THU THẬP VÀ HIỂN THỊ CÁC LỖI TRÊN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN_nhóm 7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


ĐỒ ÁN CUỐI KỲ
MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ô TÔ

THU THẬP VÀ HIỂN THỊ CÁC LỖI TRÊN HỆ THỐNG
CUNG CẤP ĐIỆN

BUỔI: TỐI THỨ 4, TIẾT 13-15
NHĨM THỰC HIỆN:
GVHD:

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


ĐỒ ÁN CUỐI KỲ
MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ô TÔ

THU THẬP VÀ HIỂN THỊ CÁC LỖI TRÊN HỆ
THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

BUỔI: TỐI THỨ 4, TIẾT 13-15
NHĨM THỰC HIỆN:
GVHD:

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2021


THÀNH VIÊN

STT

1

2

MSSV

HỌ VÀ TÊN

NHIỆM VỤ

Hồn

point, thuyết trình, góp ý hồn

thành

thành mơ phỏng.

tốt.

Tiểu luận chương 2, power point,

Hồn

thuyết trình, góp ý hồn thành

thành

Tiểu luận chương 2, power

4

point, thuyết trình, góp ý hồn
thành mơ phỏng,video.

tốt.

Hồn
thành
tốt.

Tiểu luận chương 1, power

Hồn

point, thuyết trình, góp ý hồn

thành

thành mơ phỏng.
Tiểu luận chương 3, thuyết
5

QUẢ

Tiểu luận chương 3, power

mơ phỏng, lưu đồ thuật tốn.

3

KẾT

trình, góp ý hồn thành mơ
phỏng, tổng hợp bài tiểu luận,
viết code.
Nhóm:

tốt.
Hồn
thành
tốt.


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

Điểm: ................................
Ngày…..tháng…..năm 2021
Giáo viên hướng dẫn


LỜI CẢM ƠN
Ngành công nghiệp ô tô không chỉ giữ một vị trí quan trọng trong việc thúc đẩy
nền kinh tế quốc dân phát triển thông qua đáp ứng nhu cầu giao thơng vận tải, góp phần
phát triển sản xuất và kinh doanh thương mại mà còn là một ngành kinh tế mang lại lợi
nhuận rất cao nhờ sản xuất ra các sản phẩm có giá trị vượt trội. Sớm nhận thức được tầm
quan trọng của ngành công nghiệp này, các nước phát triển như Mĩ, Nhật Bản, Anh,Pháp
Đức, Hàn Quốc,…đã rất chú trọng phát triển ngành công nghiệp ô tơ của riêng mình
trong q trình cơng nghiệp hóa để phục vụ khơng chỉ nhu cầu trong nước mà cịn xuất
khẩu sang các thị trường khác.
Vì thế, thị trường ơ tơ trên thế giới hiện nay có sự cạnh tranh khốc liệt, và để đảm
bảo nguồn doanh thu, các hãng xe đã và đang không ngừng phát triển khoa học - công
nghệ - kỹ thuật để nâng cao chất lượng và cải thiện bổ sung những tiện ích mới. Nhờ vậy

ngành ơ tơ đã có những tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ thuật mới như: Điều khiển điện
tử và kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính tốn hiện đại đều được áp dụng
trong ngành ơ tơ. Khả năng cải tiến, hồn thiện và nâng cao để đáp ứng với mục tiêu chủ
yếu về tăng năng suất, vận tốc, tải trọng có ích, tăng tính kinh tế, nhiên liệu, giảm cường
độ lao động cho người lái, tăng tiện nghi sử dụng cho hành khách. Các loại xe ơ tơ hiện
có ở nước ta rất đa dạng về chủng loại phong phú về chất lượng do nhiều nước chế tạo.
Trong đó các loại xe này rất tiện lợi, nó vừa mang tính việt dã vừa có thể đi trên các con
đường địa hình và có thể chở được hàng hoá với khối lượng lớn.
Hệ thống cung cấp điện có vai trị rất quan trọng, để cung cấp điện cho toàn bộ
tải, cũng như các tiện nghi trên ôtô và ắc quy. Trong thời gian học tập tại trường chúng
em được trang bị những kiến thức về chuyên ngành và để đánh giá quá trình học tập và
rèn luyện, chúng em được Thầy giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án cuối kì với nội
dung: “Thu thập và hiển thị các lỗi trên hệ thống cung cấp điện của ơtơ”. Với kinh
nghiệm và kiến thức cịn ít nhưng với sự chỉ bảo tận tình của Thầy Th.S Nguyễn Thành
Tuyên chúng em đã hoàn thành đồ án đúng thời gian quy định.

