thiết kế hệ thống điện ô tô, chương 11 docx

Chng 11:

Máy phát điện xoay chiều
3.1. Khái niệm chung
3.1.1. Công dụng của máy phát điện.
- Máy phát điện là máy biến đổi cơ năng thành điện năng sản
sinh ra điện để cung cấp cho các thiết bị dùng điện trên ôtô, khi ôtô
đà thực hiện xong quá trình khởi động
- Nạp điện cho ắc quy khi trục khuỷu động cơ làm việc ở số
vòng quay trung bình và lớn.
3.1.2. Phân loại máy phát điện.
Hiện nay các loại xe ôtô bất cứ loại xe nào có thể dùng một
trong hai loại máy phát điện sau:
Máy phát điện cực từ có nam
châm ®iƯn
Theo kÕt cÊu cđa cùc tõ
M¸y ph¸t ®iƯn cùc tõ có nam
châm vĩnh cửu
3.1.3. Yêu cầu
- Đảm bảo độ tin cËy tèi ®a cho hƯ thèng, ®iỊu chØnh tù ®éng trong
mäi ®iỊu kiƯn sư dơng.


- Đảm bảo đặc tính công tác của hệ điều chỉnh, có chất l-ợng
cao và ổn định trong khoảng thay đổi tốc độ và tải của máy.
- Đảm bảo khởi ®éng dƠ dµng trong mäi ®iỊu kiƯn thêi tiÕt vµ
®é tin cậy cao.
- Đảm bảo nạp tốt cho ắc quy.
- Cấu tạo đơn giản.
- Kích th-ớc nhỏ gọn, độ bền cao, chÞu rung sãc tèt

3.2. Cấu tạo của máy phát điên xoay chiều
- Cấu tạo máy phát
+ Stato
+ Roto
+

Bánh đai

truyền
+

10

2
3
4

điện xoay chiều gồm:

1

9
8
7
6

5

Cánh quạt

làm mát
+

Bộ

điốt

chỉnh l-u điện áp

Hình 3.1: Cấu tạo máy phát điện xoay chiều

1, Nắp sau
2, Bộ chỉnh l-u
3, Điốt
4, Đi ốt kích từ
5, Bộ điều chỉnh điện
áp và các chổi than
tiếp điện

6, Phần ứng (Stato)
7, Phần cảm (rôto)
8, Quạt
9, Buly
10, Chân G¾n


Hình 3.2: Chi tiết tháo rời của máy phát điện
3.2.1. Rôto
Roto đ-ợc chế tạo thành hai nửa. Mỗi nửa có các cực làm bằng

thép non, bên trong có cuộn dây kích từ dòng điện kích từ đ-ợc đ-a
vào cuộn kích từ trên Roto. Hai đầu dây của cuộn kích từ nối với
hai vòng tiếp điện bằng đồng đặt trên trục roto nh-ng cách điện với
trục roto. Các chổi than lắp trong giá đỡ và áp sát các vòng đó.
Khi ta bật công tắc máy, điện ắc quy vào kích từ cuộn cảm các
vấu cực roto trở thành nam châm điện các từ cực bắc nam xen kẽ
nhau.


3.2.2. Stato .
Dạng ống đ-ợc ghép
bằng những lá thép kỹ
thuật điện cách điện với
nhau để giảm dòng phu
cô. Mặt trong có các rÃnh
xếp các cuộn dây ứng
điện, cuộn dây ứng điện

Hình 3.4: Đấu mạch sao và mạch tam

gồm 3 pha có các cuộn

giác trong máy phát điện xoay chiều

dây riêng biệt, cuộn dây
pha của stato đấu với
nhau theo hình sao hoặc
hình tam giác.

a, Đấu hình sao

b đấu tam giác


Hình 3.5:Bố trí các cuộn dây ứng điện trong phần ứng Stato
a. Một Stato hoàn chỉnh

b. Sơ đồ cuôn dây Stato

1. Lõi thép từ ; 2. Đầu mối các cuộn dây
3.2.3. Chổi than.
Hai chổi than đ-ợc
cấu tạo từ đồng graphit
và một số phụ chất để
giảm điện trở và sức mài
mòn. Hai chổi than đ-ợc
đặt trong giá đỡ, chổi
than bắt cố định trên vỏ
máy, luôn áp sát vào
vành tiếp điện nhờ lực ép
của lò xo.
3.2.4. Nắp máy:

Hình 3.6: Chổi than và giá
đỡ chổi than


Để bảo vệ máy khỏi
bị những vật bên ngoài
rơi vào làm h- hỏng dây

quấn, nó còn làm giá đỡ
cho các đầu trục roto,
đồng thời cũng để bắt
máy phát điện vào ôtô.
Nắp th-ờng đ-ợc chế
tạo bằng thép, gang hoặc
nhôm.
Hình 3.7: Nắp máy của máy phát điện xoay
chiều

3.2.5. Bộ chỉnh l-u.
- Công dụng của bộ chỉnh l-u là nắn dòng điện phát xoay
chiều thành dòng điện một chiều.
- Bộ chỉnh l-u th-ờng gồm có 6,8 hay9 điot silic xếp thành 3
nhánh các điốt mắc theo sơ đồ nắn mạch cầu ba pha và nối vào các
đầu ra của các cuộn dây phần ứng trên stato. Các điốt đ-ợc đặt
trong một khối để đảm bảo độ kín và chắc chắn, các điốt đ-ợc
tráng một lớp bột đặc biệt, khối chỉnh l-u đ-ợc gắn vào nắp của
máy phát điện bằng bulông.


