Máy Phát điện Trên ô Tô Hiện đại đồ án Môn Trang Bị điện - Tài Liệu Text

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.docx) (33 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Cơ khí - Chế tạo máy

Máy phát điện trên ô tô hiện đại đồ án môn trang bị điện

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.54 MB, 33 trang )

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP.HCM, ngày 05 tháng 07 năm2014 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪNGVC.ThS ĐÀO XUÂN MAI Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiLỜI NÓI ĐẦUNgày nay với sử phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật cũng nhưngành Điện-Điện tử học hiện đại đã có những ảnh hưởng to lớn đến nhiều lĩnhvực và cũng đã mở ra nhiều viễn cảnh mới trong thiết kế ô tô cụ thể là thiết kếvà áp dụng hàng loạt các hệ thống trên xe được điều khiển bằng điện tử như: Hệthống đánh lửa, hệ thống ABS, hệ thống chống trộm.v.v. và hệ thống nạp là hệthống không thể thiếu trong động cơ.Những tiến bộ vượt bậc trong đời sống xã hội, nhu cầu về đi lại, vậnchuyển của con người vẫn tăng lên rất nhiều. Nhắc đến lĩnh vực giao thông vậntải, người ta không thể không nghĩ tới ngay lĩnh vực vận tải đường bộ, là loạihình giao thông được phát triển khá sớm.Đối với Việt Nam, là một nước đang phát triển về lĩnh vực giao thông vậntải đóng vai trò mấu chốt trong sử phát triển về mọi mặt. Với mức độ phát triểncủa nước ta hiện nay, giao thông vận tải đường bộ củng chiếm một vị thế quantrọng nhất trong lĩnh vực giao thông vận tải, với hình thức vận tải bằng ô tô, ô tôtrở nên thông dụng với mọi người Việt Nam, từ các tập đoàn vận tải lớn của hợptác xã nhà nước, cũng như các doanh nghiệp vận tải tư nhân đến các cơ quan xínghiệp và cả những gia đình, cá nhân đều có thể sử dụng ô tô, với mức độ sửdụng ô tô hiện nay cũng như lượng xe hơi tiêu thụ ở thị trường nước ta như hiệnnay yêu cầu một lượng lớn những kỹ thuật viên, những người hiểu biết ô tô, việchiểu và nắm rõ về sử dụng, khai thác bảo dưỡng sữa chữa là những yếu tố cầnthiết và quan trọng đối với sinh viên cơ khí ô tô của trường ĐH GTVT TPHCM.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 2Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiLÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.Hiện nay trên thế giới ngành công nghiệp ô tô đã có hướng phát triển vượtbậc, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cao của con người. Trên các ô tôhiện nay hệ thống điều khiển điện tử đã được trang bị gần như hoàn toàn do đótính phức tạp trong hệ thống cũng theo đó tăng lên, nó đòi hỏi việc chế tạo kiểmtra sửa chữa bảo dưỡng càng khó khăn phức tạp hơn. Nền công nghiệp ô tô của chúng ta sinh sau đẻ muộn, đây là ngành côngnghiệp chúng ta khó có thể nghiên cứu trên lý thuyết, cũng rất khó cho chúng tađi tắt đón đầu, chúng ta cũng có thể cùng nhau nghiên cứu, tìm hiểu và nắmvững những công nghệ sản xuất chế tạo của các nước có ngành công nghiệp ô tôhàng đầu như Mỹ, Đức, Nhật.v.v. từ đó tiếp tục khai thác có hiệu quả, và tìmcách bắt kịp họ trong tương lai, dù khó nhưng không hẳn là không thể.Ở nước ta hiện nay ngành công nghiệp ô tô đã và đang từng bước tựkhẳng định mình nhưng so với thế giới thì ta vẫn còn thua thiệt hơn rất nhiều.Nguyên nhân chủ yếu là do nền kinh tế của nước ta vẫn còn lạc hậu cơ sở vậtchất phương tiện khoa học kỹ thuật chưa cao, điều kiện giảng dạy và làm việccòn rất khó khăn cũng vì lý do này mà em quyết định thực hiện đề tài Khai tháchệ thống nạp và chế tạo mô hình kiểm tra máy phát điện trên xe ô tô hiện đại.Dưới sự hướng dẫn của thầy GVC.ThS. Đào Xuân Mai. Thông qua đề tài nàyem hi vọng nó hỗ trợ một cách tích cực cho sinh viên những kiến thức kĩ năngđể ứng dụng vào thực tiễn sau khi ra trường.