KẾT
KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI
“NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO MÁY MÓC VÀ
CÁC THIẾT BỊ TÀU THUỶ”
(ỨNG DỤNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT LỚN)
Mã số : KC.06.23.CN
Thuộc chương trình : KHCN trọng điểm cấp nhà nước giai đoạn 2001-2005
“Ứng dụng công nghệ tiên tiến trong sản xuất sản phẩm xuất khẩu và sản phẩm chủ lực”
Chủ nhiệm Đề tài : Th.s Nguyễn Văn Thắng
Cơ quan : Công ty Cơ khí - Điện - Điện tử tàu thuỷ
Cơ quan chủ trì Đề tài : Công ty Cơ khí - Điện - Điện tử tàu thuỷ
Địa chỉ : Tổ 6 - Láng thượng - Đống đa - Hà nội
Hà nội, tháng 05/2008
BÀI TÓM TẮT
Nội dung: Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng thành tựu công nghệ về điện tử
công suất của thế giới chế tạo hệ thống điều khiển truyền động điện trên boong
tàu thuỷ đạt chất lượng cao, tính năng hoạt động ổn định, lắp đặt xuống tàu thuỷ.
Mục tiêu của đề tài: Thiết kế kỹ thuật và công nghệ chế tạo các hệ thống,
thiết bị điều khiển truyền động máy móc tàu thuỷ, chủ động về kỹ thuật, công
nghệ để nhanh chóng tiếp cận và hội nhập khu vực và thế giới.
Phương pháp tiếp cận và hướng nghiên cứu: dựa trên trình độ khoa học
kỹ thuật hiện có ở trong và ngoài ngành công nghiệp đóng tàu ở nước ta. Qua
khảo sát tình hình cung ứng vật tư thiết bị, kết hợp với việc tìm hiểu tài liệu ở
trong nước về khả năng kỹ thuật và công nghệ chế tạo, nhóm Đề tài đã chọn giải
pháp tính toán, thiết kế hệ thống và nguyên lý đặc trưng, lựa chọn các phần tử,
block, panel có đặc trưng kỹ thuật phù hợp của các hãng lớn có uy tín của nước
ngoài và tích hợp, ghép nối, hoàn thiện sản phẩm đưa xuống tàu áp dụng thử
nghiệm, lấy số liệu phân tích, điều chỉnh rút kinh nghiệm. Sản phẩm tạo ra phù
hợp với điều kiện làm việc nặng nề của máy móc trên boong tàu thuỷ. Đây được
xem là đóng góp mới quan trọng nhất của đề tài.
Kết quả đạt được: Hoàn thành các nội dung đăng ký, các tài liệu nghiên
cứu, tính toán, thiết kế và qui trình công nghệ thoả mãn tiêu chuẩn qui phạm và
phù hợp với khả năng trình độ thiết kế và chế tạo trong nước, chuẩn hoá được
mẫu mã, module cho các thiết bị và hệ thống điều khiển truyền động điện ứng
dụng điện tử công suất lớn cho máy neo, cần cẩu tàu thuỷ, đã đưa xuống lắp đặt
thử nghiệm hoạt động dưới tàu, làm cơ sở cho việc thiết kế kỹ thuật công nghệ
để lâu dài đi đến chế tạo được các hệ thống điều khiển truyền động điện cho hầu
hết các thiết bị trên boong mà không phải nhập đồng bộ từ nước ngoài.
Kết quả của đề tài mang ý nghĩa về khoa học kỹ thuật, kinh tế, xã hội cao,
lần đầu bộ biến đổi tần số công suất lớn được ứng dụng thành công trên tàu
thuỷ. Đề tài cũng đồng thời tạo điều kiện cho quá trình đào tạo nâng cao trình độ
khoa học kỹ thuật và năng lực công nghệ dần từng bước làm chủ các hệ thống
điều khiển để có thể tự chế tạo các máy móc thiết bị hiện đại với công nghệ cao,
đóng góp đội ngũ cán bộ kỹ thuật có khả năng đáp ứng những đòi hỏi cấp thiết
của công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước nói chung và cho ngành
công nghiệp tàu thuỷ đang phát triển.
