Nghiên cứu đặc điểm các loại tiết chế sử dụng trong máy phát điện trên ô tô, chế tạo mô hình các loại tiết chế

MỤC LỤC
M C L CỤ Ụ 1
L I NÓI UỜ ĐẦ 7
H th ng cung c p i n có vai trò r t quan tr ng, nó cung c p to n b h ệ ố ấ đ ệ ấ ọ ấ à ộ ệ
th ng i n, ph t i trên xe v c ng l m t ph n không th thi u trong k t ố đ ệ ụ ả à ũ à ộ ầ ể ế ế
c u c a ôtô. Trong th i gian h c t p t i tr ng chúng em c trang b ấ ủ ờ ọ ậ ạ ườ đượ ị
nh ng ki n th c v chuyên ng nh v ánh giá quá trình h c t p v rèn ữ ế ứ ề à à để đ ọ ậ à
luy n, chúng em c khoa giao cho nhi m v ho n th nh án t t nghi p ệ đượ ệ ụ à à đồ ố ệ
v i n i dung: “Nghiên c u c i m các lo i ti t ch s d ng trên ô tô, ch ớ ộ ứ đặ đ ể ạ ế ế ử ụ ế
t o mô hình các lo i ti t ch ”. V i m c ích tìm hi u sâu h n v c ạ ạ ế ế ớ ụ đ ể ơ ề đặ
i m k t c u c a h th ng máy phát i n, n m c quy trình ki m tra, đ ể ế ấ ủ ệ ố đ ệ ắ đượ ể
s a ch a các c m b ph n trong h th ng khi có h h ng. ử ữ ụ ộ ậ ệ ố ư ỏ 7
Vi c ch t o mô hình các lo i ti t ch ngo i vi c giúp cho b n thân em ệ ế ạ ạ ế ế à ệ ả
nâng cao nh ng k n ng x lý v c khí, v trang b i n i n t còn giúp ữ ỹ ă ử ề ơ ề ị đ ệ đ ệ ử
cho k n ng ki m tra, s a ch a c trau d i. Mô hình các lo i ti t ch sau ỹ ă ể ử ữ đượ ồ ạ ế ế
khi c ho n th nh s giúp cho vi c tìm hi u v c i m k t c u các đượ à à ẽ ệ ể ề đặ đ ể ế ấ
lo i ti t ch , s u n i h th ng m t cách d d ng h n. Bên c nh ó ạ ế ế ơ đồ đấ ố ệ ố ộ ễ à ơ ạ đ
mô hình c ng r t ti n d ng trong vi c ti n h nh th c hi n các b i t p th c ũ ấ ệ ụ ệ ế à ự ệ à ậ ự
h nh, thí nghi m i v i h th ng cung c p i n trên ô tô.à ệ đố ớ ệ ố ấ đ ệ 7
PH N I M UẦ ỞĐẦ 8
1.1 Lí do chọn đề tài nghiên cứu 8
1.2. Mục tiêu của đề tài 9
1.3. Đối tượng nghiên cứu 9
i t ng: M t s lo i ti t ch trên ô tô.Đố ượ ộ ố ạ ế ế 9
- Tiết chế xe Toyota Zace 9
- Tiết chế xe Toyota Camry 2.2 9
- Tiết chế xe Toyota Corolla 9
- Tiết chế xe Hyundai 1,25 tấn 9
1.4. Các phương pháp nghiên cứu 10
10
PH N II: C S L LU N CH N TÀIẦ Ơ Ở Í Ậ Ọ ĐỀ 11

Ch ng 1: KHÁI QUÁT V CÁC LO I MÁY PHÁT I Nươ Ề Ạ Đ Ệ 11
1.1. Phân loại và yêu cầu máy phát điện 11
1.1.1. Phân loại 11
1.1.2. Yêu cầu 11
1.2. Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều 3 pha 12
a)Từ trường rô to tạo ra b) Điện cảm ứng trên một khung dây 12
12
1.3. Cấu tạo máy phát điên xoay chiều 14
1.3.1. Rôto (phần cảm) 16
1.3.4. Nắp máy 19
1.3.5. Puli và quạt gió 20
1.3.6. Bộ chỉnh lưu 20
23
23
1.3.7. Tiết chế (bộ điều áp) 24
1
Một số loại tiết chế 26
a) Bộ tiết chế loại rung 26
Vấn đề ổn định nhiệt cho bộ tiết chế loại rung 27
Độ bền của bộ tiết chế loại rung 27
Nhược điểm của bộ tiết chế loại rung 27
b) Tiết chế bán dẫn 28
4.Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc tiêt chế dùng tranzitor (PNP) 28
1.4. Đặc tính của máy phát điện xoay chiều 40
1.4.1. Đặc tính không tải 40
1.4.2. Đường đặc tính ngoài 41
1.4.3. Đặc tính điều chỉnh 42
1.4.4. Đặc tính điều chỉnh theo số vòng quay 42
1.4.5. Đặc tính tải 42
1.4.6. Đặc tính tải theo số vòng quay 42