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 3Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiII. PHẦN NỘI DUNG:Chương 1: Tổng quát về hệ thống nạp. 1.Công dụng và sơ đồ hệ thống nạp tiêu biểu trên 2.1.1.Công dụng.Ô tô được trang bị một số hệ thống và thiết bị điện để đảm bảo an toàn vàtiện nghi khi sử dụng. Chúng cần điện năng trong suốt thời gian hoạt động vàcả khi động cơ đã dừng. Vì vậy trên động cơ cần có một hệ thống nạp để nạpđiện cho accu và cung cấp cho các phụ tải khi động cơ đang làm việc. Hệthống cung cấp điện sử dụng sự quay của động cơ để phát sinh ra điện. Nókhông những cung cấp điện năng cho những hệ thống và thiết bị điện khácmà còn nạp điện cho accu trong lúc động cơ đang hoạt động. Nguồn điện đóchỉ cho phép máy phát khi hoạt động phát ra với nguồn điện áp tiêu chuẩn là13.8V đến 14.2V đối với hệ thống điện cấp điện áp 12V.1.2. Sơ đồ hệ thống nạp tiêu biểu.Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống nạp tiêu biểu.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 4Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai1.3. Vị trí các bộ phận trên ô tô.Hình 1.21.4. Những thông số cơ bản của hệ thống cung cấp điện. Hiệu điện thế định mức: Phải bảo đảm Uđm = 14V đối với những xe sửdụng hệ thống điện 12V, Uđm = 28V đối với những xe sử dụng hệ thống điện24V.Công suất máy phát: Phải đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các tải điệntrên xe hoạt động. Thông thường, công suất của các máy phát trên ôtô hiện nayvào khoảng Pmf = 700 –1500W.Dòng điện cực đại: Là dòng điện lớn nhất mà máy phát có thể cung cấp Imax = 70 – 140A.Tốc độ cực tiểu và tốc độ cực đại của máy phát: nmax, nmin phụ thuộc vào tốcđộ của động cơ đốt trong.Nmin = ni x iTrong đó: i - tỉ số truyền, i = 1,5 - 2. Ni - tốc độ cầm chừng của động cơHiện nay trên xe đời mới sử dụng máy phát cao tốc nên tỉ số truyền i caohơn.Nhiệt độ cực đại của máy phát tomax : là nhiệt độ tối đa mà máy phát có thểhoạt động.Hiệu điện thế hiệu chỉnh: là hiệu điện thế làm việc của bộ tiết chếUhc = 13,8 – 14,2V.1.5. Sơ đồ cung cấp điện tổng quát và phân bố tải.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 5Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai1.5.1. Sơ đồ tổng quát và sơ đồ cung cấp điện.Hình1.3. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát1.5.2. Sơ đồ các tải và công suất của chúng trên ô tôPhụ tải điện trên ô tô có thể chia làm 3 loại : tải thường trực là những tảihoạt động liên tục khi xe chạy, tải gián đoạn trong thời gian dài và tải gián đoạntrong thời gian ngắn. Sau đây là sơ đồ phụ tải điện trên ô tô hiện đại.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 6HT điều khiển động cơ(Đánh lửa và phun xăngHTChiếuHTTín hiệuHTThông tinHT giải trítrong xeAccuHT điều hòakhông khíHT khóa cửavà bảo vệ xeMáy phátđiệnHT điềukhiểnHT khóa đai an toànvà ĐK túi khíHT gạt vàxông kínhHT khởiđộng động cơBài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiHình 1.4. Sơ đồ phụ tải điện trên ô tô2.1 Chức năng của máy phát điện: Máy phát điện thực hiện một số chức năng. Trên các máy phát đời cũ,thành phần của máy phát gồm bộ phận phát điện và chỉnh lưu. Chức năng ổnđịnh điện áp được thực hiện bằng một tiết chế lắp rời thông thường là loại runghay bán dẫn. Ngày nay, các máy phát bao gồm 3 bộ phận: phát điện, chỉnh lưuvà hiệu chỉnh điện áp. Tiết chế vi mạch nhỏ gọn được lắp liền trên máy phát,ngoài chức năng điều áp nó còn báo một số hư hỏng bằng cách điều khiển đènbáo nạp.