Máy phát điện xoay chiều 3 pha trên xe du lịch

trước kia , nguồn cung cấp điện cho xe khi xe chạy là máy phát điện một chiều, nhưng máy phát điện một chiều có nhiều nhược điểm như: cồng kềnh, phát ra lượng điện nhỏ ở tốc độ động cơ t

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : NGUYỄN ANH NGỌC

SINH VIÊN THỰC HIỆN : HÀ VĂN ĐẠI

LỚP : CĐ ĐỘNG LỰC 1

KHOÁ : 10

Phần Nhận xét và cho đ iểm :

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……….

LỜI MỞ ĐẦU

Hệ thống điện trên ôtô ngày càng có thêm nhiều thiết bị do các nhà sản xuất

sẽ kéo theo lượng điện tiêu thụ cho xe cũng tăng lên đáng kể trước kia , nguồn

cung cấp điện cho xe khi xe chạy là máy phát điện một chiều, nhưng máy phát

điện một chiều có nhiều nhược điểm như: cồng kềnh, phát ra lượng điện nhỏ ở

tốc độ động cơ thấp, sản xuất phức tạp…Vì vậy máy phát điện xoay chiều 3 pha

đã ra đời nhằm nâng cao khả năng phát điện và cải tiến các nhược điểm của máy

phát điện một chiều đồ án chuyên ngành với chuyên đề nghiên cứu máy phát

điện xoay chiều 3 pha trên xe du lịch trình bày chi tiết về các vấn đề đó

đồ án bao gồm 4 phần chính:

Phần 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện.

Phần 2: Nghiên cứu máy phát điện xoay chiều trên xe du lịch.

Phần 3: Đặc điểm hư hỏng và phương pháp sửa chữa bảo dưỡng máy

phát điện.

Phần 4: Kết luận.

ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án bộ môn của em không tránh

khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo để đồ án

của em được hoàn thiện hơn

PHẦN I

TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN ƠTƠ

Hệ thống điện trên ơ tơ cĩ đầy đủ các trang thiết bị và chức năng phục vụ như

một hệ thống điện hồn chỉnh nĩi chung, cũng bao gồm các bộ phận phát điện,

tích điện, truyền dẫn và tiêu thụ điện năng

Tuy nhiên mạch điện sử dụng trên xe là một chiều 12v hoặc 24v các bộ phận

chính của hệ thống gồm: hệ thống cung cấp điện( ắc quy và máy phát điện ), hệ

HT điều khiển động cơ

(Đánh lửa & Phun xăng)

HT khởi động động cơ

HT chiếu sáng

HT gạt &

xông kính

HT tín hiệu

HT điều hòa không khí

HT khóa cửa & bảo vệ

phun xăng điện tử trên động cơ, hệ thống chiếu sáng, hệ thống đồng hồ và hệ

thiết bị được kiểm soát và điều khiển bởi bộ xử lý điện tử trung tâm

hiểu về máy phát điện xoay chiều 3 pha trên xe du lịch

1 C hức năng của hệ thống cung cấp điện.

thuận tiện xe cần sử dụng điện không chỉ khi đang chạy mà cả khi dừng

vì vậy xe có ắc quy để cung cấp điện và hệ thống nạp để tạo ra nguồn cung cấp

điện k đ hi c độngn m ơHệ t hốngnang cổ ạpc áy.c ungt c c tấp b đho ất ả ác hiết ị iện

và để nạp điện cho ắc quy

2 Cấu tạo của hệ thống nạp và dòng điện trong mạch.

+ Khóa điện

*Máy phát điện.

Khi động cơ đang nổ máy, máy phát tạo ra một lượng điện gần đủ cho cácthiết bị điện sử dụng trên xe và để nạp điện cho ắc quy

*Bộ điều áp(đặt ngay trong máy phát điện)

Thiết bị này được dùng để điều chỉnh điện áp được tạo ra ngay cả khi tốc độcủa máy phát thay đổi hoặc khi cường độ dòng điện chạy trong mạch thay đổi

*Ắc quy.

Đây là nguồn cung cấp điện khi động cơ tắt máy Nó cung cấp điện cho các

thiết bị điện khi khởi động động cơ hoặc khi máy phát không phát điện

Tuy nhiên dòng điện được tạo ra bởi máy phát và được nạp cho ắc quy ngay lập

tức khi động cơ bắt đầu nổ máy

*Đèn báo nạp.

sáng, nếu sau khi khởi động và động cơ đã nổ máy mà đèn tắt thì hệ thống nạp

hoạt động bình thường, nếu đèn không tắt cần phải kiểm tra lại hệ thống nạp

* Khóa điện.