1
MỤC LỤC
BẢNG KÝ HIỆU.......................................................................................................................3
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................. ..4
PHẦN I: TỔNG QUAN CHUNG ......................................................................................... ..6
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ỨNG DỤNG
VÀO TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ............................................................................................... ..6
1.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị điện tử công suất lớn.......................... 6
1.2 Một số phần tử bán dẫn công suất ứng dụng trong điều khiển truyền động điện. 10
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG
ĐIỆN ..................................................................................................................................14
2.1 Đặt vấn đề về hệ truyền động ............................................................................... 14
2.2 Khái quát chung về điều khiển động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc ............... 17
2.2.1 Sơ đồ thay thế và các phương trình cơ bản của động cơ không đồng bộ khi
điều khiển bằng thay đổi tần số nguồn cung cấp...................................................... 17
2.2.2 Hệ thống điều khiển tần số và đặc tính động cơ không đồng bộ ............... 20
2.3 Động cơ không đồng bộ trong hệ thống điều khiển tần số bằng bù sụt áp trên điện
trở Stator ........................................................................................................................ 21
2.3.1 Ảnh hưởng của điện trở Stator lên bản chất và đặc tính của động cơ ...... 21
2.3.2 Điều khiển tần số với việc bù sụt áp trên điện trở Stator........................... 25
2.4 Tính chất động của hệ thống điều khiển truyền động động cơ không đồng bộ
bằng biến đổi tần số ....................................................................................................... 26
CHƯƠNG 3:CÁC BỘ BIẾN TẦN DÙNG CHO TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀU THUỶ .38
3.1 CÁC BỘ BIẾN TẦN TRỰC TIẾP CHO TÀU THUỶ ........................................ 38
3.1.1 Nguyên lý hoạt động................................................................................... 38
3.1.2 Phân loại và sơ đồ bộ biến tần trực tiếp .................................................... 39
3.2 CÁC BỘ BIẾN TẦN VỚI KHÂU TRUNG GIAN 1 CHIỀU CHO TRUYỀN
ĐỘNG ĐIỆN TÀU THUỶ............................................................................................ 42
3.2.1 Nguyên lí hoạt động và phân loại .............................................................. 42
3.2.2 Phương pháp điều chỉnh điện áp ra của bộ biến đổi ................................. 43
3.2.3 Một số đặc thù khác biệt của các nghịch lưu kiểu dòng và áp, phạm vi áp
dụng của chúng ......................................................................................................... 45
3.2.4 Sơ đồ động lực của các bộ biến đổi trong truyền động điện tàu thuỷ ....... 47
3.2.5 Tính toán bộ biến đổi tần số....................................................................... 49
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO HỆ
THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MÁY NEO VÀ CẦN CẨU TÀU THUỶ .....................54
CHƯƠNG 1:HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MÁY NEO........................................54
2
1.1 Yêu cầu và điều kiện làm việc của thiết bị neo .................................................... 54
1.2 Đặc tính phụ tải của thiết bị neo tàu thuỷ ............................................................. 57
1.3 Tính toán hệ truyền động...................................................................................... 62
1.4 Sơ đồ thiết kế hệ truyền động điện máy neo......................................................... 65
CHƯƠNG 2:HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CẦN CẨU TÀU THUỶ...................66
2.1 Yêu cầu và điều kiện làm việc của cần cẩu trên tàu thuỷ ..................................... 66
2.2 Đặc tính phụ tải và yêu cầu hệ truyền động cơ cấu tời nâng hàng ....................... 67
2.3 Tính chọn động cơ truyền động............................................................................ 74
2.4 Kiểm nghiệm công suất động cơ .......................................................................... 76
2.5 Sơ đồ thiết kế ........................................................................................................ 77
CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN VÀ CHẾ TẠO CÁC THIẾT BỊ, PHẦN TỬ CHO HỆ ĐIỀU
KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MÁY MÓC TRÊN BOONG TÀU THUỶ....................78
