THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA BỘ TIẾT CHẾ VI MẠCH CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRÊN Ô TÔ.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA BỘ TIẾT CHẾ VI
MẠCH CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRÊN Ô TÔ.

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THANH ĐIỀN
Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Niên khóa: 2005-2009

Tháng 7/2009


THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA BỘ TIẾT CHẾ VI
MẠCH CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRÊN Ô TÔ.

Tác giả

NGUYỄN THANH ĐIỀN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Điều Khiển Tự Động

Giáo viên hướng dẫn:
Thạc sĩ Bùi Công Hạnh
Thạc sĩ Nguyễn Bá Vương

Tháng 07 năm 2009.

i


LỜI CẢM ƠN
Trong khoảng thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận sự hổ trợ,
hướng dẫn và sự động viên, khuyến khích, giúp đỡ rất nhiệt tình từ các Thầy, Cô khoa
Cơ Khí Công Nghệ, Cán bộ hướng dẫn luận văn tốt nghiệp cùng tất cả các bạn bè để
tôi hoàn thành luận văn một cách tốt nhất.
Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
9 Thầy Th.s Bùi Công Hạnh, Th.s Nguyễn Bá Vương đã tận tình hướng dẫn và giúp
đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình làm luận văn.
9 Và xin cảm ơn những người thân trong gia đình cùng tất cả bạn bè luôn động viên,
khuyến khích và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn, cũng như
suốt những năm tháng ngồi ghế giảng đường Đại học.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người đã giúp đỡ tôi hoàn thành
luận văn này. Tôi kính chúc mọi lời chúc sức khỏe và luôn thành công trong cuộc
sống.
Xin chân thành cảm ơn và trân trọng kính chào.
Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2009
Tác giả
Nguyễn Thanh Điền

ii


TÓM TẮT
1. Tên đề tài
“THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA BỘ TIẾT CHẾ VI MẠCH CỦA
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRÊN Ô TÔ”.
2. Địa điểm và thời gian thực hiện

a) Địa điểm
Được thực hiện tại xưởng thực hành – thí nghiệm Ô tô, Khoa Cơ Khí - Công Nghệ,
Trường Đại Học Nông Lâm TP HCM.
b) Thời gian
Từ ngày 24 tháng 4 năm 2009 đến ngày 15 tháng 7 năm 2009.
3. Mục đích đề tài
+ Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hệ thống phát điện trên xe ô tô như:
máy phát điện xoay chiều, bộ tiết chế vi mạch…
+ Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra bộ tiết chế vi mạch.
+ Khảo nghiệm và kiểm tra các thông số kỹ thuật của máy phát điện xoay chiều
trên ô tô
4. Phương pháp thực hiện
Các trang thiết bị và dụng cụ chuyên dùng có tại xưởng ô tô và các thiết bị chế tạo.
5. Kết quả
Qua quá trình kiểm tra và khảo nghiệm các thông số hoạt động của máy phát điện trên
ô tô, em đã tìm hiểu được:
+ Nguyên lí cấu tạo, hoạt động của máy phát điện xoay chiều.
+ Phương pháp kiểm tra các máy phát điện trên xe ô tô.
Ö Tất cả đều hoạt động bình thường.

iii


SUMMARY
1. Subject name
“DESIGNING, MANUFACTURING THE DEVICES FOR TESTING REGULATOR
OF ALTERNATOR IN THE AUTOMOBILE”.
2. The realizing place and time
a) The place
Realizing at Automobile Workshop, Faculty of Engineering and Technology, Nong

Lam University of HCM City.
b) The time
From the day: 24/4/2009 to the day: 15/7/2009.
3. Subject purpose
+ Learning structure and working of the generating electricity system in the
automobile such as: alternator, regulator…
+ Designing and manufacturing the devices for testing regulator.
+ Experimenting and testing technique parameters of alternator in the automobile.
4. Realizing method
Testing with special equipments at automobile workshop and manufacturing devices.
5. Result
During experimenting and testing operating parameters of alternator in the automobile,
I had studied:
+ Structure and working of alternator in the automobile.
+ Way to test of alternators in the automobile
Ö All is good.