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 7Tải thường trựcHệ thống phunnhiên liệu70-100WBơm nhiênliệu 50-70WHệ thốngđánh lửa 20WACCUMÁY PHÁT ĐIỆNTải gián đoạn trong thờigian ngắnTải gián đoạn trong thời gian dàiĐèn sương mù2x35WĐèn báo rẽ4x21WCar radio10-15WĐèn de2x21WĐèn Stop2x21WĐèn báo trêntableau8x2WMortor gạtnước 60-90WĐèn trần 5WĐèn kíchthước 4x10WKhởi động điện800-3000WMortor điềukhiển kính4x30WĐèn đậu4x55WQuạt làm mátđộng cơ2x100WQuạt điềuhòa nhiệt độ2x80WĐèn cốt4x55WMồi thuốc100WXông kính120WĐèn pha4x60WHệ thống xôngmáy (động cơdiese )100WMortor phunnước rửakính 30-60WĐèn soi biểnsố 2x5WMô tơ điềukhiển anten60WCòi 25-40WBài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai Hình 1.10. Các loại máy phát và tiết chế.Máy phát điện giữ một vai trò then chốt trong các thiết bị cung cấp điện.Nó thực hiện ba chức năng : phát điện, chỉnh lưu, hiệu chỉnh điện áp.2.1.1. Phát điện. Động cơ quay, truyền chuyển động quay đến máy phát điện thông qua dâyđai hình chữ V. Rotor của máy phát điện là một nam châm điện. Từ trường tạo rasẽ tương tác lên dây quấn trong stator làm phát sinh ra điện. Hình 1.13. a. Phát điện. b. Chỉnh lưu. c. Hiệu chỉnh điện áp.2.1.2. Chỉnh lưu.Dòng điện xoay chiều tạo ra trong máy phát điện không thể sử dụng trựctiếp cho các thiết bị điện mà được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều. Bộchỉnh lưu sẽ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.2.1.3. Hiệu chỉnh điện áp. Tiết chế điều chỉnh điện áp sinh ra. Nó đảm bảo hiệu điện thế của dòngđiện đi đến các thiết bị là hằng số ngay cả khi tốc độ máy phát điện thay đổi.2.2. Nguyên lí máy phát điện Có nhiều phương pháp tạo ra dòng điện, trong những máy phát điện, ngườita sử dụng cuộn dây và nam châm làm phát sinh ra dòng điện trong cuộn dây.Sức điện động sinh ra trên cuộn dây càng lớn khi số vòng dây quấn càng nhiều,nam châm càng mạnh và tốc độ di chuyển của nam châm càng nhanh.Hình 1.14. Cuộn dây và nam châm.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 8Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai Khi nam châm được mang lại gần cuộn dây, từ thông xuyên qua cuộn dâytăng lên. Ngược lại, khi đưa cuộn dây ra xa, đường sức từ xuyên qua cuộn dâygiảm xuống. Bản thân của cuộn dây không muốn từ thông qua nó biến đổi nêncố tạo ra từ thông theo hướng chống lại những thay đổi xảy ra. Nguyên lý máy phát điện trong thực tế:Hình 1.15. Nguyên lí phát điện trong thực tế.Máy phát điện trong thực tế : - Nam chân vĩnh cửu được thay thế bằng nam châm điện nên từ thông có thể thayđổi được.- Có thêm lõi thép sẽ làm tăng từ thông qua cuộn dây.2.3. Cấu trúc máy phát điện.2.3.1. Máy phát điện kích từ bằng nam châm điện có vòng tiếp điện :a. Rotor Chức năng : tạo ra từ trường và xoay để tạo ra sức điện động trong cuộn dâystator.Các thành phần chính : cuộn dây rotor, cực từ, trục. Hình 1.16. Rotor.b. Chổi than và vòng tiếp điện:- Chức năng: cho dòng điện chạy qua rotor để tạo ra từ trường.- Các thành phần chính: Chổi than, Lò xo, vòng kẹp chổi than, vòng tiếpđiện.Chổi than làm bằng grafít - kim loại với tính chất đặc biệt có điện trở nhỏvà được phủ một lớp đặc biệt chống mòn.