3.1 Phân tích công nghệ và lựa chọn giải pháp kỹ thuật để ứng dụng phần tử, thiết bị
điện tử công suất lớn cho hệ truyền động điện trên tàu thuỷ. ....................................... 78
3.2 Chế tạo, lựa chọn và tích hợp các phần tử thiết bị và panel cho hệ điều khiển
truyền động điện máy neo và cần cẩu ........................................................................... 79
3.3 Lắp đặt, thử nghiệm và hướng dẫn sử dụng, vận hành hệ thống.......................... 80
CHƯƠNG 4:QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO, LẮP ĐẶT, THỬ NGHIỆM CHO
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TRÊN BOONG TÀU THUỶ .......81
4.1 Yêu cầu cơ bản về quy trình công nghệ chế tạo và lắp đặt thử nghiệm ............... 81
4.2 Sơ đồ quy trình công nghệ .................................................................................... 82
4.3 Các bước thực hiện ............................................................................................... 83
4.4 Các chỉ tiêu đánh giá các sản phẩm của đề tài...................................................... 88
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................93
3
BẢNG KÝ HIỆU
PLC PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER
SCADA SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION
DCS DITRIBUTED CONTROL SYSTEM
PC PERSONAL COMPUTER
IC INTERGRATED CHIP
CPU CENTER PROCCESING UNIT
DTC DIRECT TORQUE CONTROL
TĐĐ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
CL CHỈNH LƯU
NL NGHỊCH LƯU
CLĐK CHỈNH LƯU ĐIỀU KHIỂN
BXA BỘ BIẾN ĐỔI XUNG ÁP XOAY CHIỀU
ĐKB ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
ĐB ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ
BBĐ BỘ BIẾN ĐỔI
RTLS ROTOR LỒNG SÓC
4
MỞ ĐẦU
Thông tin chung về Đề tài:
• Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế kỹ thuật và công nghệ chế tạo các hệ thống
điều khiển truyền động điện cho máy móc và các thiết bị tàu thủy (ứng dụng
thiết bị điện tử công suất lớn)
• Mã số KC.06.23.CN
• Cấp quản lý: Nhà nước
• Thuộc chương trình: “Ứng dụng công nghệ tiên tiến trong sản xuất sản phẩm
xuất khẩu và sản phẩm chủ lực” – KC06
Đối với các quốc gia nằm ven biển như Việt Nam, tàu thuỷ là một phương tiện
vận tải rất quan trọng trong vận tải, lưu chuyển hàng hoá, thăm dò đại dương, đánh
bắt hải sản xa bờ và đảm bảo an ninh quốc phòng đối với vùng biển và hải đảo. Theo
chủ trương hiện đại hoá ngành công nghiệp đóng tàu cũng như nội địa hoá các sản
phẩm của ngành tàu thuỷ, ngành CN tàu thuỷ đã không ngừng nâng cao năng lực thiết
kế, đầu tư chiều sâu, đổi mới công nghệ đóng tàu mới, đồng thời quyết tâm đẩy mạnh
phát triển công nghiệp phụ trợ, chế tạo các máy móc, thiết bị lắp đặt lên tàu thay cho
việc phải nhập ngoại hầu hết như hiện nay.
Trước những yêu cầu thực tế, vấn đề ứng dụng kỹ thuật vi xử lý và công nghệ tự
động hoá nhằm tạo ra các sản phẩm có chất lượng, độ tin cậy và ổn định cao trong hệ
thống điều khiển và tự động hoá trên tàu biển là đòi hỏi cấp thiết. Việc nghiên cứu
thiết kế và làm chủ công nghệ chế tạo hệ thống điều khiển truyền động điện máy móc,
đặc biệt là máy móc trên boong tàu thuỷ ứng dụng các thiết bị điện tử công suất lớn
nhằm góp phần giải quyết các yêu cầu đó.
Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và làm chủ công nghệ chế tạo các hệ
thống thiết bị điều khiển truyền động điện cho các máy móc và thiết bị tàu thuỷ (đặc
biệt là các máy móc trên boong) trên cơ sở ứng dụng thiết bị điện tử công suất lớn.
Từ những bước phát triển đầu của nghành công nghiệp đóng tàu nước ta việc
nghiên cứu về hệ thống truyền động điện các máy móc, thiết bị tàu thuỷ đã được quan
tâm và đã có các công trình nghiên cứu khoa học về chế tạo máy neo; nghiên cứu,
thiết kế, chế tạo cần cẩu tàu thuỷ; nghiên cứu bộ biến tần trực tiếp, …Tuy nhiên, do
những khó khăn khách quan và chủ quan, các sản phẩm chế tạo ra còn tồn tại vấn đề
về công suất động cơ điều khiển, kích thước, khối lượng, độ tin cậy hoạt động, …nên
chưa thể chuẩn hóa và ứng dụng rông rãi. Với việc ứng dụng điện tử công suất lớn
trong các hệ thống điều khiển truyền động điện cho máy móc và thiết bị trên tàu thủy,
đề tài sẽ góp phần giải quyết các hạn chế nêu trên.
5
Hiện nay, lĩnh vực điều khiển, tự động hóa thế giới nói chung và nghành công
nghiệp tàu thủy nói riêng đã đi trước chúng ta một thời gian dài; mặt khác, trình độ
nền sản xuất công nghiệp trong nước còn chưa cao. Vì vậy, để sản xuất, chế tạo các
phần tử, thiết bị truyền động điện - điện tử công suất lớn, chúng ta cần phân tích các
công nghệ hiện có đồng thời tìm hiểu, tham khảo, học hỏi, lựa chọn và làm chủ các
giải pháp kỹ thuật công nghệ, lựa chọn, mua sắm và tích hợp thiết bị, phần mềm công
nghệ từ các nước công nghiệp tiên tiến, bắt nhịp với đà phát triển chung của thế giới.