Ch ng 2: QUY TRÌNH KI M TRA VÀ CH N OÁN TÌNH TR NG HO T ươ Ể Ẩ Đ Ạ Ạ
NG C A TI T CHĐỘ Ủ Ế Ế 44
2.1. Các hư hỏng và phương pháp kiểm tra tiết chế trên ô tô 44
2.1.1. Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng 44
2.1.2. Các trường hợp hoạt động không bình thường của tiết chế 44
2.1.3. Phương pháp kiểm tra tình trạng làm việc của tiết chế 48
Kiểm tra hư hỏng 49
Ch ng 3: THI T K MÔ HÌNH CÁC LO I TI T CH THÔNG D NGươ Ế Ế Ạ Ế Ế Ụ 52
3.1. Mục tiêu thiết kế 52
3.2. Nhiệm vụ thiết kế mô hình 52
3.3. Yêu c u c a mô hình ầ ủ 52
3.4.1. Phương án 1: Phương án thiết kế xa bàn dạng nằm 53
3.4.2. Ph ng án 2: Ph ng án thi t k xa b n d ng l ng tr tam giácươ ươ ế ế à ạ ă ụ 54
3.5. Chọn phương án thực hiện 55
3.6. Thiết kế mô hình các loại tiết chế 56
3.6.1. Chế tạo khung mô hình 56
3.7. Danh m c v t t thi t b c n thi t ê th c hi n mô hìnhụ ậ ư ế ị ầ ế đ ư ệ 57
3.7.1. Phần khung xa bàn 57
3.7.2. Các thi t b c a mô hình các lo i ti t ch trên ô tôế ị ủ ạ ế ế 57
Các dụng cụ cần thiết 58
3.9. Ý nghĩa của mô hình 63
3.10. Hướng dẫn sử dụng mô hình 64
Ký hiệu các chân giắc trong mô hình 64
PH N III: K T LU NẦ Ế Ậ 66
TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 68
2
3
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Nguyên lý l m vi c máy phát i n ba pha trên ô tô sau m t chu kà ệ đ ệ ộ ỳ
12

14
Hình 1.2. Máy phát i n tháo r iđ ệ ờ 14
15
15
Hình 1.3. C u t o máy phát i n xoay chi u kích thích ki u i n tấ ạ đ ệ ề ể đ ệ ừ 15
15
Hình 1.4. K t c u máy phátế ấ 15
16
Hình 1.5. Rotor 16
Hình 1.6. Rôtor máy phát i n xoay chi u kích thích b ng i n tđ ệ ề ằ đ ệ ừ16
1.3.2. Stato (ph n ng)ầ ứ 17
Hình 1.7. Stator 17
Hình 1.8. Stator c a máy phát i n xoay chi u ủ đ ệ ề 18
Hình 1.9. u m ch sao v m ch tam giácĐấ ạ à ạ 19
Hình 1.10. Ch i than v giá ch i thanổ à đỡ ổ 19
Hình 1.11. N p máy, puli v qu t gió c a máy phát i n xoay ắ à ạ ủ đ ệ
chi uề 20
Hình 1.12. B ch nh l u ộ ỉ ư 20
B n n i n v i 6 i t:ộ ắ đ ệ ớ đ ố 21
Hình 1.13. B ch nh l u 6 i tộ ỉ ư đ ố 21
Hình 1.14. S ch nh l u máy phát 3 pha v i n áp sau khi ã ơ đồ ỉ ư à đ ệ đ
ch nh l u ỉ ư 22
Hình 1.15. B ch nh l u 8 i tộ ỉ ư đ ố 23
Hình 1.16. B ch nh l u 9 i tộ ỉ ư đ ố 23
Hình 1.17. c tính dòng i n.Đặ đ ệ 25
Hình 1.18. S nguyên lí ti t ch lo i rungơ đồ ế ế ạ 26
Hình 1.19. S ti t ch bán d n lo i dùng tranzitor PNPơ đồ ế ế ẫ ạ 28
Hình 1.20 .S ti t ch dùng tranzitor (NPN)ơ đồ ế ế 30
Hình 1.21. B ti t ch dùng ti p i m rung m t r leộ ế ế ế đ ể ộ ơ 32
Hình 1.22. B ti t ch hai r le hi u FORDộ ế ế ơ ệ 32