1


Trong quá trình thực hiện đồ án, dù mỗi thành viên trong nhóm đã hết sức cố
gắng, cộng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy (cơ), anh Phúc (trợ giảng) và bạn bè,
xong do khả năng, tài liệu và thời gian cịn hạn chế nên khó có thể tránh khỏi sai sót. Vì
vậy chúng em rất mong sự chỉ bảo của thầy cơ và sự góp ý của bạn bè để đồ án của chúng
em được hoàn thiện.
Qua đây em cũng xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của Thầy
Th.S Nguyễn Thành Tuyên đã tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đồ án.
Hồ Chí Minh, ngày 5 tháng 5 năm 2021
Nhóm thực hiện:

2

MỤC LỤC
Lời cảm ơn.......................................................................................................................... i
Mục lục............................................................................................................................. iii
Danh mục các từ viết tắt....................................................................................................v
Danh mục các hình...........................................................................................................vi
Danh mục các bảng...........................................................................................................ix
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................................................1
1.1.

Lí do chọn đề tài.........................................................................................1

1.2.

Đối tượng nghiên cứu.................................................................................1

1.3.

Phương pháp nghiên cứu............................................................................2

1.4.

Nội dung chính đề tài.................................................................................2

1.5.

Kế hoạch thực hiện đề tài...........................................................................2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN.....................................3

2.1.

Tổng quan về hệ thống cung cấp điện........................................................3

2.1.1.

Vai trò của hệ thống cung cấp điện..........................................................3

2.1.2.

Cấu trúc của hệ thống cung cấp điện.......................................................3

2.1.3.

Yêu cầu của hệ thống cung cấp điện.......................................................4

2.1.4.

Phân loại của hệ thống cung cấp điện.....................................................4

2.2.

Các bộ phận trong hệ thống cung cấp điện.................................................4

2.2.1.

Ắc quy.....................................................................................................4

2.2.2.

Máy phát điện xoay chiều.......................................................................9
3


CHƯƠNG 3: CÁC HƯ HỎNG CHUNG CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN.....23
3.1.

Các hư hỏng chung của hệ thống cung cấp điện.......................................23

3.1.1.

Các lỗi thường gặp của Ắc quy.............................................................24

3.1.2.

Những lỗi của máy phát điện xoay chiều...............................................26

CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG MƠ HÌNH CÁC LỖI TRÊN HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN CỦA Ô TÔ...........................................................................................................32
4.1

Mục tiêu thiết kế.......................................................................................32

4.2

Nhiệm vụ thiết kế mơ hình.......................................................................32

4.3

Các phương án thực hiện nhiệm vụ..........................................................32

4.4

Một số hình ảnh về mơ phỏng..................................................................33

4.4.1. Cấu tạo......................................................................................................33
4.4.2. Cấu tạo và công dụng các thiết bị được sử dụng trong mơ phỏng............36
4.4.3. Ngun lí hoạt động mạch mơ phỏng.......................................................38
4.4.4. Lưu đồ thuật tốn.......................................................................................43
4.4.5. Lập trình Arduino......................................................................................49
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................54
5.1. Kết luận............................................................................................................54
5.2. Kiến nghị..........................................................................................................54
5.3. Hướng phát triển của đề tài..............................................................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................55

4


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
PGS.TS: Phó giáo sư tiến sĩ
NXB: Nhà xuất bản

5


DANH MỤC CÁC HÌ
Hình 2. 1: Hệ thống nguồn trên ô tô..................................................................................3
Hình 2. 2: Vỏ bình.............................................................................................................6
Hình 2. 3 Cấu tạo khối cực................................................................................................6