Với mong muốn góp phần vào sự phát triển vững chắc cũng như chiến lược nội
địa hóa nghành công nghiệp tàu thủy, mặc dù gặp nhiều khó khăn, song đề tài đã được
hoàn thành theo các hạng mục nội dung đã đăng ký. Trong báo cáo này, những kết
quả mang nội dung khoa học được nhấn mạnh và đi sâu phân tích hơn.
6
PHẦN I: TỔNG QUAN CHUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN TỬ
CÔNG SUẤT ỨNG DỤNG VÀO TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị điện tử công suất lớn
Trên tàu thuỷ nói riêng, các ngành công nghiệp sản xuất nói chung, nắm
vững đặc tính cơ và nâng cao chất lượng điều khiển truyền động điện đóng một
vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm. Đối
với tàu thuỷ đòi hỏi độ tin cậy, ổn định, chất lượng điều khiển, phương pháp
điều khiển còn cao hơn nhiều vì phải đáp ứng các yêu cầu riêng (theo các công
ước và quy phạm).
Trong những năm qua, ngành đóng tàu của các nước có công nghệ tiên tiến
và truyền thống phát triển như Nauy, Hà Lan, Nhật Bản, Hàn Quốc.. đang ở
trình độ rất cao so với Việt Nam, đặc biệt là trong lĩnh vực điều khiển tự động
hoá. Có thể nói trình độ nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật điều khiển hiện đại được
áp dụng đã và đang ngày càng phát triển.
- Về thiết kế: Với bề dày thiết kế và đóng tàu vài trăm năm, việc thiết kế đã
được thực hiện bằng các chương trình phần mềm rất hiện đại, được mô
phỏng, chạy thử trên máy tính, được qua hệ thống kiểm tra chất lượng rất
ngặt nghèo, việc ứng dụng kết nối rất mở
- Về phương pháp công nghệ: Các phần tử, thiết bị điện tử công suất được chế
tạo với công nghệ cao, ngày càng hoàn thiện về chất lượng, kích thước mẫu
mã, tính năng, giá thành sản xuất giảm đáng kể so với các Inverter sản xuất
những năm 1970 -1980.
- Về phương pháp nghiên cứu ứng dụng: Trải qua hàng trăm năm, lĩnh vực
điều khiển tự động đã ứng dụng, nghiên cứu hàng loạt các phương pháp điều
khiển, gần đây hàng loạt các phương pháp điều khiển hiện đại đã được xây
dựng và phát triển như: Điều khiển thích nghi (Adaptive Control), Điều
khiển mờ (Fuzzy Control), điều khiển bám (Back Stepping)... Các nhà
nghiên cứu đã lần lượt ứng dụng rộng rãi các phương pháp này để điều khiển
các thết bị điện tử công suất lớn cho các thiết bị cho các ngành công nghiệp
nói chung.
7
Những năm của thập kỷ 60 và 70 của thế kỷ XX, thế giới đã tập trung
nghiên cứu giải pháp dùng Thyristor để tạo ra các loại biến tần trong truyền
động điện nói chung và truyền động điện tàu thuỷ nói riêng, nhằm: Khởi động
mềm, điều khiển trơn láng, phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn, hoạt động êm..
Nhưng những hệ thống như vậy còn cồng kềnh, chiếm chỗ, đòi hỏi những điều
kiện khó đáp ứng, lại kém tin cậy... đã dẫn đến xu hướng chuyển sang ứng dụng
thuỷ lực trong truyền động các máy móc trên boong tàu thuỷ được coi là giải
pháp thoả đáng nhất do hệ truyền động thuỷ lực có ưu điểm là hoạt động êm, dễ
điều chỉnh, điều khiển, hệ truyền động có công suất lớn nhưng chỉ khởi động
một lần cho động cơ truyền động bơm thuỷ lực, không làm ảnh hưởng đến lưới
điện, chất lượng điều khiển cao. Tuy nhiên hệ thống điều khiển thuỷ lực cũng
tồn tại những hạn chế lớn:
- Độ va đập lớn.
- Kích thước lớn, nặng nề.
- Đường ống thuỷ lực phức tạp.
- Chi phí lắp đặt, bảo dưỡng lớn, khó thay thế, sửa chữa.
- Độ tin cậy thấp do các chi tiết dễ gây sự cố, đường ống dài nhiều điểm
ghép nối.
