Đang tải...

Máy phát điện trên ô tô

Thảo luận trong 'Hỗ trợ tài liệu - đồ án cho sinh viên' bắt đầu bởi PhamCongDat, 10/9/16.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    106
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,102 lít xăng
    Chương 4

    HỆ THỐNG NẠP

    1. KHÁI QUÁT

    1.1 Vai troø cuûa heä thoáng cung caáp ñieän :

    Ô tô được trang bị một số hệ thống và thiết bị điện để đảm bảo an tòan và tiện nghi khi sử dụng. Chúng cần điện năng trong suốt thời gian họat động và cả khi động cơ đã dừng. Vì thế, chúng cần cả accu và nguồn điện một chiều như nguồn năng lượng. Một hệ thống cung cấp điện trang bị trên xe cung cấp nguồn một chiều cho những hệ thống và thiết bị vừa nêu. Tuy nhiên accu sẽ phóng điện khi động cơ dừng và dần hết điện.

    Hệ thống cung cấp điện sử dụng sự quay của động cơ để phát sinh ra điện. Nó không những cung cấp điện năng cho những hệ thống và thiết bị điện khác mà còn nạp điện cho accu trong lúc động cơ đang hoạt động.

    1.2 Cấu trúc hệ thống cung cấp điện :

    - Máy phát điện : phát sinh ra điện.

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

    - Accu : dự trữ và cung cấp điện.

    - Đèn báo nạp : cảnh báo cho tài xế khi hệ thống sạc gặp sự cố.

    - Công tắc máy : đóng và ngắt dòng điện.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 1. Cấu trúc hệ thống cung cấp điện

    Khi bật công tắc máy, một dòng điện sẽ đi từ bình accu đến cuộn dây rotor trong máy phát điện. Dòng điện này làm rotor trở thành một nam châm điện. Khi động cơ hoạt động, nam châm điện này quay làm biến thiên từ thông qua cuộn dây trên stator. Từ thông biến thiên sinh ra sức điện động trên cuộn dây stator. Dòng điện do máy phát sinh ra sẽ được nạp cho bình accu và cung cấp cho các phụ tải điện. Đèn báo nạp nằm trên bảng đồng hồ của người lái để báo máy phát không phát điện hoặc có sự cố trong hệ thống nạp.

    1.3. Chức năng của máy phát điện :

    Máy phát điện thực hiện một số chức năng. Trên các máy phát đời cũ, thành phần của máy phát gồm bộ phận phát điện và chỉnh lưu. Chức năng ổn định điện áp được thực hiện bằng một tiết chế lắp rời thông thường là loại rung hay bán dẫn. Ngày nay, các máy phát bao gồm 3 bộ phận: phát điện, chỉnh lưu và hiệu chỉnh điện áp. Tiết chế vi mạch nhỏ gọn được lắp liền trên máy phát, ngoài chức năng điều áp nó còn báo một số hư hỏng bằng cách điều khiển đèn báo nạp.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 2. Các loại máy phát và tiết chế

    Máy phát điện giữ một vai trò then chốt trong các thiết bị cung cấp điện. Nó thực hiện ba chức năng : phát điện, chỉnh lưu, hiệu chỉnh điện áp.

    1.3.1Phát điện

    Động cơ quay, truyền chuyển động quay đến máy phát điện thông qua dây đai hình chữ V. Rotor của máy phát điện là một nam châm điện. Từ trường tạo ra sẽ tương tác lên dây quấn trong stator làm phát sinh ra điện.

    [​IMG] [​IMG] [​IMG]

    Hình 3. Phát điện Hình 4. Chỉnh lưu Hình 5. Hiệu chỉnh điện áp

    1.3.2 Chỉnh lưu

    Dòng điện xoay chiều tạo ra trong máy phát điện không thể sử dụng trực tiếp cho các thiết bị điện mà được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều. Bộ chỉnh lưu sẽ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.

    1.3.3 Hiệu chỉnh điện áp

    Tiết chế điều chỉnh điện áp sinh ra. Nó đảm bảo hiệu điện thế của dòng điện đi đến các thiết bị là hằng số ngay cả khi tốc độ máy phát điện thay đổi.

    1.4 Nguyên lí máy phát điện
    Có nhiều phương pháp tạo ra dòng điện, trong những máy phát điện, người ta sử dụng cuộn dây và nam châm làm phát sinh ra dòng điện trong cuộn dây. Sức điện động sinh ra trên cuộn dây càng lớn khi số vòng dây quấn càng nhiều, nam châm càng mạnh và tốc độ di chuyển của nam châm càng nhanh.