iv


MỤC LỤC
Đề mục

Trang

TRANG TỰA ................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................. ii
TÓM TẮT....................................................................................................................... iii
SUMMARY.................................................................................................................... iv
MỤC LỤC ...................................................................................................................... v

DANH SÁCH CÁC HÌNH........................................................................................... viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................... xi
Chương 1 MỞ ĐẦU....................................................................................................... 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI ........................................................................................ 1
Chương 2 TỔNG QUAN.............................................................................................. 3
2.1 KHÁI QUÁT..................................................................................................... 3
2.1.1 Vai trò của hệ thống cung cấp điện ......................................................... 3
2.1.2 Cấu trúc hệ thống cung cấp điện ............................................................. 3
2.1.3 Chức năng của máy phát điện.................................................................. 5
2.1.4 Các loại máy phát điện và tiết chế ........................................................... 5
2.2 NGUYÊN LÍ PHÁT ĐIỆN .............................................................................. 6
2.2.1 Nguyên lí phát điện.................................................................................. 6
2.2.2 Nguyên lí máy phát điện thực tế.............................................................. 7
2.3 CẤU TRÚC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ......................................................... 10
2.3.1 Công dụng của máy phát điện ............................................................... 10
2.3.2 Phân loại ................................................................................................ 10
2.3.3 Cấu tạo của máy phát điện..................................................................... 10
2.3.3.1 Rô to – Phần cảm ........................................................................ 10
2.3.3.2 Stato – Phần ứng.......................................................................... 11
v


2.3.3.3 Chổi than và vòng tiếp điện......................................................... 13
2.3.3.4 Bộ chỉnh lưu ................................................................................ 13
2.3.3.5 Tiết chế vi mạch .......................................................................... 14
2.4 HOẠT ĐỘNG CỦA TIẾT CHẾ VI MẠCH................................................ 15
2.4.1 Vai trò của tiết chế vi mạch và các thành phần (loại M3) ..................... 15
2.4.2 Sự điều chỉnh điện áp của bộ tiết chế .................................................... 19
2.4.2.1 Sơ đồ............................................................................................ 19

2.4.2.2 Giải thích ..................................................................................... 20
2.4.3 Tiết chế vi mạch hoạt động khi có sự cố ............................................... 24
Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN................................................... 28
3.1 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ................................................................................. 28
3.1.1 Địa điểm................................................................................................. 28
3.1.2 Thời gian................................................................................................ 28
3.2 CÁC CHỈ TIÊU THEO DÕI......................................................................... 28
3.2.1 Phương tiện............................................................................................ 28
3.2.2 Phương pháp .......................................................................................... 29
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................... 32
4.1 KIỂM TRA CÁC CHI TIẾT CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN............................. 32
4.1.1 Các dụng cụ, thiết bị có sẵn để kiểm tra................................................ 32
4.1.2 Thiết kế, chế tạo dụng cụ kiểm tra bộ tiết chế vi mạch ......................... 32
4.1.3 Qui trình kiểm tra máy phát điện xoay chiều ........................................ 33
4.1.3.1 Kiểm tra thông mạch cuộn rô to.................................................. 33
4.1.3.2 Kiểm tra cách điện cuộn rô to ..................................................... 34
4.1.3.3 Đo đường kính ngoài và kiểm tra vòng tiếp điện........................ 35
4.1.3.4 Kiểm tra thông mạch cuộn stato.................................................. 35
4.1.3.5 Kiểm tra cách điện cuộn stato ..................................................... 36
4.1.3.6 Kiểm tra các diode chỉnh lưu ...................................................... 37
4.1.3.7 Kiểm tra chổi than ....................................................................... 38
4.1.3.8 Kiểm tra tiết chế vi mạch ............................................................ 39

vi


4.2 PHƯƠNG PHÁP KHẢO NGHIỆM VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ
KỸ THUẬT CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐƯỢC LẮP TRÊN ĐỘNG
CƠ SANTAFE 4 XY LANH CỦA HÀN QUỐC ...................................................... 43
4.2.1 Các dụng cụ, thiết bị dùng cho việc khảo nghiệm................................. 43

