Nghiên cứu chế tạo băng thử máy phát trên ô tô có giao tiếp máy tính

M t trong s đó có băng thử máy phát, nh ng những thiết bị này có giá thành rất cao nên với kinh phí c a các tr ng học, garage rất khó tiếp cận đ c những trang... 1.2 Các k t qu nghiên c

vi

M C L C

Quyết định ɸiao đề tài

Xác nhận c a cán b h ớnɸ dẫn

Lý lịch khoa học i

L i cam đoan ii

L i cảm t iii

Tóm tắt iv

Abstract v

M c l c vi

Danh sách các chữ viết tắt ix

Danh sách các hình x

Danh sách các bảng xiii

Ch ngă1 T NGăQUAN 1

1.1ăĐặtăvấnăđ 1

1.2 Cácăk tăqu ănghiênăc u 2

1.2.1 Kết quả nɸhiên c u tronɸ n ớc 2

1.2.2 Các sản phẩm bănɸ thử máy phát c a các hưnɸ trên thế ɸiới 3

1.3ăM cătiêuăvƠăđ iăt ngănghiênăc u 5

1.3.1 M c tiêu nɸhiên c u 5

1.3.2 Đ i t nɸ nɸhiên c u 5

1.4 Nh i măv ăvƠăph măviănghiênăc u 5

1.4.1 Nhiệm v nɸhiên c u 5

1.4.2 Ph m vi nɸhiên c u 6

1.5ăĐi măm iăc aăđ ătƠi 6

1.6ăPh ng phápănghiênăc u 6

vii

Ch ngă2 C ăS ăLụăTHUY T 7

2.1ăT ngăquanăv ăh ăth ngăcungăcấpăđi nătrênăôătô 7

2.1.1 Hệ th nɸ cunɸ cấp điện trên ô tô 7

2.1.2 Hệ th nɸ cunɸ cấp điện ph tải trên ô tô 8

2.2ăC ăs ălýăthuy tăv ămáyăphátăđi năxoayăchi uătrênăôătô 10

2.2.1 Nɸuyên lý máy phát điện 10

2.2.2 Máy phát điện xoay chiều kích thích bằnɸ nam châm vĩnh cửu 12

2.2.3 Máy phát điện xoay chiều kích thích bằnɸ điện từ có vònɸ tiếp điện 13

2.2.4 Máy phát điện xoay chiều kích thích bằnɸ điện từ khônɸ có vònɸ tiếp điện 17

2.2.5 Máy phát xoay chiều hai nấc điện áp 14/28V 19

2.3ăTi tăch ăs ăd ngăv iămáyăphátăxoayăchi uăkíchăt ăbằngăđi n 20

2.3.1 B tiết chế điều chỉnh ho t đ nɸ liên t c: 20

2.3.2 B tiết chế điều chỉnh ho t đ nɸ ɸián đo n 21

2.4ăTi tăch ăviăm ch 22

2.4.1 Tiết chế vi m ch lo i D 22

2.4.2 Tiết chế vi m ch lo i M 23

2.4.3 Điều khiển đầu ra c a b tiết chế vi m ch 24

2.5ăTínhătoánăch ăđ ăt iăvƠăch nămáyăphátăđi nătrênăôătô 31

2.6 Ph ần m n LabVIEW 33

2.6.1 LabVIEW 33

2.6.2 nɸ d nɸ LabVIEW tronɸ thực tế 34

2.6.3 Lập trình với LabVIEW 35

Ch ngă 3 THI Tă K ă CH ă T Oă C ă KHệ VĨă L Pă TRỊNHă ĐI Uă KHI Nă H TH NG 36

3.1ăThi tăk ăphầnăc ng 36

3.1.1 Mô tả hệ th nɸ 36

3.1.2 Sơ đồ kh i hệ th nɸ 36

3.1.3 Thiết kế bản vẽ cơ khí 38

viii

3.1.4 Thiết kế phần điện 39

3.2ăL pătrìnhăđi uăkhi n 53

3.2.1 Giao diện điều khiển LabVIEW 53

3.2.2 Sơ đồ thuật toán 54

3.3 Hoàn t hi nămôăhìnhăth căt 56

Ch ngă4 THệăNGHI MăVĨăĐỄNHăGIỄăK TăQU 59

4.1ăMáyăphátăth căt ăđ căthíănghi m 59

4.2ăQuiătrìnhăthíănghi m 60

4.3 K t qu thí nghi măvƠăđánhăgiá 70

Ch ngă5 K TăLU NăVĨăH NGăPHỄTăTRI N 71

5.1ăK tălu n 71

5.2ăH năch 71

5.3ăH ngăphátătri n 72

TĨIăLI UăTHAMăKH O 73

PH ăL C 74

AC : Alternating current – Dònɸ điện xoay chiều

DC : Direct current – Donɸ điện m t chiều

RS-232 : Recommended Standard-232 – Chuẩn ɸiao tiếp n i tiếp ɸiữa thiết bị

nɸo i vi với máy tính

DAQ : Data Acquisition

x

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1 : Thiết bị thử máy phát TDQ-2B hưnɸ Trunɸ Qu c 3

Hình 1.2 : Thiết bị thử máy phát c a Đ c 4

Hình 1.3: Thiết bị thử máy phát model FQZ-2A c a Trunɸ Qu c 4

Hình 2.1 : Sơ đồ cung cấp điện tổng quát trên ô tô 7

Hình 2.2: Sơ đồ ph tải điện trên ô tô 8

Hình 2.3: Nɸuyên lý phát điện (Nɸuồn: theo www.hcmute.edu.vn) 10

Hình 2.4: Nɸuyên lý phát điện tronɸ thực tế 10

Hình 2.5: M i quan hệ ɸiữa máy phát điện và đ nɸ cơ điện 11

Hình 2.6: Các lo i máy phát kích từ bằnɸ nam châm vĩnh cữu 12

Hình 2.7: Cấu t o máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ 13

Hình 2.8: Các kiểu đấu dây và cấu trúc c a statot, rotor c a máy phát điện 13

Hình 2.9: Sơ đồ kết n i máy phát trên ô tô 14

Hình 2.10: Đặc tính c a máy phát điện xoay chiều kích bằnɸ nam châm vĩnh cửu 14 Hình 2.11: Đặc tuyến khônɸ tải nɸ với s vònɸ quay khác nhau (a); 15

Đặc tuyến nɸoài nɸ với s vònɸ quay khác nhau (b) 15

Hình 2.12: Đặc tuyến tải theo s vònɸ quay 16

Hình 2.13: Sơ đồ máy phát xoay chiều khônɸ chổi than và sự thay đổi từ thônɸ 17

Hình 2.14: Các lo i máy điện xoay chiều kích thích bằnɸ điện từ khônɸ có vònɸ tiếp điện 18

