Báo cáo tuần 1 sa bàn điện từ điện tử và máy khởi động

Sa bàn điện từ Chiều của từ trường sẽ thay đổi khi ta đảo chiều dòng điện , áp dụng quy tắcnắm bàn tay phải để xác định chiều của từ trường S, N - Giải thích thí nghiệm: Khi đưa nam châ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BÁO CÁO TUẦN 1

SA BÀN ĐIỆN TỪ-ĐIỆN TỬ VÀ MÁY KHỞI ĐỘNG

Tp Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Khóa: 2020

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Môn: THỰC TẬP HT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ô TÔ

GVHD: VŨ ĐÌNH HUẤN

BÁO CÁO TUẦN 1

SA BÀN ĐIỆN TỪ-ĐIỆN TỬ VÀ MÁY KHỞI ĐỘNG

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Môn: THỰC TẬP HT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ô TÔ

GVHD: VŨ ĐÌNH HUẤN

Tp Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2023

ĐIỂM SỐ

ĐIỂM

NHẬN XÉT

Ký tên

NỘI DUNG 1

Chương 1 1

SA BÀN ĐIỆN TỪ-ĐIỆN TỬ 1

1.1.1 Thí nghiệm A 1

1.1.2 Thí nghiệm B 2

1.1.3 Thí nghiệm C 3

1.1.4 Thí nghiệm D 3

1.1.5 Thí nghiệm E 5

1.1.6 Thí nghiệm F 5

1.1.7 Thí nghiệm G 6

1.2.1 Cổng loigc OR : 7

1.2.2 Cổng logic NOT 8

1.2.3 Cổng logic AND 10

1.2.4 Cổng logic NOR: 10

1.2.5 Cổng logic XOR : 12

1.2.6 Photo diode : 13

1.2.7 Cảm biến HALL 14

1.2.8 Công tắc từ reed switch: 15

1.2.9 Cổng logic NAND 16

1.2.10 THERMISTOR 16

Chương 2 17

MÁY KHỞI ĐỘNG 17

2.1 Cấu tạo 17

2.1.1 Công tắc từ 17

2.1.2 Phần ứng và ổ bi 18

2.1.3 Phần cảm 19

2.1.4 Chổi than và giá đỡ chôi than 20

2.1.5 Hộp số giảm tốc 21

2.1.6 Ly hợp một chiều 21

2.1.7 Bánh răng bendix và trục xoắn ốc 22

2.2 Nguyên lý hoạt động 22

2.3 Vẽ sơ đồ và đấu nối theo mạch được thiết kế 24

2.3.1 Sơ đồ khởi động bằng khóa thường 24

2.3.2 Sơ đồ khởi động bằng SmartKey 25

KẾT LUẬN 28

NỘI DUNG Chương 1

SA BÀN ĐIỆN TỪ-ĐIỆN TỬ 1.1 Sa bàn điện từ

Chiều của từ trường sẽ thay đổi khi ta đảo chiều dòng điện , áp dụng quy tắcnắm bàn tay phải để xác định chiều của từ trường (S, N)

- Giải thích thí nghiệm:

Khi đưa nam châm vào cuộn dây (lúc này đang là 1 nam châm điện) , khi

tương tự), ngược lại khi đảo chiều dòng điện, cực S của nam châm điện sẽ trởthành cực N và hút cực S của nam châm vĩnh cưu theo nguyên lý S-N bìnhthường.

Vậy khi ta cấp dòng điện vào cuộn sơ cấp rồi ngắt dòng điện sẽ sinh ra 1 từ trườngrồi biến mất (biến thiên) đi qua cuộn dây thứ cấp (bên phải) sẽ sinh ra 1 suất điệnđộng tự cảm và từ đó sinh ra dòng điện tự cảm đi qua cuộn dây thứ cấp theonguyên tắt nắm bàn tay phải Từ đó làm cho bóng đèn xanh sáng đảo chiều dòngđiện thì bóng đèn đỏ sáng

Ở thí nghiệm này ta chỉ cho từ thông biến thiên từ có thành không và từ khôngthành có (on - off).

sơ cấp cũng tạo ra suất điện động nhưng lớn hơn ở thí nghiệm B

- Giải thích thí nghiệm:

Dựa trên hiện tượng biến thiên từ thông qua cuộn dây để sinh ra dòng điện

- Ứng dụng: cảm biến lưu lượng chất lỏng…

1.1.4 Thí nghiệm D

Hình 4: thí nghiệm D

- Nguyên lý hoạt động :

