Thiết kế sa bàn hệ thống cung cấp điện trên xe TOYOTA COROLLA

Tài liệu tham khảo Thiết kế sa bàn hệ thống cung cấp điện trên xe TOYOTA COROLLA

Lời nói đầu

Để phục tốt cho chuyên môn của học sinh và sinh viên đồ án chuyên môn là

một phơng án hữu ích bởi đồ án không những giúp cho ngời trực tiếp nguyên cứu

hiểu sâu về chuyên ngành mà còn tạo ra những sản phẩm giúp cho việc học của

học sinh đợc thuận tiện hơn Chính vì những lý do đó chúng em đợc giao đề tài

“Thiết kế sa bàn hệ thống cung cấp điện trên xe TOYOTA COROLLA”

Để thiết kế đợc sa bàn của hệ thống cung cấp điện của xe Toyota Corola

sinh viên phải nguyên cứu tham khảo rất nhiều tài liệu khác để hiểu sâu hơn về hệ

thống cung cấp điện, từ đó thiết kế ra sa bàn gần với thực tế nhất tạo điều kiện cho

học sinh dễ trực quan và nhận thức vấn đề Sa bàn phải tích hợp toàn bộ những kiến

thức về hệ thống cung cấp điện và học sinh phải dễ hiểu nhất

Để đề tài thành công thì cần có các trang thiết bị, vật t đầy đủ và phải hoạt

động tốt Hệ thống cung cấp điện trên xe Toyota Corola là hệ thống cung cấp điện

tiêu biểu cho hệ thống cung cấp điện trên các xe hiện đại, khi đã nắm chắc đợc hệ

thống thì học sinh sẽ tiếp thu rất nhanh các hệ thống cung cấp điện khác

Qua tính cấp thiết của đề tài chúng em thấy đợc tầm quan trọng của nó,

chúng em rất mong đợc sự giúp của các thầy trong bộ môn để đề tài đợc hoàn

thành đúng kế hoạch đề ra, và phục vụ tốt cho công tác giảng dậy sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nam Định ngày 25 tháng 5 năm 2009

Chơng 1

Những vấn đề chung

1.1 lịch sử phát triển chung của ôtô

1.1.1 Giới thiệu chung về ôtô

a) Khái niệm chung về ôtô

Ô tô là một loại phơng tiện vận tải rất linh hoạt và tiện lợi Nó có thể hoạt

động ở những vùng địa hình khác nhau nh đồng bằng, đồi núi, thạm chí ở cả những

nơi không có đờng giao thông thuận tiện Ô tô có nhiều loại trọng tải khác nhau

nên có thể vận chuyển khối lợng hàng hoá khá lớn hoặc rất ít tuỳ thuộc nguồn

hàng Vì vậy ô tô có tính linh hoạt cao hơn các phơng tiện vận tải đờng sắt và đờng

thuỷ Ngày nay, ô tô trở thành loại phơng tiện vận tải chủ yếu trong nền kinh tế

quốc dân

b) Lịch sử và xu hớng phát triển của ôtô

Từ năm 1600, ngời Hà Lan đã chế tạo ra chiếc xe ô tô đầu tiên chạy bằng

sức gió Đến đầu thế kỷ 18, máy hơi nớc ra đời và đợc ứng dụng trên ô tô ở Anh

năm và ở Mỹ năm 1804 Tuy nhiên vào thời kỳ này, ô tô không chạy đợc trên các

đoạn đờng vòng và khúc khuỷu

Năm 1827 chế tạo ra bộ vi sai giúp ô tô chạy đợc trên đờng vòng và khúc

khuỷu

Hình 1.1 Bộ vi sai

Năm 1832, hộp số có 3 cấp ra đời

Hình 1.2 Hộp số

Năm 1878, ngời Đức chế tạo ra động cơ 2 kỳ và 4 kỳ ứng dụng trên ô tô nh ng tốc độ rất

thấp và công suất nhỏ Đến những năm 1885 – 1888, động cơ có công suất mạnh hơn đợc chế

tạo cho ô tô nhng tốc độ lớn nhất chỉ đạt 18km/

Năm 1896, ngời Đức chế tạo ra động cơ điêzen và ứng dụng trên ô tô Năm

1902, ô tô đợc chế tạo hàng loạt nhng phải khởi động bằng tay quay Năm 1911,

máy khởi động ra đời giúp cho việc khởi động động cơ dễ dàng hơn

Năm 1923, ô tô đợc làm mui bằng vải bạt và hệ thống phanh 4 bánh xe ra

đời giúp cho tốc độ trung bình của ô tô tăng lên Từ đó ô tô đợc hoàn thiện dần

nhằm tăng công suất, giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng tính tiện nghi, giảm sức lao

động của lái xe, Năm 1940, hộp số tự động ra đời

Hình 1.5 Hộp số tự độngHiện nay số lợng ô tô trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng

không ngừng tăng lên Đồng thời với sự phát triển về số lợng, chất lợng ô tô cũng

không ngừng đợc cải tiến nhằm tăng tính kinh tế nhiên liệu, tăng tốc độ trung bình,

tăng sức chứa và chỗ ngồi, tăng tính tiện nghi giúp cho ngời ngồi trên ô tô luôn

thấy thoải mái tiện dụng, hình thức phong phú, kiểu dáng đẹp

Một chiếc ô tô hiện đại đợc ứng dụng thành tựu khoa học của nhiều ngành

nh: Tin học, điện tử, tự động hoá, công nghệ chế tạo máy,

1.1.2 Sự phát triển của hệ thống cung cấp điện

Hệ thống cung cấp điện là một bộ phận quan trọng hkông thể thiếu đợc trên ôtô,

nó quyết định đến khả năng làm việc hiệu quả cao hay thấp của toàn xe Đặc biệt

nh xu hớng gần đây phát triển động cơ chạy bằng điện (động cơ Hybrit) thì vai trò

của hệ thống cung cấp càng có ý nghĩa quan trong

Ban đầu sơ khai ngời ta sử dụng cả máy phát điện xoay chiều và máy phát mộtt

chiều chúng chỉ là dùng những loại máy phát đơn giản có điện áp phát ra không ổn

định làm giảm tuổi thọ của các thiết bị dùng trên xe dẫn đến tính kinh tế không

cao

Cho đến nay đa số các xe máy thiết bị đều dùng đến máy phát điện xoay chiều

trừ một số laọi xe chuyên dùng sử dụng máy phát một chiều, do u điểm của máy

phát một chiều vợt trội hơn nhiều so với máy phát một chiều

Máy phát xoay chiều đã sử dụng các diot để nắn dòng điện xoay chiều thành

dòng một chiều và dùng bộ tiết chế để điều chỉnh điện áp

Ban đầu bộ tiết chế đơn giản chỉ là điều khiển cơ khí bình thờng với sự đóng mở

của các tiếp điểm theo kiểu rung, rồi ngời nhật bắt đầu chế tạo ra bộ điều chỉnh

thế hiệu bán dẫn có tiếp điểm

Và cho đến nay hầu hết các xe đều dung tiết chế bán dẫn không tiếp điểm và tiết

chế vi mạch có hiệu quả và tính chính xác cao

1.2 Cơ sở lý thuyết về hệ thống cung cấp điện

Hệ thống cung cấp điện gồm có: Acquy - máy phát điện (Dinamo,

generateur) là nguồn điện và bộ chỉnh điện (tiết chế)

Nhiệm vụ của hệ thống cung cấp điện là cung cấp năng lợng điện cho các

phụ tải trên ô tô với một điện thế ổn định trong mọi điều kiện làm việc của động

cơ

Sơ đồ của hệ thống cung cấp điện tổng quát đợc biểu diễn theo sơ đồ sau:

Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện cho phụ tải trên xe

1.2.3 Yêu cầu của hệ thống cung cấp điện

Chế độ làm việc của ô tô luôn luôn thay đổi có ảnh trực tiếp đến chế độ làm

việc của hệ thống cung cấp điện Do xuất phát từ điều kiện luôn phải đảm bảo các

phụ tải làm việc bình thờng Hệ thống cung cấp điện phải đảm bảo các yêu cầu sau

:

+ Đảm bảo độ tin cậy tối đa của hệ thống, điều chỉnh tự động trong mọi

điều kiện sử dụng của ô tô

+ Đảm bảo nạp điện tốt cho Ăc quy và đảm bảo khởi động động cơ ôtô dễ

dàng với độ tin cậy cao

+ Kết cấu đơn giản và hoàn toàn tự động làm việc ở mọi chế độ

+ Chăm sóc và bảo dỡng kỹ thuật ít nhất trong qua trình sử dụng

+ Có độ bền cơ khí cao đảm bảo chịu rung và chịu sóc tốt

+ Đảm bảo thời hạn phục vụ lâu dài

1.2.4 Phân loại hệ thống cung cấp điện

Theo các xe khác nhau dùng loại máy phát khác nhau ta có cách phân loại:

+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện xoay chiều

+ Hệ thống cung cấp điện dùng máy phát một chiều

Theo điện áp cung cấp ta có thể phân loại sau:

+ Hệ thống cung cấp điện dùng máy phát 12V

+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện 24V

Với máy phát điện một chiều ta có thể phân loại:

+ Loại điều chỉnh trong (dùng chổi điện thứ 3)

+ Loại điều chỉnh ngoài (dùng bộ chỉnh điện kèm theo)

Với máy phát điện xoay chiều ta có thể phân loại:

+ Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu

+ Máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ

1.2.5.Đặc tính của máy phát điện xoay chiều 3 pha.

Đặc tính của máy phát điện đợc xác định bằng hàng loạt mối liên hệ giữa các

đại lợng cơ bản

Thế hiệu pha U , thế hiệu dây Ud , thế hiệu sau chỉnh lu Ucl ,dòng điện tải

Imf hay dòng kích thích Ikt , số vòng quay v v

Xây dựng các đờng đặc tính để đành giá tuổi thọ ,tính kinh tế, độ bền,

hiệu xuất và các chỉ tiêu kỹ thuật khác Sau đây ta khảo sát một số đờng đặc tính

cơ bản của máy phát điện xoay chiều

HT gạt m a và xông kính

HT tín hiệu

HT điều hoà KK

HT khoá

cửa

HT đ.khiển phanhHTĐK an toàn của

và túi khí

HT giải trí trên xe

HT thông tin

-Khi máy phát chạy không tải Imf = 0

thì chỉ với 1/3 dòng kích thích ở ntb ,U máy phát đã đạt định mức

-Càng ở số vòng quay cao sự thay đổi Emf phụ thuộc vào Ikt càng thể hiện r

Hình 1.7: Đặc tính không tải theo số vòng quay khác nhau

Theo đặc tính, ta xác định đợc hệ số đặc trng số vòng quay của máy phát

Kn= nmax/ nmin= 8:10Sức điện động pha đợc xác định bởi:

E= 4k.N.n .p/60Trong đó: k là hệ số phụ thuộc vào kết cấu của máy phát( k=1.1 với máy phát

xoay chiều)

N: là số vòng dây cuấn trên một cuận dây pha

: Là từ thông qua khe hở giữa roto và stato

b Đặc tính ngoài

máy phát sau chỉnh lu Ucl vào dòng điện Imf :

Ucl = f(Imf )

với n = const

Uk= Uđm= const

Và điện trở kích thích Rk=const

Khi tải máy phát tăng điện áp Umf giảm nhanh

ứng với từng số vòng quay nhất định và một cờng độ dòng kích thích đã định ta vẽ

đợc đờng đặc tình ngoài của máy phát điện khi kích thích nhờ nguồn điện ắc quy

hay máy phát tự kích thích

Nguyên nhân: Giảm thế hiệu khi Imf tăng là do độ sụt thế trên điện trở thuần và

cảm kháng của cuộn dây phần ứng do ảnh hởng của phản từ phần ứng làm giảm từ

thông  và độ sụt thế ở mạch ngoài chỉnh lu

Điện trở toàn phần của pha trong cuận stator:

0.3 1

2  p n L



60 2 ( n p L

của điện áp Umf tăng lên

Hình 1.8: Đặc tính ngoài

a) Đặc tính ngoài máy phát làm việc tự kích thích

b) Đặc tính ngoài với máy phát làm việc kích từ bằng Acquy

c Đặc tính tải theo số vòng quay

Là đờng cong đặc trng cho quan hệ phụ thuộc dòng điện tải vào số vòng quay Imf = f

(n) khi Ucl = const và Ikt = const

imf imf

0 2000 4000 0 2000 4000 n( v/p)

Hình 1.9: Đặc tính tải theo số vòng quay

- Đặc tính tải theo số vòng quay của máy phát.

b,Loại máy phát không có đặc tính tự kìm chế dòng điện

Loại máy phát có đặc tính tự kìm chế dòng điện phát ra đến mức độ nhất định

sẽ không tăng hoặc tăng không đáng kể mặc dù tốc độ máy phát vẫn tăng

Nh vậy loại máy phát này không cần làm việc với rơle hạn chế dòng điện

Đặc tính tự hạn chế dòng điện có đợc là do tính toán chọn số vòng dây phần

ứng (Stato) và cuộn dây kích thích sao cho có thể giảm đợc số vòng quay ban đầu

ở chế độ không tải

Khi nmf tăng thì tần số của Imf cũng tăng dẫn đến tăng độ sụt thế bên trong

máy phát điện Độ sụt thế này tỷ lệ với bình phơng số vòng dây trong một

pha Vì vậy nmf có tăng nhng Imf tăng chậm không vợt quá I cực đại đã tính toán

Đối với máy phát không có đặc tính tự kìm chế dòng điện phải luôn luôn

làm việc với rơle hạn chế dòng điện

1.2.6 Đặc tính của máy phát điện một chiều

- Khi máy phát càng tải lớn thì

quá trình tự kích càng kéo dài

- n tăng Umf có thể lớn hơn Uđm rất nhiều

cần phải có bộ điều chỉnh điện áp để

U=const (bảo vệ phụ tải)

Hình 1.10: Đặc tính tự kích thích

b.Đặc tính tải

Là đồ thị biểu diễn mối qua hệ giữa Imf và n, Imf = f(n).Đó là đặc tính máy phát

điện có rơle ngăn chặn dòng điện ngợc

- Nbđ xuất phát của đờng Imf chính là lúc ứng với tiếp điểm của rơle ngăn dòng

điện ngợc bắt đầu đóng

n tăng Imf tăng

n = n3 Imf = Iđm

Hình 1.11: Đặc tính tải

n > n3 ; Imf > Iđm

ở n > n3 là giai đoạn máy phát cung cấp với dòng điện lớn vợt khả năng của nó

Nếu để làm việc ở giai đoạn này quá lâu máy phát sẽ bị nóng dẫn đến h hỏng cháy

cuộn dây phần ứng Gọi là máy phát bị quá tải Do vậy đặc tính phải đợc giới hạn

bởi đờng Iđm = const Công việc này do rơle hạn chế dòng điện đảm nhiệm

c Đặc tính nhiệt

Là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các chi tiết chính trong máy phát với

thời gian thí nghiệm với n = const và Imf = const

1, Đờng ứng với khối thép phần ứng

2, Đờng ứng với cổ góp

3, Đờng ứng với cuộn dây kích thích

4, Đờng ứng với vỏ máy phát

Đặc tính nhiệt trên hình vẽ cho thấy

Trong cùng một khoảng thời gian 90’

nhiệt độ của phần ứng và cổ góp điện

đạt cao nhất gần bằng 700C

Còn ở cuộn dây kích tích và vỏ không

cao trên 400C

Nếu tăng thêm thời gian thì t0 cũng không

tăng đáng kể Hình 1.12: Đặc tính nhiệt của máy phát

1.2.7 Bộ chỉnh lu dùng trên máy phát điện

Để chỉnh lu dòng điện trong máy phát điện xoay chiều ngời ta dùng bộ

chỉnh lu selen bán dẫn hoặc điốt silíc Các bộ chỉnh lu selen bán dẫn thờng lắp trên

