Nghiên cứu hệ thống sạc trên ô tô, thực hiện sa bàn hệ thống sạc dùng cho giảng dạy
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.19 MB, 76 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
_____________
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SẠC TRÊN Ô TÔ,
THỰC HIỆN SA BÀN HỆ THỐNG SẠC
DÙNG CHO GIẢNG DẠY
SVTH: VÕ PHƯỚC HÒA
MSSV: 15145436
SVTH: TRẦN BẢO TRỌNG
MSSV: 15145396
GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN THÌNH
Tp. Hồ Chí Minh, tháng . . . năm . . .
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
_____________
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Tên đề tài
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SẠC TRÊN Ô TÔ,
THỰC HIỆN SA BÀN HỆ THỐNG SẠC
DÙNG CHO GIẢNG DẠY
SVTH: VÕ PHƯỚC HÒA
MSSV: 15145436
SVTH: TRẦN BẢO TRỌNG
MSSV: 15145396
GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN THÌNH
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2019
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP. Hồ Chí Minh, ngày 7 tháng 4 năm 2019
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:
1. TRẦN BẢO TRỌNG.
MSSV: 15145396 . ĐT: 0909604628
Email:
2. VÕ PHƯỚC HỊA
MSSV: 15145436. ĐT: 0908350130
Email:
Ngành:
Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ tơ
Khóa:
2015 -2019
Lớp: 151452A
1. Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SẠC TRÊN Ô TÔ, THỰC HIỆN SA
BÀN HỆ THỐNG SẠC DÙNG CHO GIẢNG DẠY
2. Nhiệm vụ đề tài
1/ Nghiên cứu lý thuyết hệ thống sạc trên ô tơ
2/ Tìm hiểu, Phân tích các mạch điện hệ thống sạc trên ô tô
3/ Thực hiện sa bàn hệ thống sạc trên ô tô
4/ Kết luận
3. Sản phẩm của đề tài
1/ Tập thuyết minh
2/ Sa bàn hệ thống sạc trên ô tô
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài:
7/4/2019
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 22/7/2019
TRƯỞNG BỘ MÔN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Điện tử Ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên:
TRẦN BẢO TRỌNG
MSSV: 15145396
Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên:
VÕ PHƯỚC HÒA
MSSV: 15145436
Hội đồng:…………
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SẠC TRÊN Ô TÔ, THỰC HIỆN SA BÀN
HỆ THỐNG SẠC DÙNG CHO GIẢNG DẠY
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Họ và tên GV hướng dẫn: ThS. NGUYỄN VĂN THÌNH
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(khơng đánh máy)
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
Mục đánh giá
TT
1.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Đ ng
2.
Điểm
Điểm đạt
tối đa
được
30
rmat ới đ y đủ cả hình thức à nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, h a
học hội
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình
đáp ứng yêu c u đưa ra ới những ràng buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
4. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2019
Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Điện tử Ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên:
TRẦN BẢO TRỌNG
MSSV: 15145396
Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên:
VÕ PHƯỚC HÒA
MSSV: 15145436
Hội đồng:…………
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SẠC TRÊN Ô TÔ, THỰC HIỆN SA BÀN
HỆ THỐNG SẠC DÙNG CHO GIẢNG DẠY
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) ..................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
6. Đánh giá:
Mục đánh giá
TT
1.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Đ ng
2.
Điểm
Điểm đạt
tối đa
được
30
rmat ới đ y đủ cả hình thức à nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, h a
học hội
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình
đáp ứng yêu c u đưa ra ới những ràng buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2019
Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, nhóm em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp
ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ, gia đình và bạn bè.
Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS. Nguyễn Văn Thình, giảng viên Bộ
mơn Điện tử Ơ tơ - trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh, người đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo nhóm em trong suốt q trình làm đồ án tốt nghiệp.
Nhóm em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Sư phạm
Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh nói chung, các thầy cơ trong Bộ mơn Điện tử Ơ tơ nói riêng
đã dạy dỗ cho chúng em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên
ngành, giúp chúng em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ chúng
em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, nhóm em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã ln tạo điều kiện,
quan tâm, giúp đỡ, động viên nhóm em trong suốt quá trình học tập và hồn thành đồ án
tốt nghiệp.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày ..... tháng .... năm .....
Sinh Viên Thực Hiện
Trần Bảo Trọng
Võ Phước Hòa
1
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Lý do chọn đề tài:
I.