Hình 2.15: Các kiểu máy phát hai nấc điện áp 19

Hình 2.16: Đặc tính điều chỉnh c a máy phát 21

Hình 2.17: Sơ đồ m ch điện và các chân trên b tế tiết chế vi m ch lo i D 22

Hình 2.18: Sơ đồ m ch điện và các chân trên b tế tiết chế vi m ch lo i M 23

Hình 2.19: M ch điện khi khoá điện tr nɸ thái ON 24

Hình 2.20: M ch điện khi máy phát đanɸ phát điện 25

Hình 2.21: M ch điện khi điện áp máy phát cao hơn điện áp hiệu chỉnh 26

xi

Hình 2.22: M ch điện khi Rotor bị đ t 27

Hình 2.23: M ch điện khi Rotor bị nɸắn m ch 28

Hình 2.24: M ch điện khi cực S bị nɸắt 29

Hình 2.25: M ch điện khi cực B bị nɸắt 30

Hình 2.26: M ch điện khi chân F n i mát 31

Hình 2.27: Các lĩnh vực nɸ d nɸ c a LabVIEW 34

Hình 2.28: Mư nɸuồn viết bằnɸ LabVIEW 35

Hình 3.1: Sơ đồ kh i hệ th nɸ điều khiển mô hình bănɸ thử máy phát 37

Hình 3.2: Bản vẽ thiết kế 3D bănɸ thử máy phát 38

Hình 3.3: B trí thiết bị trên bănɸ thử 39

Hình 3.4: Card NI 6009 39

Hình 3.5: Sơ đồ kh i bên tronɸ card NI6009 41

Hình 3.6: Th tự các chân và ch c nănɸ trên NI6009 41

Hình 3.7: Các thành phần kết n i với NI6009 42

Hình 3.8: Hình dánɸ biến tần ACS350 43

Hình 3.9: Sơ đồ phần c nɸ kết n i biến tần dònɸ ACS350 44

Hình 3.10: Sơ đồ kết n i m ch đ nɸ lực 45

Hình 3.11: Hình d nɸ và sơ đồ kh i c a cảm biến dònɸ ACS7656-050B-PFF-T 45

Hình 3.12: Sơ đồ kết n i m ch c a cảm biến dònɸ ACS756 46

Hình 3.13: Bónɸ đèn dùnɸ làm tải 47

Hình 3.14: M ch điện đấu n i b tải 15 cấp 48

Hình 3.15: Mô hình thực b t o tải 15 cấp 48

Hình 3.16: L u đồ thuật toán b điều khiển tải 49

Hình 3.17: Board m ch Atmeɸa8 51

Hình 3.18: Nɸuyên lý m ch vi điều khiển 51

Hình 3.19: M ch điện kết n i máy phát 52

Hình 3.20: M ch điều khiển tải nɸõ ra 52

Hình 3.21: Giao diện LabVIEW 53

Hình 3.22: Sơ đồ thuật toán điều khiển và đo l nɸ máy phát trên LabVIEW 54

xii

Hình 3.23: Sơ đồ thuật toán đo áp và dònɸ máy phát, đo dònɸ kích từ 55

Hình 3.24: Bên tronɸ t điện điều khiển 56

Hình 3.25: B phận ɸá máy phát 57

Hình 3.26: Mô hình bănɸ thử máy phát điện 58

Hình 4.1: Các lo i máy phát tronɸ thí nɸhiệm 59

Hình 4.2: Motor nɸừnɸ quay, ch a tải 62

Hình 4.3: Đèn báo s c sánɸ 62

Hình 4.4: T c đ máy phát 780 rpm, dònɸ kích từ 3A, điện áp 12.4V 63

Hình 4.5: T c đ máy phát 3655 rpm, dònɸ kích từ 0.5A 63

Hình 4.6: Đèn báo s c tắt, máy phát đanɸ làm việc 64

Hình 4.7: Điện áp ra 12.8V, dònɸ tải là 5.1A 64

Hình 4.8: Bónɸ đèn tải đ c bật sánɸ 65

Hình 4.9: Điện áp 12.4, dònɸ đo đ c 9.6A 65

Hình 4.10: Điện áp 12.2V, dònɸ tải 14.1A 66

Hình 4.11: Điện áp 12.1V, dònɸ tải là 18.5A 66

Hình 4.12: Điện áp 12.1V, dònɸ tải là 22.8A 67

Hình 4.13: Điện áp 12.5V, dònɸ tải là 27.1A 67

Hình 4.14: Điện áp 12.1V, dònɸ tải là 31.6A 68

Hình 4.15: Điện áp 12.1V, dònɸ tải là 35.9A 68

Hình 4.16: Điện áp 12.3V, dònɸ tải là 40.3A 69

Hình 4.17: Điện áp 12.1V, dònɸ tải là 43.0A 69

xiii

DANH SÁCH CÁC B NG

B ngă2.1: Các b ớc tính toán chế đ tải và chọn máy phát điện trên ô tô 32

B ngă3.1: Thônɸ s kỹ thuật Card NI 6009 40

B ngă3.2: Thônɸ s kỹ thuật biến tần ACS350-01E-04A7-2 c a ABB 43

B ngă3.3: Thônɸ s ho t đ nɸ c a ACS756SCA-050B-T 46

B ngă3.4: Bảnɸ sự thật 16 tr nɸ thái nɸõ ra điều khiển tải 50

B ngă4.1: Bảnɸ ɸiá trị điện áp và c nɸ đ dònɸ điện từnɸ cấp tải 70

Cùng với xu h ớng phát triển về khoa học kỹ thuật công nghệ thì nền công nghiệp ô tô cũng phát triển không ngừng Từ những năm 80 c a thế kỷ XX, công nghệ điện tử đã đ c ng d ng trên ô tô dần dần thay thế các cơ cấu điều khiển

bằng cơ khí Qua nhiều thập niên điện tử tr thành m t trong những nhân t quan

trọng không thể thiếu đ c trên ô tô Để đ t đ c những tính năng ấy, trên đ ng cơ

đ c trang bị rất nhiều cảm biến để thu thập những thông tin d ng điện áp và chuyển về b ECU B ECU sẽ xử lý hay “tính toán” những dữ liệu nhập vào để

thực hiện các quyết định và hoàn thành ch c năng đầu ra Nó không những giúp

đ ng cơ ô tô điều khiển chính xác hơn mà còn làm giảm ô nhiểm môi tr ng, tiết

kiệm nhiên liệu, tăng công suất đ ng cơ Song song với việc hiện đ i hoá chiếc ô tô ngày càng hoàn hảo hơn thì vấn đề bảo trì, chẩn đoán, sửa chữa ngày càng ph c t p

hơn Với những chiếc ô tô hiện đ i ngày nay l ng dữ liệu điều khiển xe ngày càng nhiều nên việc chẩn đoán sửa chữa theo ph ơng pháp th công tr nên hết s c khó khăn Vì vậy, việc nghiên c u chế t o ra các thiết bị, máy móc kiểm tra, chẩn đoán, giúp cho việc kiểm tra phát hiện các h h nɸ trên ôtô m t cách nhanh chóng, kịp th i và kinh tế là nhu cầu rất cần thiết

Trên thị tr ng n ớc ngoài có rất nhiều các thiết bị, máy móc kiểm tra chẩn đoán trên ô tô M t trong s đó có băng thử máy phát, nh ng những thiết bị này có giá thành

rất cao nên với kinh phí c a các tr ng học, garage rất khó tiếp cận đ c những trang

2

thiết bị này Từ đ ng lực này, tác giả đư tập trung vào nghiên c u chế t o băng thử máy phát điện trên ô tô có giao tiếp với máy tính với ng d ng c a phần mềm LabVIEW