    [​IMG][​IMG][​IMG]

    Hình 6. Cuộn dây và nam châm

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

    Bản thân của cuộn dây không muốn từ thông qua nó biến đổi nên cố tạo ra từ thông theo hướng chống lại những thay đổi xảy ra.

    Nguyên lý máy phát điện trong thực tế :

    [​IMG]

    Hình 7. Nguyên lí phát điện trong thực tế

    Máy phát điện trong thực tế :

    - Nam chân vĩnh cửu được thay thế bằng nam châm điện nên từ thông có thể thay đổi được.

    - Có thêm lõi thép sẽ làm tăng từ thông qua cuộn dây.

    - Sinh ra từ thông móc vòng làm từ thông thay đổi liên tục.

    - Mối quan hệ giữa máy phát điện một chiều và động cơ điện :

    Nối bóng đèn nhỏ vào một động cơ điện và xoay động cơ điện bằng tay, bóng đèn sáng nhẹ, điều này chứng tỏ động cơ điện có cấu tạo giống như máy phát điện một chiều. Cơ năng và điện năng có thể được tạo ra từ cùng một nam châm và khung dây.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 8. Mối quan hệ giữa động cơ điện một và máy phát điện

    Khi chạy một chiếc xe đạp có gắn máy phát điện vào ban đêm, ta cảm thấy bàn đạp cần lực đạp lớn hơn. Điều đó xảy ra vì máy phát điện có chức năng giống như một động cơ điện, tạo ra một lực theo chiều ngược lại ngoài chức năng phát điện của nó nên cần lực đạp trên bàn đạp lớn hơn.

    Khi động cơ điện quay, nó có chức năng như máy phát điện, tạo ra dòng điện ngược làm giảm dòng điện từ accu.

    Khi máy phát điện hoạt động và nối với tải điện, nó giống như động cơ điện nên phát sinh lực theo chiều ngược lại làm cản trở sự quay.

    2. CẤU TRÚC MÁY PHÁT ĐIỆN
    3.1 Máy phát điện kích từ bằng nam châm điện có vòng tiếp điện :


    3.1.1 Rotor

    Chức năng : tạo ra từ trường và xoay để tạo ra sức điện động trong cuộn dây stator.

    Các thành phần chính : cuộn dây rotor, cực từ, trục

    [​IMG] [​IMG][​IMG]

    Hình 9. Rotor

    3.1.2 Chổi than và vòng tiếp điện:

    - Chức năng: cho dòng điện chạy qua rotor để tạo ra từ trường.

    - Các thành phần chính: Chổi than, Lò xo, Vòng kẹp chổi than, Vòng tiếp điện

    Chổi than làm bằng grafít - kim loại với tính chất đặc biệt có điện trở nhỏ và được phủ một lớp đặc biệt chống mòn.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 10. Chổi than và vòng tiếp điện

    3.1.3 Stator

    Chức năng: tạo ra điện thế xoay chiều 3 pha nhờ sự thay đổi từ thông khi rotor quay.

    Các thành phần chính: Lõi stator, cuộn dây stator, đầu ra

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 11. Stator

    Nhiệt sinh ra lớn nhất ở stator so với các thành phần khác của máy phát, vì vậy dây quấn phải phủ lớp chịu nhiệt.

    Cuộn dây stator có thể mắc theo hai cách:

    · Cách mắc kiểu hình sao: cho ra điện thế cao, được sử dụng phổ biến.

    · Cách mắc kiểu tam giác: cho ra dòng điện lớn.

    [​IMG]

    Hình 12. Đấu hình sao và đấu hình tam giác


    Cuộn dây stator gồm 3 cuộn dây riêng biệt. Trong cách mắc hình sao, đầu chung của 3 cuộn dây được nối thành đầu trung hòa.

    3.1.4 Bộ chỉnh lưu

    Hình 13. Bộ chỉnh lưu


    [​IMG] [​IMG]

    Vai trò của bộ chỉnh lưu: Biến dòng điện xoay chiều ba pha trong stator thành dòng điện 1 chiều.

    Các thành phần chính: Đầu ra, dode âm, diode dương

    Đặc điểm:

    Sáu diode (tám diode nếu bộ chỉnh lưu có nối với dây trung hòa) được sử dụng để chỉnh lưu toàn kỳ, phiến tản nhiệt có hai mặt.