Ngày nay, ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ ngày càng phát triển, các hệ thống trên
xe ô tô ngày càng tân tiến và phức tạp, vì vậy nhu cầu học tập, nghiên cứu về các
hệ thống trên xe ô tô ngày càng tăng cao. Được sự tư vấn, hướng dẫn của GVHD
là ThS. Nguyễn Văn Thình cùng với việc nhận thấy xưởng thực hành của Bộ mơn
Điện tử Ơ tơ cịn thiếu nhiều trang thiết bị dạy học, nhóm quyết định chọn đề tài
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SẠC TRÊN Ô TÔ, THỰC HIỆN SA BÀN HỆ
THỐNG SẠC DÙNG CHO GIẢNG DẠY với mục đích tìm hiểu rõ hơn về hệ
thống sạc trên ô tô và quan trọng hơn là đóng góp một trang thiết bị phục vụ cho
công tác giảng dạy của nhà trường và bộ môn.
Các vấn đề nghiên cứu:
II.
1. Nghiên cứu lý thuyết hệ thống sạc trên ô tô: nguyên lý, cấu tạo, đặc tính và phân
loại máy phát điện xoay chiều, ưu điểm và nhược điểm của các loại máy phát điện
xoay chiều, cách tính tốn cơng suất và chọn máy phát.
2. Tìm hiểu, phân tích các mạch điện hệ thống sạc trên ô tô: tham khảo hệ thống sạc
của các hãng xe thông dụng như Toyota (Fortuner, Corolla, Vios,...), Hyundai
(Elantra, Tucson,...).
3. Thực hiện sa bàn hệ thống sạc trên ơ tơ.
III.
Q trình thực hiện và kết quả đạt được:
Q trình tìm hiểu lý thuyết thơng qua các tài liệu chuyên ngành, các bài viết trong
và ngoài nước. Các sơ đồ mạch điện hệ thống sạc được thu thập qua các diễn đàn
kĩ thuật ô tô và được các thầy trong bộ môn chia sẻ.
Về phần thi công đồ án, nhóm đã tiếp nhận máy phát của bộ mơn, sửa chữa để
hoạt động ổn định, đồng thời mua bổ sung thêm một máy phát khác. Phần khung
được lên bản vẽ, thi cơng tại nhà sinh viên sau đó được vận chuyển đến xưởng
thực hành. Động cơ điện 3 pha và biến tần được mua mới 100% để dẫn động máy
phát. Sau khi hoàn thành thêm các chi tiết như cơng tắc, bảng thơng tin,... sa bàn
được hồn tất thi công.
Các kết quả đạt được:
2
1. Hiểu được lý thuyết hệ thống sạc trên ô tơ.
2. Phân tích được hoạt động của hệ thống sạc trên các loại xe ô tô thông dụng
thông qua sơ đồ mạch điện hệ thống sạc.
3. Hoàn tất SA BÀN HỆ THỐNG SẠC DÙNG CHO GIẢNG DẠY.
3
MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn .........................................................................................................................1
Tóm tắt Đồ án ....................................................................................................................2
Mục lục ..............................................................................................................................4
Danh mục các hình.............................................................................................................7
Danh mục các bảng ............................................................................................................9
Chương 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG SẠC TRÊN Ô TÔ .......................................10
1.1. Máy phát điện xoay chiều .......................................................................................10
1.1.1. Công dụng .....................................................................................................10
1.1.2. Phân loại ........................................................................................................10
1.1.3. Yêu cầu..........................................................................................................11
1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều ...............................12
1.2.1. Cấu tạo chung .............................................................................................12
1.2.2. Nguyên lý phát điện chung của máy phát điện xoay chiều ........................13
1.2.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong máy phát ................15
Chương 2. HỆ THỐNG SẠC DÙNG TRÊN CÁC XE HIỆN ĐẠI ...........................30
2.1. Sơ đồ hệ thống sạc dùng trên các xe Toyota ............................................................30
2.2. Sơ đồ hệ thống sạc dùng trên xe Hyundai Tucson ...................................................32
2.3. Sơ đồ hệ thống sạc dùng trên xe Hyundai Elantra ....................................................33
2.4. Sơ đồ hệ thống sạc dùng trên xe Toyota Vios ..........................................................35
2.5. Sơ đồ hệ thống sạc dùng trên xe Toyota Yaris .........................................................36
2.6. Sơ đồ hệ thống sạc dùng trên xe Toyota Fortuner ....................................................37
2.7. Sơ đồ hệ thống sạc dùng trên xe Toyota Land Cruiser .............................................38
2.8. Sơ đồ hệ thống sạc dùng trên xe Toyota Corola .......................................................40
2.9. Sơ đồ hệ thống sạc dùng trên xe Lexus ....................................................................42
4
Chương 3. THIẾT KẾ SA BÀN HỆ THỐNG SẠC DÙNG CHO GIẢNG DẠY ....45
3.1. Tính cần thiết của việc thiết kế mơ hình ...................................................................45
3.1.1. Mục tiêu thiết kế mơ hình .............................................................................45
3.1.2. Nhiệm vụ thiết kế mơ hình ............................................................................45