Hình 1.23. S nguyên lý c a b i u ch nh i n áp bán d n ki u ơ đồ ủ ộ đ ề ỉ đ ệ ẫ ể
14TR 34
Hình 1.24. B ti t ch trên xe Toyotaộ ế ế 35
Hình 1.25. Ho t ng bình th ngạ độ ườ 36
Hình 1.26. Máy phát ang phát i n ( i n áp th p h n i n áp hi u ch nh)đ đ ệ Đ ệ ấ ơ đ ệ ệ ỉ
37
Hình 1.27. Máy phát phát i n ( i n áp l n h n i n áp hi u ch nh )đ ệ đ ệ ớ ơ đ ệ ệ ỉ 38
I nHình 1.28. Ti t ch 2 chânế ế 38
39
39
Hình 1.29.Ti t ch 3 chânế ế 39
4
Hình 1.31. c tính không t i ng v i s vòng quay khác nhau Đặ ả ứ ớ ố
40
Hình 1.32. c tính ngo i ng v i s vòng quay khác nhauĐặ à ứ ớ ố 41
Hình 1.33. c tính t i theo s vòng quay Đặ ả ố 42
Hình 2.1. Ho t ng c a M.IC khi cu c rôto b tạ độ ủ ộ ị đứ 45
Hình 2.2. Ho t ng c a M.IC khi cu n rôto b ch pạ độ ủ ộ ị ậ 45
Hình 2.3. Ho t ng c a M.IC khi c c S b ng tạ độ ủ ự ị ắ 46
Hình 2.4. Ho t ng c a M.IC khi c c B b ng tạ độ ủ ự ị ắ 47
Hình 2.5. Ho t ng c a M.IC khi c c F v E ng n m chạ độ ủ ự à ắ ạ 47
Hình 2.6. Ki m tra ti t chể ế ế 48
Hình 2.7. Ki m tra c c B v Fể ự à 48
Hình 2.8. Ki m tra c c F v Eể ự à 49
Hình 3.1. Hình d ng khung c a xa b n ki u n mạ ủ à ể ằ 53
Hình 3.2. Ph ng án xa b n d ng l ng tr tam giácươ à ạ ă ụ 54
Hình 3.3. Ph ng án xa b n d ng h p ngươ à ạ ộ đứ 55
Hình 3.4. Kích th c khung mô hìnhướ 56
Hình 3.5. S b trí các b ph nơ đồ ố ộ ậ 56
Hình 3.6. Modul ho n thi nà ệ 59

Hình 3.7. M t chính c a mô hìnhặ ủ 59
Hình 3.8. C m máy phát v mô t kéoụ à ơ 60
Hình 3.9. Vôn k v ampe kế à ế 60
61
Hình 3.12. C u chì v công t c t ngầ à ắ ổ 62
Hình 3.13. C m các lo i ti t chụ ạ ế ế 63
64
Hình 3.14. Modul u n iđấ ố 64
5
DANH MỤC BẢNG BIỂU
B ng 3.1. Các thi t b s d ng trong mô hìnhả ế ị ử ụ 58
B ng 3.2. Ký hi u chân gi c máy phát i nả ệ ắ đ ệ 64
B ng 3.3. Ký hi u chân gi c ti t ch xe Toyota Camry 2.2ả ệ ắ ế ế 64
B ng 3.4. Ký hi u chân gi c ti t ch xe Toyota Corollaả ệ ắ ế ế 65
B ng 3.5. Ký hi u chân gi c ti t ch xe Toyota Zaceả ệ ắ ế ế 65
B ng 3.6. Ký hi u chân gi c ti t ch xe Hyundai 1,25 t nả ệ ắ ế ế ấ 65
B ng 3.7. Ký hi u chân gi c ti t ch xe Mitsubishi 2,5 t nả ệ ắ ế ế ấ 65
B ng 3.8. Ký hi u chân gi c ti t ch xe Daewoo Matizả ệ ắ ế ế 65
6
LỜI NÓI ĐẦU
Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ôtô 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 toán hiện đại… đều được áp dụng trong
ngành ôtô. Khả năng cải tiến, hoàn 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 ôtô 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 trò rất quan trọng, nó cung cấp toàn bộ hệ thống

điện, phụ tải trên xe và cũng là một phần không thể thiếu trong kết cấu của ôtô. 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 khoa giao cho nhiệm vụ
hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nội dung: “Nghiên cứu đặc điểm các loại tiết chế sử
dụng trên ô tô, chế tạo mô hình các loại tiết chế”. Với mục đích tìm hiểu sâu hơn về
đặc điểm kết cấu của hệ thống máy phát điện, nắm được quy trình kiểm tra, sửa chữa
các cụm bộ phận trong hệ thống khi có hư hỏng.
Việc chế tạo mô hình các loại tiết chế ngoài việc giúp cho bản thân em nâng cao
những kỹ năng xử lý về cơ khí, về trang bị điện điện tử còn giúp cho kỹ năng kiểm tra,
sửa chữa được trau dồi. Mô hình các loại tiết chế sau khi được hoàn thành sẽ giúp cho
việc tìm hiểu về đặc điểm kết cấu các loại tiết chế, sơ đồ đấu nối hệ thống một cách dễ
dàng hơn. Bên cạnh đó mô hình cũng rất tiện dụng trong việc tiến hành thực hiện các
bài tập thực hành, thí nghiệm đối với hệ thống cung cấp điện trên ô tô.
Quá trình thực hiện đề tài em đã được sự chỉ bảo tận tình của các Thầy trong
khoa đặc biệt là hai Thầy hướng dẫn: Th.S Bùi Hà Trung và Th.S Bùi Hải Nam.
Mảng kiến thức về trang bị điện và điện động cơ đối với bản thân em còn khá mới mẻ,
thời gian tiến hành thực hiện đề tài tương đối ngắn nên trong đề tài vẫn còn những
thiếu sót. Rất mong những ý kiến đóng góp của các thầy cô để đề tài của em được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hưng yên, ngày 20 tháng 06 năm 2013.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hữu Diện
7
PHẦN I MỞ ĐẦU
1.1 Lí do chọn đề tài nghiên cứu
Trong những năm gần đây sự phát triển của các nghành khoa học nói chung và
ngành kỹ thuật ô tô nói riêng đã có những bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển với
những sáng tạo ý tưởng mang tính chất đột phá mạnh mẽ do các kỹ sư tài ba cống