    Bản thân diode chỉnh lưu sinh ra nhiệt khi có dòng điện chạy qua. Tuy nhiên chất bán dẫn tạo ra diode lại không chịu nhiệt nên diode bị hư khi quá nhiệt. Vì vậy phiến tản nhiệt phải có diện tích lớn. Khi tốc độ máy phát khoảng 3000v/p, nhiệt độ của diode là cao nhất.

    [​IMG][​IMG]

    Hình 14. Tiết chế vi mạch

    3.1.5 Tiết chế vi mạch

    - Vai trò của tiết chế:Điều chỉnh dòng điện kích từ (đến cuộn dây rotor) để kiểm soát điện áp phát ra, theo dõi tình trạng phát điện và báo khi có hư hỏng.

    - Các thành phần chính: Vi mạch, Phiến tản nhiệt, Giắc cắm

    Tiết chế và vi mạch có hai loại tùy thuộc vào cách nhật biết điện áp sạc:

    Loại D: Nhận biết điện áp sạc ở đầu ra của máy phát và điều chỉnh nó luôn ở một khoảng xác định.

    [​IMG]

    Hình 15. Tiết chế loại D

    Loại M: Nhận biết điện áp tại accu đồng thời điều chỉnh dòng ra ở một khỏang xác định.

    [​IMG]

    Hình 16. Tiết chế loại M

    3.1.6 Quạt

    Vai trò của quạt: Khi quạt quay, không khí được hút qua các lỗ trống làm mát cuộn rotor, stator và bộ chỉnh lưu làm giảm nhiệt độ của các bộ phận này ở mức cho phép.

    Đặc điểm:

    - Có hai quạt hút từ hai phía để cung cấp đủ lượng gió cần thiết.

    - Không khí mát được hướng vào cuộn stator, nơi phát sinh ra nhiều nhiệt nhất.


    [​IMG]

    Một phụ tải điện sẽ sinh ra nhiệt khi dòng đi qua. Bộ xông kính chẳng hạn, nó đã sử dụng nhiệt này. Máy phát sinh nhiệt ở nhiều dạng khác nhau như trình bày ở phần trên. Chúng bao gồm : nhiệt sinh ra trên vật dẫn (ở các cuộn dây và diode), trên các lõi thép do dòng fuco và do ma sát (ở ổ bi, chổi than và với không khí). Nhiệt sinh ra làm giảm hiệu suất của máy phát.

    3.2 Các loại máy phát khác:

    3.2.1 Máy phát đời cũ và tiết chế loại rung

    Máy phát điện đời cũ thường nặng hơn và có kích thước lớn hơn so với máy phát loại mới có cùng công suất.Nó thường được sử dụng với tiết chế loại rời.

    Cấu trúc bên trong của máy phát đời cũ về cơ bản giống như loại đời mới nhưng nó có một số đặc điểm khác:

    - Không có bộ tiết chế lắp chung

    - Chỉ lắp một quạt bên ngoài

    - Cuộn dây stator và bộ chỉnh lưu được hàn thành một khối trên thân.

    Tiết chế loại rung có kích thước lớn nên không thể lắp thành một khối với máy phát.

    [​IMG][​IMG]

    Hình 17. Máy phát đời cũ

    [​IMG][​IMG]

    Hình 18. Tiết chế loại rung

    3.2.2 Máy phát có bơm chân không

    [​IMG][​IMG]

    Hình 19. Máy phát có bơm chân không

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 20. Hình 21.

    Cấu tạo của máy phát có bơm chân không Máy phát điện không có vòng tiếp điện

    Máy phát có bơm chân không thường được lắp trên xe có động cơ diesel. Bơm chân không được trang bị để cung cấp chân không cho trợ lực lái và các thiết bị khác. Bơm chân không được lắp chung nên quay cùng với trục của máy phát. Có hai loại, loại có bơm chân không đặt phía puli và loại đặt phía đối diện puli.

    Loại máy phát có bơm chân không giống như các loại máy phát khác nhưng có thêm bơm chân không. Cấu tạo của bơm chân không gồm có: Vỏ, Rotor, Cánh, Van an toàn (van một chiều).

    3.2.3 Máy phát không có vòng tiếp điện

    Máy phát không có vòng tiếp điện được sử dụng trên máy kéo, xe tải lớn, xe công trình. Nó không sử dụng chổi than và vòng tiếp điện để nâng cao tuổi thọ. Nó chỉ có các cực từ xoay còn cuộn dây phần cảm đứng yên.