Băng thử máy phát có giao tiếp máy tính đ c dùng để thực hiện các thí nghiệm nhằm đo các thônɸ s đặc tr nɸ c a máy phát qua đó vẽ đ c các đ nɸ đặc tuyến c a máy phát ph c v việc giảng d y, nghiên c u và học tập cho giáo viên và

học sinh Mặt khác, ch ơng trình giao tiếp còn cho phép ng i sử d ng thay đổi tải máy phát m t cách tuyến tính và tự đ ng v.v Ngoài ra, ch ơng trình giao tiếp cho phép ng i sử d ng t o ra các pan trên bănɸ thử, giúp thuận tiện hơn trong việc d y và học

1.2 Các k t qu nghiên c u

1.2.1 K tăqu ănghiênăc uătrongăn c

Hiện nay đ i với sản phẩm bănɸ thử máy phát điện, máy đề chỉ có m t vài cônɸ

ty chuyên sản xuất và cunɸ cấp thiết bị tr nɸ học ɸồm: Tân Phát, Gamma Các sản phẩm khá đa d nɸ ɸồm nhiều ch nɸ lo i nh nɸ hầu hết đều là thiết bị nhập nɸo i

Năm 2011, với sự h tr c a Trunɸ tâm thiết kế chế t o thiết bị mới TP.HCM (Neptech) tronɸ ch ơnɸ trình “H tr nânɸ cao nănɸ lực nɸhiên c u, thiết kế, chế

t o và chuyển ɸiao thiết bị mới”, ThS Lê Văn Điện (Tr nɸ cao đẳnɸ ɸiao thônɸ vận tải III) đư nɸhiên c u chế t o thành cônɸ bănɸ thử máy phát điện xoay chiều trên xe ô tô Bănɸ thử máy phát là thiết bị cho phép t o tải và t o quá tải cho máy phát, cũnɸ nh điều khiển t c đ dẫn đ nɸ máy phát tronɸ ph m vi monɸ mu n nhằm khảo sát đầy

đ tính nănɸ kỹ thuật c a máy phát điện

Bănɸ thử máy phát điện xoay chiều trên xe ô tô có thể ɸắn đ c b n lo i máy phát phổ biến hiện nay Việt Nam với các cônɸ suất khác nhau Bănɸ thử tải còn

có m t m ch điều khiển t ơnɸ tác và hiển thị thônɸ s trên màn hình máy tính

Bănɸ thử tải này khônɸ nh các thiết bị thử máy phát tr ớc đây chỉ đo đ c

m t thônɸ s m i th i điểm, mà có thể đo đ c cùnɸ lúc từ 4 - 6 thônɸ s và vẽ

đồ thị trực tiếp trên máy tính Thay vì sử d nɸ đ nɸ cơ điện ba pha kết h p với biến tần làm nɸuồn dẫn đ nɸ, bănɸ tải sử d nɸ đ nɸ cơ đ t tronɸ nên vẫn có thể sử d nɸ ɸiảnɸ d y cho sinh viên nɸay cả khi bị cúp điện

3

1.2.2 Cácăs năphẩmăbĕngăth ămáyăphát c aăcácăhƣng trênăth ăgi i

Ô tô ngày nay là ph ơnɸ tiện đ c sử d nɸ rất phổ biến, vấn đề kiểm tra bảo

d ỡnɸ các b phận trên ô tô là điều cần thiết Vì vậy, việc nɸhiên c u chế t o ra các thiết bị máy móc, các bănɸ thử kiểm tra…chi tiết trên xe ngày càng đ c các hãng sản xuất xe hơi c a các n ớc có nɸành cônɸ nɸhiệp ôtô phát triển nh Mỹ, Tây Âu, Nhật Bản, Trunɸ Qu c… quan tâm nɸhiên c u

Nhữnɸ năm ɸần đây đư xuất hiện rất nhiều các bănɸ thử máy phát, máy đề c a các hưnɸ nổi tiếnɸ trên thế ɸiới Thực tế trên thị tr nɸ, các lo i bănɸ thử rất phong phú về ch nɸ lo i, mẫu mư, chất l nɸ cũnɸ nh nhữnɸ tính nănɸ mà nó manɸ l i

Nh nɸ các lo i máy móc nɸo i nhập này có ɸiá thành rất cao, do đó rất khó để cho sinh viên c a các tr nɸ Đ i học, cao đẳnɸ, trunɸ cấp…c a Việt Nam tiếp cận

M t s sản phẩm c a các hưnɸ n ớc nɸoài sản xuất

Hình 1.1: Thiết bị thử máy phát TDQ - 2B hãng Trung Qu c

4

Với chi phí m c t ơnɸ đ i ta có các d nɸ thiết bị c a Trunɸ Qu c Lo i máy này cho phép đo đ c điện áp và c nɸ đ dònɸ điện c a máy phát

Hình 1.2: Thiết bị thử máy phát c a Đ c Với chi phí m c cao hơn ta có các bănɸ thử cho phép ta đo đ c nhiều thônɸ

s khác nhau Các thônɸ s đ c điều khiển và hiển thị trên màn hình LCD

Hình 1.3: Thiết bị thử máy phát model FQZ - 2A c a Trung Qu c

Với bănɸ thử 2 tronɸ 1 này cho phép đo các thônɸ s c a máy phát điện cũnɸ

nh máy đề Lo i máy này cho phép kết n i với máy tính để hiển thị và điều khiển

Vận d nɸ các kiến th c lý thuyết về hệ th nɸ cunɸ cấp điện trên ô tô, lý thuyết

về lập trình vi điều khiển, phần mềm labVIEW để thiết kế chế t o bănɸ thử máy phát điện AC trên ô tô ɸiúp cho quá trình d y và học đ c t t hơn, ɸiúp cho ɸiáo viên và sinh viên có thể trực tiếp thấy đ c các thônɸ s đo đ c qua dữ liệu hiển thị trên PC, đồnɸ th i từ PC có thể điều khiển các chế đ ho t đ nɸ c a hệ th nɸ

1.3.2 Đ iăt ng nghiênăc u

- Hệ th nɸ cunɸ cấp điện trên ô tô

- Các lo i máy phát điện AC trên ô tô

- Phần mềm lập trình LabVIEW

- Card ɸiao tiếp máy tính NI 6009

- Các cảm biến thu nhận tín hiệu

- Chế t o bănɸ thử, tiến hành thí nɸhiệm và đánh ɸiá kết quả

1.4 Nhi m v và ph m vi nghiên c u

1.4.1 Nhi măv ănghiênăc u

Tronɸ lĩnh vực d y học và nhất là tronɸ lĩnh vực đào t o nɸhề, mô hình d y học đónɸ vai trò quan trọnɸ Việc ɸiao tiếp ɸiữa máy tính và mô hình ɸiảnɸ d y ɸiúp ɸiáo viên ch đ nɸ tronɸ quá trình lên lớp và việc truyền th kiến th c cũnɸ nh rèn luyện kỹ nănɸ nɸhề cho các học viên đ c thuận tiện hơn Giao tiếp ɸiữa máy tính

và các thiết bị máy móc dùnɸ tronɸ sản xuất cônɸ nɸhiệp đư đ c nɸ d nɸ khá phổ biến nh nɸ dùnɸ tronɸ d y học thì còn h n chế Vì vậy, đề tài “nɸhiên c u và chế

t o bănɸ thử máy phát điện AC có ɸiao tiếp với máy tính thônɸ qua LabVIEW” đư

đ c chọn làm đề tài nɸhiên c u có thể áp d nɸ nhữnɸ thành tựu mà phần mềm này manɸ l i, ɸiúp cho các ɸiáo viên và các học viên có thêm m t ph ơnɸ tiện mới để học tập và nɸhiên c u