hiến. Các nhà sản xuất đem lại cho chúng ta một thế giới ô tô hết sức phong phú, đa
dạng và không kém phần tiện nghi.
Đi đôi với việc phát triển công nghệ kỹ thuật ô tô tạo ra những chiếc xe tiện ích
hơn chiếc xe cũ thì việc đảm bảo an toàn cho người lái cũng rất được lưu tâm và ngày
càng hoàn thiện hơn. Việc nghiên cứu các giải pháp, cách thức và phương án thực lắp
đặt các thiết bị hỗ trợ người lái xe an toàn sao cho tối ưu nhất được các nhà sản xuất
rất quan tâm. Các thiết bị hiện đại hỗ trợ người lái xe ngày càng hiện đại,mức độ tự
động hóa ngày càng cao, nâng cao tính an toàn cho người sử dụng xe.
Bước sang thế kỉ 21, sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước lên
một tầm cao mới. Rất nhiều những thành tựu khoa học kỹ thuật, các phát minh, sáng
chế mang đậm chất hiện đại và có tính ứng dụng cao. Là một quốc gia có nền kinh tế
lạc hậu, nước ta đã và đang có những cải cách mới để thúc đẩy kinh tế. Việc tiếp thu,
áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới đang rất được nhà nước quan tâm
nhằm cải tạo, đẩy mạnh phát triển các ngành công nghiệp mới, với mục đích đưa nước
ta từ một nước nông nghiệp lạc hậu thành một nước công nghiệp phát triển. Trải qua
rất nhiều năm phấn đấu và phát triển. Hiện nay nước ta đã là thành viên của khối kinh
tế quốc tế WTO. Với việc tiếp cận các quốc gia có nền kinh tế phát triển, chúng ta có
thể giao lưu, học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến
để phát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đi vững chắc trên con
đường quá độ lên CNXH.
Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng, đầu tư phát
triển thì công nghiệp ôtô là một trong những ngành tiềm năng.Nhà nước luôn chú
trọng đầu tư giáo dục phát triển nhân lực phục vụ công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại
hóa đất nước và việc đào tạo nguồn nhân lực có chất lượng phục vụ cho ngành công
nghiệp ô tô. Nhưng có một thực tế, trong các trường kỹ thuật của ta hiện nay thì trang
thiết bị cho sinh viên, học sinh thực hành còn thiếu thốn rất nhiều, đặc biệt là các trang
thiệt bị, mô hình thực tập tiên tiến, hiện đại. Các kiến thức mới có tính khoa học kỹ
thuật cao còn chưa được khai thác và đưa vào thực tế giảng dạy. Tài liệu về các hệ
thống điện động cơ trên ôtô còn thiếu, chưa được hệ thống hoá một cách khoa học.
Các bài tập hướng dẫn thực tập, thực hành còn thiếu thốn. Vì vậy mà người kỹ thuật

8
viên khi ra trường sẽ gặp nhiều khó khăn, khó tiếp xúc với những kiến thức, thiết bị
tiên tiến, hiện đại trong thực tế.
Các sinh viên ngành công nghệ ô tô cũng đã nghiên cứu học tập mong muốn
xây dựng đưa ra những mô hình giúp cho việc học tập lý thuyết,thực hành và nhận
thức công nghệ đạt hiệu quả hơn.
Chính vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm các loại tiết chế sử dụng trong máy
phát điện trên ô tô, chế tạo mô hình các loại tiết chế” có ý nghĩa quan trọng trong
việc hướng dẫn cho sinh viên hiểu được nguyên lý từ đó làm cơ sở để tìm ra các hư
hỏng và biện pháp khắc phục sửa chữa.
Đề tài giúp sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố kiến, tổng hợp
và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như những kiến thức ngoài thực tế, xã hội,
đề tài còn thiết kế, chế tạo thiết bị, mô hình để các sinh viên trong trường đặc biệt là
trong khoa Cơ khí Động lực tham khảo học hỏi.
Đề tài được giao với mong muốn tìm ra được những giải pháp hợp lý nghiên
cứu chế tạo mô hình,xây dựng hệ thống bài tập thực hành thí nghiệm cho mô hình các
loại tiết chế trên ô tô. Với yêu cầu như vậy các sinh viên thực hiện nhận đề tài sẽ đi sâu
vào nghiên cứu tìm những thông tin qua sách, giáo trình giảng dạy, mạng internetđể
thực hiện nghiên cứu. Từ đó làm tăng vốn kiến thức cho sinh viên.
Những kết quả thu thập được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên là sẽ giúp
cho em, sinh viên lớp ĐLK7 có thể hiểu sâu hơn về đặc điểm các loại tiết chế trên ô tô,
biết chế tạo mô hình các loại tiết chế trên ô tô.
1.2. Mục tiêu của đề tài
Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu đề ra:
- Khái quát về máy phát điện và các loại tiết chế sử dụng trên máy phát điện ô tô
- Sơ đồ đấu mạch và nguyên lý làm việc của hệ thống.
- Các đặc tính của máy phát.
- Xây dựng mô hình các loại tiết chế.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng: Một số loại tiết chế trên ô tô.