Khóa điện dùng để khởi động động cơ làm cho máy phát phát điện

(2) Dòng điện trong hệ thống nạp.

Hãy xem dòng điện trong mạch nạp tương ứng với mỗi vị trí của khóa điện

 K h i k h ó a đ i ệ n

đ a n g ở v ị t r í A C Choặc LOCK

Khóa điện ở vị trí ON (động cơ chưa nổmáy)

Lúc này dòng điện đi từ ắc quy tới máy phátđiện bởi vì:

+ nam châm sử dụng trong máy phát 3 pha là nam châm điện, cần phải cung cấp

cho nó một dòng điện để từ hóa cuộn dây khi đó máy phát mới có thể cung cấp

điện

 K h ó a đ i ệ n ở v ịtrí ON (khi động cơđang nổ máy)

q u y n ê n đ è n b á o n ạ ptắt

3 Chức năng của máy phát điện xoay chiều.

qua đai chữ V sẽ làm quay rotor máy phát và do đó tạo ra dòng điện xoay chiều

trong cuộn dây Stato

(2) Chỉnh lưu dòng điện.

không sử dụng được cho các thiết bị điện một chiều sử dụng trên xe

Để sử dụng được dòng điện xoay chiều này người ta sử dụng bộ chỉnh lưu để

chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều

(3) Điều chỉnh điện áp.

Bộ điều chỉnh điện áp IC điều chỉnh điện áp sinh ra để có điện áp ổn định

ngay cả khi tốc độ máy phát hoặc cường độ dọng điện trong mạch thay đổi

PHẦN II

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

1 Cấu tạo.

1 Nắp trước, 2 puly, 3 Má cực từ, 4 bộ chỉnh lưu,

5 ổ bi, 6 vành tiếp điện, 7 giắc cắm dây, 8 cọc bắt dây,

9 cuộn rôto, 10 nắp sau, 11 rôto, 12 cuộn stato

Máy phát điện xoay chiều 3 pha trên xe du lịch gồm những bộ phận chính là:

rotor, stato, các nắp, puli, cánh quạt và bộ chỉnh lưu, tiết chế

(1) Rôto.

Rotor là một nam châm điện quay bên trong cuộn dây stato sinh ra từ trường để

tạo ra lực điện trường trong cuộn dây stato Cuộn dây được

điện chạy bên trong cuộn dây

Vì cường độ dòng điện chạy vào rotor tăng dần, nên lực điện từ cũng mạnh dần

lên

và bộ chỉnh lưu để làm cho nhiệt độ của chúng thấp hơn nhiệt độ giới hạn bằng

cách hút không khí từ lỗ thông gió ở khung phía trước nhờ rotor quay

để giảm điện trở và điện trở tiếp

xúc và đồng thời chống được sự ăn mòn.

(3) Stato

Stato tạo ra dòng điện xoay chiều 3 pha bằng cách thay đổi từ thông sinh ra

bởi rotor quay Stato gồm có lõi và cuộn dây được đặt trong khung phía trước

 Cách cuốn dây stato:

cuộn dây stato gồm có 3 cặp điểm nối 3 đầu của các cuộn dây được gọi là các

điểm trung tính

Vì stato tạo ra nhiệt nhiều hơn bất kì một bộ phận nào khác trong máy phát

điện xoay chiều nên người ta sử dụng vỏ cách nhiệt để bảo vệ các cuộn dây

(4) Bộ chỉnh lưu.

Bộ nắn dòng thực hiện chức năng chỉnh lưu đầy đủ toàn bộ chu kỳ để chuyển

điện một chiều nhờ 6 điốt hoặc ( 8 điốt với các điốt ở điểm trung tính)

để cải thiện khả năng bực xạ nhiệt đồng thời giúp cho kích thước của bộ nắn

dòng nhỏ lại

Nhiệt độ của bộ chỉnh lưu:

Đ i ố t đ ư ợ c s ử d ụ n g đ ể c h ỉ n h l ư u s ẽ s i n h r a n h i ệ t k h i c ó d ò n g đ i ệ n đ i q u a

nóng điốt sẽ làm giảm khả năng chỉnh lưu Vì vậy, cần phải bố trí các cánh tản

nhiệt để diện tích tỏa nhiệt được tăng lên

với động cơ, vì vậy khi xe hoạt động tốc

độ của động cơ thay đổi thường xuyên và

do đó tốc độ của máy phát không ổn định Nếu máy phát không có bộ ổn áp thì

hệ thống nạp không thể cung cấp dòng điện ổn định cho các thiết bị điện Do đó,

mặc dù tốc độ của máy phát thay đổi thì điện áp ở các thiết bị điện vẫn phải duy

trì không đổi và tùy theo sự thay đổi cường độ dòng điện trong mạch cần phải

điều chỉnh Trong máy phát điện xoay chiều việc điều chỉnh như trên được thực

hiện bởi bộ điều áp IC

b Ngyên lý điều chỉnh.