4.2.2 Khảo nghiệm và xác định thông số của máy phát ................................. 44
4.2.2.1 Khảo nghiệm dựa vào dụng cụ LAUNCH X – 431 .................... 44
4.2.2.2 Khảo nghiệm dựa vào dụng cụ PRO AGR - 40 .......................... 45
PHỤ LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Tên hình

Trang

Hình 2.1 Máy phát điện .................................................................................................. 3
Hình 2.2 Bộ tiết chế ........................................................................................................ 4
Hình 2.3 Accu ................................................................................................................. 4
Hình 2.4 Đèn báo sạc ...................................................................................................... 4
Hình 2.5 Công tắc máy ....................................................................................................5
Hình 2.6 Bộ phát điện ......................................................................................................5
Hình 2.7 Bộ chỉnh lưu......................................................................................................5
Hình 2.8 Bộ tiết chế vi mạch ...........................................................................................5
Hình 2.9 Nguyên lí phát điện...........................................................................................6
Hình 2.10 Đường sức đi ra từ nam châm.........................................................................6
Hình 2.11a Từ thông cuộn dây tăng lên ......................................................................... 7
Hình 2.11b Từ thông cuộn dây giảm xuống....................................................................7
Hình 2.12 Máy phát điện thực tế .....................................................................................8
Hình 2.13a Trường hợp điện áp lớn ............................................................................... 8
Hình 2.13b Trường hợp điện áp nhỏ ...............................................................................8
Hình 2.14 Sự cấp điện cho rô to ..................................................................................... 9

Hình 2.15 Chỉnh lưu bán kì .............................................................................................9
Hình 2.16 Chỉnh lưu toàn kì ......................................................................................... 10
Hình 2.17 Cấu tạo máy phát điện ................................................................................. 10
Hình 2.18 Cấu tạo rô to................................................................................................. 11
Hình 2.19 Cấu tạo stato................................................................................................. 12
Hình 2.20 Sơ đồ đấu dây............................................................................................... 12
Hình 2.21 Cấu tạo chổi than và vòng tiếp điện............................................................. 13
Hình 2.22 Cấu tạo bộ chỉnh lưu .................................................................................... 13
Hình 2.23 Cấu tạo tiết chế vi mạch............................................................................... 14
viii


Hình 2.24 Tiết chế vi mạch loại D................................................................................ 15
Hình 2.25 Tiết chế vi mạch loại M ............................................................................... 15
Hình 2.26 Tiết chế vi mạch loại M3 ............................................................................. 15
Hình 2.27 Vị trí và sơ đồ mạch điện của M-IC ............................................................ 16
Hình 2.28 Vị trí và sơ đồ mạch điện của Tr1 ............................................................... 16
Hình 2.29 Vị trí và sơ đồ mạch điện của Tr2 ............................................................... 16
Hình 2.30 Vị trí và sơ đồ mạch điện của Tr3 ............................................................... 17
Hình 2.31 Vị trí và sơ đồ mạch điện của D1 ................................................................ 17
Hình 2.32 Vị trí và sơ đồ mạch điện của chân IG ........................................................ 17
Hình 2.33 Vị trí và sơ đồ mạch điện của chân B .......................................................... 18
Hình 2.34 Vị trí và sơ đồ mạch điện của chân F .......................................................... 18
Hình 2.35 Vị trí và sơ đồ mạch điện của chân L .......................................................... 18
Hình 2.36 Vị trí và sơ đồ mạch điện của chân P .......................................................... 19
Hình 2.37 Vị trí và sơ đồ mạch điện của chân E .......................................................... 19
Hình 2.38 Sơ đồ điều chỉnh điện áp.............................................................................. 20
Hình 2.39 Nhận biết vị trí công tắc............................................................................... 20
Hình 2.40 Nhận biết điện áp ở đầu P ............................................................................ 21
Hình 2.41 Tr1 đóng....................................................................................................... 21