6

1.4.2 Ph măviănghiênăc u

Đề tài là m t thiết bị thử nɸhiệm và đo l nɸ các thônɸ s c a máy phát điện trên ô tô để ph c v tronɸ d y học nên ph m vi nɸhiên c u ch yếu tập trung vào các phần liên quan đến bănɸ thử ɸồm: nɸhiên c u thiết kế phần truyền đ nɸ máy phát và đồ ɸá máy phát, m ch ɸiao tiếp ɸiữa PC với bănɸ thử qua phần mềm LabVIEW, thiết kế ɸiao diện điều khiển và hiển thị thônɸ s đo

1.5 Đi m m i c aăđ tài

- Băng thử có thể kiểm tra đ c các lo i máy phát AC trên ô tô du lịch

- ng d ng phần mềm LabVIEW để lập trình và điều khiển hệ th ng

- Cho phép vẽ đ nɸ đặc tuyến tải theo s vòng quay c a máy phát

- Tự đ ng t o tải cho máy phát

- Bănɸ thử máy phát đ c chế t o vơi ɸia thanh rẻ , nh ɸọn sẽ ɸiúp cho việc

d y và học môn máy phát tr nên dễ dànɸ và sinh đ nɸ hơn

1.6 Ph ngăphápănghiênăc u

- Nɸhiên c u tài liệu

- Phân tốch ly thuyê t về cấu t o, nɸuyên lý ho t đ nɸ c a các b phận liên quan

- Th ̣c hiện bản vẽ cơ khí, chế t o bănɸ thử và thí nɸhiệm kiểm tra, đánh ɸiá

- Thônɸ kê kêt quả thí nghiê ̣m và đanh ɸia kêt quả

7

Ch ngă2

C ăS LÝ THUY T

2.1 T ng quan v h th ng cung c ấpăđi n trên ô tô

Để cunɸ cấp nănɸ l nɸ cho các ph tải trên ô tô, cần phải có b phận t o ra nɸuồn nănɸ l nɸ điện Nɸuồn nănɸ l nɸ này đ c t o ra từ máy phát điện trên ô tô Khi đ nɸ cơ ho t đ nɸ, máy phát cunɸ cấp điện cho các ph tải và n p điện cho Accu Để đảm bảo toàn b hệ th nɸ ho t đ nɸ m t cách hiệu quả, an toàn, nănɸ

l nɸ đầu ra c a máy phát và nănɸ l nɸ yêu cầu cho các tải điện phải thích h p với nhau

2.1.1 H ăth ngăcungăcấpăđi nătrênăôătô

Máy phát điện xoay chiều là nɸuồn nănɸ l nɸ chính trên ô tô Nó có nhiệm v cunɸ cấp điện cho các hệ th nɸ (HT) tiêu th điện và n p điện cho accu trên ô tô Nɸuồn điện phải đảm bảo m t hiệu điện áp ổn định mọi chế đ ph tải và thích

nɸ với mọi điều kiện môi tr nɸ làm việc

Hình 2.1 : Sơ đồ cung cấp điện tổng quát trên ô tô

HT điều khiển đ nɸ cơ (Đánh lửa và phun xănɸ)

HT chiếu sánɸ

HT

thông tin

HT ɸiải trí trong xe

HT điều hòa không khí

HT khóa cửa

và bảo vệ xe

HT điều khiển phanh

HT khóa đai an toàn

và điều khiển túi khí

HT ɸ t và xông kính

8

2.1.2 H ăth ngăcungăcấpăđi năph ăt iătrênăôătôă

Ph tải trên ô tô đ c chia làm 3 lo i cơ bản: tải th nɸ trực là nhữnɸ ph tải điện liên t c ho t đ nɸ khi xe đanɸ ch y, tải ɸián đo n tronɸ th i ɸian dài và tải ɸián đo n tronɸ th i ɸian nɸắn Trên hình 2.2 trình bày sơ đồ ph tải điện trên ô tô hiện đ i

Hình 2.2: Sơ đồ ph tải điện trên ô tô

Tải th nɸ trực Tải ho t đ nɸ ɸián

đo n tronɸ th i ɸian dài

Đèn báo rẽ 4x21W Đèn stop 2x21W Đèn trần 5W Motor điều khiển kính 4x30W

Qu t điều hòa nhiệt

đ 2x80W Xông kính 120W Motor phun rữa kính

30 – 60W

Đèn s ơnɸ

mù 2x35W Đèn lùi 2x21W

Motor ɸ t

n ớc

60 – 90W

Kh i đ nɸ điện 800 –3000W

Qu t làm mát đ nɸ cơ 2x100W Mồi thu c 100W

Tải ho t đ nɸ ɸián đo n tronɸ th i ɸian nɸắn

Hệ th nɸ xông máy

đ nɸ cơ diesel 100W Motor điều khiển anten 60W Còi

25 – 40W

9

Máy phát tronɸ hệ th nɸ cunɸ cấp điện trên ô tô cũnɸ cần th a mưn đồnɸ th i các chỉ tiêu kỹ thuật nh :

- Hiệu điện thế định m c (Uđm): Phải bảo đảm Uđm = 14V đ i với nhữnɸ xe sử

d nɸ hệ th nɸ điện 12V, Uđm = 28V đ i với nhữnɸ xe sử d nɸ hệ th nɸ điện 24V

- Cônɸ suất máy phát (Pmf): Phải đảm bảo cunɸ cấp điện cho tất cả các tải điện trên xe ho t đ nɸ Thônɸ th nɸ, cônɸ suất c a các máy phát trên ôtô hiện nay vào khoảnɸ Pmf = 700 – 1500W

- Dònɸ điện cực đ i (Imax): Là dònɸ điện lớn nhất mà máy phát có thể cunɸ cấp

Imax = 70 – 140A

- Dải t c đ ho t đ nɸ c a máy phát (nmax – nmin): Ph thu c vào t c đ c a

đ nɸ cơ đ t tronɸ

nmin = ni i (2.1) Tronɸ đó:

10

2.2 C ăs lý thuy t v máyăphátăđi n xoay chi u trên ô tô

2.2.1ăNguyênălýămáyăphátăđi n

Có nhiều ph ơnɸ pháp t o ra dònɸ điện, tronɸ nhữnɸ máy phát điện, nɸ i ta

sử d nɸ cu n dây và nam châm làm phát sinh ra dònɸ điện tronɸ cu n dây S c điện

đ nɸ sinh ra trên cu n dây cànɸ lớn khi s vònɸ dây quấn cànɸ nhiều, nam châm cànɸ m nh và t c đ di chuyển c a nam châm cànɸ nhanh

Hình 2.3: Nɸuyên lý phát điện (Nguồn: theo www.hcmute.edu.vn)

Khi nam châm đ c manɸ l i ɸần cu n dây, từ thônɸ xuyên qua cu n dây tănɸ lên Nɸ c l i, khi đ a cu n dây ra xa, đ nɸ s c từ xuyên qua cu ndây ɸiảm xu nɸ Tronɸ thực tế nɸ d nɸ, máy phát điện có nɸuyên lý đ c thể hiện nh hình 2.4

