CHƯƠNG 3 máy PHÁT điện XOAY CHIỀU TRÊN ô tô

Chơng 3. Máy phát điện xoay chiều TRÊN Ô TÔ
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 đã 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 điện
Theo kết cấu của cực từ
Máy phát điện cực từ có nam châm vĩnh cửu

3.1.3. 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 lợng 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 thớc nhỏ gọn, độ bền cao, chịu rung sóc tốt


10

1

2
9
3

8
4 3.2. Cấu tạo của máy phát điên xoay chiều
7
5 - Cấu tạo máy phát điện xoay
6
chiều gồm:
+ Stato
+ Roto
+ Bánh đai truyền
+ Cánh quạt làm mát
+ Bộ điốt chỉnh lu điện
áp

Hình 3.1: Cấu tạo máy phát điện xoay chiều

1, Nắp sau
2, Bộ chỉnh lu
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
10Chân Gắn

Hình 3.2: Chi tiết tháo rời của máy phát điện
3.2.1. Rôto
Roto đợc 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 đợc đa 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 nhng 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.

Hình 3.3:Cấu tạo rôto

3.2.2. Stato .

Dạng ống đợc 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 gồm 3 pha có
các cuộn dây riêng biệt, cuộn dây pha
của stato đấu với nhau theo hình sao
hoặc hình tam giác.

Hình 3.4: Đấu mạch sao và mạch tam giác
trong máy phát điện xoay chiều

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 đợc cấu tạo từ
đồng graphit và một số phụ chất để
giảm điện trở và sức mài mòn. Hai
chổi than đợc 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.

Hình 3.6: Chổi than và giá
đỡ chổi than

3.2.4. Nắp máy:
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 thờng đợc chế tạo bằng
thép, gang hoặc nhôm.
Hình 3.7: Nắp máy của máy phát điện xoay
chiều

3.2.5. Bộ chỉnh lu.
- Công dụng của bộ chỉnh lu là nắn dòng điện phát xoay chiều thành dòng điện một
chiều.
- Bộ chỉnh lu thờng 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 đợc đặt trong một khối để đảm bảo độ kín và chắc chắn, các điốt đợc tráng một
lớp bột đặc biệt, khối chỉnh lu đợc gắn vào nắp của máy phát điện bằng bulông.

Hình 3.8: Sơ đồ đấu dây bộ

Hình3. 9: Bộ chỉnh lu 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 nửa kỳ sử dụng rất ít trong thực tế vì chất lợng
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 điện đi từ (+) máy phát đến (+) của điốt 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 đợc sử dụng rất phổ biến.
Trong hệ thống điện ôtô, máy kéo. Sơ đồ này đợc 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 dơng của máy phát đặt vào điểm a, thế âm đặt vao điểm b
có dòng điện đi từ : (+) máy phát đến (a) qua Đ1 qua Rt qua Đ3 về (b) rồi về (-) máy phát.
ở nửa chu kỳ sau: Khi thế dơng 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. N¾n dßng 3 pha nöa kú.
* S¬ ®å cÊu t¹o.
S¬ ®å n¾n dßng 3 pha nöa kú sö dông rÊt Ýt trong s¬ ®å ®iÖn cña «t«, m¸y kÐo. Nã
chi ®îc dïng thµnh dßng kÝch thÝch cho m¸y ph¸t ®iÖn khi m¸y ph¸t ®iÖn lµm viÖc

H×nh 3.12 . S¬ ®å n¾n dßng 3 pha nöa kú
* Nguyªn lý lµm viÖc.
XÐt pha I: Cã dßng ®iÖn ®i tõ (+) I ®Õn Rt qua §2 råi vÒ (-) cña I.
XÐt pha II: Cã dßng ®iÖn ®i tõ (+) II ®Õn Rt qua §3 råi vÒ (-) cña II.
XÐt pha III: Cã dßng ®iÖn ®i tõ (+) III ®Õn Rt qua §1 råi vÒ (-) cña III.

d. Nắn dòng 3 pha cả kỳ.
* Sơ đồ nguyên lý.
Sơ đồ này đợc dùng rất phổ biến trên tát cả các ôtô, máy kéo hiện nay. Ưu điểm của
nó là điện áp một chiều
a sau khi nắn có trị số hiệu dụng lớn và tần số nhấp nháy caovà gần
với đờng thẳng hơn.

b

.

+
Đ1 Đ
2

.

c

a

.b

.
.

Đ4

c

Đ7

Đ3

Đ5

-

.

Đ8
Đ9

.