Hình 2.42 Tr1 ngắt........................................................................................................ 21
Hình 2.43 Tr3 dẫn và đèn báo sạc sáng ........................................................................ 22
Hình 2.44 Sạc qua chân B............................................................................................. 22
Hình 2.45 Tr3 ngưng dẫn và đèn báo sạc tắt ................................................................ 22
Hình 2.46 Tr2 dẫn và động cơ hoạt động ..................................................................... 23
Hình 2.47 Điện áp vượt quá điện áp hiệu chỉnh ........................................................... 23
Hình 2.48 Điện áp thấp hơn điện áp hiệu chỉnh ........................................................... 24
Hình 2.49 Những sự cố của máy phát........................................................................... 24
Hình 2.50 Cuộn dây rô to bị hở mạch........................................................................... 24
Hình 2.51 Cuộn dây rô to bị ngắn mạch ....................................................................... 25
Hình 2.52 Chân S bị hở................................................................................................. 25
Hình 2.53 Điện áp chân S trên 13V .............................................................................. 26
Hình 2.54 Điện áp chân S dưới 13V............................................................................. 27
ix


Hình 2.55 Chân L bị chập............................................................................................. 27
Hình 3.1 Các dụng cụ tháo lắp và kiểm tra................................................................... 29
Hình 3.2 Phương pháp tháo rã máy phát điện .............................................................. 31
Hình 4.1 Bộ nguồn điều chỉnh điện áp ......................................................................... 32
Hình 4.2 Mô hình kiểm tra tiết chế vi mạch ................................................................. 33
Hình 4.3 Kiểm tra thông mạch cuộn rô to .................................................................... 34
Hình 4.4 Kiểm tra cách điện cuộn rô to........................................................................ 34
Hình 4.5 Đo đường kính ngoài vòng tiếp điện ............................................................. 35
Hình 4.6 Kiểm tra thông mạch cuộn stato .................................................................... 36
Hình 4.7 Kiểm tra cách điện cuộn stato........................................................................ 36
Hình 4.8 Kiểm tra diode cực dương ............................................................................. 37
Hình 4.9 Kiểm tra diode cực âm................................................................................... 38
Hình 4.10 Kiểm tra chổi than........................................................................................ 38
Hình 4.11 Tiết chế vi mạch loại D4.............................................................................. 39

Hình 4.12 Tiết chế vi mạch loại M1S........................................................................... 39
Hình 4.13 Mô hình trên thực tế khi bậc SW1............................................................... 40
Hình 4.14 Mô hình trên thực tế khi bậc SW2............................................................... 40
Hình 4.15 Mô hình trên thực tế khi vặn biến trở .......................................................... 41
Hình 4.16 Mô hình trên thực tế khi tháo chân S........................................................... 42
Hình 4.17 Mô hình trên thực tế khi tháo chân S và chỉnh nguồn 12V ......................... 42
Hình 4.18 Dụng cụ chuyên dùng của hãng LAUNCH X – 431 .................................. 43
Hình 4.19 Khảo nghiệm dựa vào dụng cụ LAUNCH X – 431.................................... 44
Hình 4.20 Sơ đồ đấu dây máy phát điện trên PRO AGR – 40 ..................................... 46

x


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Tên bảng

Trang

Bảng 4.1 Kết quả kiểm tra thông mạch cuộn rô to ....................................................... 34
Bảng 4.2 Kết quả kiểm tra cách điện cuộn rô to ........................................................... 35
Bảng 4.3 Kết quả kiểm tra vòng tiếp điện .................................................................... 35
Bảng 4.4 Kết quả kiểm tra thông mạch cuộn stato ....................................................... 36
Bảng 4.5 Kết quả kiểm tra cách điện cuộn stato........................................................... 37
Bảng 4.6 Kết quả kiểm tra diode cực dương ................................................................ 37
Bảng 4.7 Kết quả kiểm tra diode cực âm...................................................................... 38
Bảng 4.8 Kết quả kiểm tra chổi than............................................................................. 39
Bảng 4.9 Kết quả kiểm tra điện áp hiệu chỉnh.............................................................. 41
Bảng 4.10 Kết quả kiểm tra các thông số khi bậc công tắc máy .................................. 44
Bảng 4.11 Kết quả kiểm tra các thông số khi bậc công tắc nhận biết phát điện........... 45
Bảng 4.12 Kết quả kiểm tra các thông số trên PRO AGR – 40.................................... 45