Hình 2.4: Nɸuyên lý phát điện trong thực tế Nam châm điện

Bónɸ đèn

Cu n dây

Nɸuồn điện

Lõi thép

Cu n dây Nam châm

Các đ nɸ s c từ

Nam châm tiến l i ɸần cu n dây Nam châm tiến ra xa cu n dây

Các đ nɸ s c từ Bónɸ đèn

11

Máy phát điện tronɸ thực tế và nɸ d nɸ thì nam chân vĩnh cửu đ c thay thế bằnɸ nam châm điện nên từ thônɸ có thể thay đổi đ c Có thêm kh i lõi thép sẽ làm tănɸ từ thônɸ qua cu n dây Từ thônɸ tronɸ máy phát điện thực tế sinh ra d ới

d nɸ từ thônɸ móc vòng nên từ thônɸ đ c thay đổi liên t c

Làm thí nɸhiệm khi n i bónɸ đèn nh vào m t đ nɸ cơ điện và xoay đ nɸ cơ điện bằnɸ tay, bónɸ đèn sánɸ nhẹ, điều này ch nɸ t đ nɸ cơ điện có cấu t o ɸi nɸ

nh máy phát điện m t chiều Cơ nănɸ và điện nănɸ có thể đ c t o ra từ cùnɸ m t nam châm và khung dây M i quan hệ ɸiữa máy phát điện m t chiều và đ nɸ cơ điện đ c thể hiện nh hình 2.5

Hình 2.5: M i quan hệ giữa máy phát điện và đ nɸ cơ điện

Khi ch y m t chiếc xe đ p có ɸắn máy phát điện vào ban đêm, ta cảm thấy bàn

đ p cần lực đ p lớn hơn Điều đó xảy ra vì máy phát điện có ch c nănɸ ɸi nɸ nh

m t đ nɸ cơ điện, t o ra m t lực theo chiều nɸ c l i nɸoài ch c nănɸ phát điện

c a nó nên cần lực đ p trên bàn đ p lớn hơn

Khi đ nɸ cơ điện quay, nó có ch c nănɸ nh máy phát điện, t o ra dònɸ điện nɸ c làm ɸiảm dònɸ điện từ accu

Khi máy phát điện ho t đ nɸ và n i với tải điện, nó ɸi nɸ nh đ nɸ cơ điện nên phát sinh lực theo chiều nɸ c l i làm cản tr sự quay

Cơ nănɸ Điện nănɸ Điện nănɸ Cơ nănɸ

12

2.2.2 Máyăphátăđi năxoayăchi uăkíchăthíchăbằngănamăchơmăvƿnhăc u

Phần lớn máy phát điện xoay chiều kích thích bằnɸ nam châm vĩnh cữu đanɸ

đ c sử d nɸ điều có rotor là nam châm quay nh hình 2.6

Hình 2.6: Các lo i máy phát kích từ bằnɸ nam châm vĩnh cữu

M ch từ c a máy phát này khác nhau ch yếu kết cấu c a rotor và có thể chia làm b n lo i chính: rotor nam châm tròn, rotor nam châm hình sao với má cực hoặc khônɸ có má cực, rotor hình mónɸ và rotor nam châm xếp

u điểm c a lo i máy phát này chế t o đơn ɸiản, còn nh c điểm là hiệu suất

từ rất thấp và khó điều chỉnh điện áp và cônɸ suất c a máy phát khi t c đ thay đổi nên chỉ tồn t i trên các đ nɸ cơ cônɸ suất nh và xe ɸằn máy Việc chế t o các máy phát điện có các má cực stator khá đơn ɸiản Stator có thể có 6 hoặc 12 cực và rotor th nɸ là nam châm có 6 cực Với kết cấu m ch từ nh vậy thì ɸóc lệch pha

sẽ là 90o và máy phát điện có khả nănɸ làm việc nh máy phát điện hai pha Rotor nam châm hình sao đ c nɸ d nɸ ch yếu tronɸ các máy phát điện c a máy kéo cônɸ suất nh Nɸoài ra có thể ɸặp nhữnɸ máy phát điện mà rotor c a chúnɸ có phần má cực bằnɸ thép đầu các cánh nam châm Tronɸ nhữnɸ máy phát nh vậy, tác d nɸ khử từ do phản từ phần nɸ ɸây nên cũnɸ ít hơn lo i khônɸ có má cực Việc phát hiện ra nhữnɸ vật liệu nam châm mới có lực từ lớn cho phép tănɸ cônɸ suất c a các máy phát điện kích thích bằnɸ nam châm vĩnh cữu Tronɸ m t s

tr nɸ h p chúnɸ có thế thay thế các máy phát điện xoay chiều kích thích bằnɸ điện

từ Với nhữnɸ vật liệu này nɸ i ta có thể chế t o nhữnɸ rotor hình mónɸ

Nam châm vĩnh cửu

Cực từ thép

Cu n dây stator

13

2.2.3 Máyăphátăđi năxoayăchi uăkíchăthíchăbằngăđi năt ăcóăvòngăti păđi n

Lo i này có kích th ớc nh ɸọn, cônɸ suất lớn, là lo i máy phát điện đ c tranɸ

bị trên hầu hết các ô tô hiện đ i Máy phát điện lo i này ɸồm có 3 phần chính là stator, rotor và b chỉnh l u

Hình 2.7: Cấu t o máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ

Stator ɸồm kh i thép từ đ c lắp ɸhép bằnɸ các lá thép ɸhép l i với nhau, phía tronɸ có xẻ rưnh đều để xếp các cu n dây phần nɸ Cu n dây stator có ba pha mắc theo kiểu hình sao hoặc theo kiểu hình tam ɸiác Rotot ɸồm tr c quay và phía cu i

có láp vònɸ tiếp điện, ɸiữa có lắp có lắp hai chùm cực hình mónɸ Giữa hai chùm cực là cu n dây kích thích đ c quấn trên nɸ thép dẫn từ

Hình 2.8: Các ki ểu đấu dây và cấu trúc c a statot, rotor c a máy phát điện

Đấu dây

hình sao

Đấu dây hình tam giác

Cu n dây

ba pha

Kh i thép từ

Các vòng tiếp điện

14

2.2.3.1 S ăđ ăk tăn iămáyăphátătrênăh ăth ngăđi năôătô

Trên hình 2.9 trình bày sơ đồ các thônɸ s tác đ nɸ lên máy phát và hệ th nɸ cunɸ cấp điện trên ô tô Điện áp ra c a máy phát chịu ảnh h nɸ tổnɸ h p đồnɸ th i

c a các thônɸ s nɸõ vào ɸồm: t c đ quay, dònɸ điện kích từ, dònɸ điện tải

Hình 2.9 : Sơ đồ kết n i máy phát trên ô tô

2.2.3 2ăĐ ngăđặcătínhăc aămáyăphátăxoayăchi u

Trên hình là đ nɸ đặc tính c a máy phát xoay chiều kích từ bằnɸ nam châm vĩnh cửu Qua phân tích đặc tính ta thấy rằnɸ máy phát điện xoay chiều lo i này có thể sử d nɸ bình th nɸ s vònɸ quay ɸiới h n và với m t trị s định m c c a

ph tải Tronɸ thực tế sử d nɸ cần phải tự đ nɸ thay đổi ph tải mới đảm bảo điện

áp máy phát khônɸ đổi

Hình 2.10: Đặc tính c a máy phát điện xoay chiều kích bằnɸ nam châm vĩnh cửu

15

2.2.3.3ăĐ ngăđặcătuy năkhôngăt iăc aămáyăphátăxoayăchi u:

Đ nɸ đặc tuyến khônɸ tải c a máy phát xoay chiều là nhữnɸ đ nɸ conɸ đặc

tr nɸ cho m i quan hệ ɸiữa điện áp c a máy phát và dònɸ điện kích thích:

Umf = f(Ik) khi s vònɸ quay khônɸ đổi nmf= const và dònɸ điện tải Imf = 0

Hình 2.11: Đặc tuyến không tải ng với s vòng quay khác nhau (a);

Đặc tuyến ngoài ng với s vòng quay khác nhau (b)

Đặc tuyến khônɸ tải đ c xác định từ ph ơnɸ trình ph thu c vào s c điện

đ nɸ máy phát vào s vònɸ quay Vì dònɸ điện kích và từ thônɸ t ơnɸ nɸ ph thu c vào s vònɸ quay c a máy phát điện, nên s c điện đ nɸ khônɸ tỉ lệ thuận với với s vònɸ quay c a máy phát điện Do đó, đặc tính khônɸ tải c a máy phát điện

ɸồm nhữnɸ đ nɸ conɸ t ơnɸ nɸ với s vònɸ quay (xem Hình 2.11)

Theo đặc tính, ta xác định đ c hệ s đặc tr nɸ s vònɸ quay máy phát

Kn = nmax/nmin = 8 – 10

S c điện đ nɸ pha đ c xác định b i:

E = 4k.ω .n .p/60 (2.2) Tronɸ đó:

k : Hệ s ph thu c vào kết cấu máy phát (k = 1,1 đ i với máy phát xoay chiều)

ω : S vònɸ dây quấn trên m t cu n dây pha

: Từ thônɸ đi qua khe h ɸiữa rotor và stator

16

2.2.2.4ăĐ ngăđặcătuy năt iătheoăs ăvòngăquay:ă

Đ nɸ đặc tuyến tải theo s vònɸ quay là nhữnɸ đ nɸ conɸ đặc tr nɸ cho quan hệ ɸiữa dònɸ điện tải và s vònɸ quay If = f(n); Uf = Uđm; Ik = const

Hình 2.12: Đặc tuyến tải theo s vòng quay

t c đ cao dònɸ điện phát ra tănɸ chậm và ɸiá trị cực đ i c a nó khônɸ v t quá ɸiá trị cực đ i đư định , t c là máy phát có tính chất tự h n chế dònɸ

Imɷđm = 2/3Imax

C nɸ đ dònɸ điện c a máy phát đ c xác định b i cônɸ th c:

Imf= Emf (R+RL)2+(2πp.n.L60 )2

(R+RL)2+(2πp.n.L60 )2Với Ce = 4KK1 p/60, K1 = 2.34

17

2.2.4 Máyăphátăđi năxoayăchi uăkíchăthíchăbằngăđi năt ăkhôngăcóăvòngăti păđi n

Vònɸ tiếp điện và chổi than làm h n chế tuổi thọ c a máy phát Nếu b đi vònɸ tiếp điện và chổi than thì tuổi thọ c a máy phát sẽ tanɸ lên và chỉ ph thu c vào sự mài mòn c a các ổ đỡ và sự lưo hóa c a lớp v cách điện Các lo i máy phát này rất cần thiết cho ô tô và máy kéo làm việc vùnɸ đầm lầy hoặc nhiều b i bẩn

Hình 2.13: Sơ đồ máy phát xoay chiều không chổi than và sự thay đổi từ thông Khi rotor quay, vị trí các rănɸ c a nó so với các rănɸ c a stator sẽ thay đổi và từ thônɸ qua mõi m t rănɸ c a stator sẽ ɸiảm xu nɸ m t cách tuần hoàn từ cực đ i đến cực tiểu Sự thay đổi từ thônɸ tronɸ các rănɸ c a stator làm suất hiện s c điện đ nɸ tronɸ cu n nɸ Rõ rànɸ là hàm = ɷ(l) đ i x nɸ với tr c Oy Vì vậy, khi viết d ới

Z2n

Nh vậy, Khi rotor quay tronɸ các vònɸ cu n dây stator sẽ cảm nɸ m t s c điện

đ nɸ xoay chiều có tần s biến đổi tỉ lệ với vận t c rotor Máy phát khônɸ tiếp điểm hay còn ɸọi là máy phát điện cảm nɸ là máy phát mà từ thônɸ chính điểm bất kỳ stator chỉ thay đổi về ɸiá trị mà khônɸ thay đổi về dấu

min

0 1

l

Cu n kích

18

Kết cấu máy phát kích thích m t phía

Kết cấu máy phát kích thích hai phía

Kết cấu máy phát xoay chiều không chuổi than

1 - Cu n kích; 2 - nɸ lót; 3 - Tr c; 4 - Rotor; 5 - Lõi thép stator; 6 - Nắp bằnɸ thép từ;

7 - Cu n pha; 8 - Nắp nhôm; A,B,C - Đầu các pha; a,b,c - Cu i các pha

Hình 2.14: Các lo i máy điện xoay chiều kích thích bằnɸ điện từ không có vòng tiếp điện

19

2.2.5ăMáyăphátăxoayăchi uăhaiănấcăđi năápă14/28V

Đ i với các lo i xe có cônɸ suất lớn, nɸ i ta sử d nɸ nɸuồn điện U = 24V để cunɸ cấp cho máy kh i đ nɸ và các ph tải Để nânɸ cao m c điện áp cunɸ cấp cho

hệ th nɸ kh i đ nɸ và các ph tải điện, hiện nay trên các xe th nɸ dùnɸ accu và relay đổi đấu điện áp, bằnɸ cách đấu n i tiếp hai accu l i với nhau để đ c điện áp 24V tronɸ lúc sử d nɸ tải có cônɸ suất lơn và đấu sonɸ sonɸ hai accu để có điện áp 12V khi dùnɸ các ph tải có cônɸ suất bình th nɸ Khi sử d nɸ tải có cônɸ suất lớn hơn với điện áp 12V thì dònɸ qua tải rất lớn nên phải dùnɸ lo i dây dẫn có tiết diện lớn Thêm vào đó, nhiệt l nɸ sinh ra trên dây dẫn tỉ lệ với bình ph ơnɸ c nɸ

đ dònɸ điện Nếu ta nânɸ m c điện áp lên 24V thì dònɸ qua tải sẽ ɸiảm, vì thế có thể dùnɸ dây dẫn có tiết diện nh hơn và mất mát nănɸ l nɸ trên dây dẫn sẽ ɸiảm, ɸiúp tiết kiệm nhiên liệu

Để có đ c cùnɸ m t lúc hai nấc điện áp 28V và 14V thì máy phát phải thiết kế phải có hai nấc điện áp t ơnɸ nɸ Sơ đồ m ch điện máy phát lo i này đ c thiết kế theo các m ch nh hình 2.15

Hình 2.15: Các ki ểu máy phát hai nấc điện áp

Để biến đổi dònɸ điện xoay chiều c a máy phát thành dònɸ điện m t chiều, ta dùnɸ b chỉnh l u 6 diode, 8 diode hoặc 12 diode Tronɸ m t s máy phát, nɸ i ta còn sử d nɸ ba diode nh mắc từ các pha để cunɸ cấp cho cu n kích đồnɸ th i đónɸ nɸắt đèn báo n p

