Báo cáo thực tập kiểm tra và tháo lắp máy phát điện đúng quy trình

SV: Nguyễn Huy Tuấn
PHẦN I:
NỘI DUNG BÁO CÁO THỰC TẬP
I. ĐẶC TÍNH MÁY PHÁT ĐIỆN Ô TÔ XE HƠI
Đặc tính của máy phát xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu
Ở chế độ không tải, tức là khi Imf = 0, thế hiệu của máy phát điện bằng sức điện
động cảm ứng trong cuộn dây stator:
1
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Điện trở của các đèn ký hiệu là R, còn điện trở thuần và cảm kháng của cuộn
dây stator ký hiệu là r và XL trong đó XL là cảm kháng của máy phát điện.
Trên hình 4.18 là sơ đồ và đặc tính cầm ô tô xe hơi tai theo số vòng quay của
máy phát điện Xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu (không có cơ cấu
điều chỉnh tự động) làm viêc với phụ tải thuần (các bóng đèn).
Trong đó:
0 : Từ thông của một cặp cực nam châm ở chế độ không tải.
w : Tổng số vòng dây của cuộn dây stator.
k : Hệ số tính đến dạng đường cong của sức điện động cảm ứng.
p : Số đôi cực nam châm của rotor.
n : Số vòng quay của Cầm ô tô, xe hơi (min1).
f : Tần số của dòng điện cảm ứng trong cuộn stator, Hz.
Cê = 4k.w.p/60: Hàng số
Khi đóng phụ tải sức điện đồng cảm ứng sẽ tạo nên dòng điện của máy phát.
2
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Như vậy ở số vòng quay thấp (đoạn đầu của đồ thị) dòng điện phụ thuộc vào
số vòng quay một cách tuyên tính
3
SV: Nguyễn Huy Tuấn
4
SV: Nguyễn Huy Tuấn

Khi số vòng quay của máy phát điện tăng, dòng điện của nó sẽ tiến gần tới
giá trị không đổi, còn hiệu điện thế của máy phát sẽ bằng độ sụt thế ở mạch ngoài,
tứac là Umf= Imf.R. Nếu chọn điện trở tải cố định thì điện thế của máy phát sẽ thay
đổi tỉ lệ thuận với dòng điện. Trong thưc tế, điện trở của bóng đèn có tăng lên khi
cường độ dòng điện qua nó tăng, do đó hiệu điện thế máy phát tăng nhanh hơn
cường độ dòng điện.
Phương trình thu được còn cho thấy điện thế của máy phát điện thay đổi tỉ lê
với sự thay đổi của điện trở tải trong khoảng từ Umf = 0 với R = 0 đến Umf= Uo
với R = 00, vì trong máy phát điện loại này, chỉ có dòng điện Imf được tự điều
chỉnh và hạn chế, còn điện thế Umf là hàm của Imf và R.
Qua nghiên cứu đặc tính, chúng ta thấy rõ ràng máy phát điện Xoay chiều
loại này có thể sử dụng bình thường ở số vòng quay giới hạn và với mọt trị số định
mức của phụ tải.
Nhược điểm này hạn chế khả năng sử dụng các máy phát điện Xoay chiều
kích thích bằng nam châm vĩnh cửu, vì trong thực tế sử dụng cần phai thay đổi phụ
tải.
5
SV: Nguyễn Huy Tuấn
II. NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN ÔTÔ
Để cung cấp năng lượng cho các phụ tải trên ô tô xe hơi, cần phải có bộ phận
tạo ra nguồn năng lượng có ích. Nguồn năng lượng này được tạo ra từ máy phát
điện trên otô. Khi động cơ hoạt động, máy phát cung cấp điện cho các phụ tải van
áp điện cho accu.
Để bảo đảm toàn bộ hệ thống hoạt động một cách hiệu qủa, an tòan, năng
lượng đầu ra của máy phát (nạp vào accu) van năng lượng yêu cầu cho các tải điện
phải thích hợp với nhau.
Yêu cầu đặt ra cho máy phát phụ thuộc vào kiện và cấu trúc máy phát láp
trên ô tô, xe hơi hơi, được xác định bơi việc cung cấp năng lượng điện cho các tải
điện và ắc quy. Có hai loại máy phát : máy phát một chiều (generator) và máy phát
điện xoay chiều (alternator).