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 9Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiHình 1.17. Chổi than và vòng tiếp điện.c. Stator.Chức năng: tạo ra điện thế xoay chiều 3 pha nhờ sự thay đổi từ thông khirotor quay.Các thành phần chính: Lõi stator, cuộn dây stator, đầu ra.Hình 1.18. Stator.Nhiệt sinh ra lớn nhất ở stator so với các thành phần khác của máy phát, vìvậy dây quấn phải phủ lớp chịu nhiệt.Cuộn dây stator có thể mắc theo hai cách:• Cách mắc kiểu hình sao: cho ra điện thế cao, được sử dụng phổ biến.• Cách mắc kiểu tam giác: cho ra dòng điện lớn.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 10Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiHình 1.19 đấu hình sao và đấu hình tam giác.Cuộn dây stator gồm 3 cuộn dây riêng biệt. Trong cách mắc hình sao, đầuchung của 3 cuộn dây được nối thành đầu trung hòa.d. Bộ chỉnh lưu.Hình 1.20 bộ chỉnh lưu.Vai trò của bộ chỉnh lưu: Biến dòng điện xoay chiều ba pha trong statorthành dòng điện 1 chiều.Các thành phần chính: Đầu ra, dode âm, diode dương.Đặc điểm:Sáu diode (tám diode nếu bộ chỉnh lưu có nối với dây trung hòa) được sửdụng để chỉnh lưu toàn kỳ, phiến tản nhiệt có hai mặt. Bản thân diode chỉnh lưusinh ra nhiệt khi có dòng điện chạy qua. Tuy nhiên chất bán dẫn tạo ra diode lạikhông chịu nhiệt nên diode bị hư khi quá nhiệt. Vì vậy phiến tản nhiệt phải códiện tích lớn. Khi tốc độ máy phát khoảng 3000v/p, nhiệt độ của diode là caonhất.e. Tiết chế vi mạch.- Vai trò của tiết chế: Điều chỉnh dòng điện kích từ (đến cuộn dây rotor) đểkiểm soát điện áp phát ra, theo dõi tình trạng phát điện và báo khi có hư hỏng.- Các thành phần chính: Vi mạch, Phiến tản nhiệt, giắc cắm.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 11Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiHình 1.21 Tiết chế vi mạch.Tiết chế và vi mạch có hai loại tùy thuộc vào cách nhận biết điện áp sạc:Loại D: Nhận biết điện áp sạc ở đầu ra của máy phát và điều chỉnh nó luônở một khoảng xác định.Hình 1.22 Tiết chế loại D.Loại M: Nhận biết điện áp tại accu đồng thời điều chỉnh dòng ra ở mộtkhoảng xác định.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 12Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiHình 1.23 Tiết chế loại M.f. Quạt.Vai trò của quạt: Khi quạt quay, không khí được hút qua các lỗ trống làmmát cuộn rotor, stator và bộ chỉnh lưu làm giảm nhiệt độ của các bộ phận này ởmức cho phép.Đặc điểm: - Có hai quạt hút từ hai phía để cung cấp đủ lượng gió cần thiết.- Không khí mát được hướng vào cuộn stator, nơi phát sinh ra nhiều nhiệtnhất.Một phụ tải điện sẽ sinh ra nhiệt khi dòng đi qua. Bộ xông kính chẳng hạn,nó đã sử dụng nhiệt này. Máy phát sinh nhiệt ở nhiều dạng khác nhau như trình bày ở phần trên. Chúng bao gồm: nhiệt sinh ra trênvật dẫn (ở các cuộn dây và diode), trên các lõi thép do dòng fuco và do ma sát (ởổ bi, chổi than và với không khí). Nhiệt sinh ra làm giảm hiệu suất của máyphát.2.4. Các loại máy phát khác:2.4.1. Máy phát đời cũ và tiết chế loại rung.Máy phát điện đời cũ thường nặng hơn và có kích thước lớn hơn so vớimáy phát loại mới có cùng công suất. Nó thường được sử dụng với tiết chế loạirời.Cấu trúc bên trong của máy phát đời cũ về cơ bản giống như loại đời mớinhưng nó có một số đặc điểm khác:- Không có bộ tiết chế lắp chung.- Chỉ lắp một quạt bên ngoài.- Cuộn dây stator và bộ chỉnh lưu được hàn thành một khối trên thân.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 13Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiTiết chế loại rung có kích thước lớn nên không thể lắp thành một khối với máyphát. Hình 1.24 Máy phát đời cũ.Hình 1.25 Tiết chế loại rung.2.4.2. Máy phát có bơm chân không.