xi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Nền công nghiệp ô tô trên thế giới không ngừng phát triển và đạt được những
thành tựu cao về chất lượng chế tạo, tính kinh tế, độ tin cậy, an toàn khi sử dụng cũng
như về kiểu dáng. Sự cạnh tranh gay gắt trên thị trường ô tô thế giới đã thúc đẩy những
nước có nền kỹ thuật cao như Mỹ, Nhật, Đức, Pháp,…đầu tư mạnh về kỹ thuật và
công nghệ cho nền công nghiệp sản xuất ô tô. Kết quả của sự thay đổi này là khả năng
tự động hóa, tối ưu hóa các thiết bị và ô tô ngày càng được hoàn thiện hơn. Nhờ vậy,
hệ thống điện trên ô tô, các trang thiết bị cũng được áp dụng những thành tựu tiên tiến
như kỹ thuật bán dẫn, vi điện tử…Điều này đã được thể hiện qua thực tế, các thiết bị
của hệ thống điện như máy phát điện xoay chiều, bộ điều chỉnh điện cũng được thay
thế bởi các bộ điều chỉnh điện bán dẫn hoặc vi điện tử với nguyên lý và kết cấu khác
hẳn so với các loại điều chỉnh điện áp cũ với tuổi thọ và độ tin cậy rất cao, không yêu
cầu về bảo trì và chăm sóc bảo dưỡng kỹ thuật nhiều.
1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
Được sự phân công của khoa Cơ Khí Công Nghệ cùng với sự hướng dẫn của thầy Th.s
Bùi Công Hạnh và thầy Th.s Nguyễn Bá Vương cho nên tôi đã thực hiện đề tài:
“THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA BỘ TIẾT CHẾ VI MẠCH CỦA
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRÊN Ô TÔ” với mục đích sau:
+ Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hệ thống phát điện trên xe ô tô như:
máy phát điện xoay chiều, bộ tiết chế vi mạch…
+ Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra bộ tiết chế vi mạch.

1

+ Khảo nghiệm và kiểm tra các thông số kỹ thuật của máy phát điện xoay chiều
trên ô tô.
Dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài nhưng do kiến thức còn hạn
chế và thời gian thực hiện đề tài có hạn nên không tránh khỏi những sai sót. Em kính
mong quý thầy cô và các bạn góp ý kiến để luận văn được hoàn thiện hơn. Xin cảm
ơn.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 KHÁI QUÁT
2.1.1 Vai trò của hệ thống cung cấp điện
Ô tô trang bị một số hệ thống và thiết bị điện để đảm bảo an toàn và tiện nghi khi
sử dụng. Chúng cần điện năng không những trong suốt thời gian hoạt động mà cả khi
động cơ đã dừng.Vì thế, chúng cần cả accu và nguồn điện như nguồn năng lượng.
Một hệ thống cung cấp điện được trang bị trên xe cung cấp nguồn một chiều cho
những hệ thống và thiết bị điện vừa nêu. Tuy nhiên accu sẽ phóng điện khi động cơ
dừng và cuối cùng sẽ dần hết điện.
Hệ thống cung cấp điện sử dụng quay vòng của động cơ để phát sinh ra điện. Nó
không những cung cấp điện cho những hệ thống và các thiết bị điện khác mà còn phải
nạp điện cho accu trong lúc động cơ đang hoạt động.
2.1.2 Cấu trúc hệ thống cung cấp điện
9 Máy phát điện: dùng để phát sinh ra điện

Hình 2.1 Máy phát điện
3

9 Tiết chế: điều chỉnh điện áp do máy phát tạo ra:

Hình 2.2 Bộ tiết chế.
9 Accu: dùng để dự trữ và cung cấp điện.