    4. ĐIỆN ÁP CHỈNH LƯU BỞI MÁY PHÁT
    4.1. Dòng điện xoay chiều 3 pha


    Khi nam châm quay trong một cuộn dây, điện áp sẽ được tạo ra giữa hai đầu của cuộn dây. Điều này sẽ làm xuất hiện dòng điện xoay chiều.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 22. Dòng điện xoay chiều 1 pha

    Mối quan hệ giữa dòng điện sinh ra trong cuộn dây và vị trí của nam châm được chỉ ra ở hình vẽ. Cường độ dòng điện lớn nhất được tạo ra khi các cực nam (S) và cực bắc (N) của nam châm gần cuộn dây nhất. Tuy nhiên chiều của dòng điện trong mạch thay đổi ngược chiều nhau sau mỗi nửa vòng quay của nam châm. Dòng điện hình sin được tạo ra theo cách này gọi là "dòng điện xoay chiều một pha". Một chu kỳ ở đây là 3600 và số chu kỳ trong một giây được gọi là tần số.

    Để phát điện được hiệu quả hơn, người ta bố trí 3 cuộn dây trong máy phát như hình vẽ.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 23. Dòng điện xoay chiều 3 pha

    Mỗi cuộn dây A, B và C được bố trí cách nhau 1200 và độc lập với nhau. Khi nam châm quay trong các cuộn dây sẽ tạo ra dòng điện xoay chiều trong mỗi cuộn dây. Hình vẽ cho thấy mối quan hệ giữa 3 dòng điện xoay chiều và nam châm, dòng điện được tạo ở đây là dòng điện xoay chiều 3 pha. Tất cả các xe hiện đại ngày nay được sử dụng máy phát xoay chiều 3 pha.

    4.2. Bộ chỉnh lưu

    4.2.1 Cấu tạo

    Máy phát điện xoay chiều trong thực tế có trang bị mạch chỉnh lưu nhưHình A để nắn dòng điện xoay chiều 3 pha. Mạch này có 6 diode và được đặt trong giá đỡ của bộ chỉnh lưu.

    [​IMG] [​IMG]

    [​IMG]

    Hình 24. Dòng điện chỉnh lưu

    4.2.2 Chức năng

    Khi rotor quay một vòng, trong các cuộn dây Stator dòng điện được sinh ra trong mỗi cuộn dây này được chỉ ra từ (a) tới (f) trong Hình C. Ở vị trí (a), dòng điện có chiều dương được tạo ra ở cuộn dây III và dòng điện có chiều âm được tạo ra ở cuộn dây II. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây II tới cuộn dây III.

    Dòng điện này chạy vào tải qua diode 3 và sau đó trở về cuộn dây II qua diode 5. Ở thời điểm này cường độ dòng điện ở cuộn dây I bằng 0. Vì vậy không có dòng điện chạy trong cuộn dây I.

    Bằng cách giải thích tương tự từ các vị trí (b) tới (f) dòng điện xoay chiều được chỉnh lưu bằng cách cho qua 2 diode và dòng điện tới các phụ tải được duy trì ở một giá trị không đổi.

    4. 3. Máy phát điện có điện áp điểm trung hoà

    4.3.1. Điện áp điểm trung hoà

    [​IMG][​IMG]

    Hình 25. Điện áp điểm trung hoà

    Máy phát điện xoay chiều thông thường dùng 6 diode để chỉnh lưu dòng điện xoay chiiều 3 pha (AC) thành dòng điện một chiều (DC).

    Điện áp ra tại điểm trung hoà là nguồn cung cấp điện cho rơle đèn báo nạp. Có thể thấy điện áp trung bình của điểm trung hoà bằng 1/2 điện áp ra một chiều. Trong khi dòng điện ra đi qua máy phát, điện áp tại điểm trung hoà phần lớn là dòng điện một chiều nhưng nó cũng có một phần là dòng điện xoay chiều. Phần dòng điện xoay chiều này được tạo ra mỗi pha. Khi tốc độ của máy phát vượt quá 2,000 tới 3,000 vòng/phút thì giá trị cực đại của phần dòng điện xoay chiều vượt quá điện áp ra của dòng điện một chiều.