ôtô buýt và máy kéo

Bộ chỉnh lu selen đợc lắp từ những miếng chất bán dẫn riêng biệt nhờ

các bu lông ở mỗi miếng bán dẫn đều có lắp cánh tản nhiệt Mỗi bộ chỉnh lu có hai

giá đỡ trên giá đỡ quy định các vị trí đầu dây của mạch điện một chiều và xoay

chiều của máy phát Để tăng công xuất của bộ chỉnh lu ngời ta có thể lắp hàng loạt

miếng bán dẫn lại theo sơ đồ

Các bộ chỉnh lu selen bán dẫn có khả năng chịu quá tải rất tốt có thểlên tới 3  4 lần định mức Nhng làm việc ở nhiệt độ cao kém chỉ cho phép nóng

tới 75800C kích thớc cồng kềnh và chóng bị già hoá( thay đổi các thông số)

Sơ đồ mạch máy phát đấu với bộ chỉnh lu selen bán dẫn:

Hình 1.13: Sơ đồ nguyên lý đấu nối điot

1.2.8 Bộ điều chỉnh điện áp

a Đặt vấn đề và phân loại bộ chỉnh điện

Máy phát điện dùng trên ô tô máy kéo làm việc trong điều kiện hếtsức phức tạp Tốc độ luôn luôn thay đổi trên một dải rộng từ vài trăm vòng đến vài

nghìn vòng/phút, phụ tải cũng luôn luôn thay đổi cộng thêm việc nạp điện cho ắc

quy khiến cho máy phát rất dễ bị quá tải

Vấn đề đặt ra làm thế nào bảo vệ cho các phụ tải cũng nh bảo vệ chochính bản thân máy phát đợc an toàn trong điều kiện và chế độ làm việc phức tạp

của ô tô Ngời ta trang bị thiết bị tự động làm việc điều chỉnh điện áp của máy phát

Ta có UE = C.n 

Trong đó C là hằng số : (gồm số đôi cực )

n Tốc độ quay của roto

 Từ thông

Nh vậy điện áp của máy phát phụ thuộc vào n và ( mà n luôn luôn

thay đổi) mà  là một hàm phụ thuộc vào Ikt ;  = f(Ikt) để cho Umf = const ta phải

điều chỉnh  theo n nếu n tăng thì  phải giảm nói tóm lại n thay đổi thì  thay đổi

cũng có nghĩa là Ikt phải thay đổi đó cũng chính là nguyên lý của rơle điều chỉnh

điện áp

Bảo vệ phụ tải cũng nh hạn chế dòng điện phát ra của máy phát tránh

quá tải cho nó Đối với máy phát điện một chiều còn phải ngăn chặn dòng điện

ng-ợc từ ắc qui phóng lại máy phát khi Uaq > Umf Thiết bị này còn đợc gọi chung là

bộ chỉnh điện hay tiết chế điện (releregulateur)

Có thể phân chúng thành các loại sau :

- Bộ chỉnh điện loại rung

- Bộ chỉnh điện bán bẫn có tiếp điểm

- Bộ chỉnh điện bán dẫn không tiếp điểm

b Cấu tạo và nguyên lý làm việc của rơle điều chỉnh thế hiệu

* Cấu tạo:

Hình 1.14: Rơle điều chỉnh thế hiệu loại rung

Rơle điều chỉnh thế hiệu gồm có lõi thép non 1, đặt trên gông từ 2, trên lõi

thép có cuốn cuộn dây từ hoá wu đặt dới điện thế của máy phát điện Cần tiếp điểm

động 3, cặp má vít kk’ Trong đó k là má vít cố định đợc bắt cách điện với gông từ

lò xo 4 luôn luôn dữ cho kk’ ở trạng thái đống Điện trở 5 mắc song song với kk’

Gia trị của Rf chọn sao cho ở số vòng quay cực đại nmax của máy phát điện nó có

khả năng giảm Umf của máy phát tới định mức

* Nguyên lý làm việc

Khi máy phát điện làm việc ở số vòng quay thấp tiếp điểm kk’ ở trạng thái

đóng, dòng điện từ máy phát đi nh sau:

a, Dòng điện kích thích : từ (+) mf  điểm a  điểm b  kk’  cuộn dây

kích thích  (-)mf, lúc này Ikt đạt giá trị lớn, Umf tăng nhanh

b, Dòng điện từ hoá: Cũng từ (+) mf  điểm a  điểm b  điểm c  Wu

 (-)mf do nmf thấp đẫn đến lực từ hoá do Wu tạo ra cũng yếu không đủ thắng sức

căng lò xo nên kk’ đóng Ikt đạt cực đại

Khi nmf tăng dần điện thế đặt lên cuộn Wu cũng tăng theo suy ra lực từ hoá

trong lõi thép cũng tăng lên khi Umf tăng tới giá trị tính toán (điểm 1 trên đồ thị qui

luật thay đổi U) Lực từ hoá của lõi thép đủ lớn thắng sức căng lò xo làm tách tiếp

điểm kk’ và điện trở Rf tự động đa vào mạch kích thích làm cho thế hiệu của máy

phát giảm nhanh, lực từ hoá lõi thép cũng giảm tới mức không thắng nổi sức căng

lò xo nữa kk’ đóng lại (tơng ứng với điểm 2 trên đồ thị ) Điện trở Rf lại bị loại ra

khỏi mạch Umf lại tăng lên trong suốt thời gian làm việc tiếp điểm kk’ đóng mở

liên tục làm cho thế hiệu của máy phát có hình thái răng ca Trên thực tế tần số

đóng mở kk’ rất nhanh (trên30l/s) nên dao động của thế hiệu của máy phát không

thể thấy đợc bằng mắt thờng và ngời ta cảm giác rằng Umf không đổi và giá trị là

trung bình của thế hiệu răng ca

Để tăng tần số và giảm biên độ của thế hiệu hình răng ca ngời ta làm nhiều

biện pháp tăng tần số rung động của tiếp điểm kk’ bằng cách giảm thiểu tối đa

quán tính cơ khí của cần tiếp điểm cũng nh quán tính từ của rơle ( mắc thêm các

địên trở gia tốc và cuộn dây gia tốc để làm giảm quán tính từ )

c Bộ chỉnh điện dùng cho máy phát điện xoay chiều

Phần máy phát điện xoay chiều đã giới thiệu, phần lớn các máy phát điện xoay

chiều trên ôtô có khả năng tự kìm chế dòng nên ta không cần dùng rơle hạn chế

dòng và máy phát điện xoay chiều mắc song song với ắc qui và đợc ngăn chặn

dòng điện ngợc bằng 6 điốt chỉnh lu nên cũng không cần phải có rơle ngăn chặn

dòng điện ngợc nên đối với máy phát điện xoay chiều bộ chỉnh điện hay tiết chế

địên thực chất chỉ còn lại một rơle đó là rơle điều chỉnh điện áp Sau này ta chỉ gọi

là rơle ĐCĐA Có rất nhiều loại rơle ĐCĐA đợc dùng trên các máy phát điện

xoay chiều của các nớc Nga, Đức (trên ô tô IFA - w50L) và trên xe của Nhật Sau

đây ta nghiên cứu một số loại điều chỉnh điện áp thông dụng

*Bộ ĐCĐA dùng trên xe Nhật

Hình1.15: Rơle điều chỉnh điện áp dùng trên xe của Nhật

-Bộ ĐCĐA gồm có hai rơle: Một rơle ĐCĐAvà một rơle báo nạp rơle làm

việc theo ba chế độ

Nguyên lý làm việc:

a, chế độ 1: Khi khoá điện đóng, động cơ cha nổ máy Cặp k2k2’ đóng  đèn

báo nạp sáng ắc qui phóng điện dòng điện đi nh sau:

(+) ắcqui  Kđiện qua đèn báo nạp giắc (L)  đến k2k2’giắc (E) về

mát về (-) aq

(+) Mạch nối từ : (+)ắc qui Kđiện  cầu trì 15A giắc IGqua k1k1’giắc

b, Chế độ 2: Động cơ nổ nhng umf < Uđm.