Hình 2. 4: Cấu tạo lá lách.................................................................................................7
Hình 2. 5: Cấu tạo máy phát............................................................................................10
Hình 2. 6: Rotor dùng cực từ dạng móng.........................................................................10
Hình 2. 7: Rotor khi có điện.............................................................................................11
Hình 2. 8: Cấu tạo Stato máy phát điện xoay chiều.........................................................11
Hình 2. 9: Các phương pháp đấu dây của Stato..............................................................12
Hình 2. 10: Stator mắc hình sao......................................................................................12
Hình 2. 11: Stator mắc hình tam giác..............................................................................12
Hình 2. 12: Ngun lí dịng điện xoay chiều....................................................................13
Hình 2. 13: Ngun lí sinh điện trên 1 khung dây............................................................14
Hình 2. 14: Điện áp được tạo ra trong cuộn dây stator...................................................14
Hình 2. 15: Sự chỉnh lưu dịng xoay chiều 3 pha.............................................................15
Hình 2. 16: Bộ chỉnh lưu Rectifier....................................................................................15
Hình 2. 17: Các kiểu chỉnh lưu........................................................................................15
Hình 2. 18: Chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ......................................................................16
Hình 2. 19: Chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ (cầu 4 diode)..........................................16
Hình 2. 20: Chỉnh lưu ba pha hai nửa chu kỳ (cầu 6 diode)............................................17
6


Hình 2. 21: Mạch chỉnh lưu dùng 8 và 9 diode................................................................18
Hình 2. 22: Đặc tính tải khi có diode điểm trung hịa......................................................19
Hình 2. 23: Thành phần điện áp xoay chiều....................................................................19
Hình 2. 24: Máy phát điện 6 pha, 12 diode ổn áp............................................................19
Hình 2. 25: Cấu tạo bộ tiết chế........................................................................................20
Hình 2. 26: Ngun lí hoạt động của bộ tiết chế...........................................................22Y
Hình 3. 1: Cuộn rotor bị đứt (hở mạch)...........................................................................27
Hình 3. 2: Cuộn dây bị ngắn mạch..................................................................................28
Hình 3. 3: Mạch chân B bị hở..........................................................................................29
Hình 3. 4: Mạch chân S bị hở..........................................................................................30

Hình 3. 5: Ngắn mạch giữa cực F và E. 3

Hình 4. 1: Đồng hồ đo điện áp.........................................................................................33
Hình 4. 2: Đồng hồ đo dịng............................................................................................33
Hình 4. 3: Arduino Uno R3..............................................................................................33
Hình 4. 4: Opam LM 358.................................................................................................34
Hình 4. 5: Chuyển dịng điện xoay chiều 220V thành 12V...............................................34
Hình 4. 6: Mô phỏng trên Proteus của một pha máy phát (có cầu chỉnh lưu và IC 7805).
......................................................................................................................................... 34
Hình 4. 7: Biến trở để mô phỏng sự biến thiên của điện áp máy phát.............................35
Hình 4. 8: Đèn báo nạp và ắc quy...................................................................................35
Hình 4. 9: Pin cung cấp điện cho Arduino.......................................................................35
7


Hình 4. 10: Điện trở.........................................................................................................35
Hình 4. 11: Transitor 1 và 2.............................................................................................35
Hình 4. 12: Mơ phỏng ngun lí hoạt động của tiết chế bằng Arduino trên Proteus.......36
Hình 4. 13: Ắc Quy( Điện áp 14.6V, điện trở trong 0.1 Ω)...............................................37
Hình 4. 14: Đèn báo nạp (P = 6W)..................................................................................37
Hình 4. 15: Cầu phân áp..................................................................................................37
Hình 4. 16: Cuộn dây Rotor.............................................................................................38
Hình 4. 17: IC 7805.........................................................................................................38
Hình 4. 18: Lưu đồ thuật toán..........................................................................................44

8


DANH MỤC CÁC BẢ
Bảng 3. 1: Các hư hỏng chung của hệ thống cung cấp điện............................................24

Bảng 3. 2: Các lỗi thường gặp của Ăcquy.....................................................................26Y
Bảng 4. 1: Ý nghĩa từng đoạn code..................................................................................53

