Nghiên cứu chế tạo băng thử máy phát trên ô tô có giao tiếp máy tính

vi

MC LC
Tranɸ tựa TRANG
Quyết định ɸiao đề tài
Xác nhận ca cán b hớnɸ dẫn
Lý lịch khoa học i
Li cam đoan ii
Li cảm t iii
Tóm tắt iv
Abstract v
Mc lc vi
Danh sách các chữ viết tắt ix
Danh sách các hình x
Danh sách các bảng xiii


Chngă1. TNGăQUAN 1
1.1ăĐặtăvấnăđ 1
1.2 Cácăktăquănghiênăcu 2
1.2.1 Kết quả nɸhiên cu tronɸ nớc 2
1.2.2 Các sản phẩm bănɸ thử máy phát ca các hưnɸ trên thế ɸiới 3
1.3ăMcătiêuăvƠăđiătngănghiênăcu 5
1.3.1 Mc tiêu nɸhiên cu 5
1.3.2 Đi tnɸ nɸhiên cu 5
1.4 NhimăvăvƠăphmăviănghiênăcu 5
1.4.1 Nhiệm v nɸhiên cu 5
1.4.2 Phm vi nɸhiên cu 6
1.5ăĐimămiăcaăđătƠi 6
1.6ăPhng phápănghiênăcu 6

vii

Chngă2. CăSăLụăTHUYT 7
2.1ăTngăquanăvăhăthngăcungăcấpăđinătrênăôătô 7
2.1.1 Hệ thnɸ cunɸ cấp điện trên ô tô 7
2.1.2 Hệ thnɸ cunɸ cấp điện ph tải trên ô tô 8
2.2ăCăsălýăthuytăvămáyăphátăđinăxoayăchiuătrênăôătô 10
2.2.1 Nɸuyên lý máy phát điện 10
2.2.2 Máy phát điện xoay chiều kích thích bằnɸ nam châm vĩnh cửu 12
2.2.3 Máy phát điện xoay chiều kích thích bằnɸ điện từ có vònɸ tiếp điện 13
2.2.4 Máy phát điện xoay chiều kích thích bằnɸ điện từ khônɸ có vònɸ tiếp điện 17
2.2.5 Máy phát xoay chiều hai nấc điện áp 14/28V 19
2.3ăTităchăsădngăviămáyăphátăxoayăchiuăkíchătăbằngăđin 20
2.3.1 B tiết chế điều chỉnh hot đnɸ liên tc: 20
2.3.2 B tiết chế điều chỉnh hot đnɸ ɸián đon 21
2.4ăTităchăviămch 22
2.4.1 Tiết chế vi mch loi D 22
2.4.2 Tiết chế vi mch loi M 23
2.4.3 Điều khiển đầu ra ca b tiết chế vi mch 24
2.5ăTínhătoánăchăđătiăvƠăchnămáyăphátăđinătrênăôătô 31
2.6 Phần mn LabVIEW 33
2.6.1 LabVIEW 33
2.6.2 nɸ dnɸ LabVIEW tronɸ thực tế 34
2.6.3 Lập trình với LabVIEW 35


Chngă 3. THITă Kă CHă TOă Că KHệ VĨă LPă TRỊNHă ĐIUă KHINă
H THNG 36
3.1ăThităkăphầnăcng 36

3.1.1 Mô tả hệ thnɸ 36
3.1.2 Sơ đồ khi hệ thnɸ 36
3.1.3 Thiết kế bản vẽ cơ khí 38
viii

3.1.4 Thiết kế phần điện 39
3.2ăLpătrìnhăđiuăkhin 53
3.2.1 Giao diện điều khiển LabVIEW 53
3.2.2 Sơ đồ thuật toán 54
3.3 Hoàn thinămôăhìnhăthcăt 56


Chngă4. THệăNGHIMăVĨăĐỄNHăGIỄăKTăQU 59
4.1ăMáyăphátăthcătăđcăthíănghim 59
4.2ăQuiătrìnhăthíănghim 60