Trớc hết : U đợc lấy ở điểm trung tính (vì nó có điện áp (+) cao nhất ở một

pha nào đó ) điện áp pha từ (N) cấp cho WBN khi điện áp này đạt từ 4 - 5,5V thì

k2k2’ mở ra (vì sức hút của lõi thép do IWBN tạo lên ) làm đóng k2’k2” đèn báo

nạp tắt ( báo cho ta biết máy phát đã đủ cung cấp cho mạng điện) khi k2’k2” đóng

cuộn Wu (cuộn từ hoá của rơle ĐCĐA) đợc cấp điện

c, chế độ 3: Khi Umf đạt giá trị cần phải điều chỉnh rơle ĐCĐA làm việc theo

hai nấc

+ Nấc 1: ứng với khi điện áp máy phát umf= 95% Uđm.thì cặp k1k1’ đóng

mở liên tục tức là loại Rf hoặc gài Rf vào mạch kích từ để điều chỉnh Ikt ( điều

chỉnh umf giữ cho nó không đổi bằng 95% Uđm )

+ Nấc 2: Khi nmf tăng lên cao nữa nmf > n trung bình làm Umf tăng lên nữa làm

cặp k1’k1” đóng mở liên tục (vì sức hút của lõi thép tạo nên bởi W lớn )

Khi k1’k1” mở ta có dòng Ikt đi qua Rf Ikt cũng giảm đi đáng kể

Nhng khi k1’k1” đóng thì cuộn Wkt lại bị nối tắt hoàn toàn dẫn đến Ikt giảm

đến bằng không rất nhanh ( tất nhiên sau đó lại mở và thực hiện việc điều chỉnh U)

nhờ cách làm vậy mà ta giỡ đợc Umf =Uđm =const

Uđm đối với hệ 12V chọn là từ 13,6 - 14,8V các rơle ĐCĐA của Đức cũng có

nguyên lý hoạt động tơng tự

* Bộ điều chỉnh điện bán dẫn không tiếp điểm PP350

Về mặt nguyên lý: Các tiết chế bán dẫn không tiếp điểm của Nga,Nhật, Mỹ

Đức hoạt động trên nguyên tắc tơng tự nhau Loại PP350 của Nga ra đời thay thế

cho loại tiết chế PP362 Là loại tơng đối hoàn thiện hiện vẫn đang đợc sử dụng

rộng rãi trong vòng vài thập kỷ cha có cải tiến gì thêm Sau đây là cấu tạo và sơ đồ

nguyên lý hoạt động của tiết chế PP350 (Còn gọi là rơ le điều chỉnh điện áp PP350

RLĐCĐA350)

Câú tạo và nguyên lý làm việc

+ Cấu tạo

Tiết chế PP350 là mạch bán dẫn toàn phần linh kiện chính gồm 3 bóng

Tranzitor loại P-N-P (bóng thuận) T1,T2,T3 3điốt D1,D2,D3 một điốt ổn áp

St(Stabilirton) Các điện rở từ R1 đến R10,điện trở bán dẫn Rt0 Cuộn dây xung

Cx toàn bộ linh kiện này đợc lắp đặt trong bộ cách điện và lắp trong một vỏ hộp

bằng hợp kim nhôm đa ra đầu nối là (+), (và M trong một phích cắm điện cẩn thận

chống chạm mát chắc chắn

Hình 1.16 Tiết chế PP350

+ Nguyên lý làm việc :

Khi máy phát làm việc ở số vòng quay thấp umf < Uaq tức là phụ tải và tiết

chế chịu điện áp của ắc quy Xem sự hoạt động của các bóng bán dẫn hoạt động

nh thế nào ta lần từ đầu mối

Khi U cha vợt quá giá trị đinh mức 13,8  14,6 Vol thì điốt ổn áp St vẫn cha

mở thông chiều ngợc Lúc này R6 coi nh dây dẫn đơn thuần đa điện áp (+) ắc qui

đặt vào cực B của T3 Ueb3 = 0, bóng B3 ở trạng thái khoá (các dòng điện đều không

thể đi qua)

Cực gốc bóng T2 nối với âm ắc qui còn cực phát E2 nối với (+) ắc qui Phân

áp theo chiều thuận bóng T2 ở chế độ mở Hình thành dòng điện cực gốc và cực

góp

Dòng điện cực gốc Ib đi nh sau: (+) ắc qui  Kđiện  điểm b R8D2

cực E bóng T2 Cực B bóng T2R11 ra mát

Dòng điện cực gốc Ic: Từ (+) ắc qui  K điện  điểm b R8D2 cực E

bóng T2 Cực C bóng T2 R7Mát  (-) ắc qui Hai dòng điện này đi qua R8

gây trên nó một độ sụt áp dẫn tới cực B của bóng T1 âm hơn cực E của nó một lợng

điện áp rơi trên R8 (độ sụt áp trên D1 không đáng kể ) Ueb>0 nên bóng một cũng ở

trạng thái mở cho dòng điện cực gốc và cực góp đi qua

Dòng điện cực góp của bóng T1 chính là dòng điện Ikt đi nh sau: ( +) AQ 

Kđiện cực E của bóng T1 cực C của bóng T1 điểm Scực Ш tiết chế  cực

máy phát cuộn Wktmát  (-)AQ Dòng điện kích thích không qua điện trở nào

cả Ikt đạt giá trị lớn

Khi nmf tăng dẫn đến Umf > 13,8 Vol điốt ổn áp St mở thông cho dòng điện

đi qua chiều ngợc Trên R6 có độ sụt thế nh vậy ta thấy cực gốc bóng T3 âm hơn cc

phát của nó một lợng điện áp rơi trên R6 nên bóng T3 ở trạng thái mở ( cho dòng

điện đi qua ) điện trở cực phát góp T3 coi nh bằng 0 hầu nh không sụt thế nên điện

áp dơng của máy phát đặt trực tiếp vào cực B của bóng T2 (Uebt2<0) bóng T2 lập tức

khoá lại (các dòng điện đều không thể đi qua nh vậy không có dòng điện đi qua R8

và R8 lại nh một dây dẫn điện đơn thuần đa điện áp (+) máy phát đặt vào cực gốc

bóng T1 khiến Uebt1 =0 Bóng T1 cũng lập tức khoá chặt khiến cho dòng điện kích

thích không thể đi qua phát góp của nó bắt buộc Ikt phải đi qua R10 về cực  máy

phát và cuộn kích thích do phải đi qua R10 nên Ikt giảm đi đáng kể và khi giảm tới

mức dới ngỡng của đi ốt ổn áp thì nó lại đóng lại Tuần tự lại đợc lặp lại liên tục

nh vậy đảm bảo umf = const

- D1và R10 tạo nên mạch điện rò khi bóng T1 khoá dòng điện rò lúc đó sẽ

gây trên D1 một độ sụt thế làm cho Uebt1<0 đảm bảo cho T1 khoá chặt

- D3 làm nhiệm vụ dập tắt sức điện động tự cảm es sinh ra trong cuộn dây

kích thích khi bóng T khoá ( nh giả thiết trong sơ đồ PP362)