Khi cho 1 dây dẩn điện qua 1 từ trường (trong thí nghiệm này là nam châmvĩnh cửu) thì sẽ sinh ra lực từ trường tác dụng lên dây dẫn , chiều được xác địnhtheo quy tắc bàn tay trái

Với độ lớn

Khi đảo chiều dòng điện dây dẫn bị tắc dụng 1 lực ngược lại so với lực banđầu (quy tắc bàn tay trái) từ đó đẩy thanh ngang theo hướng ngược lại (do thanhngang dẩn điện có thể di chuyển tự do trái – phải)

- Giải thích thí nghiệm:

Dựa trên hiện tượng từ trường tác dụng lên dây dẫn mang điện sinh ra lực.

- Giải thích thí nghiệm: Dựa trên hiện tượng từ trường tác dụng lên dây dẫn mang

dòng điện sinh ra lực

- Ứng dụng: motor điện DC,…

1.1.6 Thí nghiệm F

Hình 6: thí nghiệm F

- Nguyên lý hoạt động :

Dựa trên hiện tượng, nguyên lý hoạt động của thí nghiệm D, E Dây dẫnmắc thành khung nhiều vòng trong từ trường của nam châm vĩnh cửu khi cấp dòngđiện đi từ đến 2 đầu (tương tự như chổi than) vào cuộn dây cũng sinh ra lực ở 2 bên

khung dây nhưng trái dấu nhau nên sinh ra 1 ‘’Ngẩu lực’’ làm xoay khung dây ,

sau đó dòng điện đảo chiều tiếp túc làm xoay khung dây

Hình 7: thí nghiệm G

- Nguyên lý hoạt động :

Dựa trên nguyên lý từ trường qua cuộn dây biến thiên (khi xoay namchâm trong cuộn dây) sinh ra suất điện động tự cảm, nhưng dòng điện sinh ra làdòng điện xoay chiều (AC) cần thông qua bộ chỉnh lưu diode để trờ thành dòng điện

Nguyên lý hoạt động và cấu tạo: khi cấp dòng cho 1 hoặc cả 2 chân A và Bthì sẽ có dòng đi qua cổng và cấp cho tải

Gồm 2 diode

1.2.2 Cổng logic NOT

Nguyên lý hoạt động và cấu tạo :

Điện áp nguồn được nối trực tiếp tới tải và chân C của transitor khi chưa cấpnguồn cho chân B hay khi công tắc mở dòng sẽ qua tải khi công tắc đóng sẽ chỉ códòng Ice do đó tải sẽ không được cấp điện

1.2.3 Cổng logic AND

Nguyên lý hoạt động: khi cấp dòng cho cả 2 chân A B thì cổng sẽ cho dòng

ra nhưng nếu 1 trong 2 chân A hoặc B ko được cấp dòng thì cổng sẽ không chodòng ra điều này có được bằng cách sử dụng 2 transitor chân C được mắc với dòng

và khi có điện vào cả 2 chân A và B sẽ có dòng Ice đi qua cả 2 transitor

.Ứng dụng : thiết kế hệ thống cảnh báo thắt dây an toàn

1.2.4 Cổng logic NOR:

Cổng NOR là cổng logic tạo ra ngõ ra cao (1) chỉ khi tất cả các ngõ vào của

nó là sai và ngược lại ngõ ra thấp (0) Do đó, cổng NOR là nghịch đảo của cổng OR

và mạch của nó được tạo ra bằng cách kết nối cổng OR với cổng NOT Cũng giốngnhư cổng OR, cổng NOR có thể có bất kỳ số lượng ngõ vào nào nhưng chỉ có mộtngõ ra

Nguyên lý hoạt động và cấu tạo :

Khi chưa cấp nguồn cho cả 2 chân A và B dòng điện áp chân Y sẽ ở mức cao

điện áp 2 đầu ngỏ ra sẽ đẳng thế khiến dòng sẽ ko thể chạy qua chân Y đến tải vềmass.