9


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Lí do chọn đề tài
Từ xa xưa, con người không chỉ suy nghĩ đến việc phát triển các thiết bị, dụng

cụ để phục vụ các hoạt động ăn, uống hàng ngày mà còn suy nghĩ đến việc chế tạo các
phương tiện để phục vụ việc di chuyển và vận chuyển hàng hóa được thuận tiện và dễ
dàng hơn. Các phương tiện như xe bò, xe ngựa, xe đạp,… được ra đời và đã thực hiện
rất tốt các mục tiêu trên. Khi xã hội ngày càng phát triển thì yêu cầu đặt ra cho các loại
phương tiện di chuyển phục vụ con người cũng phát triển theo. Không những phải đáp
ứng được nhu cầu di chuyển đơn thuần mà còn phải đáp ứng các yêu cầu khác như: đi
nhanh hơn, an tồn hơn, có khả năng đi trong mọi thời tiết….Và xe ô tô là một phương
tiện đáp ứng được những yêu cầu trên.
Xe ô tô ngày nay đã được các nhà sản xuất không ngừng nghiên cứu và phát
triển. Trang bị cho chúng những công nghệ tối tân nhất, những thành tựu sau nhiều năm
nghiên cứu và phát triển như công nghệ dẫn động 4 bánh quattro trứ danh của Audi,
công nghệ đèn thông minh multi beam của Mercedes, công nghệ xe điện tự lái của Tesla,
…
Song song với việc ngày càng phát triển thêm các công nghệ mới trên xe ơ tơ,
việc có thể lắp ráp và sửa chữa chúng cũng là một việc hết sức quan trọng. Trong q
trình sử dụng thì trên xe có thể xảy ra các hỏng hóc trên các bộ phận khác nhau như:
động cơ, hệ thống đánh lửa,… và đặc biệt là các hư hỏng trên hệ thống cung cấp điện
cho xe vì xe cần phải có nguồn điện thì các bộ phận khác mới có thể hoạt động được. Vì

vậy nhóm chúng em đã lựa chọn đề tài: “Thu nhập và hiển thị các lỗi trên hệ thống cung
cấp điện” với mục đích sẽ giúp cho người đọc có thể hiểu về cấu tạo và nguyên lý hệ
thống cung cấp điện để từ đó làm cơ sở tìm ra các hư hỏng, các lỗi để sửa chữa.
1.2.

Đối tượng nghiên cứu
Trình bày và hiển thị các lỗi trên hệ thống cung cấp điện, lấy ví dụ hệ thống

cung cấp điện của hãng: DAEWOO và TOYOTA.

1


1.3.

Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài nhóm em có sử dụng một số phương

pháp nghiên cứu sau:
- Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật đặc biệt là tài liệu các lỗi trên hệ
thống điện của các hãng xe (DAEWOO, TOYOTA,…).
- Tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngoài nước. So
sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
- Tham khảo các ý kiến của thầy Nguyễn Thành Tuyên và các anh chị đi trước
trong ngành.
- Tổng hợp và phân tích nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những đánh
giá và nhận xét của riêng mình.
1.4.

Nội dung chính đề tài

Nội dung chính của đề tài là khái quát hệ thống điện là gì? Ngun lí hoạt động

của hệ thống điện?... Từ cơ sở đó, chỉ ra các lỗi thường gặp trên hệ thống điện ô tô và
cách sửa chữa khi hệ thống gặp sự cố.
1.5.

Kế hoạch thực hiện đề tài
- Với mục đích của đề tài là trình bày rõ ràng cách nhận biết lỗi, nguyên nhân

gây ra lỗi trên hệ thống cung cấp điện nên kế hoạch thực hiện đề tài của chúng em như
sau:
+ Thứ nhất, nêu ra cơ sở lí luận đề tài: giới thiệu tổng quan về hệ thống cung cấp
điện trên ô tô gồm cấu tạo và nguyên lí hoạt động của các bộ phận trên hệ thống cung
cấp điện trên ô tô…
+ Thứ hai, dựa vào cơ sở lí luận đã nêu trên, chỉ ra các lỗi thường gặp trên hệ
thống cung cấp điện bao gồm các lỗi chung thường gặp và bên cạnh đó sẽ đi sâu vào các
lỗi trên ắc quy và máy phát điện xoay chiều trong hệ thống cung cấp điện.
+ Cuối cùng, hồn thiện mơ hình hiển thị các lỗi trên hệ thống cung cấp điện
gồm:
Cuộn dây rotor bị hở mạch.
Cuộn dây rotor bị ngắn mạch.
Chân S bị hở.

2


Chân B bị hở.
Chân L bị chập.

3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
2.1.

Tổng quan về hệ thống cung cấp điện

2.1.1.