    [​IMG]
    Điều đó có nghĩa là so với đặc tính ra của máy phát điện xoay chiều không có các diode tại điểm trung hoà, điện áp ra tăng dần dần từ khoảng 10 tới 15% ở tốc độ máy phát thông thường là 5,000 vòng/phút.

    4.3.2 Sơ đồ mạch điện và cấu tạo

    Để bổ sung sự thay đổi điện thế tại điểm trung hoà vào điện áp ra một chiều của máy phát không có diode ở điểm trung hoà người ta bố trí 2 diode chỉnh lưu giữa cực ra (B) và đất (E) và nối với điểm trung hoà. Những diode này được đặt ở giá đỡ bộ chỉnh lưu.

    5. HOẠT ĐỘNG CỦA TIẾT CHẾ

    5.1. Điều chỉnh dòng điện phát ra

    5.1.1 Sự cần thiết phải điều chỉnh cường độ dòng điện phát ra

    Máy phát điện dùng trên xe quay cùng với động cơ. Vì vậy, khi xe hoạt động tốc độ động cơ thường xuyên thay đổi và do đó tốc độ của máy phát không ổn định. Nếu máy phát không có bộ ổn áp thì hệ thống nạp không thể cung cấp dòng điện ổn định cho các thiết bị điện.

    Do đó, mặc dù tốc độ của máy phát thay đổi thì điện áp ở các thiết bị điện vẫn phải duy trì không đổi và tuỳ theo sự thay đổi cường độ dòng điện trong mạch cần phải điều chỉnh. Trong máy phát xoay chiều việc điều chỉnh như trên được điều chỉnh bởi bộ tiết chế vi mạch.

    5.1.2 Nguyên lí điều chỉnh

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 27. Tự điều khiển dòng điện Hình 28. Nguyên tắc tiết chế

    Nhìn chung cường độ dòng điện tạo ra có thể được thay đổi bằng phương pháp sau đây.

    -Tăng hoặc giảm lực từ trường(Rotor)

    -Tăng tốc hoặc giảm tốc độ quay của nam châm.

    Khi áp dụng phương pháp thay đổi tốc độ của rotor đối với máy phát điện xoay chiều trên xe, tốc độ quay của rotor không thể điều khiển được vì nó quay cùng với động cơ. Nói cách khác, điều kiện có thể thay đổi một cách tự do trong máy phát xoay chiều trên xe là lực từ trường (rotor). Trong thực tế việc thay đổi cường độ dòng điện đi vào cuộn dây rotor (dòng tạo từ trường) sẽ làm thay đổi lực từ trường.

    Bộ tiết chế vi mạch điều chỉnh cường độ dòng điện của máy phát xoay chiều bằng cách điều khiển dòng điện tạo từ trường do đó điện áp tạo ra luôn ổn định khi tốc độ quay của rotor thay đổi và khi dòng điện sử dụng thay đổi.

    Tự điều khiển đối với dòng điện ra cực đại:

    Đặc tính của máy phát điện là dòng điện ra hầu như ổn định khi tốc độ quay của máy phát vượt quá một tốc độ nhất định (tự điều khiển) vì vậy khi tải vượt quá dòng điện ra cực đại thì điện áp sụt. Một đặc tính khác của máy phát điện xoay chiều là dòng điện ra giảm đi khi máy bị nóng vì điện trở ở mỗi bộ phận thay đổi theo nhiệt độ ngay cả khi tốc độ không đổi.

    Gợi ý khi sửa chữa:

    - Nếu đai chữ V bị trượt thì tốc độ máy phát sẽ thấp hơn yêu cầu và dòng điện tạo ra sẽ giảm xuống làm cho ắc qui hết điện điện.

    - Nếu dòng điện tiêu thụ lớn hơn so với dòng điện tạo ra thì điện áp vào ắc qui sẽ bị tiêu thụ và làm cho ắc qui bị hết điện.

    - Khi máy phát quay ở tốc độ thấp (khi động cơ quay không tải) dòng điện tạo ra có cường độ thấp. Vì vậy khi nhiều thiết bị điện chẳng hạn như bộ sưởi ấm và đèn pha đang bật, thì phải sử dụng điện từ ắc qui. Nếu tình trạng này kéo dài thì ắc qui sẽ hết điện.

    Đối với một số loại máy phát đời cũ, người ta dùng một tiết chế riêng để ổn định điện áp. Đó là tiết chế loại rung và tiết chế bán dẫn.