Ứng dụng: hệ thống cảnh báo khóa cửa xe ô tô

1.2.5 Cổng logic XOR :

Cổng XOR là cổng logic kỹ thuật số cung cấp đầu ra thực khi số lượng đầuvào thực là số lẻ Một cổng XOR thực hiện một logic toán học độc quyền hoặc từ;nghĩa là, kết quả đầu ra đúng nếu một và chỉ một trong số các đầu vào của cổng làđúng Nếu cả hai đầu vào đều sai hoặc cả hai đều đúng, kết quả đầu ra sai

Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của cổng XOR:

Cổng logic XOR sử dụng 4 transistor để điều khiển tín hiệu Khi cả 2 chân A

và B không được cấp nguồn chân B của các transistor nối tới tải sẽ không được cấpnguồn do đó không có dòng Ice qua các transistor và tải sẽ không thể hoạt động.Nhưng khi cấp nguồn cho chân A của Transistor Q1 chân Base của Q3 cũng sẽđồng thời được cấp nguồn và sẽ có dòng Ice qua Q3 tuy nhiên ở Q1 sẽ không códòng Ice do lúc này chân E của Q1 được nối với chân C của Q2 mà lúc này không

có dòng đến chân B của Q2 do đó tải được cấp dòng Trường hợp tượng tự cũngxảy ra khi ta cấp nguồn cho chân B của Q2 Khi cả 2 chân A và B được cấp ở Q1

và Q2 sẽ cho dòng Ice thông và gây ra hiện tượng đẳng áp đối với Q3 và Q4 do đótải sẽ không được cấp dòng

1.2.6 Photo diode :

Diode quang là diode có điện trợ thay đổDiode thu quang (Hay còn được gọi

là Điốt quang hoặc Photodiode) là loại diode sử dụng hiệu ứng quang điện đểchuyển đổi photonthành các hạt tải đa số

Sau đó ta đặt một nam châm điện vuông góc với tấm kim loại có cực S gầnvới tấm kim loại khi đó sẽ làm lệnh các electron khỏi vị trí ban đầu vì ta đã biết từhồi phổ thông là cùng dấu thì đẩy nhau khác dấu là hút nhau Nếu ta coi vị trí ban

đầu khi các electron chưa bị dịch chuyển là mức 0 ,khi đó các electron bị từ trườngcủa nam châm dịch chuyên khỏi vị trí mốc sẽ là âm còn phía trên mức 0 sẽ xuấthiện các điện tích dương và nếu ta đo đồng hồ vào 2 điểm này sẽ xuất hiện 1 điện áp.

Như vậy ta có thể phát biểu hiệu ứng Hall là một hiệu ứng vật lý được thựchiện khi ta áp dụng một từ trường vuông góc lên một 1 bảng làm bằng kim loại haychất dẫn điện nói chung (thanh Hall) đang có dòng điện chảy qua lúc đó ta nhậnđược một hiệu điện thế U (hiệu điện thế Hall) sinh ra tại 2 mặt đối diện của thanhHall

hdt 0.4m

V 1.95V 4.56V 0.63V 2.7mV 0.8mV 0.9mV 0.5mV 0.6mVα(độ

) 0 45 90 135 180 225 270 315 360

1.2.8 Công tắc từ reed switch:

Là công tắc được điều khiển bởi từ trường để đóng hoặc mở tiếp điểm

Ứng dụng: hệ thống chống trộm

1.2.9 Cổng logic NAND

Là cổng logic tạo ra đầu ra chỉ sai nếu tất cả các đầu vào của nó là đúng; do

đó đầu ra của nó là phần bù cho cổng AND Kết quả đầu ra THẤP (0) chỉ cho kếtquả nếu tất cả các đầu vào vào cổng là CAO (1); nếu bất kỳ đầu vào nào là THẤP(0), kết quả đầu ra là CAO (1)

Nguyên lý hoạt động và cấu trúc cổng NAND

Cấu trúc của cổng được tạo nên bằng cách kết hợp cổng AND và cổng NOT.Khi chỉ một hoặc không chân X và Y nào được thì 2 transistor ở trạng thái ngưngdẫn dòng dòng điện từ nguồn được cấp trực tiếp đến tải Khi có dòng cấp vào cho cả

2 chân X và Y cả 2 transistor sẽ dẫn, xuất hiện dòng Ice chạy qua 2 transistor, dòngnhưng dẫn qua tải

1.2.10 THERMISTOR

Điện trở nhiệt hay nhiệt điện trở hay thermistor là loại điện trở có trở khángcủa nó thay đổi một cách rõ rệt dưới tác dụng nhiệt, hơn hẳn so với các loại điện trởthông thường Từ thermistor được kết hợp bởi từ thermal (nhiệt) và resistor (điệntrở)

Điện trở nhiệt được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện tử: làm cảmbiến nhiệt, hạn chế các dòng xung kích Nhiệt điện trở khác với nhiệt điện kế