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 14Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiHình 1.26 Máy phát có bơm chân khôngHình 1.27 Cấu tạo của máy phát có bơm chân khôngMáy phát có bơm chân không thường được lắp trên xe có động cơ diesel.Bơm chân không được trang bị để cung cấp chân không cho trợ lực lái và cácthiết bị khác. Bơm chân không được lắp chung nên quay cùng với trục của máyphát. Có hai loại, loại có bơm chân không đặt phía puli và loại đặt phía đối diệnpuli.Loại máy phát có bơm chân không giống như các loại máy phát khácnhưng có thêm bơm chân không. Cấu tạo của bơm chân không gồm có: Vỏ,Rotor, Cánh, Van an toàn (van một chiều).2.4.3. Máy phát không có vòng tiếp điện.Máy phát không có vòng tiếp điện được sử dụng trên máy kéo, xe tải lớn,xe công trình. Nó không sử dụng chổi than và vòng tiếp điện để nâng cao tuổithọ. Nó chỉ có các cực từ xoay còn cuộn dây phần cảm đứng yên. SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 15Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiHình 1.28 Máy phát điện không có vòng tiếp điện2.5. Điện áp chỉnh lưu bởi máy phát.2.5.1. Dòng điện xoay chiều 3 pha.Khi nam châm quay trong một cuộn dây, điện áp sẽ được tạo ra giữa haiđầu của cuộn dây. Điều này sẽ làm xuất hiện dòng điện xoay chiều.Hình 1.29 Dòng điện xoay chiều 1 pha.Mối quan hệ giữa dòng điện sinh ra trong cuộn dây và vị trí của nam châmđược chỉ ra ở hình vẽ. Cường độ dòng điện lớn nhất được tạo ra khi các cực nam(S) và cực bắc (N) của nam châm gần cuộn dây nhất. Tuy nhiên chiều của dòngđiện trong mạch thay đổi ngược chiều nhau sau mỗi nửa vòng quay của namchâm. Dòng điện hình sin được tạo ra theo cách này gọi là "dòng điện xoaychiều một pha". Một chu kỳ ở đây là 3600 và số chu kỳ trong một giây được gọilà tần số.Để phát điện được hiệu quả hơn, người ta bố trí 3 cuộn dây trong máy phátnhư hình vẽ.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 16Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiHình 1.30 Dòng điện xoay chiều 3 pha.Mỗi cuộn dây A, B và C được bố trí cách nhau 1200 và độc lập với nhau.Khi nam châm quay trong các cuộn dây sẽ tạo ra dòng điện xoay chiều trongmỗi cuộn dây. Hình vẽ cho thấy mối quan hệ giữa 3 dòng điện xoay chiều vànam châm, dòng điện được tạo ở đây là dòng điện xoay chiều 3 pha. Tất cả cácxe hiện đại ngày nay được sử dụng máy phát xoay chiều 3 pha.2.5.2. Bộ chỉnh lưu.a. Cấu tạo.Máy phát điện xoay chiều trong thực tế có trang bị mạch chỉnh lưu nhưHình A để nắn dòng điện xoay chiều 3 pha. Mạch này có 6 diode và được đặttrong giá đỡ của bộ chỉnh lưu.Hình 1.31 Dòng điện chỉnh lưu.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 17Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Maib. Chức năng.Khi rotor quay một vòng, trong các cuộn dây Stator dòng điện được sinh ratrong mỗi cuộn dây này được chỉ ra từ (a) tới (f) trong Hình C. Ở vị trí (a), dòngđiện có chiều dương được tạo ra ở cuộn dây III và dòng điện có chiều âm đượctạo ra ở cuộn dây II. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây II tới cuộndây III.Dòng điện này chạy vào tải qua diode 3 và sau đó trở về cuộn dây II quadiode 5. Ở thời điểm này cường độ dòng điện ở cuộn dây I bằng 0. Vì vậy khôngcó dòng điện chạy trong cuộn dây I.Bằng cách giải thích tương tự từ các vị trí (b) tới (f) dòng điện xoay chiềuđược chỉnh lưu bằng cách cho qua 2 diode và dòng điện tới các phụ tải được duytrì ở một giá trị không đổi.2.5.3. Máy phát điện có điện áp điểm trung hoà.a. Điện áp điểm trung hoà.Hình 1.32 Điện áp điểm trung hoà.Máy phát điện xoay chiều thông thường dùng 6 diode để chỉnh lưu dòngđiện xoay chiều 3 pha (AC) thành dòng điện một chiều (DC).SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 18Hình 1.33 Sơ đồ mạch điện diode trung hoà.Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiĐiện áp ra tại điểm trung hoà là nguồn cung cấp điện cho rơle đèn báo nạp.Có thể thấy điện áp trung bình của điểm trung hoà bằng 1/2 điện áp ra mộtchiều. Trong khi dòng điện ra đi qua máy phát, điện áp tại điểm trung hoà phầnlớn là dòng điện một chiều nhưng nó cũng có một phần là dòng điện xoay chiều.Phần dòng điện xoay chiều này được tạo ra mỗi pha. Khi tốc độ của máy phátvượt quá 2000 tới 3000 vòng/phút thì giá trị cực đại của phần dòng điện xoaychiều vượt quá điện áp ra của dòng điện một chiều.Điều đó có nghĩa là so với đặc tính ra của máy phát điện xoay chiều khôngcó các diode tại điểm trung hoà, điện áp ra tăng dần dần từ khoảng 10 tới 15% ởtốc độ máy phát thông thường là 5000vòng/phút.b. Sơ đồ mạch điện và cấu tạoĐể bổ sung sự thay đổi điện thế tạiđiểm trung hoà vào điện áp ra một chiềucủa máy phát không có diode ở điểmtrung hoà người ta bố trí 2 diode chỉnhlưu giữa cực ra (B) và đất (E) và nối vớiđiểm trung hoà. Những diode này đượcđặt ở giá đỡ bộ chỉnh lưu.2.6. Hoạt động của tiết chế.2.6.1. Điều chỉnh dòng điện phát ra.a. Sự cần thiết phải điều chỉnh cường độ dòng điện phát ra.Máy phát điện dùng trên xe quay cùng với động cơ. Vì vậy, khi xe hoạtđộng tốc độ động cơ thường xuyên thay đổi và do đó tốc độ của máy phát khôngổn định. Nếu máy phát không có bộ ổn áp thì hệ thống nạp không thể cung cấpdòng điện ổn định cho các thiết bị điện.Do đó, mặc dù tốc độ của máy phát thay đổi thì điện áp ở các thiết bị điệnvẫn phải duy trì không đổi và tuỳ theo sự thay đổi cường độ dòng điện trongmạch cần phải điều chỉnh. Trong máy phát xoay chiều việc điều chỉnh như trênđược điều chỉnh bởi bộ tiết chế vi mạch.b. Nguyên lí điều chỉnh.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 19Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiHình 1.34 Tự điều khiển dòng điện. Hình 1.35 Nguyên tắc tiết chế.Nhìn chung cường độ dòng điện tạo ra có thể được thay đổi bằng phươngpháp sau đây.-Tăng hoặc giảm lực từ trường(Rotor)-Tăng tốc hoặc giảm tốc độ quay của nam châm. Khi áp dụng phương pháp thay đổi tốc độ của rotor đối với máy phát điệnxoay chiều trên xe, tốc độ quay của rotor không thể điều khiển được vì nó quaycùng với động cơ. Nói cách khác, điều kiện có thể thay đổi một cách tự do trongmáy phát xoay chiều trên xe là lực từ trường (rotor). Trong thực tế việc thay đổicường độ dòng điện đi vào cuộn dây rotor (dòng tạo từ trường) sẽ làm thay đổilực từ trường.Bộ tiết chế vi mạch điều chỉnh cường độ dòng điện của máy phát xoaychiều bằng cách điều khiển dòng điện tạo từ trường do đó điện áp tạo ra luôn ổnđịnh khi tốc độ quay của rotor thay đổi và khi dòng điện sử dụng thay đổi.c. Tự điều khiển đối với dòng điện ra cực đại:Đặc tính của máy phát điện là dòng điện ra hầu như ổn định khi tốc độquay của máy phát vượt quá một tốc độ nhất định (tự điều khiển) vì vậy khi tảivượt quá dòng điện ra cực đại thì điện áp sụt. Một đặc tính khác của máy phátđiện xoay chiều là dòng điện ra giảm đi khi máy bị nóng vì điện trở ở mỗi bộphận thay đổi theo nhiệt độ ngay cả khi tốc độ không đổi.2.6.2 Bộ tiết chế vi mạch.a. Cấu tạo của bộ tiết chế vi mạch.Bộ tiết chế vi mạch chủ yếu gồm có vi mạch, cánh tản nhiệt và giắc nối.Việc sử dụng vi mạch làm cho bộ tiết chế có kích thước nhỏ gọn.b. Các loại bộ tiết chế vi mạch.