Vai trò của hệ thống cung cấp điện
Tạo ra nguồn điện một chiều cung cấp cho các thiết bị để đảm bảo an toàn và

tiện nghi khi hoạt động. Nó khơng những cung cấp điện cho những hệ thống và các thiết
bị khác mà còn nạp điện cho ắc quy trong lúc động cơ đang hoạt động.
2.1.2.

Cấu trúc của hệ thống cung cấp điện

Hình 2. 1: Hệ thống nguồn trên ô tô
1. Máy phát điện.

2. Ắc quy.

3. Đèn báo nạp.

4. Khóa điện.

1.
Máy phát điện: phát sinh ra điện và điều chỉnh điện áp phát ra thông qua bộ điều
chỉnh điện áp (tiết chế).

2.
Ắc quy: dữ trữ, cung cấp năng lượng. Nó sẽ được nạp điện khi động cơ làm việc
và phóng điện cung cấp cho các thiết bị khi động cơ ngừng hoạt động.

4


3.
Đèn báo nạp: cảnh báo cho người lái xe khi hệ thống gặp sự cố. Khóa điện đóng,
ngắt dịng điện trong hệ thống.
2.1.3. Yêu cầu của hệ thống cung cấp điện
+ 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 Ắc 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 dưỡng 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.
+ Cung cấp năng lượng điện đến cho các phụ tải trên ôtô với một điện thế ổn định trong
mọi điều kiện làm việc của động cơ.
2.1.4. Phân loại của 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
2.2.
2.1.

Các bộ phận trong hệ thống cung cấp điện
Ắc quy
Trên động cơ ô tô người ta có thể sử dụng 1 trong 2 loại ắc quy: Ắc quy axit hoặc

ắc quy kiềm. Tuy nhiên ắc quy kiềm thường được dùng trong xe qn sự vì kích thước to,
độ bền cao nhưng giá đắt. Nên ở đây ta chỉ nói đến ắc quy axit.

5


2.2.1.1. Nhiệm vụ
Ắc quy có nhiệm vụ cung cấp điện năng cho hệ thống
đánh lửa, các bộ phận tiêu thụ điện khác khi động cơ chưa
hoạt động hay hoạt động có số vịng quay nhỏ, hoặc cùng với
máy phát cung cấp điện năng cho phụ tải trong trường hợp tải
vượt quá khả năng cung cấp của máy phát điện.
2.2.1.2. Cấu tạo ắc quy axit chì
Ắc quy axit bao gồm vỏ bình, có các ngăn riêng, thường là 3 ngăn hoặc 6 ngăn
tùy theo loại ắc quy 6V hay 12V.
Cấu tạo ắc quy gồm:
1. Nắp accu
2.Cọc bình
3. Vỏ bình

4. Cầu nối
5. Nút có lỗ thơng hơi
6. Cầu nối các bản cực cùng tên
7. Vỏ bình phía dưới
8. Đế bình
9. Các bản cực
10. Các tấm ngăn cách
*Vỏ bình:
Vỏ bình được đúc thành khối và chế tạo bằng nhựa Ebonit, cao su cứng hay bằng
nhựa tổng hợp, nhựa Axphantơpec … có độ bền và khả năng chịu được axit cao. Bên
trong vỏ được ngăn thành các khoang riêng biệt. Dưới đáy vỏ có sống đỡ khối bản cực
tạo thành khoảng trống (giữa đáy bình và khối bản cực) nhằm chống chập mạch do chất
tác dụng rơi xuống đáy trong quá trình sử dụng.

Hình 2. : Vỏ bình
6


*Bản cực:
Khung bản cực được làm từ các hợp kim chì - stibi (Sb) với thành phần 8795%
Pb + 513% Sb. Các lưới bản cực dương được chế tạo từ hợp kim Pb-Sb có pha thêm
1,3% Sb + 0,2% Kali được phủ thêm một lớp bột dioxit chì PbO 2 ở dạng xốp tạo thành
bản cực dương. Các lưới bản cực âm có pha 0,2% Ca+ 0,1% Cu và được phủ bột chì. Các
tấm bản cực dương và âm được xếp xen kẽ và song song với nhau ngăn cách bằng các
tấm ngăn. Các tấm ngăn được làm bằng nhựa PVC và sợi thủy tinh có tác dụng chống
chập mạch giữa các bản cực dương và âm, nhưng cho axit đi qua được. Mỗi ngăn như
vậy là 1 ắc quy đơn được nối với nhau bằng cầu nối tạo thành bình ắc quy. Mỗi ắc quy
đơn cho ra điện áp 2.11-2.13V.