    5.2 Tiết chế loại rung

    Tiết chế loại rung thường gồm một relay điều chỉnh điện và một relay đèn báo nạp. Nó hiệu chỉnh điện áp máy phát bằng cách đóng mở tiếp điểm.

    Relay điều chỉnh điện có cấu tạo như hình bên dưới. Lực điện từ làm thay đổi vị trí của tiếp điểm.

    [​IMG]

    Hình 29. Hoạt động của tiếp điểm

    Sơ đồ của máy phát đời cũ và tiết chế loại rung được trình bày như hình bên dưới.

    [​IMG]

    Hình 30. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của một tiết chế loại rung

    Hình vẽ trên là một sơ đồ mạch điện ví dụ của một tiết chế loại rung. Cơ sở hoạt động của các tiết chế loại rung là các relay. Trên hình vẽ, có hai relay, relay điều chỉnh điện với cuộn dây Wu và relay điều khiển đèn báo nạp.

    - Khi bật IG/SW, có dòng điện:

    Ø + accu → đèn báo nạp → tiếp điểm K1' → khung relay đèn báo → mát: đèn báo nạp sáng.

    Ø + accu → IG → tiếp điểm K1 → khung relay điều chỉnh điện → F → Wkt → mát: cung cấp một dòng kích từ ban đầu cho máy phát.

    - Khi rotor máy phát quay, có sự biến thiên từ thông đi qua stator làm sinh ra điện áp xoay chiều 3 pha.

    Ø Dòng điện tại điểm trung hòa của stator → N → Wdgm → khung relay đèn báo → mát: tiếp điểm K1' ngắt, K2' dẫn, đèn báo nạp tắt.

    Ø + accu → IG → Wu → R3 → K2' → mát: cung cấp dòng điện qua cuộn dây relay điều chỉnh điện.

    - Khi điện áp máy phát đủ lớn, dòng điện qua Wu đủ khả năng hút tiếp điểm K1 hở ra, dòng điện qua Wkt không thể đi qua K1 nữa nên có dòng điện đi từ IG → R1 → F → Wkt → mát: dòng điện qua cuộn kích từ lúc này bị hạn chế bởi điện trở R1. Tiết chế sẽ dẫn và ngắt (rung) ở tiếp điểm K1 để duy trì điện áp phát ra.

    - Khi tốc độ máy phát tăng quá cao, điện trở R1 không còn khả năng hạn dòng, điện áp tăng lên. Lúc này, dòng điện qua Wu đủ lớn để kéo cần tiếp điểm, làm K2 dẫn. Hai đầu Wkt nối mát nên không có dòng điện đi qua. Tiếp điểm K2 được dẫn và ngắt (rung) để duy trì điện áp máy phát.

    - Điện trở R2 dùng để bảo vệ tiếp điểm K1, khi K1 dẫn và ngắt làm sinh ra sức điện động trong Wkt, dòng điện này sẽ đi qua R2 mà không phóng qua K1.

    - R3 là điện trở bù nhiệt. Nhiệt độ môi trường tăng lên hay do sự tỏa nhiệt của các thiết bị làm điện trở của Wu (làm bằng đồng) tăng lên → điện áp hiệu chỉnh tăng lên. R3 là loại nhiệt điện trở âm bù lại sự tăng của Wu, ổn định điện áp máy phát theo nhiệt độ.

    5.3 Tiết chế bán dẫn

    [​IMG]

    Hình 31. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của một tiết chế bán dẫn

    Tiết chế bán dẫn hoạt động dựa trên nguyên tắc nhận biết điện áp máy phát bằng diode Zenner để điều khiển dòng qua cuộn kích từ bằng transistor công suất. Điện áp máy phát được đưa qua một cầu phân áp để dẫn (ngắt) Zenner. Tín hiệu này được cho qua một bộ điều khiển trung gian để cuối cùng ngắt (dẫn) transistor điều khiển dòng qua cuộn kích từ, duy trì điện áp tại mức hiệu chỉnh. Sau đây là ví dụ về hoạt động của một tiết chế bán dẫn.

    - Khi bật IG/SW, có dòng điện:

    Ø + accu → đèn báo nạp và R5 → R1: phân cực thuận cho T2 và T3 làm T2 và T3 dẫn.

    Ø + accu → đèn báo nạp và R5 → Wkt → F → T2, T3 → mát: cung cấp dòng kích từ ban đầu cho máy phát.