MÁY KHỞI ĐỘNG 2.1 Cấu tạo

2.1.1 Công tắc từ

Chức năng:

-Kéo và đẩy bánh răng bendix ra khi đề

-Đóng vai trò như công tắc đóng mở dòng điện cho động cơ điện

Đặc điểm:

-Cuộn hút có kích thước lớn hơn cuộn giữ nên lực từ lớn hơn cuộn giữ

-Cuộn hút và cuộn giữ có chiều và số vòng quay như nhau

2.1.2 Phần ứng và ổ bi

-Bạc đạn được sử dụng để máy khởi động ở tốc độ cao

-Chống nhiệt tốt hơn so với các loại động cơ điện khác

-Kết cấu gọn gàng, chịu nhiệt tốt để khởi động nhiều lần

2.1.3 Phần cảm

2

3

4

Chức năng:

-Tạo ra từ trường cần thiết cho động cơ điện

-Chỗ bố trí đường dây kích từ và lõi của nó, cũng là nơi các đường sức từ đi qua

Đặc điểm:

-Vỏ và lõi cực chế tạo bằng sắt dễ dàng dẫn từ

-Có 3 kiểu đấu cuộn dây: nối tiếp, song song và hỗn hợp

-Cách điện bằng nhựa chịu nhiệt cao

2.1.4 Chổi than và giá đỡ chôi than

Chức năng:

-Cho phép dòng điện chạy qua phần ứng một chiều

-Giữ ổn định lực ép chổi than

Đặc điểm:

-Chổi than chế tạo bằng hợp kim đồng và cacbon cho phép dẫn điện tốt và chống ănmòn

-Lực của lò xò chổi than ép chổi ngăn rotor quay quá nhanh

-Làm rotor dừng ngay khi ngắt đề

2.1.5 Hộp số giảm tốc

Chức năng:

-Truyền moment của motor

-Giảm tốc độ tăng moment của motor

Đặc điểm:

-Có ly hợp một chiều lắp bên trong

2.1.6 Ly hợp một chiều

Chức năng:

-Truyền moment quay của động cơ điện đến động cơ qua bánh răng bendix

-Ngăn chặn sự truyền ngược lại khi động cơ đã nổ

-Truyền moment của máy khởi động cho động cơ

-Đưa bánh răng bendix ăn khớp với vòng răng bánh đà

-Giúp bánh răng bendix vào khớp và ra khớp

2.2 Nguyên lý hoạt động

Giai đoạn hút:

Khi bật công tắc điện lên vị trí START, dòng điện của acquy đi vào cuôn giữ

và cuộn hút Sau đó dòng điện đi từ cuộn hút tới phần ứng qua cuộn cảm rồi vềmass Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và cuộn hút sẽ làm cho từ hóa cáclõi cực do đó piston của công tắc từ bị hút vào lõi cực của nam châm điện Nhờ sựhút này mà bánh răng bendix bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thờiđĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên

Giai đoạn giữ:

Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn hút

vì hai đầu cuộn hút bị đẳng áp, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từacquy Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được

của cuộn giữ vì không có dòng điện chạy qua cuộn hút Lúc máy đã khởi độngquay với tốc độ cao thì ly hợp một chiều ngăn không cho truyền moment ngượclại máy khởi động.

Giai đoạn nhả:

Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, tại thời điểm này,tiếp điểm chính vẫn còn đóng, dòng điện đi từ phía công tắc chính tới cuộn hút rồiqua cuộn giữ Đặc điểm cấu tạo của cuộn hút và cuộn giữ là có cùng số vòng dâyquấn và quấn cùng chiều Ở thời điểm này, dòng điện qua cuộn hút bị đảo chiều, lựcđiện tử được tạo ra bởi cuộn hút và cuộn giữ triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ đượcpiston Do đó piston bị đẩy trở lại nhờ lò xo hồi về và công tắc chính bị ngắt làmcho máy khởi động dừng lại

2.3 Vẽ sơ đồ và đấu nối theo mạch được thiết kế

2.3.1 Sơ đồ khởi động bằng khóa thường

2.3.2 Sơ đồ khởi động bằng SmartKey

KẾT LUẬN

Qua bài báo cáo, nhóm em đã nắm rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy khởiđộng qua các đời khác nhau từ việc sài khóa thường đến SmartKey cũng như đã vậndụng lý thuyết và lắp được mạch khởi động thực tế trên mô hình Bài sa bàn nhóm

em cũng giải thích được các hiện tượng điện từ và các chức năng của các mô hìnhđiện tử