Hình 3.8: Sơ đồ đấu dây bộ

Hình3. 9: Bộ chỉnh

l-u điốt Silic
a.

kết

cấu

chung;

b. Sơđồ điện
a. Nắn dòng một pha nửa kỳ.
* Sơ đồ cấu tạo.
Sơ đồ nắn dòng xoay chiều 1 pha nưa kú sư dơng rÊt Ýt trong
thùc tÕ v× chất l-ợng điện áp 1 chiều sau khi nắn kém trị số hiệu
dụng điện áp 1 chiều thấp đồng thời còn mấp mô nhiều.

O

Hình 3.10. Sơ đồ nắn dòng một pha nửa
kỳ.
* Nguyên lý làm việc.
Sơ đồ nắn dòng nửa kỳ một pha sử dụng điốt nắn dòng chỉ cho
dòng điện đi theo một chiều:
ở nửa chu kỳ đầu: Dòng ®iƯn ®i tõ (+) m¸y ph¸t ®Õn (+) cđa
®ièt qua phụ tải rồi về (-) của máy phát.


ở nửa chu kỳ sau: Nhờ có điốt nên không cho dòng điện đi
qua phụ tải.
Vì vậy dòng điện sau khi nắn vẫn còn nhiều mấp mô.
b. Nắn dòng cả kỳ một pha theo sơ đồ cầu.
* Sơ đồ cấu tạo.
Sơ đồ nắn dòng cả kỳ nguồn điện xoay chiều một pha đ-ợc sử
dụng rất phổ biến. Trong hệ thống điện ôtô, máy kéo. Sơ đồ này
đ-ợc dùng ở một số bộ phận nh- rơle khống chế trong hệ thống

điều khiển máy khởi động điện.

Hình 3.11. Sơ đồ nắn dòng cả kỳ 1 pha theo sơ đồ cầu
* Nguyên lý làm việc.
ở nửa chu kỳ đầu: Khi thế d-ơng của máy phát đặt vào điểm a,
thế âm đặt vao điểm b có dòng điện đi từ : (+) máy phát ®Õn (a) qua
§1 qua Rt qua §3 vỊ (b) råi vỊ (-) m¸y ph¸t.
ë nưa chu kú sau: Khi thÕ d-ơng của máy phát đặt vào điểm
(b), thế âm của máy phát đặt vào điểm (a) có dòng điện đi từ (+)
máy phát tới điểm (b) qua Đ2 qua Rt qua Đ4 rồi về (a) và về (-)
máy phát.


c. Nắn dòng 3 pha nửa kỳ.
* Sơ đồ cấu tạo.
Sơ đồ nắn dòng 3 pha nửa kỳ sử dụng rất ít trong sơ đồ điện
của ôtô, máy kéo. Nó chi đ-ợc dùng thành dòng kích thích cho
máy phát điện khi máy phát điện làm việc

Hình 3.12 . Sơ đồ nắn dòng 3 pha nửa kỳ
* Nguyên lý làm việc.
Xét pha I: Có dòng điện đi từ (+) I đến Rt qua §2 råi vỊ (-) cđa
I.
XÐt pha II: Cã dòng điện đi từ (+) II đến Rt qua Đ3 rồi về (-)
của II.
Xét pha III: Có dòng điện đi từ (+) III đến Rt qua Đ1 rồi về (-)
của III.


d. Nắn dòng 3 pha cả kỳ.

* Sơ đồ nguyên lý.
Sơ đồ này đ-ợc dùng rất phổ biến trên tát cả các ôtô, máy kéo
hiện nay. Ưu điểm của nó là điện áp một chiều sau khi nắn có trị số

.

+
hiệu dụng lớn và tần số nhấp nháy caovà gần với đ-ờng thẳng hơn.

.

Đ1 Đ2

a

a

b

.

b

c

.
.

Đ4

Đ5

-

c

Đ7

Đ3

.

Đ8
Đ9

.

Đ6

b,Dùng 9 điôt
Đ1
a

.

b

c

Đ8

.

+
Đ2

.

Đ3 Đ4

. . .
.

Đ7 Đ6

Đ5

-

c, Dùng 8 điôt

Hình 3.13. Sơ đồ nắn dòng 3 pha cả kỳ

* Nguyên lý làm việc.
- Khi a là d-ơng nhất, b là âm nhất: Có dòng điện đi tõ (a) qua
§1 qua Rt vỊ §5 råi vỊ b rồi về (-) của a.
- Sau 1200 thì b d-ơng nhất, c là âm nhất: Có dòng diện đi từ
(b) qua §2 qua Rt qua §6 råi vỊ c råi về (-) của (b).
- Sau 1200 thì (c) là d-ơng nhất, a là âm nhất: Có dòng điện đi
từ (c ) qua §3 qua Rt qua §4 råi vỊ a råi vỊ (-) cđa c.

Rt

Rt