Nhìn chung cường độ dòng điện tạo ra có thể thay đổi bằng phương pháp sau

đây:

 Tăng hoặc giảm lực từ trường (rotor)

 Tăng tốc hoặc giảm tốc độ quay của nam châm

Khi áp dụng phương pháp này đối với máy phát điện xoay chiều trên xe, tốc độ

q u a y c ủ a r o t o r k h ô n g t h ể đ i ề u k h ể n đ ư ợ c v ì n ó q u a y c ù n g v ớ i đ ộ n g c ơ

Nói cách khác, điều kiện có thể thay đổi tự do trong máy phát điện xoay chiều

trên x l le t àt ực ừ Trong trường(rotor).thựcv t ếđ ciệc đ hayd đ ổiđ ường ộ òng iện i

IC điều chỉnh cường độ dòng điện máy phát xoay chiều bằng cách điều khiển

dòng điện tạo từ trường do đó điện áp tạo ra luôn ổn định, khi tốc độ quay của

rotor thay đổi và khi dòng điện sử dụng thay đổi

c Tự điều khiển đối với dòng điện cực đại.

Đặc tính của máy phát điện là dòng điện tạo ra hầu như ổn định khi tốc độ quay

của máy phát vượt quá một tốc độ nhất định (tự điều khiển) vì vậy khi tải vượt

quá dòng điện ra cực đại thì điện áp sụt Một đặc tính khác của máy phát điện

xoay chiều là dòng điện sẽ giảm đi khi máy bị nóng vì điện trở ở mỗi bộ phận

thay đổi theo nhiệt độ ngay cả khi tốc độ máy phat không đổi

(5) Bộ điều chỉnh IC.

5.1 Cấu tạo của bộ điều áp IC.

lai làm cho bộ điều áp có kích thước nhỏ gọn

5.2 các loại bộ điều áp IC.

* Loại nhận biết ắc quy: loại điều áp IC này nhận biết ắc quy nhờ cực S (cực

nhận biết ắc quy và điều chỉnh điện áp ra theo giá trị quy định)

* Loại nhận biết máy phát: Loại điều áp IC này xác định điện áp bên trong của

máy phát và điều chỉnh điện áp ra theo giá trị quy định

5.3 chức năng của bộ điều áp IC.

5.3.1 Bộ điều áp IC có các chức năng sau.

* Điều chỉnh điện áp

* Cảnh báo khi máy phát không phát điện và nạp không bình thường

5.3.2 B đ ộ á I iều c b p b C c b ảnh s đ áo b n ằng k x đ ách đ ật áng èn áo ạp hi ác ịnh ược các sự cố sau đây:

và cực E)

2 Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều 3 pha.

Có nhiều phương pháp tạo ra dòng điện, trong những máy phát điện người ta sửdụng cuộn dây và nam châm làm phát sinh ra dòng điện trong cuộn dây

Thay đổi các thông số: cuộn dây, nam châm, tốc độ dịch chuyển, thì lượngđiện sinh ra khác nhau

Chúng ta biết rằng điện có thể tạo ra nhờ cuộn dây và nam châm, đường sức

từ của nam châm khi di chuyển sẽ cắt qua các vòng của cuộn dây

Khi nam châm được mang lại gần cuộn dây, từ thông xuyên qua cuộn dây tănglên Ngược lại khi đưa cuộn dây ra xa, đường sức từ xuyên qua cuộn dây giảmxuống

Bản thân cuộn dây không muốn từ thông xuyên qua nó biến đổi nên cố tạo ra

từ thông theo hướng chống lại những thay đổi xảy ra

thể thay đổi được.

+ có thêm lõi thép sẽ làm tăng từ thông

qua cuộn dây

+ Sinh ra từ thông móc vòng làm từ thông thay đổi liên tục.