- Loại nhận biết ắc qui: Loại tiết chế vi mạch này nhận biết ắc qui nhờ cựcS (cực nhận biết từ ắc qui) và điều chỉnh điện áp ra theo giá trị qui định.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 20Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai- Loại nhận biết máy phát: Loại tiết chế vi mạch này xác định điện áp bêntrong của máy phát và điều chỉnh điện áp ra theo giá trị qui định.Các đầu ra trên giắc cắm: Hình 1.39 Đầu ra trên tiết chế vi mạch.c. Chức năng của bộ tiết chế vi mạchBộ tiết chế vi mạch có các chức năng sau đây.- Điều chỉnh điện áp.- Cảnh báo khi máy phát không phát điện và tình trạng nạp không bìnhthường.Bộ tiết chế vi mạch cảnh báo bằng cách bật sáng đèn báo nạp khi xác địnhđược các sự cố sau đây.- Đứt mạch hoặc ngắn mạch các cuộn dây rotor.- Cực S bị ngắt.- Cực B bị ngắt.- Điện áp tăng vọt quá lớn (điện áp ắc qui tăng do ngắn mạch giữa cực F vàcực E).d. Các đặc tính của bộ tiết chế vi mạch- Đặc tính tải của ắc qui- Điện áp ra không đổi hoặc ít thay đổi (nhỏ hơn hoặc bằng 0,1 tới 0,2 V)khi tốc độ máy phát thay đổi.- Đặc tính phụ tải bên ngoài.Điện áp ra nhỏ đi khi dòng điện phụ tải tăng lên. Sự thay đổi điện áp,thậm chí ở tải định mức hoặc dòng điện ra cực đại của máy phát vào khoảnggiữa 0,5 tới 1 V. Nếu tải vượt quá khả năng của máy phát thì điện áp ra sẽ sụtđột ngột.-Đặc tính nhiệt độNhìn chung điện áp ra sẽ giảm đi khi nhiệt độ tăng lên.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 21Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiVì điện áp ra sụt ở nhiệt độ cao (Ví dụ vào mùa hè tăng lên ở nhiệt độ cao, vàomùa đông thì giảm xuống). Việc nạp đầy đủ phù hợp với ắc qui được thực hiệnở mọi thời điểm.2.6.3. Điều khiển đầu ra bằng bộ tiết chế vi mạch.Sau đây sẽ giải thích cơ chế mà bộ tiết chế vi mạch giữ được điện áp tạo raổn định và nguyên lí hoạt động của nó để đạt được chức năng này. Ở đây sửdụng bộ tiết chế vi mạch loại nhận biết ắc qui làm ví dụ.a. Hoạt động bình thường.- Khi khoá điện ở vị trí ON và động cơ tắt máy.Hình 1.41 Khi khoá điện ON. Khi bật khoá điện lên vị trí ON, điện áp ắc qui được đặt vào cực IG. Kết quảlà mạch M.IC bị kích hoạt và Transistor Tr1 được mở ra làm cho dòng kích từchạy trong cuộn dây rotor. Ở trạng thái này dòng điện chưa được tạo ra do vậybộ tiết chế làm giảm sự phóng điện của ắc qui đến mức có thể bằng cách đóngngắt Transistor Tr1 ngắt quãng. Ở thời điểm này điện áp ở cực P = 0 và mạchM.IC sẽ xác định trạng thái này và truyền tín hiệu tới Transistor Tr2 để bật đènbáo nạp.- Khi máy phát đang phát điện (điện áp thấp hơn điện áp điều chỉnh).Động cơ khởi động và tốc độ máy phát tăng lên, mạch M.IC mởTransistor Tr1 để cho dòng kích từ đi qua và do đó điện áp ngay lập tức đượctạo ra. Ở thời điểm này nếu điện áp ở cực B lớn hơn điện áp ắc qui, thì dòngđiện sẽ đi vào ắc qui để nạp và cung cấp cho các thiết bị điện. Điện áp ở cực Ptăng lên do đó mạch M.IC xác định trạng thái phát điện đã được thực hiện vàtruyền tín hiệu đóng Transistor Tr2 để tắt đèn báo nạp.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 22Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiHình 1.42 Khi máy phát đang phát điện.