- Tiết chế xe Toyota Zace
- Tiết chế xe Toyota Camry 2.2
- Tiết chế xe Toyota Corolla
- Tiết chế xe Hyundai 1,25 tấn
- Tiết chế xe Daewoo Matiz
- Tiết chế xe Misubishi 2,5 tấn
9
1.4. Các phương pháp nghiên cứu
1.4.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
a. Khái niệm.
Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các
văn bản, tài liệu đã có sẵn và bằng các thao tác tư duy lôgic để rút ra kết luận khoa học
cần thiết.
b. Các bước thực hiện.
Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu viết về máy phát điện và tiết chế trên máy
phát điên.
Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống lôgic chặt chẽ theo từng
bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định.
Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về máy phát điện và tiết chế
trên máy phát điện, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học.
Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức
(liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy
đủ và sâu sắc.
1.4.2. Phương pháp thống kê
a. Khái niệm
Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài liệu để
đưa ra kết luận chính xác, khoa học.
b. Các bước thực hiện.
Từ thực :“ Nghiên cứu đặc điểm các loại tiết chế sử dụng trong máy phát
điện trên ô tô, chế tạo mô hình các loại tiết chế ” và nghiên cứu các tài liệu lý thuyết

đưa ra đặc điểm các loại tiết chế trên máy phát điện ô tô, chế tạo mô hình các loại tiết
chế.

10
PHẦN II: CƠ SỞ LÍ LUẬN CHỌN ĐỀ TÀI
Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ CÁC LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN
Máy phát điện là nguồn năng lượng chính trên ô tô.
Nó cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho ắc quy trong lúc ô tô làm việc ở
những chế độ nhất định.
Trên các máy phát đời cũ, thành phần của máy phát gồm bộ phận phát điện và chỉnh
lưu. Chức năng ổn định điện áp được thực hiện bằng một tiết chế lắp rời thông thường
là loại rung hay bán dẫn. Ngày nay, các máy phát bao gồm 3 bộ phận: phát điện, chỉnh
lưu và hiệu chỉnh điện áp. Tiết chế vi mạch nhỏ gọn được lắp liền trên máy phát, ngoài
chức năng điều áp nó còn báo một số hư hỏng bằng cách điều khiển đèn báo nạp.
Máy phát điện giữ một vai trò then chốt trong các thiết bị cung cấp điện. Nó thực
hiện ba chức năng : phát điện, chỉnh lưu, hiệu chỉnh điện áp.
1.1. Phân loại và yêu cầu máy phát điện
1.1.1. Phân loại
Hiện nay người ta dùng một trong hai loại máy phát điện sau:
Máy phát điện cực từ có nam châm điện
Theo kết cấu của cực từ
Máy phát điện cực từ có nam châm vĩnh cửu
Về nguyên lí làm việc thì các máy phát điện này là những máy phát điện đồng bộ
làm việc ở những số vòng quay luôn luôn thay đổi.
Các máy phát điện kích thích bằng nam châm vĩnh cửu có hàng loạt ưu điểm so
với các máy phát điện kích thích kiểu điện từ:
- Làm việc đảm bảo, kết cấu đơn giản, không có cuộn dây quay, hiệu suất cao
- Ít nóng, mức nhiễu xạ vô tuyến thấp và có khả năng cung cấp cho các phụ tải
dòng điện cao tần.
Nhược điểm: khó điều chỉnh thế hiệu, công suất bị giới hạn.

- Giá thành chế tạo cao và trọng lượng lớn hơn loại kích thích kiểu điện từ cùng
công suất.
Ở các máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu từ thông
còn phụ thuộc vào chất lượng của hợp kim và kim loại.
1.1.2. Yêu cầu
- Đảm bảo độ tin cậy tối đa cho hệ thống, điều chỉnh tự động trong mọi điều kiện sử
dụng.
- Đảm bảo đặc tính công tác của hệ điều chỉnh, có chất lượng cao và ổn định
trong khoảng thay đổi tốc độ và tải của máy.
11
- 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, độ bền cao, chịu rung sóc tốt.
1.2. Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều 3 pha
- Khi cung cấp điện cho cuộn dây kích từ trong rôto thì sẽ tạo ra các cực từ xen
kẽ ở hai chùm vấu cực. Như vậy sẽ tạo ra từ thông kép kín qua vấu cực của rôto và
khung từ của Stato.
- Các cuộn dây ba pha Stato của máy phát điện xoay chiều được phân bố đều trong
các rãnh mặt trong của Stato theo một quy luật nhất định các pha cách nhau 120
o.


a) Từ trường rô to tạo ra b) Điện cảm ứng trên một khung dây

c) Dòng điện xoay chiều ba pha
Hình 1.1. Nguyên lý làm việc máy phát điện ba pha trên ô tô sau một chu kỳ
12
13
Nếu cho rôto quay sẽ làm cho các vòng dây điện của Stato cắt các từ trường (theo

hướng vuông góc) theo định luật cảm ứng điện từ trên các vòng dây sẽ xuất hiện một
suất điện động cảm ứng, theo công thức ta có suất điện động ở mỗi pha là E= 4,44
KW.§. W. Ф
o.
Trong đó: KW: là hệ số của cuộn dây cảm ứng
§: là tần số của suất điện động §= P.N/60
W: tổng số vòng dây trong một pha cuộn dây phần ứng
Ф
o
: từ thông giữa khe hở Stato và Rôto
P: số đôi cực từ máy phát
- Như vậy tại ba đầu dây ra của ba cuộn dây phần ứng sẽ có dòng điện xoay chiều
ba pha dạng hình sin, có tần số như nhau, biên độ như nhau với góc lệch pha là 120
o