Vào thập kỷ 90 người ta đã nghiên cứu và tạo ra được những thiết bị điện
tử công suất có khả năng đáp ứng được mọi yêu cầu của các hệ thống truyền
động điện mà kích thước nhỏ, gọn, độ tin cậy cao, có thể khắc phục được nhiều
nhược điểm của hệ thống truyền động thuỷ lực như: độ va đập, nặng nề, cồng
kềnh, nhiều cơ cấu, chi tiết dễ gây sự cố, thành phần của hệ thống và tính phức
tạp tăng lên gấp nhiều lần (vì vẫn phải có động cơ điện lai bơm thuỷ lực, lại còn
có các van, ống lớn dẫn đến tận máy móc mới truyền động được ..v.v). Đã có
nhiều hãng sản xuất máy móc, thiết bị nặng đã quay trở lại với truyền động điện
ứng dụng thiết bị điện tử công suất như hãng Mab, Tadano (Nhật) ....
Trong những năm gần đây, cùng với đà phát triển to lớn của lĩnh vực điều
khiển tự động, tự động hoá và điều khiển tàu thuỷ cũng được chú trọng nghiên
cứu đặc biệt ở trong nước. Vào những thập kỷ 70 - 80 khi ngành đóng tàu Việt
nam bắt đầu đóng những con tàu 1000T đầu tiên thì các nghiên cứu, thiết kế về
truyền động điện các máy móc, thiết bị đã được quan tâm và đã có nhiều công
trình đóng góp vào việc sản xuất hàng loạt các cẩu hàng, máy neo, máy lái... cho
8
tàu thuỷ. Tuy nhiên, các mạch điều khiển phần lớn là các rơle, công tắc tơ hoặc
các thiết bị điện tử điều khiển không được chuẩn hóa nên còn rất nhiều hạn chế:
khối lượng lớn, kích thước cồng kềnh, khó điều khiển, không tin cậy trong môi
trường tàu thuỷ. Tiếp theo là một thời gian dài các đơn vị tập trung vào nghiên
cứu điều khiển các thiết bị trên boong bằng thuỷ lực, khí nén. Phương pháp điều
khiển này có chỗ dễ dàng hơn, thao tác dễ hơn nhưng có nhược điểm khá lớn là
hệ thống cồng kềnh, nhiều ống dẫn và cút nối nên không tránh khỏi bị nứt, gãy
do bị rung động lớn dẫn đến không điều khiển được, điều này đặc biệt nguy
hiểm vì phần lớn các thiết bị trên boong liên quan đến sự an toàn tính mạng của
con tàu và con người.
Sau này một số viện, trường đại học, cơ quan có quan tâm đến việc điều
khiển truyền động điện ứng dụng thiết bị điện tử công suất lớn. Tuy nhiên, về
mức độ thì chỉ có một vài sản phẩm được tạo ra nhưng còn hạn chế về công suất
động cơ điều khiển (không lớn hơn 5 kW), mặt khác các thiết bị này mới ở mức
độ mạch logic, anolog rời rạc, chưa quan tâm đến chuẩn hoá dùng cho tàu thuỷ
và chuẩn hoá tín hiệu ra để phục vụ kết nối giao diện với các thiết bị khác, phục
vụ cho việc thiết lập một mạng giám sát điều khiển sau này (SCADA, DCS).
Trong năm 2002, với sự mạnh dạn thử nghiệm phục vụ cho nghiên cứu về
sau. Công ty Cơ khí - Điện - Điện tử tàu thuỷ đã ký kết hợp đồng nghiên cứu,
lắp ráp thành công hệ thống điều khiển chân vịt mũi bằng điện tử công suất lớn
với công suất 94 kW cho tàu khách K108 đóng tại Nhà máy đóng tàu Sông Cấm
xuất khẩu cho Pháp. Đến nay hệ thống vẫn hoạt động tốt, tuy nhiên phần lớn
thiết bị là nhập ngoại chưa được chuẩn hoá, nguyên lý điều khiển chưa hiện đại
(Điều khiển theo vòng lặp hở).
Năm 2003 - 2004, các thiết bị điện tử công suất lớn nhập đồng bộ từ Nhật
Bản đã được ứng dụng cho truyền động điện các máy móc thiết bị trên tàu thuỷ
thay thả phao (như V64) đóng tại Nhà máy đóng tàu Bến Kiền.
Trong những năm qua, nhà nước đã tạo điều kiện phát triển ngành công
nghiệp tàu thuỷ thành một ngành kinh tế mũi nhọn. Đặc biệt năm 2004, thủ
tướng Chính phủ đã phê duyệt