- D2 cũng có tác dụng nh D1 ( đảm bảo cho T2 khoá chặt ) trong vài trờng

hợp ngời ta mắc thêm R8 để tạo ra mạch rò đáng kể

- Mạch R3 và Cx là đoạn mạch R-L (điện trở và cuộn cảm ) có tác dụng san

phẳng tín hiệu điện thế sau chỉnh lu của máy phát điện để cho các linh kiện bán

dẫn làm việc tốt hơn

- Rt0 là điện trở bán dẫn có tác dụng làm giảm ảnh hởng của t0 đến hoạt động

của Rơle ĐCĐA

Chơng 2

Hệ thống cung cấp điện dùng trên xe Toyota

2.1 Giới thiệu chung

Trong hệ thống cung cấp của xe Tôyota gồm các thiết bị chính nh sau:

Máy phát dùng để cung cấp dòng điện một chiều cung cấp cho các thiết bị dùng

trên xe và nạp cho acqui tích điện

- Bộ chỉnh lu dùng để nắn dòng điện từ xoay chiều của máy phát thành dòng một

chiều cung cấp cho các thiết bị điện Nó bao gồm các cặp diot đợc lắp nối tiếp nh

trong sơ đồ

- Tiết chế: Bảo vệ các thiết bị điện dùng trên xe và chính bản thân máy phát

3

1 2

4

- Các cầu chì để bảo vệ thiết bị khi dòng điện lên quá cao gây nguy hiểm cho

thiết bị

- Khoá điện dùng ngắt nối mạch của hệ thống

2.2 Máy phát điện

Hình 2.1 : Cấu tạo máy phát điện xoay chiều Toyota

1 Bully dẫn động máy phát 11 Nắp che giá chổi than

2 Nắp trớc máy phát 12 Nắp che dới gía đỡ

9 Cụm Điot chỉnh lu 19 Nắp sau máy phát

Máy phát xoay chiều bao gồm: phần cảm (phần quay), phần ứng (phần đứng

yên), phần chỉnh lu, tiết chế và nắp trớc, nắp sau, puly, cánh quạt gió

* Phần cảm (Roto): Gồm trục máy phát là thép dẫn từ trên đó có lắp hai

chùm cực từ hình móng, bên trong có cuộn dây kích thích cuốn trên trục thép dẫn

từ với hai đầu đợc hàn với hai vòng tiếp điện cách điện với trục máy phát ở đầu

trục có rãnh then để lắp puly và cánh quạt gió

14

1 2

3

4 5

13

15

16 17

18

19

* Phần ứng (Stato): Gồm các lá thép kĩ thuật điện đợc ép thành một khối

bên trong có xẻ rãnh phân bố đều để xếp các cuộn dây,phần ứng gồm ba cuộn dây

đấu sao hoặc đấu tam giác đặt lệch nhau một góc 120 độ và đợc ép chặt vào các

rãnh của stato bằng chêm cách điện, các đầu ra của các cuộn dây này đợc nối với

bộ chỉnh lu

* Bộ chỉnh lu: Thông thờng bộ chỉnh lu gồm 6 con điốt đợc mắc thành 3 cặp

song song với nhau Cực âm của điốt đợc nối với nắp sau của máy còn cực dơng

của điốt đấu chung thành dơng ra của máy phát

* Bộ tiết chế : Dùng để điều chỉnh điện áp của máy phát, bộ tiết chế đợc cấu

tạo từ các linh kiện điện tử ( cấu tạo cụ thể ở phần sau )

* Các phần khác nh nắp trớc, nắp sau đợc làm bằng hợp kim nhôm trên đó

có lắp các vòng bi đỡ phần roto, hai nắp này lắp với nhau bằng bulông và ép chặt

phần stato ở giữa Nắp sau còn là giá lắp bộ chỉnh lu, bộ tiết chế, chổi than Các

phần này đợc chắn bụi bởi nắp che bụi

2.2.1 Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ hoạt động nhờ dẫn động dây đai kéo máy phát quay Cuộn dây

kích thích đã đợc cấp điện từ acqui Rôto quay làm từ thông biến thiên trong cuộn

dây kích thích dẫn tới hai chùm cực từ trở thành hai cực của nam châm, các cực

này xếp xen kẽ nhau nên đờng sức từ đi từ cực này sang cực khác nối tiếp nhau

quay bên trong phần ứng (stato) Làm phần ứng cảm ứng một suất điện động đa ra

ngoài qua bộ chỉnh lu thành dòng một chiều, dòng điện này đợc ổn định nhờ bộ

tiết chế và đa ra ngoài cấp cho các phụ tải, nạp điện cho ácqui

2.2.2 Một số biểu thức tính toán cơ bản đối với máy phát điện xoay

chiều

a) Thống kê các phụ tải có thể có trên xe ôtô cùng công suất

+ Tiêu thụ điện của các tải điện hoạt động liên tục

+Tải điện hoạt động gián đoạn

Tải hoạt động gián đoạn Giá trị Hệ số Công suất tơng

 : Là biên độ từ trờng qua khe hở không khí

Điện áp tức thời trên ba cuộn dây là:

t U

U d  m sin 

) 3 / 2

U B m 

) 3 / 2 sin(  

U C m 

Um: Là điện áp cực đại của pha

60 / 2

2 f  n p



n:là tốc độ máy phátp: số đôi cực của rotor

2.3 Bộ chỉnh lu dòng điện

Máy phát điện xoay chiều phát ra dòng điện xoay chiều trong khi đó phụ tải

trên ôtô dùng dòng điện một chiều Để có đợc dòng điện một chiều ngời ta dùng

bộ chỉnh lu

Bộ chỉnh lu điốt trên xe Toyota Corola thờng đợc chế tạo thành khối chỉnh

lu nh loại B1 lắp trên máy phát điện xoay chiều Chúng gồm ba cặp điốt đợc đúc

ngay trong ba miếng tải nhiệt riêng biệt rồi lắp thành một khối trên giá bằng nhựa

cách điện với kết cấu nh vậy sẽ chắc chắn hơn và thuận tiện trong quá trình tháo

lắp

Bộ chỉnh lu điốt silíc thờng nhỏ hơn bộ chỉnh lu selen rất nhiều nênchúng đợc đặt ngay trong lòng máy phát Các điốt silíc có đặc tính chỉnh lu tốt ít

bị già hoá và có khả năng làm việc ở nhiệt độ cao hơn ( t0 = 110oC  113oC)

Sơ dồ mạch chỉnh lu máy phát điện xoay chiều ba pha không cótrung tính đấu sao và bộ chỉnh lu điốt silíc:

Hình 2.2 Sơ đồ đấu nối chỉnh lu máy phát

Với cách mắc kiểu này mối quan hệ giữa điện áp trên dây và trên pha sẽ là:



U

U d  3

In = I

Ta giả thiết rằng tải của máy phát là điện trở thuần

Điện áp tức thời trên các pha A,B,C là:

t U

U A  m sin 

) 3 / 2

U B m 

) 3 / 2 sin(  

U C m 

Um: Là điện áp cực đại của pha

60 / 2

2 f  n p



n:là tốc độ máy phátp: số đôi cực của rotor

Ta giả thiết các điot mắc ở hớng thuận có điện trở Rt vô cùng bé (Rt= 0) còn ở

h-ớng ngợc thì rất lớn (Rn=∞)