Hình 2.3 Accu.
9 Đèn báo sạc: dùng để cảnh báo cho tài xế khi hệ thống gặp sự cố (nạp hoặc không
nạp điện).

4


Hình 2.4 Đèn báo sạc.
9 Công tắc máy: dùng để đóng và ngắt nguồn điện.

Hình 2.5 Công tắc máy.
2.1.3 Chức năng của máy phát điện
Máy phát điện giữ vai trò then chốt giữa các thiết bị của hệ thống cung cấp điện.
Nó thực hiện ba chức năng: Phát điện, chỉnh lưu, hiệu chỉnh điện áp.
-Phát điện: Sự quay vòng của động cơ được truyền qua
dây đay chữ V đến puly của máy phát điện làm từ hóa
rô to .Từ trường này được tạo ra xen kẻ trong cuộn dây
phần tỉnh.

Hình 2.6 Bộ phát điện
-Chỉnh lưu: Dòng điện xoay chiều do máy phát tạo ra
không thể sử dụng trực tiếp cho các thiết bị điện mà
được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều. Bộ chỉnh
lưu sẽ chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng

điện một chiều.
Hình 2.7 Bộ chỉnh lưu

5


-Tiết chế vi mạch: Tiết chế điều chỉnh điện áp sinh ra
và dòng điện hiện thời đi đến thiết bị điện để đảm bảo
nó luôn là hằng số ngay cả khi tốc độ máy phát thay
đổi.

Hình 2.8 Bộ tiết chế vi mạch
2.1.4 Các loại máy phát điện và tiết chế
Được phân thành hai loại sau:
- Máy phát điện đời mới: được lắp sẵn tiết chế bên trong.
- Máy phát điện đời cũ: có tiết chế đặt bên ngoài.
2.2 NGUYÊN LÝ PHÁT ĐIỆN
2.2.1 Nguyên lí phát điện
Có nhiều phương pháp để tạo ra dòng điện, trong những máy phát điện, người ta
sử dụng cuộn dây và nam châm để phát điện. Đưa nam châm lại gần hay ra xa cuộn
dây làm phát sinh dòng điện trong cuộn dây.

Hình 2.9 Nguyên lí phát điện.
- Mối quan hệ giữa số vòng quấn của cuộn dây, nam châm và lượng điện sinh ra:
+ Đèn còn sáng khi nam châm còn dịch chuyển.
+ Lượng điện sinh ra nhiều khi số vòng quấn của cuộn dây lớn.
+ Lượng điện sinh ra nhiều khi từ trường lớn (nam châm lớn).
+ Lượng điện sinh ra nhiều khi tốc độ dịch chuyển nam châm nhanh.
Chúng ta biết rằng điện có thể được tạo ra bằng cách sử dụng một cuộn dây và nam
châm. Để hiểu nguyên lí này ta hãy chú ý đường sức đi ra từ nam châm.

6


Hình 2.10 Đường sức đi ra từ nam châm.
Khi nam châm được mang lại gần cuộn dây, từ thông xuyên qua cuộn dây tăng
lên. Ngược lại, khi đưa nam châm ra xa cuộn dây thì từ thông xuyên qua cuộn dây
giảm xuống.

Hình 2.11a Từ thông cuộn dây tăng lên. Hình 2.11b Từ thông cuộn dây giảm xuống
Bản thân cuộn dây không muốn từ thông qua nó thay đổi nên cố tạo ra từ thông
theo hướng chống lại những thay đổi xảy ra.
+ Khi từ thông xuyên qua cuộn dây tăng lên (đưa nam châm gần cuộn dây) thì
cuộn dây cho đường sức xuyên qua nó tạo ra từ thông thay đổi liên tục theo hướng số
đường sức từ ít dần.
+ Khi từ thông xuyên qua cuộn dây không đổi (nam châm đứng yên) thì từ thông
thay đổi liên tục không được tạo ra.
+ Khi từ thông xuyên qua cuộn dây giảm xuống (đưa nam châm ra xa cuộn dây)
thì cuộn dây cho đường sức xuyên qua nó tạo ra từ thông thay đổi liên tục theo hướng
số đường sức từ tăng dần.
™ Chiều dòng điện và từ thông:

7


Đưa ngón cái phải của bạn theo hướng của từ thông phát sinh trong cuộn dây và
chúng ta sẽ biết được chiều của dòng điện chạy xuyên qua cuộn dây.
2.2.2 Nguyên lí máy phát điện thực tế

Hình 2.12 Máy phát điện thực tế

Có sự khác nhau giữa máy phát điện thực tế và máy phát điện mà chúng ta thí nghiệm
ở phần trên là:
+ Người ta thay thế nam châm vĩnh cữu bằng nam châm điện.
+ Có thêm lõi thép để làm tăng từ thông xuyên qua cuộn dây.
+ Sinh ra từ thông móc vòng làm từ thông thay đổi liên tục.

½ Sự thay đổi của từ thông dựa vào nguồn điện cấp cho rô to:
+ Khi ta vặn nguồn DC ở thang có giá trị điện áp lớn: ở trường hợp này nam châm
(rô to) quay nhanh hơn làm lượng điện sinh ra nhiều hơn

Hình 2.13a Trường hợp điện áp lớn

Hình 2.13b Trường hợp điện áp nhỏ

8


+ Khi ta vặn nguồn DC ở thang có giá trị điện áp nhỏ: ở trường hợp này nam
châm (rô to) quay chậm hơn làm lượng điện sinh ra ít hơn.
- Từ những điều chúng ta vừa học ở trên là:
+Khi tốc độ động cơ cao thì điện áp sinh ra sẽ cao
+Khi từ thông tăng lên thì điện áp sinh ra sẽ cao
Như vậy ta có thể rút ra một công thức:
E = k.Ф.N

Trong đó:

k: hằng số.
Ф: từ thông.
N: số vòng quay của động cơ.

Nếu chúng ta giữ từ thông không đổi, tăng tốc độ của động cơ khiến máy phát
sinh ra điện áp cao sẽ làm hư hỏng các thiết bị trên xe.
™ Chúng ta hãy xét xem rô to được cấp điện như thế nào?
Hai chổi than tì lên vòng tiếp điện
được đặt trên trục rô to để cấp điện cho
cuộn dây mọi lúc ngay cả khi rô to
quay.
Tổ hợp chổi than và vòng tiếp điện
dùng để cấp điện cho rô to.
Hình 2.14 Sự cấp điện cho rô to
Như chúng ta đã biết máy phát tạo ra dòng điện xoay chiều nên không thể cung
cấp dòng này đến các thiết bị trên xe kể cả accu vì chúng cần dòng điện một chiều.
Một bộ chỉnh lưu gồm nhiều diode được sử dụng để biến đổi dòng điện xoay chiều
thành dòng một chiều để cung cấp cho các thiết bị.
Có hai loại chỉnh lưu trên máy phát: chỉnh lưu bán kì và chỉnh lưu toàn kì.
+ Chỉnh lưu bán kì: sử dụng một diode, tín hiệu ra sẽ không liên tục.

9


Hình 2.15 Chỉnh lưu bán kì
+ Chỉnh lưu toàn kì: người ta sử dụng cầu diode, tín hiệu ra gần như liên tục.