3.1.3. Các phương án thực hiện nhiệm vụ ..............................................................46
3.2. Chuẩn bị thiết kê mơ hình .........................................................................................49
3.2.1. Chuẩn bị phần khung sa bàn .........................................................................49
3.2.2. Chuẩn bị các thiết bị của hệ thống cung cấp điện .........................................49
3.2.3. Các dụng cụ cần thiết ....................................................................................50
3.2.4. Sơ đồ nguyên lý hệ thống sạc .......................................................................51
3.3. Tiến hành thiết kế sa bàn ..........................................................................................52
3.3.1. Thiết kế từng bộ phận của sa bàn ..................................................................52
3.3.2. Đấu dây cho hệ thống cung cấp điện ............................................................55
3.3.3. Sơ đồ kết cấu chung mơ hình ........................................................................55
Chương 4. THỬ NGHIỆM VÀ KIỂM CHỨNG SẢN PHẨM ..................................56
4.1. Tiến hành thử nghiệm và kiểm tra ............................................................................56
4.1.1. Thử nghiệm đấu nối chạy thử .......................................................................56
4.1.2. Kiểm tra sự hoạt động của hệ thống khi máy phát làm việc .........................57
4.1.3. Các hướng phát triển mơ hình .......................................................................57
4.1.4. Một số hiện tượng, ngun nhân hư hỏng, cách khắc phục sửa chữa ..........58
4.2. Hướng dẫn sử dụng sa bàn ........................................................................................59
Chương 5. LIÊN KẾT SA BÀN VỚI MÁY TÍNH .....................................................63
5.1. Mục đích ...................................................................................................................63
5.2. Thi cơng ....................................................................................................................63
5.2.1. Các thiết bị sử dụng.......................................................................................63
5.2.2. Lập trình ........................................................................................................64
5.2.3. Kết quả thi công ............................................................................................65
5.3. Số liệu thu thập được ................................................................................................65
5.3.1. Bảng số liệu ...................................................................................................65
5.3.2. Đồ thị .............................................................................................................68
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .........................................................................71
5
6.1. Kết luận .....................................................................................................................71
6.2. Đề nghị ......................................................................................................................71
Danh mục tài liệu tham khảo ...........................................................................................72
6
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều ...................................................................12
Hình 1.2 Cấu tạo máy phát điện tháo rời ........................................................................13
Hình 1.3 Nguyên lý máy phát ba pha trên ô tô sau một chu kì .......................................14
Hình 1.4 Cấu tạo Rotor ...................................................................................................15
Hình 1.5 Rotor khi có điện ..............................................................................................16
Hình 1.6 Cấu tạo Stator máy phát điện xoay chiều .........................................................16
Hình 1.7 Hai cách đấu ba cuộn dây Stator máy phát điện xoay chiều ............................17
Hình 1.8 Quạt gió, chổi than, giá đỡ ...............................................................................18
Hình 1.9 Bộ chỉnh lưu điôt Silicon của máy phát điện xoay chiều.................................19
Hình 1.10 Chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ .......................................................................19
Hình 1.11 Chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ( cầu 4 đi ốt).............................................19
Hình 1.12 Chỉnh lưu ba pha hai nửa chu kỳ(cầu 6 đi ốt) ................................................20
Hình 1.13 Mạch chỉnh lưu dùng 8 đi ốt và 9 đi ốt ..........................................................21
Hình 1.14 Nguyên lý điều chỉnh của bộ điều áp .............................................................21
Hình 1.15 Hai kiểu bộ điều áp .........................................................................................22