Trên sơ đồ chỉnh lu 3 pha này có 6 điôt, ba điot ở nhóm trên hay còn gọi là

diot dơng (VD1, VD3, VD5) có catot đợc nói với nhau

Nhóm dới gọi là các điot âm (VD2, VD4, VD6) có các anot đợc nối với nhau

ABC

D1

D 2

D3

D4

D5

D6

Hình 2.3: Sơ đồ chỉnh lu điện áp máy phát trớc và sau khi chỉnh lu

ở hớng dẫn điện, một diot nhóm trên dẫn điện khi các anôt của nó có điện áp

cao hơn, còn ở nhóm dới diot dẫn có điện áp thấp hơn, vì vậy ở thời điểm bất kì

đều có 2 diot hoạt động một diot trên và một điot dới Mỗi diot sẽ cho ra dòng điện

trong 1/3 chu kì (T/3)

Điện áp dây của máy phát đợc đa lên bộ chỉnh lu Điện áp chỉnh lu đợc xác

định bởi các tung độ nằm giữa các đờng cong trên và dới của điện áp pha UA,UB,

UC Vì vậy điện áp chỉnh lu tức thời Umf sẽ thay đổi và tần số xung động của điện

áp chỉnh lu lớn hơn tần số của điện áp pha 6 lần

Trị số nhỏ nhất của điện áp chỉnh lu bằng 1,5Umf và lớn nhất là 1,73Umf

Sự thay đổi của điện áp chỉnh lu:



U U

U ùm  3 m cos Trị trung bình của điện áp chỉnh lu:

Nh vậy, đối với mạch chỉnh lu cầu 3 pha thì gía trị trung bình của điện áp

chỉnh lu lớn gấp 2,34 lần so với điện áp pha và 1,35 lần so với điện áp dây

23 , 0







2.4 Bộ tiết chế điều chỉnh điện áp

Trên xe Toyota corolla sử dụng 2 loại tiết chế điều chỉnh điện áp khác nhau,

loại A và loại M Sau đây là cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng loại:

2.4.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động tiết chế loại A

a Cấu tạo

Bộ tiết chế của tôyôta dùng 3 transistor mắc nối tiếp để đóng mở điều chỉnh dòng

vào cuận kích thích của máy phát từ đó đa ra mức điện áp ổn định, các diot D1, D3

dùng ngăn dòng điện chi cho đi một chiều, D2 là điot ổn áp có thể cho dòng điện đi

qua 2 chiều nếu điện áp lớn hơn 14,2V Các tụ C1, C2 dùng

Hình 2.4: Cấu tạo tiết chế loại A

để bảo vệ tiết chế khi sảy ra trờng hợp cuận kích thích bị ngắn mạch Các điện trở

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 dùng để phân áp điều khiển các bóng transistor

b Nguyên lý hoạt động

Khi bật khoá điện thì có dòng điện đi qua cuận dây kích thích của máy phát

làm tăng khả năng kích từ cho máy phát Khởi động động cơ và quay với số vòng

quay thấp mức điện áp phát ra la nhỏ khi đó có donngf kích thích lấy trực tiếp từ

Accquy tới cuận kích thích qua tiết chế và ra mát

Vì tại chân B của T1 lúc này là âm hơn do điot zenlo không cho dòng điện qua

dẫn đến bóng T1 khoá Khi đó dòng điện từ accquy sẽ qua R4 phân áp cho T2 làm

Bộ tiết chế

tại chân B của bóng T2 dơng hơn và bóng T2 lúc này mở và làm cho T3 mở theo và

khi đó có dòng ra mass

Đờng đi của dòng điện kích thích nh sau:

Accquy  CT  Đèn báo nạp  Cuận dây kích thích  C(T2)  E(T2)  Mass Dòng

điện không qua điện trở nào cả nên dòng kích thích là lớn nhất

Nh vậy lúc này kích từ cho máy phát chủ yếu lấy trực tiếp từ accquy

Trờng hợp động cơ có số vòng quay cao làm máy phát phát ra điện áp Umf > 14,2V

Điện áp từ máy phát sẽ vào tiết chế qua R1 đánh thủng điotzenlo nh vậy điot sẽ

cho dòng điện đi qua và đặt dơng lên cực gốc B của T1 làm cho bóng T1 dẫn Dòng

điện có đờng đi nh sau:

IB :MF  R1  B(T1)  E(T1)  Mass

IE : MF  R4  C(T1)  E(T1)  Mass

Lúc này vì có trở R6 nên dòng chủ yếu qua T1 ra mass nên chân B(T2) sẽ chịu

điện áp âm hơn vì vậy bóng T2 sẽ đóng không cho dòng điện đi qua, nh vậy sẽ làm

cho T3 đóng theo và cắt dòng qua cuận kích thích ra Mass

Nh vậy sẽ không có dòng qua cuận kích thích máy phát và lập tức điện áp giảm đi

Các quá trình này đợc lặp đi lặp lại theo điện áp phát ra từ máy phát Nh vậy

quá trình điều chỉnh điện áp đợc hoàn thiện

2.4.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tiết chế loại M

a Cấu tạo

Cấu tạo gồm: 1M.IC đã đợc lập trình sẵn và đợc mắc ở vị trí nh hình vẽ để

điều khiển các bóng tranzitor, 2 tranzitor NPN và 1 tranzitor PNP dùng để đóng

mở điều khiển dòng vào cuộn kích thích, diot D1 dùng ngăn chặn dòng điện ngợc

nh hình vẽ Vỏ làm bằng hợp kim nhôm bảo vệ tiết chế

BE

Hình 2.5 Hình dạng tiết chế loại M

Hình 2.6: Cấu tạo tiết chế loại M

b.Nguyên lý làm việc

*Khi hoạt động bình thờng

+Khi khoá điện ở vị trí ON và động cơ cha hoạt động

Khi bật khoá điện ở vị trí ON điện áp ắc quy đợc đặt vào cực IG Kết quả là

mạch M.IC đợc kích hoạt và Tranzistor 1 đợc mở ra làm cho dòng kích từ chạy

trong cuộn dây Roto ở trạng thái này dòng điện cha đợc tạo ra do vậy bộ điều áp

làm giảm sự phóng điện của accu đến mức có thể bằng cách đóng ngắt T1 ngắt

quãng ở thời điểm này điện áp tại cực P = 0 và mạch M.IC sẽ xác nhận trạng thái

này và gửi tín hiệu tới T2 để bật đèn báo nạp

+Khi máy phát đang phát điện (điện áp thấp hơn điện áp điều chỉnh)

Động cơ khởi động và tóc độ máy phát tăng lên, mạch M.IC mở T1 để cho

dòng kích từ đi qua và do đó điện áp ngay lập tức đợc tạo ra

ở thời điểm này nếu điện áp tại cực B lớn hơn điện áp accu thì dòng điện sẽ đi vào

accu để nạp cho bình và đi cung cấp cho các thiết bị điện khác Kết quả là điện áp

ở cực P tăng lên, do đó mạch M.IC xác định trạng thái phát điện đã đ ợc thực hiện

và truyền tín hiệu đóng T2 và tắt đèn báo nạp

+ Khi máy phát điện đang phát điện( điện áp cao hơn điện áp điều chỉnh)