2.1 Cấu trúc máy phát điện.

Chổi than và vòng tiếp điện

Chức năng: cho dòng điện chạy qua rotor để tạo ra từ trường

trở nhỏ và được phủ một lớp đặc biệt chống mòn

2.1.2 Stato.

Chức năng: tạo ra điện thế xoay chiều 3 pha nhờ sự thay đổi từ thông khi rô to

Cuộn dây stato có thể mắc theo 2 cách

+ Cách mắc kiểu hình sao: cho ra điện thế cao, được sử dụng phổ biến

+ Cách mắc kiểu tam giác: cho ra dòng điện lớn

Cuộn dây stato gồm 3 cuộn dây riêng biệt , trong cách mắc hình sao, đầu chungcủa 3 cuộn dây được nối thành đầu trung hòa

2.1.3 Bộ chỉnh lưu.

điện một chiều để nạp vào ắc quy và sử dụng cho các thiết bị trên xe

Tu y n hi ên chất bá n d ẫn t ạo ra n ó l ại kh ôn g ch ị u n hi ệt n ên đi ốt bị hư k hi qu á

nhiệt vì vậy phiến tản nhiệt phải có diện tích lớn

1.2.5 Quạt.

Vai trò của quạt:

Khi quạt quay, không khí được hút qua các lỗ trống và làm mát cuộn rôto, stato,

và bộ chỉnh lưu, làm giảm nhiệt độ của các bộ phận này ở mức cho phép

Đặc điểm:

- Có 2 loại quạt hút gió từ 2 phía để cung cấp đủ lượng gió cần thiết

- không khí được hướng vào cuộn stato, nơi phát sinh ra nghiều nhiệt nhất

3 Bộ chỉnh l ư u

3.1 -Điện áp tạo ra trong cuộn dây stato.

- M á y p h á t đi ệ n t ạ o r a đi ệ n á pxoay chiều trong cuộn dây stato

K h i n a m r ô t ( n a m c h â m đi ệ n )

q u a y t ạ o r a t ừ t h ô n g t h a yđổi qua các cuộn dây stato, stato

được tạo nên từ 3 cuộn dây pha

K h i r o t o q u a y đi ệ n á p t ạ o r a t r o n g m ỗ i c u ộ n d â y p h a D o c á c c u ộ n d â y

đặ t l ệ c h n h a u g ó c 1 2 0o , đỉ n h c ủ a s ó n g x o a y c h i ề u s i n h r a ở m ỗ i c u ộ n

dây cũng lệch nhau góc 120o.

xếp cả 3 đường đặc tuyến của 3 điện áp pha vào một đồ thị ta sẽ được hình dưới

đây, đó là đường biểu diễn điện áp xoay chiều 3 pha

3.2 - Sự chỉnh lưu điện áp xoay chiều.

mạch chỉnh lưu 6 điốt hình thành mạch chỉnh lưu dòng điện xoay chiều 3 phathành dòng điện 1 chiều

3.3 - Cấu tạo của đíôt.

Hình vẽ bên dưới thể hiện cấu tạo của đíôt trong bộ chỉnh lưu điện áp

Đi ệ n á p x o a y c h i ề u 3 p h a t ạ o r a t r o n g c u ộ n d â y s t a t o t h a y đổ i l i ê n t ụ c t ừdương s angâ n ưng nm hờbhc ộlưu l àmchỉnh d hođiện đến tòng điện tải heom ộthướng nhất định

Dòng điện thay đổi như đường cong trên hình, nó không tăng đến vô cùng vì nó

có khả năng tự hạn chế dòng, có hai nguyên nhân dẫn đến việc tự hạn chế dòng

1 Cảm kháng

Cảm kháng sinh ra trong cuộn dây stato khi có dòng điện chạy qua nó, cảm

kháng tăng khi tốc độ tăng

Trong máy phát điện xoay chiều, tốc độ rôto càng lớn thì tần số cao khiến cảm

kháng tăng và dòng sinh ra được hạn chế

2 Hiện t ư ợng phản từ

t ừ t rườ n g t ạ o r a k h i c ó c u ộ n d â y t r o n g s t a t o ( m á y p h á t c ó t ả i ) T ừtrường này làm yếu lực từ của rôto

PHẦN III

ĐẶC ĐIỂM HƯ HỎNG VÀ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG

MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

1 Những h ư hỏng th ư ờng gặp ở máy phát đ iện xoay chiều.

a Chổi t t han x k iếp úc hông tốt.