Hình 1.16 Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ điều chỉnh khi chưa nổ máy ......................23
Hình 1.17 Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ điều áp khi máy phát đang phát điện (điện áp
thấp hơn điện áp điều chỉnh) ............................................................................................24
Hình 1.18 Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ điều áp khi máy phát đang phát điện (điện áp
cao hơn điện áp điều chỉnh) .............................................................................................25
Hình 1.19 Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ điều áp khi trong mạch nạp có sự cố ........27
Hình 1.20 Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ điều áp loại nhận biết máy phát ...............27
Hình 1.21 Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ điều áp IC có cực M .................................28
Hình 3.1 Hình dạng khung của sa bàn kiểu nằm.............................................................46
Hình 3.2 Hình dạng khung của sa bàn kiểu đứng ...........................................................48
Hình 3.3 Sơ đồ sa bàn hệ thống sạc ................................................................................51
Hình 3.4 Bản vẽ thiết kế khung sa bàn............................................................................52
Hình 3.5 Bản vẽ 3D khung sa bàn ...................................................................................53
Hình 3.6 Mặt gá thiết bị ..................................................................................................54
7
Hình 3.7 Sơ đồ sa bàn hệ thống sạc ................................................................................55
Hình 4.1 Sơ đồ sa bàn hệ thống sạc ................................................................................56
Hình 4.2 Nối dây đai từ mơ tơ lên máy phát ...................................................................59
Hình 4.3 Căng dây đai .....................................................................................................59
Hình 4.4 Kết nối mơ tơ với biến tần................................................................................60
Hình 4.5 Cấp nguồn cho biến tần ....................................................................................60
Hình 4.6 Kết nối acquy với máy phát .............................................................................61
Hình 4.7 Cơng tắc nguồn và đèn báo sạc ........................................................................61
Hình 4.8 Điều khiển biến tần ..........................................................................................62
Hình 4.9 Đèn báo sạc và Vơn kế .....................................................................................62
Hình 5.1 Đồ thị sự thay đổi tốc độ động cơ và điện áp máy phát khi hoạt động bình
thường ..............................................................................................................................69
Hình 5.2 Đồ thị sự thay đổi tốc độ động cơ và điện áp máy phát khi cô lập tiết chế .....70
8
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 3.1 Thống kê các vật tư cần thiết ...........................................................................50
Bảng 5.1 Số liệu sự thay đổi tốc độ động cơ và điện áp máy phát .................................66
Bảng 5.2 Số liệu sự thay đổi tốc độ động cơ và điện áp máy phát khi cô lập tiết chế ....68
9
Chương 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG SẠC TRÊN Ô TÔ
1.1.
Máy phát điện xoay chiều:
1.1.1. Công dụng:
-
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 của động cơ làm việc ở số vịng quay
trung bình và lớn.
1.1.2. Phân loại:
Tuỳ theo yêu cầu sử dụng và kiểu thiết kế, máy điện xoay chiều có thể phân
loại dựa vào các nhận biết sau:
Theo tính chất dịng điện phát ra:
-
Máy phát điện một chiều.
-
Máy phát điện xoay chiều
Máy phát điện một chiều theo tính chất điều chỉnh chia ra:
-
Loại điều chỉnh trong ( bằng chổi điện thứ ba).
-
Loại diều chỉnh ngoài (bằng bộ diều chỉnh điện kèm theo)
Theo phương pháp kích thích chia ra:
- Loại kích thích bằng nam châm vĩnh cửu( roto là một nam châm vĩnh cửu).
Loại này đơn giản dễ chế tạo, nhưng công suất nhỏ dùng cho xe gắn máy.
- Loại kích thích kiểu điện từ (bằng nam châm điện): Có cuộn cảm đứng n
khơng có vành khuyên và chổi than tiếp điện. Tuổi thọ và độ tin cậy của loại
này rất tốt vì khơng cịn tồn tại chổi than tiếp điện, rất thích hợp cho các máy
kéo vận chuyển, máy canh tác nông nghiệp và trên ôtô.
Theo công suất động cơ:
- Loại thường: Sử dụng Puly cỡ lớn có một rãnh và có cánh quạt.
- Loại cao tốc: Sử dụng puly cỡ nhỏ, nhiều rãnh và khơng có cánh quạt.
Theo cách cấp điện cho cuộn kích thích:
- Máy phát tự kích thích
10
Dịng điện xoay chiều ba pha được điơt chỉnh lưu thành dịng một chiều và
được đưa vào cuộn kích thích thông qua bộ tiết chế. Khi bật công tắc khởi
dộng, mạch cuộn kích thích được nối với ắc quy qua bộ tiết chế và đèn báo
nạp. Một dịng điện có trị số nhỏ đi qua đèn tín hiệu rồi tới cuộn kích thích tạo
nên từ trường kích thích ban đầu làm xuất hiện điện áp ở đầu ra của máy phát.