1.3. Cấu tạo máy phát điên xoay chiều
Máy phát điện xoay chiều loại này gồm những phần chính là: rotor, stator, các
nắp, puli, cánh quạt và bộ chỉnh lưu. Một số máy phát điện bộ chỉnh lưu được đặt ngay
trong máy phát điện và một số máy phát khác bộ chỉnh lưu đặt rời khỏi máy phát.

Hình 1.2. Máy phát điện tháo rời
Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ:
14



Hình 1.3. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ
Hình 1.4. Kết cấu máy phát
15
Puly

Cánh quạt
Nắp trước
Khối thép từ stator
Cuộn dây kích thích
6 . Nắp sau
7. Vòng tiếp điện
8. Chân gá lắp
9. Bộ điều chỉnh điện

1.3.1. Rôto (phần cảm)
Roto được chế tạo thành hai nửa, mỗi nửa có các cực từ hình móng lắp xen kẽ
nhau, vật liệu làm bằng thép non.

Hình 1.5. Rotor

Hình 1.6. Rôtor máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ
Rôto gồm trục 5 mà ở phía cuối trục có lắp vòng tiếp điện 4, còn ở giữa lắp hai
chùm cực hình móng 1 và 2. Giữa hai chùm cực là cuộn dây kích thích 3 bằng đồng
được quấn ngay trên ống thép dẫn từ 6. Các đầu của cuộn dây kích thích được hàn vào
các vòng tiếp điện.
16
1- chùm cực từ tính S
2- chùm cực từ tính N
3- cuộn dây kích thích
4- các vòng tiếp điện
5- trục rôto
6- ống thép từ
Khi có dòng điện một chiều chạy 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 trái
dấu.
Dưới ảnh hưởng của các từ cực mà các móng trở thành các cực của rotor, giống
như cách tạo cực của loại rôto hình móng với nam châm vĩnh cửu đã nói ở trên.
Rôto quay trên hai ổ bi đặt trong các nắp bằng hợp kim nhôm, ở các nắp đều có
các cửa thông gió và ở chỗ nắp ổ bi đều có ống lót bằng thép. Trên nắp sau (nắp phía
vòng tiếp điện) có bắt giá đỡ các chổi điện bằng nhựa và phía trong nắp có bộ chỉnh
lưu. Trong giá đỡ có đặt hai chổi điện bằng hợp chất đồng – than hoạt tính. Một chổi
điện tiếp mát với vỏ máy phát điện qua ốc bắt giá đỡ, còn một chổi điện khác thì tiếp
với ốc bắt dây 14 (đầu kích thích của máy phát điện), ở các máy phát điện cải tiến ốc
này được thay thế bằng phích cắm điện đặc biệt.
Trục: đỡ toàn bộ rotor, lắp puli và quạt.
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.
1.3.2. Stato (phần ứng)
Hình 1.7. Stator
17
Hình 1.8. Stator của máy phát điện xoay chiều
Stator gồm khối thép từ được lắp ghép bằng các lá thép kĩ thuật điện mà phía
trong có xẻ 18 rãnh phân bố đều để xếp các cuộn dây phần ứng. Cuộn dây stator ( cuộn
dây phần ứng ) có ba pha nối theo hình sao. Mỗi pha gồm sáu cuộn dây con nối nối
tiếp nhau. Ba đầu dây của ba pha chừa dài ra để bắt vào bộ chỉnh lưu. Các cuộn dây
được giữ chặt trong rãnh nhờ miếng chêm bằng téctôlit và cách điện với khối thép
stator bằng cát tông cách điện. Stator sau khi đã quấn dây và lắp song đem thấm sơn
cách điện và sấy khô.
* Cách đấu cuộn dây phần ứng:
Cuộn dây phần ứng có ba pha nối theo hình sao hoặc hình tam giác và đặt lệch
nhau 120
0
Mỗi pha gồm 6 cuộn dây con nối tiếp nhau, ba đầu dây của 3 pha chừa dài ra để

bắt vào bộ chỉnh lưu (bộ nắn điện), sản sinh sức điện động xoay chiều 3 pha thông qua
bộ nắn điện thành dòng một chiều.
18
a-bố trí chung
1-khối thép từ stator
2-cuộn dây3 pha stator
b-sơ đồ cuộn dây ba pha mắc theo hình sao
Hình 1.9. Đấu mạch sao và mạch tam giác
a, Đấu hình sao b, Đấu tam giác
1.3.3. Chổi than và giá đỡ chổi than
Hình 1.10. Chổi than và giá đỡ chổi than
Trên nắp sau có bắt giá đỡ các chổi điện bằng nhựa. Trong giá đỡ có đặt hai chổi
điện bằng hợp chất đồng – than hoạt tính và một số phụ chất để giảm điện trở riêng và
mức mài mòn của chổi.
Một chổi điện tiếp mát với vỏ máy phát điện qua ốc bắt giá đỡ , còn một chổi
điện khác thì tiếp với ốc bắt dây (đầu kích thích của máy phát điện), ở các máy phát
điện cải tiến ốc này được thay thế bằng phích cắm điện đặc biệt .
1.3.4. Nắp máy
Để bảo vệ máy khỏi bị những vật bên ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn, nó còn
làm giá đỡ cho các đầu trục roto, đồng thời cũng để bắt máy phát điện vào ôtô.