- Khi máy phát đang phát điện (điện áp cao hơn điện áp điều chỉnh).Hình 1.43 Khi điện áp máy phát cao hơn điện áp hiệu chỉnh. Nếu Transistor Tr1 tiếp tục mở, điện áp ở cực B tăng lên. Sau đó điện áp ởcực S vượt quá điện áp điều chỉnh, mạch M.IC xác định tình trạng này và đóngTransistor Tr1. Kết quả là dòng kích từ qua cuộn dây rotor giảm, điện áp ở cựcB (điện áp được tạo ra) giảm xuống. Sau đó nếu điện áp ở cực S giảm xuống tớigiá trị điều chỉnh thì mạch M.IC sẽ xác định tình trạng này và mở TransistorTr1. Do đó dòng kích từ của cuộn dây rotor tăng lên và điện áp ở cực B cũngtăng lên. Bộ tiết chế vi mạch giữ cho điện áp ở cực S (điện áp ở cực ắc qui) ổnđịnh (điện áp điều chỉnh) bằng cách lặp đi lặp lại các quá trình trên. Diode D1hấp thụ sức điện động ngược sinh ra trên cuộn rotor do đóng mở transistor Tr1.b. Hoạt động không bình thường.- Khi cuộn dây Rotor bị đứt.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 23Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiKhi máy phát quay, nếu cuộn dây Rotor bị đứt thì máy phát không phát rađiện và điện áp ở cực P = 0.Khi mạch M.IC xác định được tình trạng này này mở Transistor Tr2 để bật đènbáo nạp cho biết hiện tượng không bình thường này.Hình 1.44 Khi Rotor bị đứt.- Khi cuộn dây Rotor bị chập (ngắn mạch).Hình 1.45 Khi Rotor bị ngắn mạch.Khi máy phát quay nếu cuộn dây rotor bị chập điện áp ở cực B được đặt trựctiếp vào cực F và dòng điện trong mạch sẽ rất lớn. Khi mạch M.IC xác địnhđựơc tình trạng này nó sẽ đóng Transistor Tr1 để bảo vệ và đồng thời mởTransistor Tr2 để bật đèn báo nạp để cảnh báo vì tình trạng không bình thườngnày.- Khi cực S bị ngắt. SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 24Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân MaiKhi máy phát quay, nếu cực S ở tình trạng bị hở mạch thì mạch M.IC sẽxác định khi không có tín hiệu đầu vào từ cực S do đó mở Transistor Tr2 để bậtđèn báo nạp. Đồng thời trong mạch M.IC, cực B sẽ làm việc thay thế cho cực Sđể điều chỉnh Transistor Tr1 do đó điện áp ở cực B đựơc điều chỉnh để ngănchặn sự tăng điện áp không bình thường ở cực B.Hình 1.46 Khi cực S bị ngắt- Khi cực B bị ngắt.Khi máy phát quay, nếu cực B ở tình trạng bị hở mạch, thì ắc qui sẽkhông được nạp và điện áp ắc qui (điện áp ở cựcS) sẽ giảm dần. Khi điện áp ởcực S giảm, bộ tiết chế vi mạch làm tăng dòng kích từ để tăng dòng điện tạo ra.Kết quả là điện áp ở cực B tăng lên. Tuy nhiên mạch M.IC điều chỉnh dòng kíchtừ sao cho điện áp ở cực B không vượt quá 20 V để bảo vệ máy phát và bộ tiếtchế vi mạch.Khi điện áp ở cực S thấp (11 tới 13 V) mạch M.IC sẽ điều chỉnh để bậtđèn báo nạp và điều chỉnh dòng kích từ sao cho điện áp ở cực B giảm đồng thờibảo vệ máy phát và bộ tiết chế vi mạch.SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 25

Tài liệu liên quan

nghiên cứu hệ thống điều khiển cam điện tử trên ô tô hiện đại
- 94
- 943
- 4
Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại
- 286
- 2
- 11
Đồ án tốt nghiệp hệ thống làm mát ô tô hiện đại
- 89
- 9
- 71
Các giải pháp công nghệ trên ô tô hiện đại
- 10
- 565
- 0
Luận văn: Nghiên cứu quá trình hình thành hỗn hợp và cháy trên động cơ ô tô hiện đại potx
- 100
- 3
- 34
Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại - Hệ thống điện thân xe ppt
- 233
- 1
- 38
Hệ thống cơ - điện tử ô tô hiện đại pptx
- 11
- 756
- 7
Tính cần thiết trong việc nghiên cứu thiết kế các mô hình cắt bổ và dàn trải phục vụ dạy nghề sửa chữa ô tô luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp
- 91
- 615
- 1
Thiết kế kết cấu và tính toán ô tô luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp
- 29
- 742
- 4
đồ án khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 2gr-fe lắp trên xe camry 2007-toyota (slide) - hệ thống đánh lửa trên ô tô- luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp
- 30
- 2
- 15