Các máy phát mọt chiều được sử dụng trên ô tô, xe hơi thế hệ cũ nên trong quyển
sách này không đề cập đến.
Nhiệm vụ Máy phát điện xoay chiều là nguồn năng lượng chính trên ô tô, xe hơi .
Nó có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải van áp điện cho ác quy trên ô tô, xe
hơi . Nguồn điện phaỉ bảo đảm một hiệu điện thế ổn định ở mọi chế độ phụ tải và
thích ứng với mọi điều kiện môi trường làm việc.
6
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Yêu cầu Máy phát phải luôn tạo ra một hiệu điện thế ổn định (13,8V - 14,2V đối
với hệ thống điện 14V) trong mọi chế độ làm viêc của phụ tải. Máy phát phải có
cấu trúc và kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ, giá thành thấp và tuổi thọ cao.
Máy phát cũng phải có độ bền cao trong điêu kiên nhiệt độ và độ ấm lớn, có thê
làm việc ở những vùng có nhiều bụi bấn, dầu nhớt và độ rung động lớn. Việc duy
tu và bả dưỡng càng ít càng tốt.
Những thông số cơ bản của hệ thống cung cấp điện. Hiệu điện thế định mức: Phải
bảo đảm Uđm = 14V đối với những ô tô, xe hơi sử dụng hệ thống điện 12V, Uđm =
28V đối với những ô tô, xe hơi sử dụng
hệ thống điện 24V.
Công suất máy phát: Phải đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các tải điện trên ô tô,
xe hơi hoạt động. Thông thường, công suất của các
7
SV: Nguyễn Huy Tuấn
8
SV: Nguyễn Huy Tuấn
PHẦN II
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
A-MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. Nhiệm vụ:
Máy phát điện xoay chiều là nguồn năng lượng chính trên ô tô. Nó có
nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho ắc quy trên ô tô.

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.
II. Yêu cầu:
Để đảm bảo những điều kiện làm việc đặc biệt trên động cơ ô tô, máy kéo,
máy phát điện phải thoả mãn những yêu cầu sau:
- Máy phát luôn tạo ra một hiệu điện áp ổn định (đơn 13,8v – 14.2v đối với
hệ thống điện 14v) trong mọi chế độ làm việc của phụ tải.
- Có công suất và độ tin cậy cao, chịu đựng được sự rung lắc, bụi bẫn, hơi
dầu máy, hơi nhiên liệu và do ảnh hưởng bởi nhiệt độ khá cao của động cơ.
9
SV: Nguyễn Huy Tuấn
- Có công suất cao kích thước và trọng lượng nhỏ gọn. Đặc biệt giá thành
thấp.
- Việc chăm sóc và bảo dưỡng trong quá trình sử dụng càng ít càng tốt.
- Đảm bảo thời gian làm việc lâu dài.
III. Phân loại:
Trong hệ thống điện ô tô hiện nay thường sử dụng ba loại máy phát
xoay chiều sau:
- Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu, thường sử
dụng trên các xe gắn máy.
- máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ có vòng tiếp điện, sử dụng
trên các ô tô.
- Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ không có vòng tiếp điện,
thường sử dụng chủ yếu trên máy kéo và các xe chuyên dụng.
B - MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU KÍCH THÍCH BẰNG ĐIỆN TỪ CÓ
VÒNG TIẾP ĐIỆN
I. Cấu tạo
10
SV: Nguyễn Huy Tuấn

Hình 1: cấu tạo máy phát
1. Phần cảm rotor:
Gồm hai má cực từ có nam châm hính móng ngựa bọc ngoài cuộn dây phần
cảm lắp trên một trục. Có hai vòng than góp điện cách điện và trục. Khi có dòng
điện kích thích đi vào trong cuộn dây thì hai má cực từ trở thành nam châm điện.
nam châm điện có từ cực N – B xen kẻ nhau.

11
SV: Nguyễn Huy Tuấn

Hình 2.1: Cấu tạo rotor.
Hình 2.2: Cấu tạo rotor.
1. Chùm cực từ tính S 2. Chùm cực từ tính N 3. Cuộn dây kích thích 4.
Trục rotor 5. Đường sức từ 6. Ổ bi 7. Vòng tiếp điện.
12
SV: Nguyễn Huy Tuấn
2. Phần ứng stator:
Gồm một khối cực từ làm bằng nhiều lá thép non ghép lại có nhiều rãnh chứa
cuộn dây phần ứng. Cuộn dây phần ứng gồm có ba pha đặt lệch nhau một góc
120 độ và nối nhau hình sao – hình tam giác.
Hình 3: Cấu tạo Stator
13
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Hình 4: Các kiểu đấu dây
14
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Hình 5: stato của máy phát
a. bố trí chung: 1. khối thép từ stator 2. cuộn dây 3.pha stator
b. sơ đồ cuộn dây 3 pha mắc hình sao.
3. Bộ chỉnh lưu:

Có nhiệm vụ biến dòng điện xoay chiều thành một chiều để chỉnh lưu
dòng điện trong máy phát xoay chiều. Thường sử dụng diot silic để chỉnh
lưu, trong bộ chỉnh lưu thông thường dùng 6diot, các diot được lắp trên tấm
tản nhiệt làm bằng hợp kim nhôm.
Ba diot dương có cực tính ở thân là ca tốt ép chặt lên tấm tản nhiệt,
tấm tản nhiệt này phải cách mass với vỏ máy phát và trên tấm tản có lắp cọc
dương (B).
15
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Ba diot âm có cực tính ở thân là anot được ép trên cùng một tấm tản
nhiệt và lắp tiếp mass với máy phát.
Các diot âm, diot dương được đấu nối tiếp nhau và nối với các đầu dây
pha như hình vẽ.

