GIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

GIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Trang 1

GIÁO ÁN SỐ: 03 Thời gian thực hiện: 270 phút

Môn học: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ Ô TÔ

Chương 3: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN

Ô TÔ

MỤC TIÊU BÀI HỌC

Sau khi học xong bài này, sinh viên sẽ có những khả năng sau:

• Giải thích được nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống cung cấp điện

• Trình bày được các tải điện trên ô tô

• Phân tích được các chế độ làm việc và sự phân bố tải

• Trình bày được cơ sở lý thuyết về máy phát điện

• Trình bày được cách tính toán công suất của tải điện và chọn máy phát

ĐỒ DÙNG VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

Đồ dùng dạy học:

- Phấn, bảng

- Bài giảng điện tử hệ thống cung cấp điện (Power Point)

- Giáo trình ( tham khảo nội dung có liên quan trong các tài liệu)

Phương pháp dạy học :

- Thuyết trình có minh họa và giải thích

- Phát vấn

I ỔN ĐỊNH LỚP: Thời gian: 2’

Kiểm tra sỉ số lớp: Số sinh viên vắng: Tên: Tài liệu phát tay ( một số hình vẽ sơ đồ khối)

II THỰC HIỆN BÀI HỌC:

1. Bài giảng mới

Trang 2

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

THỜI GIAN

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN

HOẠT ĐỘNG CỦA SINH VIÊN

1 Dẫn nhập:

Máy phát điện là một thiết bị

không thể thiếu không

những trên ô tô, xe máy mà

còn các phương tiện giao

thong khác Nó giúp cung

cấp điện tới các phụ tải điện

trên xe để xe vận hành được

tốt hơn

10’

2 Bài giảng mới

3.1 Nhiệm vụ và yêu cầu

Ô tô được trang bị

một số hệ thống và thiết bị

điện để đảm bảo an toàn và

tiện nghi khi sử dụng Chúng

cần điện năng trong suốt thời

gian hoạt động và cả khi

động cơ đã dừng Vì thế,

chúng cần cả ắc quy và

nguồn điện một chiều là

nguồn năng lượng Một hệ

thống cung cấp điện trang bị

trên xe cung cấp dòng điện

một chiều cho những hệ

thống và thiết bị vừa nêu

Tuy nhiên ắc quy sẽ phóng

điện khi động cơ dừng và

+Giảng viên giới thiệu nhiệm vụ, yêu cầu HT cung cấp điện

+Trình bày: Viết bảng, giải thích

+Giải đáp thắc mắc của sinh viên

+ Quan sát

+Nghe giảng

+Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu để

GV giải đáp

30’

Trang 3

dần hết điện.

Hệ thống cung cấp điện sử dụng sự quay của động cơ để phát sinh ra điện

Nó không những cung cấp điện năng cho những hệ thống và thiết bị điện khác

mà còn nạp điện cho ắc quy trong lúc động cơ đang hoạt động

Để cung cấp năng lượng cho các phụ tải trên ô

tô cần phải có bộ phận tạo ra nguồn năng lượng có ích Nguồn năng lượng này được tạo ra từ máy phát điện trên

ô tô Khi động cơ hoạt động, máy phát cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho

ắc quy Để bảo đảm toàn bộ

hệ thống hoạt động một cách hiệu quả, an toàn, năng lượng đầu ra của máy phát nạp vào ắc quy và năng lượng yêu cầu cho các tải điện phải thích hợp với nhau

Trang 4

Có hai loại máy phát:

máy phát điện một chiều và

máy phát điện xoay chiều

Các máy phát điện một chiều

được sử dụng trên xe thế hệ

cũ nên trong bài học này

không đề cập tới

3.1.1 Nhiệm vụ

Máy phát điện là

nguồn năng lượng chính

trên ô tô Máy phát sinh

ra dòng điện AC nhưng

phải chỉnh lưu thành

dòng DC được sử dụng

để sạc bình ắc quy và cấp

điện đến các tải điện trên

ô tô Điện áp đầu ra của

máy phát phải ổn định

không liên quan tới tốc

độ động cơ và chế độ tải

3.1.2 Yêu cầu

Máy phát phải luôn tạo ra

một hiệu điện thế ổn định

(13,8V-14,2V) trong mọi

chế độ làm việc của phụ

tải Máy phát phải có cấu

trúc và kích thước nhỏ

gọn, trọng lượng nhỏ, giá

thành thấp và tuổi thọ

+ Quan sát

+Nghe giảng

+Ghi bài

GV giải đáp

+ Quan sát

+Nghe giảng

+Ghi bài

GV giải đáp

20’