Đ6

b,Dùng 9 điôt
Đ1
a

.
c

b
Đ8

.

+
Đ2

.

Đ3 Đ4

. . .
.

Đ7 Đ6

Rt

Đ5

-

c, Dùng 8 điôt
Hình 3.13. Sơ đồ nắn dòng 3 pha cả kỳ
* Nguyên lý làm việc.
- Khi a là dơng nhất, b là âm nhất: Có dòng điện đi từ (a) qua Đ1 qua Rt về Đ5 rồi
về b rồi về (-) của a.
- Sau 1200 thì b dơng nhất, c là âm nhất: Có dòng diện đi từ (b) qua Đ2 qua Rt qua
Đ6 rồi về c rồi về (-) của (b).
- Sau 1200 thì (c) là dơng nhất, a là âm nhất: Có dòng điện đi từ (c ) qua Đ3 qua Rt
qua Đ4 rồi về a rồi về (-) của c.
3.3. Nguyên lý sinh điện của máy phát điện xoay chiều.
Trong máy phát điện một chiều, phần ứng điện quay, phần cảm điện đứng yên..
Trong máy phát điện xoay chiều kết cấu ngợc lại: Phần ứng điện đứng yên, phần cảm điện

quay.
Nguyên lý một máy phát điện xoay chiều đơn giản, gồm 1 nam châm điện quay
trong vòng dây ứng điện. Nam châm đợc kích từ bằng dòng điện một chiều qua 2 vòng tr-

Rt


ợt và chổi than tiếp điện. Khi cực bắc của nam châm quét ngang nhánh dây ứng bến phải,
dòng điện chạy theo chiều từ trớc ra sau, nam châm quay 180 o cực nam quét ngang qua
nhánh dây bên phải, dòng điện trong nhánh này chạy từ sau ra trớc (hình b) dòng điện
phát sinh trong vòng dây phần ứng là dòng điện xoay chiều.
Sức mạnh của dòng điện tuỳ thuôc vào ba yêu tố:
- Tốc độ quay của phần cảm điện (nam châm quay).
- Sức mạnh từ trờng phần cảm điện.
- Số vòng dây ứng điện.

Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý của
máy phát điện xoay chiều một pha.
3.4. Nguyên lý hoạt động của máy phát xoay chiều.
Khi đóng khoá điện, dòng điện một chiều từ ắc quy đợc đa vào cuộn dây kích thích
để từ hoá các cực từ trên roto sinh ra từ trờng giữa các cực từ sẽ lần lợt quét qua các đầu
cực của stato làm cảm ứng ra sức điện động xoay chiều ba pha trên các cuộn dây phần
ứng ở stato. Nhờ khối chỉnh lu lắp ở các đầu ra của các cuộn dây phần ứng, nên dòng điện
đa tới mạch ngoài của máy phát điện sẽ là dòng một chiều.
Suất điện động trong mỗi cuộn dây đợc tính nh sau:
E = 4,44. Kw f.w. .
f: Tần số suất điện động (f = p. n / 60)
Kw: Hệ số cuộn dây phần ứng.

: Từ thông giữa khe hở roto và stato.

3.5. Nhận diện các kiểu máy phát điện xoay chiều.

Hình 3.15: Ký hiệu các cọc bắt dây của một số
máy phát điện xoay chiều hiệu Bosch
1.Đầu dây tụ lọc

5. Mát sờn

2. Đầu kích từ dơng

6. Kích từ máy phát

3. Cọc phát điện
4. Bộ điều chỉnh điệ
áp

7. Tiếp mát điều chỉnh
điện áp với máy phát


H×nh.316: M¸y ph¸t ®iÖn xoay

H×nh 3.17: M¸y ph¸t ®iÖn xoay

chiÒu Chrysler
1.Cäc liªn l¹c d¬ng ¾c quy

chiÒu c«ng suÊt 100A

1. Cäc liªn l¹c d¬ng ¾c quy

2. Cäc m¸t

2. Cäc m¸t

3. Cäc kÝch tõ

3. Cäc kÝch tõ

H×nh 3.18: M¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu hiÖu lucas


1. B + Cọc dơng ắc quy

4. Mát sờn

2. Khởi động

5. Đầu kích từ dẫn đến máy

3. Đánh lửa

khởi động

Hình 3.19: Máy phát điện xoay chiều hiệu Hitachi
1. N- Cuôn ứng Stato

5. Lỗ giữ chổi than

2. Cọc dẹp

6. E- Mát

3. A- ắc quy

7. B + ắc quy

4. F. Kích từ

8. S - Đánh lửa


9. L - §Ìn b¸o