14V 14V

28V

14V 28V 28V

20

2.3 Ti t ch s d ng v i máy phát xoay chi u kích t b ằngăđi n

Khi điều chỉnh điện áp và c nɸ đ dònɸ điện c a máy phát tronɸ các hệ th nɸ cunɸ cấp điện thì đ i t nɸ điều chỉnh là máy phát và accu Ho t đ nɸ đồnɸ th i

c a máy phát cùnɸ accu xảy ra khi có sự thay đổi vận t c quay c a phần nɸ (rotor)

c a máy phát, c a tải và c a nhiệt đ tronɸ ph m vi r nɸ Để các b phận tiếp nhận điện nănɸ làm việc bình th nɸ thì điện thế c a l ới điện phải khônɸ đổi Vì vậy, cần phải có sự điều chỉnh điện thế

Tronɸ quá trình vận hành, máy phát có thể có nhữnɸ tr nɸ h p khi tải v t quá trị s định m c Điều này sẽ dẫn đến hiện t nɸ bị cháy, làm ɸiảm khả nănɸ chuyển đổi m ch hoặc quá nhiệt, dẫn đến tănɸ tải trên các chi tiết cơ khí c a hệ

th nɸ dẫn đ nɸ máy phát Vì vậy, cần có thiết bị đảm bảo sự h n chế dònɸ điện c a máy phát Tất cả các ch c nănɸ này hệ th nɸ cunɸ cấp điện cho ôtô, máy kéo

đ c thực hiện tự đ nɸ nh b điều chỉnh điện thế và dònɸ điện

Để điều chỉnh điện thế có hai ph ơnɸ pháp ɸồm: điều chỉnh liên t c và kiểu điều chỉnh ɸián đo n

2.3.1ăB ăti tăch ăđi uăch nhăho tăđ ngăliênăt c:

B điều chỉnh ho t đ nɸ liên t c có tín hiệu đầu vào và đầu ra c a tất cả các phần tử có d nɸ là m t hàm liên t c theo th i ɸian nhữnɸ b điều chỉnh này, dònɸ kích thích và điện tr thay đổi theo th i ɸian và ph thu c vào vận t c c a phần nɸ và tải máy phát Dònɸ điện kích thích m t hệ th nɸ nh vậy:

Ik = Umf / (Rk + Rbs) (2.3) Tronɸ đó:

Umf = Uđm = 13,8V

Rbslà điện tr bổ sunɸ c a biến tr tronɸ m ch kích thích Vì vậy để đảm

bảo điện thế khônɸ đổi c a máy phát thì điện tr ph Rbs cần tănɸ khi tănɸ vận t c phần nɸ và ɸiảm khi tănɸ tải trên máy phát

mf tñ mf

e mf

a

b a I R U

n C U

21

2.3.2ăB ti tăch ăđi uăch nhăho tăđ ngăgiánăđo n

B điều chỉnh ho t đ nɸ ɸián đo n thực hiện việc thay đổi tín hiệu theo m c đ hoặc thực hiện điều biến bề dài xunɸ Các phần tử ch yếu c a b điều chỉnh lo i này là các relay khác nhau Quá trình điều chỉnh điện áp xảy ra nh sau:

Khi điện áp máy phát Umf < Un thì sẽ xuất hiện quá trình tự kích thích các thônɸ s

và cấu trúc điều chỉnh sẽ thay đổi d nɸ b ớc nhảy Do vậy, dònɸ điện kích thích ɸiảm xu nɸ và, t i m ch kích thích, các thônɸ s và cấu trúc điều chỉnh sẽ tr l i ɸiá trị cũ Quá trình lặp l i có tính tuần hoàn Lúc này, điện thế trunɸ bình c a máy phát Umf và dòng kích thích Ik sẽ khônɸ thay đổi vận t c phần nɸ và tải c a máy phát đư cho Sự thay đổi vận t c quay c a phần nɸ hoặc c a tải sẽ ảnh h nɸ lên dònɸ điện kích thích trunɸ bình và điện thế trunɸ bình sẽ khônɸ đổi

Để điều chỉnh điện thế, dònɸ điện c a máy phát trên ôtô, về nɸuyên tắc, ta dùnɸ

b điều chỉnh ho t đ nɸ ɸián đo n

Hình 2.16 : Đặc tính điều chỉnh c a máy phát

Trên hình 2.16 là biểu đồ đặc tính điều chỉnh c a máy phát điện trên ô tô với kiểu máy phát kích từ bằnɸ nam châm điện ho t đ nɸ với b điều chỉnh điện thế

ho t đ nɸ theo nɸuyên lý ɸián đo n

Tùy thu c vào cấu t o, nɸuyên lý làm việc c a các tiết chế điện thế dựa vào thiết bị đónɸ nɸắt nɸ i ta chia thành các lo i nh : Tiết chế lo i runɸ, tiết chế bán dẫn, tiết chế vi m ch

22

2.4 Ti t ch vi m ch

Vai trò c a tiết chế dùnɸ để điều chỉnh dònɸ điện kích từ kiểm soát điện áp phát

ra, theo dõi tình tr nɸ phát điện và báo khi có h h nɸ Tiết chế vi m ch bao ɸồm:

vi m ch, phiến tản nhiệt, ɸiắc cắm Tiết chế và vi m ch có hai lo i tùy thu c vào cách nhận biết điện áp s c ɸồm: tiết chế vi m ch nhận biết điện áp s c đầu ra c a máy phát và điều chỉnh nó luôn m t khoảnɸ xác định (lo i D), tiết chế vi m ch nhận biết điện áp t i accu đồnɸ th i điều chỉnh dònɸ ra m t khoảnɸ xác định (lo i M)

2.4.1ăTi tăch ă viăm chălo iăD

Lo i tiết chế vi m ch này xác định điện áp bên tronɸ c a máy phát và điều chỉnh điện áp ra theo ɸiá trị qui định

Đèn báo s c

Công tắc máy

23

2.4.2ăTi tăch ăviăm chălo iăM

Điểm khác biệt c a tiết chế vi m ch lo i M là cách điều khiển đèn báo s c Nh điện áp lấy trên m t pha cấp vào đầu P c a tiết chế vi m ch sẽ điều khiển tr nɸ thái

ho t đ nɸ c a trasistor Tr2 và Tr3 theo tình tr nɸ máy phát (xem Hình 2.18)

Sơ đồ tiết chế lo i M

Hình 2.18: Sơ đồ m ch điện và các chân trên b tế tiết chế vi m ch lo i M

Tiết chế vi m ch này nhận biết accu nh cực S (cực nhận biết từ accu) và điều chỉnh điện áp ra theo ɸiá trị qui định

Chân B

Chân L

Chân IG Chân F

Chân P Chân E

Chân S

Tiết chế vi m ch Máy phát

Cu n rotor

Cu n stator

Công tắc máy

Đèn báo

s c Accu M.IC

24

2.4.3ăăĐi uăkhi năđầuăraăc a b ăti tăch ăviăm ch

2.4.3.1ăB ăti tăch ăviăm chăho tăđ ngăbìnhăth ng

chế đ này, khi khoá điện vị trí ON và đ nɸ cơ tắt máy B tiết chế vi m ch

sẽ ho t đ nɸ nh hình 2.19

Hình 2.19: M ch điện khi khoá điện tr ng thái ON

Khi bật khoá điện lên vị trí ON, điện áp ắc qui đ c đặt vào cực IG Kết quả là

m ch M.IC bị kích ho t và Transistor Tr1 đ c m ra làm cho dònɸ kích từ ch y tronɸ cu n dây rotor tr nɸ thái này dònɸ điện ch a đ c t o ra, do vậy b tiết chế làm ɸiảm sự phónɸ điện c a ắc qui đến m c có thể bằnɸ cách đónɸ nɸắt Transistor Tr1 nɸắt quưnɸ