Hình 2. Cấu tạo khối cực

1 – Chùm cực dương; 2 – Đầu cực dương; 3 – Các tấm ngăn;
4 – Đầu cực âm; 5 – Chùm cực âm
*Tấm cách:
Tấm cách là chất cách điện, nó được chế tạo
từ nhựa đặc biệt, thuỷ tinh hoặc gỗ. Các tấm cách
phải cách điện tốt, xốp để cho nước tích điện lưu
thơng tự do quanh các bản cực. Tác dụng của tấm
cách xốp là ngăn hiện tượng các bản cực chạm vào
nhau gây ra đoản mạch trong nguồn.
Hình 2. : Cấu tạo lá lách

7


*Dung dịch điện phân:
Dung dịch điện phân dùng trong ắc quy thường là hỗn hợp của axit sunfuaric
nguyên chất và nước cất. Nồng độ pha chế thay đổi phụ thuộc vào khí hậu và vật liệu tấm
ngăn. Thơng thường 1,21g/cm3 - 1,31g/cm3 ở 150C. Nồng độ dung dịch quá cao sẽ làm
cho các tấm ngăn mau hỏng(đặc biệt các tấm ngăn bằng gỗ). Nếu nhiệt độ nước điện tích
tăng hay giảm với mức 150C thì phải chỉnh lại số đọc mới nơi tỷ trọng kế. Ví dụ cao hơn
10C ta cộng thêm 0,0007 g/cm3. Nếu thấp hơn 150C thì cứ 10C ta trừ bớt đi 0,0007g/cm3.
Khi ắc quy nạp đầy, thành phần dung dịch điện phân là 38%(H 2SO4) tính theo trọng
lượng hoặc 27% tính theo thể tích.
2.2.1.3. Nguyên lí hoạt động
- Bản chất dòng điện trong chất điện phân là dịng chuyển dời có hướng của các
ion âm và ion dương.
- Hiện tượng chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện được gọi là
phóng điện, và ngược lại hiện tượng chuyển đổi năng lượng điện thành hóa học được gọi
là nạp điện, và được thể hiện dưới dạng phương trình sau:

PbO2 + Pb +2H2SO4 2PbSO4 +2H2O
2.2.1.3.1. Quá trình nạp điện
Khi ắc quy được lắp ráp xong người ta đổ dung dịch Axit sunfuric vào trong các
ngăn bình thì trên các bản cực sẽ sinh ra một lớp mỏng chì sunfat (PbSO 4) vì chì oxit tác
dụng với axit sunfuric cho phản ứng:
PbO + H2SO4  PbSO4 + H2O
Đem nối nguồn điện một chiều vào hai đầu cực của ắc quy thì dịng điện một
chiều sẽ được khép kín mạch qua ắc quy và dịng điện đó đi theo chiều dung dịch điện
phân



chùm bản cực 2



đầu cực 2 của ắc quy



cực (-) nguồn một chiều

Dòng điện sẽ làm cho dung dịch điện phân phân li:
H2SO4  2H+ + SO42-

Quá trình nạp điện
8


H+ theo chiều dịng điện đi về phía chùm bản cực nối với âm nguồn và tạo ra phản ứng:

PbSO4 + 2H2O +SO42-  PbO2+2H2SO4
Kết quả là ở chùm bảm cực được nối với cực (+) của nguồn điện có chì oxit
(PbO2), ở chùm bản cực kia có chì (Pb).
2.2.1.3.2. Q trình phóng điện
Nối hai cực của ắc quy đã được nạp với phụ tải chẳng hạn bóng đèn thì năng lượng điện
đã được tích trữ trong ắc quy sẽ phóng qua tải làm cho bóng đèn sáng, dịng điện của ắc
quy sẽ đi theo chiều:
Cực (+) của ắc quy



tải



cực (-) ắc quy



dung dịch điện phân



cực (+) ắc

quy
Phản ứng hoá học xảy ra:
+ Tại cực (+): PbO2+2H++H2SO4+2e  PbSO4 + 2H2O
+ Tại cực (-): Pb+SO42-  PbSO4+2e
Như vậy, trong quá trình phóng điện, hai bản cực từ PbO 2

vs Pb biên thành PbSO4. Từ đó khi phóng điện axit sunfuric bị hấp
thu để tạo thành sunfat chì, cịn nước được tạo ra, do đó, nồng độ
dung dịch H2SO4 giảm.