19
Nắp thường được chế tạo bằng thép, gang hoặc nhôm.
Hình 1.11. Nắp máy, puli và quạt gió của máy phát điện xoay chiều
1.3.5. Puli và quạt gió
Để dẫn động máy phát điện nhờ dây đai thông qua puli trên trục khuỷu động cơ
và puli lắp trên trục máy phát điện.
Trên puli có thể có cả phần cánh quạt để làm máy phát điện, giảm nhiệt độ của
máy phát nhằm giúp cho máy phát làm việc ổn định hơn.
1.3.6. Bộ chỉnh lưu

Hình 1.12. Bộ chỉnh lưu
Công dụng của bộ chỉnh lưu là nắn dòng điện xoay chiều thành dòng điện một
chiều.
Bộ chỉnh lưu thường gồm có 6,8 hay 9 điốt 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 được đặt trong một khối để đảm bảo độ kín và chắc chắn, các điốt được
tráng một lớp bột đặc biệt, khối chỉnh lưu được gắn vào nắp của máy phát điện bằng
bulông.
20
1. Puli
2. Quạt gió
3. Nắp trước
4. Nắp sau
 Bộ nắn điện với 6 điốt:
Hình 1.13. Bộ chỉnh lưu 6 điốt
Lưu thông của dòng điện ứng qua cuộn pha A và cuộn pha B:
Nếu điện áp đầu A là (+) và B là (-) thì dòng điện qua A:
- Khi A là dương nhất, B là âm nhất: Có dòng điện  A  D1  R
L
 D4  B 
(-) của A.
Tương tự như trên ta có dòng điện qua B và C:
- Khi B là dương nhất, C là âm nhất: Có dòng diện  B  D3  R
L
 D6  C 
(-) của (B).
- Khi C là dương nhất, A là âm nhất: Có dòng điện  C  D5  R
L
 D2  A 
(-) của C.

Quan hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trên dây và trên pha là:
U
n
=
φ
U3
và I
n
=
φ
I
Giả thiết tải của máy phát là điện trở thuần .
Điện áp tức thời trên các pha A, B ,C là:
U
A
= U
m
.sin
t
ω
U
B
= U
m
.sin
)3/2(
πω
−t
U
C

=U
m
.sin
)3/2(
πω
+t
U
m
: điện áp cực đại của pha.

60/22 npf
ππω
==
là vận tốc góc
Trong đó : n –tốc độ máy phát (v/p)
P – số đôi cực của rotor
21
Hình 1.14. Sơ đồ chỉnh lưu máy phát 3 pha và điện áp sau khi đã chỉnh lưu
Các điôt mắc ở hướng thuận có điện trở R
t
vô cùng bé còn ở hướng ngược thì rất
lớn ( R
n
=
∞
)
Trên sơ đồ chỉnh lưu 3 pha này có 6 điôt: 3 điôt ở nhóm trên là các điôt dương,
nhóm dưới gọi là các điôt âm, ở hướng dẫn điện một điôt nhóm trên dẫn điện khi anôt
của nó có điện áp cao hơn, còn ở nhóm dưới điôt dẫn có điện áp thấp hơn.Vì vậy ở
thời điểm bất kì đều có hai điốt hoạt động, một điôt cực tính dương và một điôt cực

tính âm.
Mỗi điôt sẽ cho dòng điện qua trong 1/3 chu kì (T /3)
Điện áp dây của máy phát được đưa lên bộ chỉnh lưu, điện áp chỉnh lưu được xác
định bởi các tung độ nằm giữa các đường cong trên và dưới của điện áp pha U
A ,
U
B,
U
C
. Vì vậy điện áp chỉnh lưu tức thời U
mf
sẽ thay đổi và tần số xung điện của điện áp
chỉnh lưu lớn hơn tần số pha của điện áp pha 6 lần.
Trị số nhỏ nhất của điện áp chỉnh lưu bằng 1,5 U
đm
, lớn nhất bằng 1,73 U
m
, sự
thay đổi của điện áp chỉnh lưu:
φ
UUU
mmf
325,023,0 ==∆
Giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu:
U
mf
=
tU
m
ω

cos.3
Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu: U
mf
=1,65 U
m
 Bộ chỉnh lưu dòng điện 8 đi ốt
22
Đối với máy phát có công suất lớn ( P > 1000 W ), sự xuất hiện sóng đa hài bậc ba
trong thành phần của hiệu điện thế pha do ảnh hưởng của từ trường các cuộn pha lên
cuộn kích từ làm giảm công suất máy phát.
Hình 1.15. Bộ chỉnh lưu 8 đi ốt
Vậy người ta sử dụng cặp đi ốt mắc từ dây trung hoà để tận dụng sóng đa hài bậc
3, làm tăng công suất máy phát khoảng 10 -15 %, trong một số máy phát, người ta còn
sử dụng 3 đi ốt nhỏ mắc từ các pha để cung cấp cho cuộn kích từ đồng thời đóng ngắt
đèn báo nạp.
 Bộ chỉnh lưu 9 đi ốt