Hình 6 :Bộ chỉnh lưu dùng 6 diot.
Nguyên lý chỉnh lưu:
Sơ đồ trên trình bày nguyên lý chỉnh lưu của máy phát xoay chiều ba pha đấu
sao. Khi rotor quay từ thông xuyên qua các cuộn dây stator lệch nhau 120
0
. Qúa
trình chỉnh lưu được mô tả như sau:
Gỉa sử khi rotor quay ở vị trí α =30
0
. Khoảng này điện áp trên Fiii dương
nhất, áp trên fII âm nên có dòng điện chỉnh lưu như hình a.
16
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Ở vị trí α =30
0
-60

0
trong khoảng này điện áp trên FI dương nhất, áp trên
fII âm nên có dòng điện chỉnh lưu như hình b.
Ở vị trí α =180
0
trong khoảng này điện áp trên fII dương nhất, áp trên f
III âm nên có dòng chỉnh lưu như hình c.
Như vậy : Dòng điện qua R lúc nào cũng theo một chiều và điện áp chỉnh
lưu (Uct) vẫn còn dạng nhấp nhô như đồ thị.

17
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Để biến đổi dòng điện xoay chiều của máy phát sang dòng điện một chiều, ta
dùng bộ chỉnh lưu 6 diot, 8 diot hoặc 14 diot. Đối với máy phát có công suất lớn
(P>1000), sự xuất hiện sóng đa hài bậc ba trong thành phần của hiệu điện thế pha
do ảnh hưởng của từ trường các cuộn kích làm giảm công suất máy phát.
Hình 7 :Bộ chỉnh lưu dùng 8 diot.
Vì vậy người ta sử dụng cặp diot mắc từ dây trung hòa để tận
dụng sóng đa hài bậc 3, làm tăng công suất máy phát khoảng 10-15%
18
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Hình 8 :Bộ chỉnh lưu dùng 14 diot
- Các nắp trước, sau: đều đúc bằng hợp kim nhôm, loại vật liệu không dẫn từ,
một mặt đỡ hở từ, mặt khác lại có ưu điểm gọn nhẹ tản nhiệt tốt ….
- Chổi điện và giá đỡ: chổi điện đặt trong lỗ giá đỡ rồi dùng lò xo tỳ lên trên
để chổi than luôn luôn tiếp xúc tốt với vòng tiếp điện trong dây dẫn từ II thì I được
nối cột F của dòng điện từ trường, còn dây khác nối với cọc mass.
19
SV: Nguyễn Huy Tuấn
- Quạt gió: được dập từ lá thép 1.5 mm hoặc đúc từ hợp kim nhôm thông

thường để tránh cộng hưởng, gây ồn ào, các cánh quạt gió không phân bố đều theo
chu kỳ.
II.Nguyên lý làm việc :
20
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Hình
9 : cấu tạo máy phát xoay chiều kích thích kiểu điện từ
Máy phát điện xoay chiều làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Rotor: có cuộn dây kích thích quấn trên lõi sắt từ , khi cung cấp dòng
điện một chiều vào cuộn dây kích thích thông qua hai chổi than và dòng tiếp điện
thì rotor sẽ trở thành một nam châm điện ( chính là phần cảm của máy phát ).
- Stator: Gồm ba cuộn dây pha đặt lệch nhau 120
0
trên vỏ máy
phát.Trong cách đấu hình sao, đầu các cuộn dây pha đã được cách điện ,các
đầu còn lại nối chung với nhau (dung để nối với dây dẫn trung tính).
- Khi rotor trường điện từ trên các cực của rotor sẽ lần lượt cắt ngang
qua các vòng dây dẫn của các bối dây pha ở stator . Như vậy trong mỗi cuộn
21
SV: Nguyễn Huy Tuấn
dây pha sẽ xuất hiện một xuất điện động cảm ứng có dạng hình sin và lệch
nhau 120
0
.
- Sức điện động của máy phát phụ thuộc vào số vòng quay của rotor ,
cường độ từ trường của rotor hay từ thông Φ và kết cấu của máy phát.
Ε = C .n. Φ
E : sức điện động .
C : kết cấu máy phát.
Φ : Từ thông.