    - Khi rotor máy phát quay, từ thông qua stator biến thiên làm sinh ra dòng điện xoay chiều 3 pha. Dòng điện này được chỉnh lưu bởi TriO để tắt đèn báo nạp và cung cấp vào đầu dương của Wkt.

    - Khi tốc độ rotor đủ lớn làm cho điện áp phát ra lớn hơn điện áp hiệu chỉnh, điện áp rơi trên R3 trong cầu phân áp R2,R3 đủ lớn làm cho Zenner Dz dẫn → T1 dẫn → T2,T3 ngắt → ngắt dòng qua Wkt → điện áp máy phát giảm xuống. Quá trình lặp lại để ổn định điện áp tại mức hiệu chỉnh.

    - D2 dùnh để dập sức điện động tự cảm sinh ra trong Wkt khi T2, T3 dẫn và ngắt.

    5.4 Bộ tiết chế vi mạch

    5.4.1 Cấu tạo của bộ tiết chế vi mạch

    Bộ tiết chế vi mạch chủ yếu gồm có vi mạch, cánh tản nhiệt và giắc nối. Việc sử dụng vi mạch làm cho bộ tiết chế có kích thước nhỏ gọn.

    5.4.2 Các loại bộ tiết chế vi mạch

    - Loại nhận biết ắc qui: Loại tiết chế vi mạch này nhận biết ắc qui nhờ cực S (cực nhận biết từ ắc qui) và điều chỉnh điện áp ra theo giá trị qui định.

    - Loại nhận biết máy phát: Loại tiết chế vi mạch này xác định điện áp bên trong của máy phát và điều chỉnh điện áp ra theo giá trị qui định.

    Các đầu ra trên giắc cắm:

    [​IMG]

    Hình 32. Đầu ra trên tiết chế vi mạch

    5.4.3 Chức năng của bộ tiết chế vi mạch

    Ø Bộ tiết chế vi mạch có các chức năng sau đây.

    - Điều chỉnh điện áp.

    - Cảnh báo khi máy phát không phát điện và tình trạng nạp không bình thường.

    Ø Bộ tiết chế vi mạch cảnh báo bằng cách bật sáng đèn báo nạp khi xác định được các sự cố sau đây.

    - Đứt mạch hoặc ngắn mạch các cuộn dây rotor.

    - Cực S bị ngắt.

    - Cực B bị ngắt.

    - Điện áp tăng vọt quá lớn (điện áp ắc qui tăng do ngắn mạch giữa cực F và cực E).

    5.4.4 Các đặc tính của bộ tiết chế vi mạch

    - Đặc tính tải của ắc qui

    Điện áp ra không đổi hoặc ít thay đổi (nhỏ hơn hoặc bằng 0,1 tới 0,2 V) khi tốc độ máy phát thay đổi.

    - Đặc tính phụ tải bên ngoài

    Điện áp ra nhỏ đi khi dòng điện phụ tải tăng lên. Sự thay đổi điện áp, thậm chí ở tải định mức hoặc dòng điện ra cực đại của máy phát vào khoảng giữa 0,5 tới 1 V. Nếu tải vượt quá khả năng của máy phát thì điện áp ra sẽ sụt đột ngột.

    - Đặc tính nhiệt độ

    Nhìn chung điện áp ra sẽ giảm đi khi nhiệt độ tăng lên.

    Vì điện áp ra sụt ở nhiệt độ cao (Ví dụ vào mùa hè tăng lên ở nhiệt độ cao, vào mùa đông thì giảm xuống). Việc nạp đầy đủ phù hợp với ắc qui được thực hiện ở mọi thời điểm.

    [​IMG][​IMG][​IMG]

    Hình 33. Đặc tính của tiết chế vi mạch

    5.5 Điều khiển đầu ra bằng bộ tiết chế vi mạch

    Sau đây sẽ giải thích cơ chế mà bộ tiết chế vi mạch giữ được điện áp tạo ra ổn định và nguyên lí hoạt động của nó để đạt được chức năng này. Ở đây sử dụng bộ tiết chế vi mạch loại nhận biết ắc qui làm ví dụ.