30’

Trang 5

cao Máy phát cũng phải

có độ bền cao trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm lớn, có thể làm việc ở những vùng có nhiều bụi bẩn, dầu nhớt và độ rung động lớn Việc duy trì và bảo dưỡng càng ít càng tốt Khi động cơ đang hoạt động, máy phát có các yêu cầu như sau:

• Cung cấp dòng điện phù hợp với yêu cầu của tất

cả các tải

• Cung cấp dòng điện sạc tới bình ắc quy

• Hoạt động ở tốc độ cầm chừng

• Cung cấp điện áp ổn định

ở các điều kiện khác nhau

• Có đèn báo trạng thái hoạt động của máy phát Điện áp máy phát phải đảm bảo 14V đối với xe

du lịch và 28V đối xe tải trong điều kiện xe đang hoạt động

Công suất máy phát phải đảm bảo cung cấp điện

Trang 6

cho tất cả các tải điện khi

xe đang hoạt động Công

suất của các máy phát

trên ô tô hiện nay vào

khoảng Pmf = 700-1500W

Máy phát đạt dòng điện

cực đại trong khoảng Imax

= 70-140A Hiệu điện thế

hiệu chỉnh: là hiệu điện

thế làm việc của bộ tiết

chế Uhc = 13,8 -14,2V

3.2 Các tải điện trên ô tô

Các phụ tải điện trên

ô tô được phân làm ba nhóm

riêng biệt bao gồm: tải

thường trực là những tải liên

tục hoạt động khi xe đang

chạy, tải gián đoạn trong thời

gian dài và tải gián đoạn

trong thời gian ngắn Máy

phát điện của một ô tô hiện

đại phải đáp ứng được các

nhu cầu cao của các phụ tải

điện ở các điều kiện khác

nhau Dưới đây là bảng các

thông số tiêu thụ điện năng

của ba nhóm tải điện trên ô

tô: (Bảng 3.1, Bảng 3.2,

Bảng 3.3)

+Giảng viên giới thiệu các tải điện trên

ô tô

+ Quan sát

+Nghe giảng

+Ghi bài

GV giải đáp

15’

Trang 7

3.3 Các chế độ làm việc và

sự phân bố tải

Nguồn năng lượng điện

cung cấp đến các phụ tải

điện trên ô tô là nguồn

điện một chiều (DC) có

điện áp 12V hoặc 24V

Nguồn năng lượng này

được tạo ra từ máy phát

điện hay bình ắc quy thì

còn tùy thuộc vào trạng

thái hoạt động của xe

• Khi động cơ không hoạt

động: Điện từ bình accu

được sử dụng để chiếu

sáng, dùng cho các thiết

bị điện phụ, hoặc là các

thiết bị điện khác khi

động cơ không hoạt

động

• Khi động cơ khởi động:

Điện từ bình accu được

dùng cho máy khởi động

và cung cấp dòng điện

cho hệ thống đánh lửa

trong suốt thời gian động

cơ đang khởi động

• Khi động cơ đang hoạt

động:

+ Ở chế độ không tải

(máy phát hoạt động

không tải): Điện từ máy

+Giảng viên giới thiệu các tải điện trên

ô tô

+ Giảng viên gợi ý

để sinh viên tìm ra được khi động cơ không hoạt động

để sinh viên tìm ra được khi động cơ khởi động

để sinh viên tìm ra được khi động cơ đang hoạt động

+ Quan sát

+Nghe giảng

+Ghi bài

GV giải đáp

-Sinh viên chú ý lắng nghe, quan sát, tiếp thu và ghi chép

30’

Trang 8

phát một phần sẽ được

cấp tới các phụ tải điện

trên xe và phần còn lại sẽ

nạp điện cho bình ắc quy

+ Ở chế độ tải trung bình:

Máy phát sẽ cấp điện đến

các phụ tải điện nhiều

hơn và sẽ giảm dòng nạp

đến bình ắc quy

+ Ở chế độ quá tải

(trường hợp mở quá

nhiều phụ tải điện): Khi

máy phát điện hoạt động

hết công suất nhưng vẫn

không thể cung cấp đủ

điện đến cho các phụ tải

điện Lúc này, bình ắc

quy sẽ phóng điện để hỗ

trợ một phần điện năng

cho máy phát.(Hình 3.1,

Hình 3.2)

3.4.1 Phân loại và đặc điểm

cấu tạo máy phát điện

3.4.1.1 Phân loại

Trong hệ thống điện ô tô

hiện nay thường sử dụng

ba loại máy phát điện

xoay chiều sau:

o Máy phát điện xoay chiều

kích thích bằng nam

châm vĩnh cửu thường

được sử dụng trên các xe

gắn máy

để sinh viên tìm ra được khi động cơ đang hoạt động ở chế

độ tải trung bình

để sinh viên tìm ra được khi động cơ đang hoạt động ở chế

độ quá tải

+Giảng viên giới thiệu cách phân loại

và đặc điểm cấu tạo máy phát

-Sinh viên chú ý lắng nghe, quan sát, tiếp thu và ghi chép

+ Quan sát

+Nghe giảng

+Ghi bài

GV giải đáp

15’

Trang 9

kích thích bằng điện từ

không có vòng tiếp điện

sử dụng chủ yếu trên máy

kéo và các xe chuyên

dụng

kích thích bằng điện từ có

vòng tiếp điện sử dụng

trên các ô tô

Trong quyển giáo trình

này chỉ đề cập đến máy

phát điện xoay chiều kích

thích bằng điện từ có

vòng tiếp điện sử dụng

trên các ô tô

3.4.1.1Đặc điểm cấu tạo máy

phát kích từ kiểu điện

từ loại có vòng tiếp điện

(có chổi than)

Máy phát điện gồm có 3

phần chính bao gồm:

Stator, rotor và bộ chỉnh

lưu.(Hình 3.10)

 Rotor:

Cấu tạo: Gồm hai chùm

cực hình móng lắp then

trên trục Giữa các chùm

cực có các cuộn dây kích

thích đặt trên trục qua

ống lót bằng thép Các

đầu của cuộn dây kích

thích được nối với các

vòng tiếp điện gắn trên

+Giảng viên giới thiệu cách phân loại

và đặc điểm cấu tạo máy phát

+ Quan sát

+Nghe giảng

+Ghi bài

GV giải đáp

15’

Trang 10

trục máy phát Trục của

rotor được đặt trên các ổ

bi lắp trong các nắp bằng

hợp kim nhôm Trên nắp,

phía vòng tiếp điện còn

bắt giá đỡ chổi điện Một

chổi điện được nối với vỏ

máy phát, chổi còn lại nối

với đầu ra cách điện với

vỏ Trên trục còn lắp

cánh quạt và puli dẫn

động (Hình 3.11)

Nguyên lý hoạt động:

Khi có dòng một chiều đi

qua cuộn kích thích thì

cuộn dây và ống thép dẫn

từ trở thành một nam

châm điện mà hai đầu

ống thép là hai từ cực

khác dấu Dưới ảnh

hưởng của các từ cực, các

móng trở thành từ cực

của rotor

 Stator:

Cấu tạo: Gồm khối thép

từ được lắp ghép bằng

các lá thép ghép lại với

nhau, phía trong có xẻ

rãnh đều để xếp các cuộn

dây phần ứng.(Hình 3.12)

để sinh viên tìm ra được cấu tạo của Rotor

để sinh viên tìm ra được nguyên lý hoạt động của Rotor

để sinh viên tìm ra được cấu tạo của Stator

Sinh viên chú ý lắng nghe, quan sát, tiếp thu và ghi chép

Sinh viên chú ý lắng nghe, quan sát, tiếp thu và ghi chép 15’

Trang 11

Cuộn dây stator có ba pha

mắc theo kiểu hình sao

hoặc theo kiểu hình tam

giác

• Cách mắc kiểu hình sao:

cho ra điện thế cao, được

sử dụng phổ biến

• Cách mắc kiểu tam giác:

cho ra dòng điện lớn

(Hình 3.13)