4.3 Kt qu thí nghimăvƠăđánhăgiá 70

Chngă5. KTăLUNăVĨăHNGăPHỄTăTRIN 71
5.1ăKtălun 71
5.2ăHnăch 71
5.3ăHngăphátătrin 72
TĨIăLIUăTHAMăKHO 73
PHăLC 74

ix

DANH SÁCH CÁC CH VIT TT

LabVIEW : Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench – Phần
mềm lập trình nɸôn nɸữ đồ họa.
AVR : Advanced Virtual RISC – Họ vi điều khiển
IC : Integrated circuit – Vi mch tích hp
AC : Alternating current – Dònɸ điện xoay chiều
DC : Direct current – Donɸ điện mt chiều
RS-232 : Recommended Standard-232 – Chuẩn ɸiao tiếp ni tiếp ɸiữa thiết bị
nɸoi vi với máy tính
DAQ : Data Acquisition













x

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG
Hình 1.1 : Thiết bị thử máy phát TDQ-2B hưnɸ Trunɸ Quc 3
Hình 1.2 : Thiết bị thử máy phát ca Đc 4
Hình 1.3: Thiết bị thử máy phát model FQZ-2A ca Trunɸ Quc 4

Hình 2.1: Sơ đồ cung cấp điện tổng quát trên ô tô 7
Hình 2.2: Sơ đồ ph tải điện trên ô tô 8
Hình 2.3: Nɸuyên lý phát điện (Nɸuồn: theo www.hcmute.edu.vn) 10
Hình 2.4: Nɸuyên lý phát điện tronɸ thực tế 10
Hình 2.5: Mi quan hệ ɸiữa máy phát điện và đnɸ cơ điện 11
Hình 2.6: Các loi máy phát kích từ bằnɸ nam châm vĩnh cữu 12
Hình 2.7: Cấu to máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ 13
Hình 2.8: Các kiểu đấu dây và cấu trúc ca statot, rotor ca máy phát điện 13
Hình 2.9: Sơ đồ kết ni máy phát trên ô tô 14
Hình 2.10: Đặc tính ca máy phát điện xoay chiều kích bằnɸ nam châm vĩnh cửu 14
Hình 2.11: Đặc tuyến khônɸ tải nɸ với s vònɸ quay khác nhau (a); 15
Đặc tuyến nɸoài nɸ với s vònɸ quay khác nhau (b). 15
Hình 2.12: Đặc tuyến tải theo s vònɸ quay 16
Hình 2.13: Sơ đồ máy phát xoay chiều khônɸ chổi than và sự thay đổi từ thônɸ 17
Hình 2.14: Các loi máy điện xoay chiều kích thích bằnɸ điện từ khônɸ có vònɸ tiếp điện
18
Hình 2.15: Các kiểu máy phát hai nấc điện áp 19
Hình 2.16: Đặc tính điều chỉnh ca máy phát 21
Hình 2.17: Sơ đồ mch điện và các chân trên b tế tiết chế vi mch loi D 22
Hình 2.18: Sơ đồ mch điện và các chân trên b tế tiết chế vi mch loi M 23
Hình 2.19: Mch điện khi khoá điện  trnɸ thái ON 24
Hình 2.20: Mch điện khi máy phát đanɸ phát điện 25
Hình 2.21: Mch điện khi điện áp máy phát cao hơn điện áp hiệu chỉnh 26
xi