* Nguyên lý chỉnh lưu dòng điện dòng điện xoay chiều :
22
SV: Nguyễn Huy Tuấn
Hình 10 :Nguyên lý làm việc và chỉnh lưu máy phát xoay chiều.
Đặc điểm của diot là nếu cực dương của diot có điện áp lớn hơn so với cực
âm thì diot sẽ cho dòng điện đi qua, ngược lại nếu điện áp cực dương nhỏ hơn so
với cực âm thì dòng điện bị chặn lại không qua được. Bộ chỉnh lưu máy phát điện
xoay chiều trong máy phát điện ba pha thường dùng 6diot chỉnh lưu như hình vẽ
trên.Trong đó nối ba cực âm của các diot D1,D3,D5 với nhau, một trong 3 diot trên
sẽ cho dòng điện đi qua nếu nó có điện áp cao nhất và nối ba cực dương của các
diot D2,D4,D6 với nhau, và một trong 3 diot này sẽ cho dòng điện đi qua nếu cái
nào có điện áp nhỏ nhất tại các điểm nối với các dây pha của máy phát.
III. Những hư hỏng thường gặp
Thông thường máy phát điện xoay trên ô tô làm việc có độ tin cậy cao hơn
máy phát điện một chiều . Khi máy phát điện xoay chiều có chế độ làm việc không
bình thường thì phải xem xét kỹ hiện tượng để phán đoán vị trí hư hỏng rồi từ đó
23
SV: Nguyễn Huy Tuấn
mới tiến hành kiểm tra cụ thể để khắc phục .Sau đây là một số hiện tượng hư hỏng
và nguyên nhân gây ra hư hỏng đó :
a/ Máy phát điện bị nóng quá mức qui định :
Do máy làm việc ở chế độ quá tải hoặc bộ phận làm mát có sự cố : cách kiểm
tra và giải quyết như đối với máy phát điện một chiều .Ngoài ra phải kiểm tra xem
các điot chỉnh lưu có bị chập không , nếu thấy điôt nào bị chập thì phải thay thế
ngay .
Dây quấn phần ứng hoặc dây quấn kích từ phát nóng : Dùng đồng hồ đo điện
trở (ôm kế ) để kiểm tra từng bối dây ,so sánh các kết quả xem có bối dây nào bị
chạm chập hay không hoặc chạm mát hay không ,phát hiện ra sự cố ở bối dây nào
thì chọn cách xử lý theo cách sẽ trình bày trong phần sửa chữa dây quấn máy phát
xoay chiều .

b/ Điện áp phát ra không ổn định :
-Đứt hoặc tiếp xúc không tốt trong mạch kích từ
-Ngắn mạch giữa các vòng dây trong bối dây phần ứng
-Diôt chỉnh lưu của một pha nào đó đã bị hỏng tình trạng đứt mạch
-Chổi than tiếp xúc không tốt do bị ôxy hóa hoặc bị dính dầu ở các vòng tiếp
xúc, vòng tiếp xúc bị mòn không điều, chổi than bị kênh, lực căn lò xo trên chổi
24
SV: Nguyễn Huy Tuấn
than bị kém. Những hiện tượng này làm cho điện trở trong mạch kích thích tăng
lên, do đó cường độ của dòng kích thích sẽ giảm xuống và công suất phát ra của
máy bị giảm xuống.
c.Máy phát không phát ra điện:
-Đầu nối dây từ bộ chỉnh lưu tới đầu vào của bộ chia điện bị hở.
-Cuộn dây kích thích bị hở mạch hoặc bị đứt ở bên trong.
-Cuộn dây phần ứng bị chạm mass hoặc bộ chỉnh lưu đã bị hỏng không còn
tác dụng chỉnh lưu để đưa dòng điện một chiều đến bộ chia điện và mạch ngoài của
máy phát.
d.Máy phát không nạp điện cho acquy: (ampemet chỉ sự phóng điện của
ac8quy khi tốc độ quay của động cơ lớn.
Nguyên nhân: Dòng tiếp xúc bị bẩn, đứt đầu dây cuộn kích thích, chổi bị
kênh, cần lấy dẻ tẩm xăng lau sạch bụi bẩn chỗ bị kém ở vòng cực cần đánh sạch
bằng giấy nhám. Nếu chổi than bị kênh thì lấy chổi ra và lau bụi. Đứt hoặc tiếp xúc
xấu trong mạch điện khắc phục bằng cách thay dây dẫn bị hư hoặc làm sạch chỗ
tiếp xúc. Máy phát có pha hoặc cuộn dây kích thích bị đứt phải tháo ra để sửa.
Trường hợp chập mạch cuộn dây kích thích với mass thì tách mass của bộ ăcquy
hoặc bộ đánh lửa ra và tìm chỗ chập.
25