Q trình phóng điện

Sự thay đổi nồng độ dung dịch điện phân trong q trình phóng và nạp là một
trong những dấu hiệu để xác định mức độ phóng điện của ắc quy đang sử dụng.
2.2.
Máy phát điện xoay chiều
2.2.2.1. Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu
* Nhiệm vụ
- Máy phát điện xoay chiều là nguồn năng lượng chính trên ơtơ. Nó có nhiệm vụ
cung cấp cho các loại phụ tải và nạp điện cho ắc quy trên ôtô. Nguồn điện phải đảm bảo
một hiệu điện áp ổn định ở mọi chế độ phụ tải và thích ứng với mọi điều kiện môi trường
làm việc.

9


* Phân loại
Trong hệ thống điện ôtô hiện nay thường sử dụng hai loại máy phát xoay chiều
sau:
- Loại có chổi than: Được sử dụng trên các xe phổ thông.
- Loại khơng có chổi than: Dùng cho các xe qn sự.
* Yêu cầu
- Đảm bảo tạo ra một hiệu điện áp ổn định (13.8-14.2V) trong mọi chế độ làm
việc của phụ tải.
- Đảm bảo độ tin cậy tối đa cho hệ thống, chịu được rung lắc, bụi bẩn …
- Đảm bảo đặc tính cơng tác của hệ điều chỉnh, có chất lượng cao và ổn định

trong khoảng thay đổi tốc độ và tải của máy.
- Đảm bảo khởi động dễ dàng trong mọi điều kiện thời tiết và độ tin cậy cao.
- Đảm bảo nạp tốt cho ắc quy.
- Cấu tạo đơn giản.
- Kích thước nhỏ, gọn, giá thành thấp độ bền cao chịu rung xóc tốt.
2.2.2.2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc của máy phát điện xoay chiều
a) Cấu tạo:

Hình 2. 2: Cấu tạo máy phát
*Rotor (phần cảm):
- Nhiệm vụ

10


- Rotor là bộ phận tạo từ trường của máy điện xoay chiều gồm có: hai má cực
bọc ngồi làm bằng thép từ, các cuộn dây cực từ và vành khuyên tiếp điện.

Hình 2. 3: Rotor dùng cực từ dạng móng
- Nguyên lý làm việc
- Phần rỗng bên trong lá khung từ trên khung sẽ cuốn các vịng dây kích từ hai
đầu của cuộn dây này được hàn vào các vịng tiếp điện và cách điện với trục. Khi có dịng
điện một chiều đi qua cuộn dây kích thích W kt 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 các cực của rotor, giống như cách tạo cực của loại rotor hình
móng với nam châm vĩnh cữu.

Hình 2. 4: Rotor khi có điện
*Stato (phần ứng)
- Gồm các lá thép kỹ thuật điện được ghép lại để tránh dịng phu cơ gây nóng máy khi

làm việc. Mặt trong của Stato có các rãnh dọc để đặt các cuộn dây phần ứng, chúng được
phân ra thành ba nhóm cuộn lần lượt (xen kẽ) để tạo thành ba pha của máy phát.

11


Hình 2. 5: Cấu tạo Stato máy phát điện xoay chiều
-Trong các máy phát công suất nhỏ hơn hoặc bằng 600W, các cuộn dây phần ứng
được nối hình sao, cịn trong các máy khác công suất lớn hơn 600W thường được nối
hình tam giác. Hình (a) giới thiêu cuộn dây Stato đấu theo hình sao có ba đầu dây nối
chụm lại còn ba đầu kia nối với bộ chỉnh lưu. Hình (b) giới thiệu cuộn dây Stato đấu hình
tam giác có các cuộn dây nối tiếp, ba mối nối đấu vào bộ chỉnh lưu.

a) Hình sao

b) Hình tam giác

Hình 2. 6: Các phương pháp đấu dây của Stato

12