Điện áp này được 3 điơt chỉnh lưu thành dịng một chiều đưa trở lại vào
cuộn kích thích làm tăng từ trường kích thích nghĩa là tăng điện áp ở đầu ra
của máy phát điện. Q trình tự kích thích tiếp tục cho đến khi điện áp đạt tới
giá trị định mức thì đèn tín hiệu báo nạp tắt đi.
- Máy phát kích thích độc lập:
Dịng kích thích được cung cấp thường xun bởi ắc quy. Mạch kích thích
ở rơto của máy phát được nối song song với ắc quy và dịng điện kích thích là
cức đại. Đồng thời khố khởi động cũng nối mạch đèn báo với ắcquy.
Quan trọng: Cuộn dây kích thích của máy phát có loại đấu một đầu qua
chổi than ra mát, Có loại khơng đầu nào ra mát nhưng có một đầu được nối
với cực F( cực kích từ).
1.1.3. u cầu:
Máy phát điện trên ơ tô, máy kéo làm việc trong những điều kiện đặc biệt, vì
vậy chúng phải đáp ứng các yêu cầu:
-
Đảm bảo độ tin cậy tối đa cho hệ thống, điều chỉnh tự động mọi điều kiện sử
dụng.
-
Đảm bảo đặc tính cơng tác của hệ điều chỉnh, có chất lượng 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 thước nhỏ, gọn, dộ bền cao chịu rung xóc tốt, giá thành rẻ.
So với máy phát một chiều thì máy phát xoay chiều có nhiều ưu điểm hơn, vì nó
khơng có vịng đổi điện và cuộn dây rô to đơn giản hơn.
11
1.2.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc vủa máy phát điện xoay chiều:
1.2.1. Cấu tạo chung:
Hình 1.1 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều
1. Nắp sau
2. Bộ chỉnh lưu
3. Đi-ốt
4. Đi-ốt kích từ
5. Bộ điều chỉnh điện áp và các
6. Stator (Phần ứng)
chổi than tiếp điẹn
7. Rotor (Phần cảm)
8. Quạt
9. Puly
10. Chân gắn
12
Hình 1.2 Cấu tạo máy phát điện tháo rời
1.2.2. Nguyên lý phát điện chung của máy phát điện xoay chiều:
-
Khi cung cấp điện cho cuộn dây kích từ trong rơto 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 rơto 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 120o.
Từ trường rotor tạo ra
Điện cảm ứng trên khung dây
13
Dịng điện xoay chiều 3 pha
Hình 1.3 Ngun lý máy phát ba pha trên ơ tơ sau một chu kì
Nếu cho rơto quay sẽ làm cho các vịng dây điện của Stato cắt các từ
trường ( theo hướng vng góc) theo định luật cảm ứng điện từ trên các vòng dây
sẽ xuất hiện một suất điện động cảm ứng, theo cơng thức ta có suất điện động ở
mỗi pha là E= 4,44 KW.§. W. Фo.
Trong đó: KW: là hệ số của cuộn dây cảm ứng
§: là tần số của suất điện động §= P.N/60
W: tổng số vịng dây trong một pha cuộn dây phần ứng
Фo : 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 dịng điện xoay
chiều ba pha dạng hình sin, có tần số như nhau, biên độ như nhau với góc lệch pha
là 120o.
1.2.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong máy phát:
1. Loại có vịng tiếp điện:
Gồm các bộ phận chính sau: Rơto( phần cảm), Stato( phần ứng), bộ
chỉnh lưu, ngồi ra cịn có nắp trước và nắp sau, bộ điều chỉnh điện( tiết chế).
a. Rotor (Phần cảm):
Là bộ phận tạo từ trường của máy điện xoay chiều gồm có: hai má cực
bọc ngoài làm bằng thép từ, các cuộn dây cực từ và vịng khun tiếp điện
dựa vào hình dạng cực từ khác nhau chia làm hai loại.
14
Dạng móng và dạng lõi, máy điện xoay chiều phần nhiều dùng cực từ dạng
móng.
Hình 1.4 Cấu tạo Rotor
1. Trục; 2. Cuộn dây kích từ; 3. Cực từ; 4. Lõi từ; 5. Vành trượt
Mỗi khối cực móng đều có một số cực từ có hình móng giống nhau,
được chế tạo bằng sắt non sau đó ép chặt với trục và bao cuộn dây phần ứng.