D o b ị o x i h o á h o ặ c b ị d í n h

d ầ u v à o v ò n g t i ế p x ú c , c ổ g ó pmòn không đều, kênh chổi than

h o ặ c g i ả m s ứ c căn g c ủ a l ò x o

c h ổ i t h a n … n h ữ n g hư h ỏ n g đólàm tăng điện t mrở k ạchm p íchl g cường độ c ủadáy hát àmkòngt viảml ích ừ à àm

cho công suất của máy phát giảm xuống

b Cuộn kích từ bị chạm mát.

Thường xảy ra ở đầu các cuộn kích tới các vòng tiếp xúc, kết quả làm cho từ

thông giảm vì vậy điện áp nhỏ và dòng điện không đi ra mạch ngoài

e Cuộn Stato bị đứt.

N ế u đứ t m ộ t p h a , c ò n l ạ i h a i p h a s ẽ m ắ c n ố i t i ế p , đi ệ n t r ở c u ộ n d â y s t a t o

tăng lên, điện áp tăng, có thể dẫn tới chọc thủng điốt chỉnh lưu

Nếu đứt 2 pha thì mạch của cuộn stato sẽ đứt và máy phát không làm việc

f Cuộn stato bị chạm mát.

Có thể xảy ra do hư hỏng về cơ hoặc về nhiệt của cuộn dây hoặc ở đầu ra, hiện

tượng này làm giảm công suất của máy phát

2 Bảo d ư ỡng máy phát đ iện

a Bảo dưỡng cấp 1.

Kiểm tra độ bắt chặt và độ căng của đai truyền

b Bảo dưỡng cấp 2.

vệ sinh bề mặt máy phát, kiểm tra độ bắt chặt và độ căng dây đai

c Bảo dưỡng theo mùa

Kiểm tra tình trạng cổ góp, chổi than và các vòng bi

Kiểm tra độ bắt chặt và độ căng dây đai

3 Kiểm tra sửa chữa.

a Kiểm tra máy phát đ iện

Máy phát điện khua: có thể do chân máy phát gắn không tốt, bị lỏng, dây curoa

b ị m ò n , xơ, tướ c s ợ i , c á c v ò n g b i t rướ c h o ặ c s a u m á y p h á t b ị h ỏ n g , c á c

điốt chỉnh lưu bị bong ra khỏi rế tản nhiệt các nguyên do này tạo ra tiếng khua

khi máy phát hoạt động

Động cơ đã nổ máy nhưng đèn báo nạp vẫn cháy sáng: Hiện tượng này chứng tỏ

máy không phát điện, trước hết nên kiểm tra xem vòng bi sau của máy phát có

được từ hoá khi đã nối mạch công tắc máy hay không Nếu vòng bi này không

được từ hoá chứng tỏ bị hở mạch kích từ do hỏng tiết chế điện áp, chổi than tiếp

điện k hôngt c c ốt,r buộnđứt N ảmvếu b sôtoòngđược tị ihừ tauoán ưng điệnốt h

vẫn không phát phải tháo rời chi tiết máy phát để kiểm tra

Đèn báo nạp sáng mờ: Sau khi đã nổ máy, đèn báo nạp vẫn sáng mờ có thể do

cầu chỉnh lưu 3 điốt hỏng, dây curoa chùng

Điện áp phát cao hơn bình thường: Do bộ điều chỉnh điện áp làm việc không ổn

Điện áp phát thấp hơn bình thường: Có thể hỏng bộ điều chỉnh điện áp, hỏng

stato hay hỏng bộ điốt chỉnh lưu công suất

b Kiểm tra nhanh máy phát đ iện

Như ta đã hiểu, bộ điều chỉnh điện áp có công dụng kiểm soát dòng điện kích từ

c u n g c ấ p c h o r ô t o m á y p h á t x o a y c h i ề u P h ầ n c ả m r o t o c h ỉ p h á t s i n h t ừ

t rườ n g m ỗ i k h i d ò n g đi ệ n k í c h t ừ x u y ê n q u a n ó k í n m ạ c h L ú c r ô t ođược t hừ t oát b hìt roànc nộư h aivrục òngb hôtođầu ciũngũngđược tai hhừ oá

Kiến thứ này giúp cho người thợ điện ôtô phân tích tìm kiếm cớ hỏng “không

phát điện” của máy phát Trong lúc động cơ đang vận hành dẫn động máy phát

quay, ta dùng tua vít hay miếng thép mỏng đặt ở vòng bi phía sau để xem vòng

bi có được từ hoá hay không

Nếu vòng bi được từ hoá tốt chứng tỏ:

 Bộ điều chỉnh điện áp hoạt động tốt.

 Các chổi than rôto tiếp điện tốt.