Hình 2.16 Chỉnh lưu toàn kì
2.3 CẤU TRÚC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN
2.3.1 Công dụng của máy phát điện
Trên ô tô máy kéo, máy phát điện được dùng để cung cấp điện cho phụ tải đồng thời
nạp điện cho accu.
2.3.2 Phân loại

Máy phát điện xoay chiều (AC) có các dạng như sau:
- Loại kích từ bằng nam châm vĩnh cữu: Rô to là một nam châm vĩnh cữu, loại này
đơn giản dễ chế tạo nhưng công suất nhỏ chỉ dùng trên xe gắn máy và động cơ cở nhỏ.
- Loại kích từ bằng nam châm điện, bao gồm 2 loại:
+Loại có vòng tiếp điện
+Loại không có vòng tiếp điện.
2.3.3 Cấu tạo của máy phát điện

10


Hình 2.17 Cấu tạo máy phát điện
2.3.3.1 Rotor-Phần cảm
a) Vai trò: tạo ra từ trường và xoay để tạo ra sức điện động trong cuộn dây stato.
b) Các thành phần chính: gồm trục, ở phía cuối trục có lắp các vòng tiếp điện,
còn ở giữa lắp hai chùm cực hình móng. Giữa hai chùm cực là cuộn dây kích thích
bằng đồng được quấn ngay trên ống thép dẫn từ, các đầu dây kích thích được hàn vào
các vòng tiếp điện. Từ cực gồm 2 nữa, khi lắp trên trục thì các móng xen kẻ nhau

Hình 2.18 Cấu tạo rô to
Khi có dòng điện qua cuộn kích, cuộn dây và ống thép dẫn từ trở thành một nam
châm điện mà hai đầu ống thép là hai cực từ khác dấu, dưới ảnh hưởng của các từ cực,
các móng trở thành nam châm điện được đặt xen kẻ nhau. Rô to quay trên hai ổ bi đặt
trong nắp bằng hợp kim nhôm, ở các nắp đều có các cửa thông gió và chổ lắp ổ bi đều
có ống lót bằng thép. Trên nắp sau có lắp giá đỡ và các chổi điện, phía trong nắp có
lắp bộ chỉnh lưu. Giá đỡ có đặt hai chổi điện bằng hợp chất đồng thau hoạt tính.

11

c) Đặc điểm: Rô to phải chịu tốc độ quay cao; 6 cặp cực từ với 12 cực thích hợp
tạo ra từ trường quay.
2.3.3.2 Stator - Phần ứng
a) Vai trò của stator: tạo ra điện thế xoay chiều ba pha nhờ sự thay đổi từ thông
khi rotor quay.
b) Các thành phần chính:
Gồm khối thép được lắp bằng các lá thép kỹ
thuật điện, phía trong có xẽ nhiếu rãnh phân bố đều
để xếp các cuộn dây, phần ứng cuộn dây stator gồm
3 cuộn dây pha đặt lệch nhau 120o. Các cuộn dây
pha đấu theo kiểu hình sao hoặc tam giác (đối với
máy phát AC có công suất lớn)
Hình 2.19 Cấu tạo stato.
Mỗi pha gồm 6 cuộn dây con nối tiếp nhau, 3 đầu dây của 3 pha bắt vào bộ chỉnh
lưu. Các cuộn dây được giữ chặt trong rãnh nhờ miếng chiêm bằng tếch-tô-lit và cách
điện với stator bằng các tông cách điện.
c) Đặc điểm:
- Nhiệt sinh ra lớn nhất ở stator so với các thành phần khác của máy phát, vì vậy dây
quấn phải phủ lớp chống nhiệt.
- Cuộn dây stator có thể mắc theo 2 cách: cách mắc theo hình sao cho ra điện áp cao
được sử dụng phổ biến và cách mắc theo kiểu tam giác cho ra dòng lớn.

12


Hình 2.20 Sơ đồ đấu dây
2.3.3.3 Chổi than và vòng tiếp điện
a) Vai trò: cho dòng điện chạy qua rô to để tạo ra từ trường.
b) Các thành phần chính:
Gồm:

- Chổi than.
- Lò xo.
- Vòng kẹp chổi than.
- Vòng tiếp điện.

Hình 2.21 Cấu tạo chổi than và vòng tiếp điện
c) Đặc điểm:
Chổi than được làm bằng graphit-kim loại với tính chất đặc biệt có điện trở nhỏ và
được phủ 1 lớp đặc biệt chống mòn.
2.3.3.4 Bộ chỉnh lưu

13