Hình 2.22: Mch điện khi Rotor bị đt 27
Hình 2.23: Mch điện khi Rotor bị nɸắn mch 28
Hình 2.24: Mch điện khi cực S bị nɸắt 29
Hình 2.25: Mch điện khi cực B bị nɸắt 30
Hình 2.26: Mch điện khi chân F ni mát 31
Hình 2.27: Các lĩnh vực nɸ dnɸ ca LabVIEW 34
Hình 2.28: Mư nɸuồn viết bằnɸ LabVIEW 35
Hình 3.1: Sơ đồ khi hệ thnɸ điều khiển mô hình bănɸ thử máy phát 37
Hình 3.2: Bản vẽ thiết kế 3D bănɸ thử máy phát 38
Hình 3.3: B trí thiết bị trên bănɸ thử 39
Hình 3.4: Card NI 6009 39
Hình 3.5: Sơ đồ khi bên tronɸ card NI6009 41
Hình 3.6: Th tự các chân và chc nănɸ trên NI6009 41
Hình 3.7: Các thành phần kết ni với NI6009 42
Hình 3.8: Hình dánɸ biến tần ACS350 43
Hình 3.9: Sơ đồ phần cnɸ kết ni biến tần dònɸ ACS350 44
Hình 3.10: Sơ đồ kết ni mch đnɸ lực 45
Hình 3.11: Hình dnɸ và sơ đồ khi ca cảm biến dònɸ ACS7656-050B-PFF-T 45
Hình 3.12: Sơ đồ kết ni mch ca cảm biến dònɸ ACS756 46
Hình 3.13: Bónɸ đèn dùnɸ làm tải. 47
Hình 3.14: Mch điện đấu ni b tải 15 cấp. 48
Hình 3.15: Mô hình thực b to tải 15 cấp. 48
Hình 3.16: Lu đồ thuật toán b điều khiển tải. 49
Hình 3.17: Board mch Atmeɸa8. 51
Hình 3.18: Nɸuyên lý mch vi điều khiển. 51
Hình 3.19: Mch điện kết ni máy phát 52
Hình 3.20: Mch điều khiển tải nɸõ ra . 52
Hình 3.21: Giao diện LabVIEW 53
Hình 3.22: Sơ đồ thuật toán điều khiển và đo lnɸ máy phát trên LabVIEW 54

xii

Hình 3.23: Sơ đồ thuật toán đo áp và dònɸ máy phát, đo dònɸ kích từ. 55
Hình 3.24: Bên tronɸ t điện điều khiển 56
Hình 3.25: B phận ɸá máy phát 57
Hình 3.26: Mô hình bănɸ thử máy phát điện 58
Hình 4.1: Các loi máy phát tronɸ thí nɸhiệm 59
Hình 4.2: Motor nɸừnɸ quay, cha tải. 62
Hình 4.3: Đèn báo sc sánɸ 62
Hình 4.4: Tc đ máy phát 780 rpm, dònɸ kích từ 3A, điện áp 12.4V 63
Hình 4.5: Tc đ máy phát 3655 rpm, dònɸ kích từ 0.5A 63
Hình 4.6: Đèn báo sc tắt, máy phát đanɸ làm việc 64
Hình 4.7: Điện áp ra 12.8V, dònɸ tải là 5.1A 64
Hình 4.8: Bónɸ đèn tải đc bật sánɸ 65
Hình 4.9: Điện áp 12.4, dònɸ đo đc 9.6A 65
Hình 4.10: Điện áp 12.2V, dònɸ tải 14.1A 66
Hình 4.11: Điện áp 12.1V, dònɸ tải là 18.5A 66
Hình 4.12: Điện áp 12.1V, dònɸ tải là 22.8A 67
Hình 4.13: Điện áp 12.5V, dònɸ tải là 27.1A 67
Hình 4.14: Điện áp 12.1V, dònɸ tải là 31.6A 68
Hình 4.15: Điện áp 12.1V, dònɸ tải là 35.9A 68
Hình 4.16: Điện áp 12.3V, dònɸ tải là 40.3A 69
Hình 4.17: Điện áp 12.1V, dònɸ tải là 43.0A 69





xiii

DANH SÁCH CÁC BNG

BNG TRANG
Bngă2.1: Các bớc tính toán chế đ tải và chọn máy phát điện trên ô tô 32
Bngă3.1: Thônɸ s kỹ thuật Card NI 6009 40
Bngă3.2: Thônɸ s kỹ thuật biến tần ACS350-01E-04A7-2 ca ABB 43
Bngă3.3: Thônɸ s hot đnɸ ca ACS756SCA-050B-T 46
Bngă3.4: Bảnɸ sự thật 16 trnɸ thái nɸõ ra điều khiển tải 50
Bngă4.1: Bảnɸ ɸiá trị điện áp và cnɸ đ dònɸ điện  từnɸ cấp tải 70