Phần rỗng bên trong lá khung từ trên khung cuốn các vịng dây kích từ
hai đầu của cuộn dây này được hàm vòng tiếp điện và cách điện với trục. Khi
cho dòng điện đi vào, vòng dây kích từ sẽ tạo ra từ thơng hướng trục. Một
khối của máy là cực N, còn khối khác là cực S, từ thơng kép kín qua các vấu
cực của rơto gồm có các phần từ thơng chính và từ thông tán.
Khi được cấp điện vào cuộn dây phần cảm thì các cực từ bị từ hố trở thành
nam châm điện với các cực từ xen kẽ nhau.
Hình 1.5 Rotor khi có điện
b. Stator (Phần ứng):
Gồm các lá thép kỹ thuật điện để ghép lại để tránh dịng phucơ gây nóng
máy khi làm việc. Mặt trong của Stato có các rãnh dọc để đặt các cuộn dây phần
ứng, chúng được phân ra thành ba nhóm cuộn lần lượt ( xen kẽ) để tạo thành ba
pha của máy phát.
15
Hình 1.6 Cấu tạo Stator máy phát điện xoay chiều
Trong các máy phát công suất nhỏ hơn hoặc bằng 600W, các cuộn dây
phần ứng được nối hình sao, cịn trong các máy khác công suất lớn hơn 600W
thường được nối hình tam giác. Hình (a) giới thiêu cuộn dây Stato đấu theo hình
sao có ba đầu dây nối chụm lại cịn ba đầu kia nối với bộ chỉnh lưu.
Hình 1.7 Hai cách đấu ba cuộn dây Stator máy phát điện xoay chiều
Hình (b) giới thiệu cuộn dây Stato đấu hình tam giác có các cuộn dây nối
tiếp, ba mối nối đấu vào bộ chỉnh lưu.
c. Chổi than và giá đỡ:
Đặt trong lỗ giá đỡ rồi dùng lò xo tỳ lên trên để chổi than ln ln tiếp xúc
tốt với vịng tiếp điện. Trong hai dây dẫn từ hai chổi than tì, một được nối với cọc
F của dịng điện từ trường còn dây khác nối với cọc mát(-).
d. Nắp trước, nắp sau:
Đúc bằng hợp kim nhôm không dẫn từ, một mặt đỡ hở từ mặt khác lại có
thêm ưu điểm gọn nhẹ, tản nhiệt, có cơng dụng che chắn bảo vệ.
16
e. Quạt gió: được lắp từ thép lá 1,5mm, có tác dụng làm mát cho máy phát.
Hình 1.8 Quạt gió, chổi than, giá đỡ
1. Puly
3. Nắp trước
2. Quạt gió
4. Nắp sau
5.Chổi than và giá đỡ
f. Bộ chỉnh lưu:
Công dụng của bộ chỉnh lưu là nắn dòng điện phát xoay chiều thành
dịng điện một chiều.
Bộ chỉnh lưu thường có 6, 8 hay 9 điôt silic xếp thành ba nhánh các
điôt mắc theo sơ đồ nắn mạch cầu ba pha và nối vào các đầu ra của các cuộn
dây phần ứng trên Stato. Các điôt được đặt trong một khối để đảm bảo độ kín
và chắc chắn, các điơt được tráng một lớp bột đặc biệt, khối chỉnh lưu được
gắn vào mắt của máy phát điện bằng bulơng.
Hình 1.9 Bộ chỉnh lưu điôt Silicon của máy phát điện xoay chiều
17
Các điôt công suất được ép cứng vào trong các rế tản nhiệt của bộ chỉnh lưu
1. Điôt dương 3. Điơt cơng suất
2. Điơt âm
4. Điơt kích từ
3. Chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ
Hình 1.10 Chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ
4. Chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ
Hình 1.11 Chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ( cầu 4 đi ốt)
5. Bộ chỉnh lưu dòng điện 6 điơt
- Bộ chỉnh lưu dịng điện 6 điơt trong đo nối ba cực âm của các đi ốt P1, P2, P3 với
nhau, một trong ba đi ốt sẽ thông điện nếu có chênh lệch điện áp, và nối ba cực
dương của các đi ôt P4, P5, P6 với nhau, một trong ba điôt này sẽ cho thông điện
nếu cái nào có điện thế nhỏ nhất. Ba điểm A, B, C của ba pha điện xoay chiều được
nối với các đi ốt trên, ta xét dòng điện qua bộ chỉnh lưu loại này.
18