Khi đó, điện áp cực P = 0 và m ch M.IC sẽ xác định tr nɸ thái này và truyền tín hiệu tới Transistor Tr2 để bật đèn báo n p

25

Khi máy phát đang phát điện với điện áp thấp hơn điện áp điều chỉnh Sự điều chỉnh điện áp đầu ra c a b tiết chế vi m ch lúc này đ c thể hiện tronɸ hình 2.20

Hình 2.20: M ch điện khi máy phát đang phát điện

Đ nɸ cơ kh i đ nɸ và t c đ máy phát tănɸ lên, m ch M.IC m Transistor Tr1 để cho dònɸ kích từ đi qua và do đó điện áp nɸay lập t c đ c t o ra th i điểm này nếu điện áp cực B lớn hơn điện áp ắc qui, thì dònɸ điện sẽ đi vào ắc qui để n p và cunɸ cấp cho các thiết bị điện Kết quả là điện áp cực P tăng lên Do đó m ch M.IC xác định tr nɸ thái phát điện đư đ c thực hiện và truyền tín hiệu đóng Transistor Tr2 để tắt đèn báo n p

26

Khi máy phát đang phát điện với điện áp cao hơn điện áp điều chỉnh Lúc này

b tiết chế sẽ điều khiển điện áp đầu ra đ c thể hiện trên hình 2.21

Hình 2.21: M ch điện khi điện áp máy phát cao hơn điện áp hiệu chỉnh

Nếu Transistor Tr1 tiếp t c m , điện áp cực B tăng lên Sau đó điện áp cực

S v t quá điện áp điều chỉnh, m ch M.IC xác định tình tr nɸ này và đóng Transistor Tr1 Kết quả là dònɸ kích từ qua cu n dây rotor ɸiảm, điện áp cực B (điện áp đ c t o ra) ɸiảm xu nɸ Sau đó nếu điện áp cực S ɸiảm xu nɸ tới ɸiá trị điều chỉnh thì m ch M.IC sẽ xác định tình tr nɸ này và m Transistor Tr1 Do đó dònɸ kích từ c a cu n dây rotor tăng lên và điện áp cực B cũnɸ tăng lên

B tiết chế vi m ch ɸiữ cho điện áp cực S (điện áp cực ắc qui) ổn định (điện áp điều chỉnh) bằnɸ cách lặp đi lặp l i các quá trình trên Diode D1 hấp th s c điện

đ nɸ nɸ c sinh ra trên cu n rotor do đónɸ m transistor Tr1

27

2.4.3.2ăB ăti tăch ăviăm chăho tăđ ngăkhôngăbìnhăth ng

Tronɸ quá trình ho t đ nɸ c a máy phát khônɸ tránh kh i nhữnɸ hiện t nɸ h

h nɸ Từ đó, máy phát cần phải có hệ th nɸ báo l i mà tiết chế vi m ch là b phận quan trọnɸ nhất có ch c nănɸ báo các l i ɸồm:

Tr nɸ h p khi cu n dây Rotor bị đ t, m ch tiết chế sẽ ho t đ nɸ nh hình 2.22

Hình 2.22: M ch điện khi Rotor bị đ t

Khi máy phát quay, nếu cu n dây Rotor bị đ t thì máy phát khônɸ phát ra điện

và điện áp cực P = 0

Khi đó m ch M.IC xác định đ c tình tr nɸ này này m Transistor Tr2 để bật

đèn báo n p cho biết hiện t nɸ khônɸ bình th nɸ này

28

Tr nɸ h p khi cu n dây Rotor bị chập (nɸắn m ch), m ch tiết chế sẽ ho t

đ nɸ nh hình 2.23

Hình 2.23: M ch điện khi Rotor bị ngắn m ch

Khi máy phát quay nếu cu n dây rotor bị chập điện áp cực B đ c đặt trực tiếp vào cực F và dònɸ điện tronɸ m ch sẽ rất lớn Khi m ch M.IC xác định đựơc tình tr nɸ này nó sẽ đóng Transistor Tr1 để bảo vệ và đồnɸ th i m Transistor Tr2

để bật đèn báo n p để cảnh báo vì tình tr nɸ khônɸ bình th nɸ này

30

Tr nɸ h p khi cực B bị nɸắt, m ch tiết chế sẽ ho t đ nɸ nh hình 2.25

Hình 2.25: M ch điện khi cực B bị ngắt

Khi máy phát quay, nếu cực B tình tr nɸ bị h m ch, thì ắc qui sẽ khônɸ đ c

n p và điện áp ắc qui (điện áp cựcS) sẽ ɸiảm dần

Khi điện áp cực S ɸiảm, b tiết chế vi m ch làm tănɸ dònɸ kích từ để tăng dòng điện t o ra Kết quả là điện áp cực B tăng lên

Tuy nhiên m ch M.IC điều chỉnh dònɸ kích từ sao cho điện áp cực B khônɸ v t quá 20 V để bảo vệ máy phát và b tiết chế vi m ch

Khi điện áp cực S thấp (11 tới 13 V) m ch M.IC sẽ điều chỉnh để bật đèn báo

n p và điều chỉnh dònɸ kích từ sao cho điện áp cực B ɸiảm đồnɸ th i bảo vệ máy phát và b tiết chế vi m ch

31

Tr nɸ h p khi có sự nɸắn m ch ɸiữa cực F và cực E, m ch tiết chế sẽ ho t

đ nɸ nh hình 2.26

Hình 2.26: M ch điện khi chân F n i mát

Khi máy phát quay, nếu có sự nɸắn m ch ɸiữa cực F và cực E thì điện áp cực

B sẽ đ c n i thônɸ với mát từ cực E qua cu n dây rotor mà khônɸ qua cực transistor Tr1

Kết quả là điện áp ra c a máy phát tr lên rất lớn vì dònɸ kích từ khônɸ đ c điều khiển b i transistor, điện áp cực S sẽ v t điện áp điều chỉnh M ch M.IC xác định đ c cực này và m transistor Tr2 để bật đèn báo n p để chỉ ra sự khônɸ bình th nɸ này

2.5 Tính toán ch đ t i và ch nămáyăphátăđi n trên ô tô

Máy phát điện trên ô tô ph thu c vào kiểu và cấu trúc máy phát lắp trên xe,

đ c xác định b i việc cunɸ cấp nănɸ l nɸ điện cho các tải điện và Accu

Để xác định đúnɸ lo i máy phát cần lắp trên ô tô với điều kiện đảm bảo cônɸ suất

cấp cho các ph tải, ta phải tính toán chọn máy phát phù h p theo các b ớc: (xem

B ảng 2.1)

32

B ng 2.1: Các b ớc tính toán chế đ tải và chọn máy phát điện trên ô tô

1

Tính toán cônɸ suất

tiêu th cần thiết cho

tất cả các tải điện

ho t đ nɸ liên t c

Tải điện ho t đ nɸ liên t c Cônɸ suất (W)

Hệ th nɸ phun nhiên liệu 100

Tính toán cônɸ suất

tiêu th cần thiết cho

Công suất

t ơnɸ

đ ơnɸ (W)

Qu t điều hòa ɸiàn nónɸ và