Hình 1.16. Bộ chỉnh lưu 9 đi ốt
Đối với loại này sẽ có 3 con đi ốt dùng để kích từ và bảo vệ giàn 6 con đi ốt còn lại.
23
1.3.7. Tiết chế (bộ điều áp)
 Cấu tạo và nguyên lý làm việc
a) Cấu tạo của tiết chế
Tiết chế được dùng để điều chỉnh điện áp ngăn chặn dòng điện ngược, hạn chế
dòng điện, khi động cơ hoạt động tốc độ vòng quay trục khuỷu thay đổi nên điện áp
của máy phát điện xoay chiều cũng không ổn định, mà các thiết bị sử dụng điện trên
ôtô cần phải đảm bảo tính ổn định của điện áp chính. Vì vậy cần phải có bộ điều chỉnh
điện để giữ cho điện áp của máy phát và dòng điện của máy phát phát ra ổn định trong
một phạm vi nào đó không vượt quá giá trị quy định.
Do vậy tiết chế có nhiều loại như:

+ Bộ tiết chế dùng thiết bị điện từ.
+ Bộ tiết chế dùng thiết bị địên từ kết hợp với thiết bị bán dẫn.
+ Bộ tiết chế dùng thiết bị bán dẫn.
Ngày nay trên xe ôtô đời mới thường sử dụng bộ tiết chế dùng thiết bị bán dẫn vì
nó có ưu điểm: Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ thay vào việc sử dụng các rơ le hạn chế
dòng và rơ le dòng điện ngược bằng việc sử dụng điốt ổn áp, tranzito
Cấu tạo của tiết chế gồm: 1M.IC đã được lập trình sẵn và được mắc 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 D
1
dùng ngăn chặn dòng điện ngược. Vỏ làm
bằng hợp kim nhôm bảo vệ tiết chế.
b) Nguyên lý làm việc của các loại tiết chế
Các phụ tải điện trên ô tô có hiệu điện thế định mức và dòng điện định mức,
chúng chỉ có thể làm việc bình thường khi điện thế ổn định.
Điện áp của máy phát phụ thuộc vào tốc độ quay của trục khuỷu , nên trong quá
trình làm việc của ô tô , tốc độ quay của trục khuỷu luôn thay đổi bởi nhiều lí do  thì
tốc độ quay của phần ứng của máy phát thay đổi  làm cho điện áp thay đổi theo .
Trong quá trình làm việc tải của máy phát không đều nhau, 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 mạch hoặc quá nhiệt, dẫn đến tăng tải trên các chi tiết cơ khí của
hệ thống dẫn động máy phát.
Vậy trong hệ thống cung cấp điện cần có bộ điều chỉnh điện để giữ cho điện áp
của máy phát và dòng điện của máy phát phát ra ổn định trong một phạm vi nào đó
không vượt quá giá trị quy định. Vì vậy vấn đề điều chỉnh điện áp và cường độ dòng
điện là vô cùng quan trọng.
24
Đối với máy phát điện xoay chiều, chỉ quan tâm đến điều chỉnh điện áp mà
không cần quan tâm đến điều chỉnh dòng điện:
Do máy phát điện xoay chiều của ô tô có đặc tính tự kiềm chế dòng điện tức là

dòng điện của nó phát ra đến một lúc nào đó không tăng hoặc tăng không đáng kể và
có giá trị bằng hoặc hơi lớn hơn dòng điện định mức một chút, vậy không cần rơ le
hạn chế dòng điện.
Hình 1.17. Đặc tính dòng điện.
Đặc tính tự kiềm chế dòng của máy phát điện xoay chiều có được là nhờ tính
toán và chọn số vòng dây của cuộn dây stator và cuộn dây kích thích sao cho có thể
giảm được số vòng quay ban đầu ở chế độ không tải.
 Phương pháp điều chỉnh điện áp
Khi làm việc điện áp máy phát phát ra có giá trị:

uuf
RIEU .−=

Trong đó: I
Ư
: Dòng máy phát phát ra.
R
Ư
: Tổng trở mạch phần ứng.
Vì R
Ư
nhỏ nên I
Ư
. R
ư
nhỏ vì vậy coi :

)( constKnKRIEU
eeuuf
==−=

φ
K
e
: Hệ số kết cấu máy phát.
n : Tốc độ quay của trục máy phát. Phụ thuộc vào tốc độ
quay của động cơ. Vì vậy chúng ta không thể điều chỉnh theo ý muốn.

φ
: Từ thông kích từ của máy phát.

ktktkt
RWI /.=
φ

φ
= I
kt
. W
kt
/ R
kt
.
W
kt
: Số vòng dây của cuộn kích từ ( W
kt
= const).
R
kt
: Điện trở của cuộn dây kích từ ( R

kt
= const ).
25