3.4.3 Chỉnh lưu dòng

điện

Dòng điện xoay chiều

tạo ra trong máy phát

điện không thể sử dụng

trực tiếp cho các thiết bị

điện mà được chỉnh lưu

thành dòng điện một

chiều Bộ chỉnh lưu sẽ

biến đổi dòng điện xoay

chiều thành dòng điện

một chiều

3.4.3.3 Chỉnh lưu 3 pha

Để biến đổi dòng điện xoay

chiều của máy phát sang

để sinh viên tìm hiểu

về chỉnh lưu dòng điện

Trang 12

dòng điện một chiều, ta dùng

bộ chỉnh lưu 6 điốt, 8 điốt

hoặc 14 điốt Đối với máy

phát có công suất lớn

(P>1000W) sự xuất hiện

sóng đa hài bậc 3 trong

thành phần của hiệu điện thế

pha do ảnh hưởng của từ

trường các cuộn pha lên

cuộn kích làm giảm công

suất máy phát

Vì vậy, người ta sử dụng cặp

điốt mắc từ dây trung hòa để

tận dụng sóng đa hài bậc 3,

làm tăng công suất máy phát

khoảng 10-15% (hình 3.18)

Trong một số máy phát,

người ta còn sử dụng 3 điốt

nhỏ (điốt trio) mắc từ các

pha để cung cấp cho cuộn

kích, đồng thời đóng ngắt

đèn báo nạp (hình 3.17, hình

3.18, hình 3.19)

về chỉnh lưu 3 pha

Sinh viên chú ý

Trang 13

3.4.4 Điều chỉnh điện áp

Khi điều chỉnh điện áp và

cường độ dòng điện của

máy phát trong các hệ

thống cung cấp điện thì

đối tượng điều chỉnh là

máy phát và ắc quy Hoạt

động đồng thời của máy

phát cùng ắc quy xảy ra

khi có sự thay đổi vận tốc

quay của phần ứng

(rotor) của máy phát, của

tải và của nhiệt độ trong

phạm vi rộng Để các bộ

phận tiếp nhận điện năng

làm việc bình thường thì

điện áp của lưới điện phải

không đổi Vì vậy, cần

phải có sự điều chỉnh

điện áp

Trong quá trình vận hành,

máy phát có thể có những

trường hợp khi tải vượt

quá trị số định mức Điều

này sẽ dẫn đến hiện

tượng bị cháy, làm giảm

khả năng chuyển đổi

về điều chỉnh điện áp

lắng nghe, quan sát, tiếp thu và ghi chép 10’

Trang 14

mạch hoặc quá nhiệt, dẫn

tới tăng tải trên các chi

tiết cơ khí của hệ thống

dẫn động máy phát Tất

cả các chức năng này ở

hệ thống cung cấp điện

cho ô tô, máy kéo được

thực hiện tự động nhờ bộ

điều chỉnh điện áp và

dòng điện

3.4.4.1Tiết chế loại điện từ

Nếu giá trị điện áp máy

phát tăng cao hơn

ngưỡng giá trị cho phép

(Umf >14.2V), nam châm

điện ngắt công tắc, ngừng

hoạt động của cuộn kích

Khi điện áp máy phát

giảm xuống bằng giá trị

ngưỡng (Umf ≤ 14.2V) thì

công tắc sẽ được đóng lại

và lúc này sẽ có dòng

điện đi qua cuộn kích, từ

trường bên trong cuộn

kích tăng lên làm cho

điện áp máy phát tăng lên

về tiết chế loại điện từ

Trang 15

và lực hút nam châm

ngày càng mạnh hơn

Đối với các thành phần

cơ khí, loại điều chỉnh

điện áp này còn tùy thuộc

vào sự hư hỏng trên các

chi tiết Đó là nguyên

nhân tại sao nó không

được dùng cho các máy

phát trên các xe hiện đại

3.4.4.2 Tiết chế loại điện

tử

Bộ tiết chế điều khiển

bằng điện tử được thiết

kế không có bất cứ thành

phần cơ khí nào Việc

điều khiển dòng kích

được thực hiện bởi một

con transistor hiệu suất

cao Điều đó mang lại các

ưu điểm sau:

o Thời gian hoạt động rất

ngắn và điện áp máy phát

có thể được giữ trong

giới hạn thấp hơn

về tiết chế loại điện tử

40’

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	31,25 KB