Nếu T1 tiếp tục mở điện áp ở cực B tăng lên sau đó điện áp ở cực S vợt quá

điện áp điều chỉnh mạch M.IC xác nhận tình trạng này và đóng T1 Kết quả là dòng

kích từ của cuộn dây Roto bị giảm dần thông qua Điot Đ1 hấp thụ điện từ ngợc và

điện áp ở cực B giảm xuống (điện áp đợc tạo ra) giảm xuống Sau đó nếu điện áp ở

cực S giảm xuống tới giá trị điều chỉnh thì mạch M.IC sẽ xác nhận tình trạng này

và mở T1 Do đó dòng kích từ của cuộn dây tăng lên và điện áp cực B cũng tăng

lên Bộ điều chỉnh IC sẽ giữ cho điện áp ở cực S ( điện áp ở cực accu ) ổn định

(điện áp điều chỉnh) bằng cách lặp đi lặp lại quá trình trên

* Khi hoạt động không bình thờng

+Khi cuộn dây roto bị đứt

Khi máy phát quay nếu cuộn dây roto bị đứt thì máy phát không sản xuất ra

điện, điện áp ở cực P=0

Khi mạch M.IC xác định đợc tình trạng này nó mở T2 cho bóng đèn báo nạp

sáng cho biết hiện tợng không bình thờng này

+Khi cuộn dây bị chập

Khi máy phát quay nếu cuộn dây roto bị chập điện áp cực P đợc đặt trực

tiếp vào cực F và dòng điện trong mạch sẽ rất lớn Khi mạch M.IC xác định đợc

tình trạng này nó sẽ đóng T1 để bảo vệ và đồng thời mở T2 để bật đèn báo nạp để

cảnh báo về tình trạng không bình thờng này

2.5.Ưu nhợc Điểm của máy phát điện xoay chiều ba pha

2.5.1 Ưu điểm

- Có độ bền và tuổi thọ cũng nh làm việc đảm bảo hơn So với máy phát

điện một chiều thời gian đến đại tu đợc nâng lên gấp đôi

-Chế tạo đơn giản kết cấu roto vững chắc phần ứng cố định không có cổ góp điện,

làm mát tốt hơn không gây tia lửa điện và nhiễu xạ vô tuyến

-ít tốn công chăm sóc và bảo dỡng kỹ thuật

-Kích thớc và trọng lợng nhỏ chỉ bằng 1/2 máy phát điện một chiều có cùng công

suất :(T130 có P = 350w,G = 11,2kg; ( 250 có P = 350w,G =5,6 Kg)

-Đặc tính nạp điện tốt hơn cụ thể có khả năng cung cấp năng lợng điện sớm hơn ở

số vòng quay dới không tải máy phát xoay chiều đã cung cấp điện khoảng 400

-600 v/p máy phát một chiều khoảng 850v/p

- Lợng đồng dùng trong máy phát điện xoay chiều chỉ bằng 1/3 máy phát điện một

chiều Tuy vậy máy phát điện xoay chiều vẫn còn tồn tại một số nhợc điểm

2.5.2 Nhợc điểm

- Ăc quy bị mất điện do rò qua bộ chỉnh lu ( khắc phục bằng cách công tắc

mát hoặc dùng rơle đóng mạch)

- Việc đóng tắt và khoá giữ máy khởi động nhờ dòng điện của máy phát rất khó

khăn trong trờng hợp này phải dùng cơ cấu chỉnh lu riêng và một rơle phụ

- Giá thành bộ chỉnh lu còn cao (tuy nhiên với đà phát triển linh kiện bán dẫn sẽ

giảm giá đi nhiều và nhợc điểm này sẽ không còn kể đến nữa)

Tuy còn một vài nhợc điểm nhng với những u điểm nổi trội máy phát điện xoay

chiều đã và đang thay thế hầu hết các máy phát điện một chiều dùng trên ô tô máy

kéo

Chơng 3

Thiết kế mô hình Hệ thống cung cấp điện dùng trên

xe Toyota corola

3.1 Tính cần thiết của việc thiết kế mô hình

3.1.1 Mục tiêu thiết kế mô hình

Trên Ôtô hiện đại, trang bị điện và các hệ thống điều khiển điện tử ngày càng

phát triển hoàn thiện Xu hớng hiện nay là thay thế các phần cơ khí bằng các phần

điện tử nhằm đáp ứng nhu cầu: Tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu,

giảm độc hại của khí thải, tăng tính an toàn và tiện nghi của ôtô để nắm bắt,

nghiên cứu , tìm hiểu về trang thiết bị điện và các hệ thống điều khiển điện tử thì

các thiết bị băng thử cũng không còn phù hợp để đánh giá các đặc tính của: Máy

phát, bộ điều chỉnh điện và do đó việc học tập, tìm hiểu, nghiên cứu của sinh viên

gặp nhiều khó khăn Vấn đề đặt ra là phải có một công cụ khác để thông qua đó

giải quyết đợc các vấn đề sau:

Tìm hiểu và kết cấu, đánh gía các đặc tính và chuẩn đoán phát hiện lỗi

Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó em thiết kế mô hình hệ thống cung cấp điện

trên ôtô hiện đại Mô hình thực tế đợc xây dựng bám sát vào mục tiêu

Phân tích kết cấu khác nhau của các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện

trên ôtô hiện đại: Kết cấu của accu, máy phát, bộ điều chỉnh điện áp, các rơle và

hộp cầu chì Mục đích biết cách vận hành, giúp cho công việc sửa chữa lắp ráp

Ngoài ra nó còn giúp cho sinh viên khảo sát lấy số liệu phục vụ cho thiét kế mới

Khảo sát sự làm việc đo đạc đánh giá các đặc tính điện áp và dòng điện của

thiết bị

Chuẩn đoán phát hiện các lỗi trong phần tử, mạch điện của hệ thống cung cấp

điện phục vụ cho công tác sửa chữa

3.1.2 Nhiệm vụ thiết kế mô hình.

Mô hình dùng để đo đạc, kiểm tra trạng thái làm việc và không làm việc của

các phần tử của hệ thống cung cấp điện

So sánh các đặc tính của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện nh các đặc

tính của máy phát, bộ điều chỉnh, đặc tính làm việc đồng thời của máy phát

Lấy đợc các thông số kĩ thuật: Điện áp pha, Điện áp dây, cờng độ dòng và

điện áp sau chỉnh lu

3.1.3 Các phơng án thực hiện nhiệm vụ.

Chuẩn bị đầy đủ các thiết bị, vật t, phục vụ cho công tác dựng xa bàn đảm

bảo thực hiện đúng yêu cầu kỹ thuật và mẫu thiết kế

Chuẩn bị các thiết bị vật t phụ trợ phục vụ lắp đặt nh: Các đầu giắc kết nối

với máy phát, diot, tiết chế, và các thiết bị khác

Chuẩn bị dây nối và dụng kiểm tra thiết bị và các thông số của hệ thống

cung cấp

Dựng xa bàn theo mẫu thiết kế phù hợp với điều kiện thực tế

Có hai phơng án tực hiện xa bàn của hệ thống cung cấp điện :

bánh xe để cho tiện trong việc di chuyển

+ Đêt tăng thêm độ bền của giá đỡ thi giá đỡ đợc thiết kế thêm các thanh chịu

lực để đảm bảo trong quá trình làm việc không bị xảy ra sự cố

+Tất cả bề mặt trên của xa bàn đợc đặt một lớp tôn với các khung giá đỡ đã đợc

định sẵn để gá lắp thiết bị và đợc khoan định vị để gá lắp sau đó đợc sơn một lớp

sơn bảo vệ

+Gá nắp các thiết bị đúng vị trí đã định sẵn

Máy phát Máy phát

Cụm TC+CL TOYOTA

+Dùng động cơ điện 220V kéo tải cho máy phát thông qua đai truyền với

tốc độ động cơ có thể thay đổi để có thể kiểm tra đợc các chế độ làm việc của máy

phát Động cơ điện đợc đặt phía dới gầm của xa bàn

+Dùng áccquy 12V để làm nguồn cung cấp phụ khi máy phát cha làm việc

và là phụ tải để máy phát nạp điện khi máy phát làm việc Accquy cung đặt phía d

-ới khung gầm của xa bàn

+ Các cụm tiết chế PP350, tiết chế loại rung cũng đợc gá lắp trên xa bàn để

nối lên lịch sử phát triển và những u nhợc điểm của chúng làm nổi bật lên u điẻm

của tiết chế của ToYota

Ưu nhợc điểm của xa bàn kiểu nằm

+ Dễ quan sát và giống thực tế

+ Quá trình chế tạo thuận lợi

- Nhợc điểm

+ chiếm nhiều diện tích

+ Di chuyển khó khăn ở những vị trí có không gian chật hẹp

+ Khó khăn cho công tác kiểm tra sửa chữa của học sinh khi học vì diện tích

đựơc dàn trải rộng dẫn đến khi thao tác học sinh phải đi quanh xa bàn

1.2 Phơng án bố trí xa bàn kiểu bảng đứng (bảng)

Sơ đồ đấu nối mạch trên xa bàn Chỉnh lu 8Điot,

12Điot

Hình 3.2: Xa bàn kiểu đứng

Một số hình xa bàn đợc tham khảo nh các hình sau:

Bảng gá đỡ máy phát điện và các bộphận khác của xa bàn

Bàn để các dụng cụ thao tác học và kiểm tra kĩ thuật

Khoang chứa bình Accquy và động cơ điện

+ Di chuyển dễ dàng trong những điều kiện chật hẹp

+ Thể hiện hoạt động của cơ cấu panh rõ ràng

+ Thuận tiện cho công tác kiểm tra tháo lắp và thao tác của học sing trong quá

trình học

+ Học sinh có thể dễ dàg tổng quan toàn bộ sự hoạt động của hệ thống

+ Dễ bố trí sinh động tạo thêm hứng thú trong quá trình học của học sinh

Dựa vào nhiệm vụ và mục tiêu cảu việc thiết kế xa bànvà điều kiện thực tế của

x-ởng thực tập chúng ta thấy phơng án phù hợp nhất để học sinh tiếp thu kiến thức tôt

Bánh xe lăn kích thớc: Cao 80mm, đờng kính bánh xe 65mm, cùng khoá hãm

Mặt bàn gỗ ép dùng để các dụng cụ chi tiết để đo kiểm các thiết bị có sẵn trên

xa bàn

Sơn màu, các mạch điện đợc cắt sẵn để gián vào bề mặt xa bàn thể hiện cấu

tạo, mạch đấu nối

3.2.2 Chuẩn bị các thiết bị của hệ thống cung cấp điện

Máy phát điện toyota corola

Tiết chế các loại: Rung, bán dẫn có tiếp điểm, bán dẫn không tiếp điểm, tiết

chế vi mạch

Bộ điều chỉnh dòng điện: loại dùng 6 Điot, 8 Điot, 16 Điot

Đèn báo nạp dùng để theo dõi sự phát điện của máy phát và nạp điện của

accquy

Quạt gió làm tải cho máy phát khi hạot động để theo dõi động của máy phát ở

mọi chế độ

Khoá điện dùng để bật tắt nguần

Bình accquy dùng để cung cấp điện áp ban đầu cho toàn hệ thống và kích từ

ban đầu cho máy phát

Các đầu giắc và dây nối để đấu nối và kiểm tra thiết bị

Rơle và cầu trì bảo vệ

Động cơ điện 3pha 220V để kéo máy phát tạo nguần động lự cho máy phát

Day đai dẫn động và bộ phận căng đai để điều chỉnh sức căng của đai dẫn

10 Các đầu giắc nối để kết

nối và kiểm tra

Theo yêucầu xa bàn Hoạt động tốt

11 Đèn 12V baó nguần và báo nạp 02 Hoạt động tốt

13 Cỗu trì tổng 40A, cầu trì

15A đèn báo nạp, cầu trì tảI 15A Mỗi loại 01 Còn tốt

3.2.3 Các dụng cụ cần thiết

Đồng hồ Ampe kế để kiểm tra máy phát và các bộ phận khác nh điot, tiết chế,

rơle, cầu chì, và sự thông mạch của toàn hệ thống và điện áp phát ra của máy phát,

điện áp accquy

Khoan với các mũi khoan hợp, và dùng để bắn vít cố định

Máy hàn điện dùng để hàn khung giá

Máy hàn thiếc cầm tay

Máy nén khí và dụng cụ phun sơn

Máy cắt thép

3.2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp địên

1.1 Thiết kế phần khung đỡ dới

Theo khung hình và kích thớc đã đợc lựa chọn hình dạng xa bàn, chúng ta bắt

đầu vào chế tạo phần khung phía dới giá đỡ trớc tiên

+B

l e

p f tiết chế

vi mạch

am acc

st

+ Bat

e e

e

1

1 st

e +B

+B s

d2 d4 d6

Quy trình chế tạo:

đồ gá

Yêucầu kỹthuật

- Máy cắt

- Máy cắt rùa

- Trang thiết bị bảo hộ

- Thiết bịhoạt

động tốt

- Phôi

đảm bảo

đúng kích thớc

- Nắn phôi phăng, thẳng, làm sạch

- Mối

đính đảmbảo kích thớc độ bền

- Liên kết sau khi gá

đính không đ-

ợc cong vênh lệchmép,

đảm bảo kích thớc

đúng yêucầu

- Que hàn E308 có

đờng kíngd= 2.5mm

và d=

4mm

- Trang thiết bị bảo hộ

đúng trình tự các đờnghàn

- Các ờng hà phải đảmbảo yêu cầu kỹ thuật

đ Sauk hi hàn xongphải kiểm tra lại các mối hàn

và kích thớc

- Đảm bảo an toàn cho ngời và trang thiết bị

- Búa gõ

xỉ, bàn trảI sắt

- Trang bịbảo hộ lao

động

- Đảm bảo kiểmtra đúng kích th-

ớc, yêu cầu kỹ thuật

Điểm hàn đính

theo đúng

yêu cầu

1.2 Thiết kế phần giá đỡ và mặt gá thiết bị

Bộ phận này là mặt để ép khung gỗ gá lắp thiết bị chính

- Máy cắt

- Máy cắt rùa

- Trang thiết bị bảo hộ

- Thiết bịhoạt

động tốt

- Phôi

đảm bảo

đúng kích thớc

- Nắn phôi phăng, thẳng, làm sạch

- Liên kết sau khi gá

đính không đ-

ợc cong vênh lệchmép,

đảm bảo kích thớc

đúng yêucầu

- Que hàn E308 có

đờng kíngd= 2.5mm

và d=

4mm

- Trang thiết bị bảo hộ

- Hàn

đúng trình tự các đờnghàn

- Các ờng hà phải đảmbảo yêu cầu kỹ thuật

đ Sau khi hàn xongphải kiểm tra lại các mối hàn

và kích thớc

- Đảm bảo an

39

Thanh gắn thiết bị

tiến hành

làm sạch

toàn cho ngời và trang thiết bị

- Búa gõ

xỉ, bàn trải sắt

- Trang bịbảo hộ lao

động

- Đảm bảo kiểmtra đúng kích th-

ớc, yêu cầu kỹ thuật

3.3.2 Đấu dây cho hệ thống cung cấp điện

Sau khi đã gá nắp thành công tất cả các thiết bị chúng ta tiến hành đấu dây

cho hệ thống

Các đầu dây phảI đảm bảo đợc đấu chắc chắn, gọn gàng , và đúng đủ các

đầu tránh hiện tợng đấu sai mạch điện dẫn đến h hỏng thiết bị

Các đầu phả đợc đấu bằng dây màu để công tác kiểm tra sửa chữa đợc

thuận tiện và dễ phân biệt các cọ cực của hệ thống làm sao để khi ngời cha biết

phải dễ thao tác và nhận biết khi cha có tay nghề nhng đã có kiến thức cơ bản