    5.5.1. Hoạt động bình thường

    5.5.1.1 Khi khoá điện ở vị trí ON và động cơ tắt máy

    [​IMG]

    Hình 34. Khi khoá điện ON

    Khi bật khoá điện lên vị trí ON, điện áp ắc qui được đặt vào cực IG. Kết quả là mạch M.IC bị kích hoạt và Transistor Tr1 được mở ra làm cho dòng kích từ chạy trong cuộn dây rotor. Ở trạng thái này dòng điện chưa được tạo ra do vậy bộ tiết chế làm giảm sự phóng điện của ắc qui đến mức có thể bằng cách đóng ngắt Transistor Tr1 ngắt quãng. Ở thời điểm này điện áp ở cực P = 0 và mạch M.IC sẽ xác định trạng thái này và truyền tín hiệu tới Transistor Tr2 để bật đèn báo nạp.

    5.5.1.2 Khi máy phát đang phát điện (điện áp thấp hơn điện áp điều chỉnh)

    Động cơ khởi động và tốc độ máy phát tăng lên, mạch M.IC mở Transistor Tr1 để cho dòng kích từ đi qua và do đó điện áp ngay lập tức được tạo ra. Ở thời điểm này nếu điện áp ở cực B lớn hơn điện áp ắc qui, thì dòng điện sẽ đi vào ắc qui để nạp và cung cấp cho các thiết bị điện. Kết quả là điện áp ở cực P tăng lên. Do đó mạch M.IC xác định trạng thái phát điện đã được thực hiện và truyền tín hiệu đóng Transistor Tr2 để tắt đèn báo nạp.

    [​IMG]

    Hình 35. Khi máy phát đang phát điện

    5.5.1.3 Khi máy phát đang phát điện (điện áp cao hơn điện áp điều chỉnh)

    [​IMG]

    Hình 36. Khi điện áp máy phát cao hơn điện áp hiệu chỉnh

    Nếu Transistor Tr1 tiếp tục mở, điện áp ở cực B tăng lên. Sau đó điện áp ở cực S vượt quá điện áp điều chỉnh, mạch M.IC xác định tình trạng này và đóng Transistor Tr1. Kết quả là dòng kích từ qua cuộn dây rotor giảm, điện áp ở cực B (điện áp được tạo ra) giảm xuống. Sau đó nếu điện áp ở cực S giảm xuống tới giá trị điều chỉnh thì mạch M.IC sẽ xác định tình trạng này và mở Transistor Tr1. Do đó dòng kích từ của cuộn dây rotor tăng lên và điện áp ở cực B cũng tăng lên. Bộ tiết chế vi mạch giữ cho điện áp ở cực S (điện áp ở cực ắc qui) ổn định (điện áp điều chỉnh) bằng cách lặp đi lặp lại các quá trình trên. Diode D1 hấp thụ sức điện động ngược sinh ra trên cuộn rotor do đóng mở transistor Tr1.

    5.5.2. Hoạt động không bình thường

    5.5.2.1 Khi cuộn dây Rotor bị đứt

    Khi máy phát quay, nếu cuộn dây Rotor bị đứt thì máy phát không phát ra điện và điện áp ở cực P = 0.

    Khi mạch M.IC xác định được tình trạng này này mở Transistor Tr2 để bật đèn báo nạp cho biết hiện tượng không bình thường này.

    [​IMG]

    Hình 37. Khi Rotor bị đứt

    5.5.2.2 Khi cuộn dây Rotor bị chập (ngắn mạch)

    [​IMG]

    Hình 38. Khi Rotor bị ngắn mạch

    Khi máy phát quay nếu cuộn dây rotor bị chập điện áp ở cực B được đặt trực tiếp vào cực F và dòng điện trong mạch sẽ rất lớn. Khi mạch M.IC xác định đựơc tình trạng này nó sẽ đóng Transistor Tr1 để bảo vệ và đồng thời mở Transistor Tr2 để bật đèn báo nạp để cảnh báo vì tình trạng không bình thường này.

    5.5.2.3 Khi cực S bị ngắt

    Khi máy phát quay, nếu cực S ở tình trạng bị hở mạch thì mạch M.IC sẽ xác định khi không có tín hiệu đầu vào từ cực S do đó mở Transistor Tr2 để bật đèn báo nạp. Đồng thời trong mạch M.IC, cực B sẽ làm việc thay thế cho cực S để điều chỉnh Transistor Tr1 do đó điện áp ở cực B đựơc điều chỉnh để ngăn chặn sự tăng điện áp không bình thường ở cực B.

    [​IMG]

    Hình 39. Khi cực S bị ngắt

    5.5.2.4 Khi cực B bị ngắt

    Khi máy phát quay, nếu cực B ở tình trạng bị hở mạch, thì ắc qui sẽ không được nạp và điện áp ắc qui (điện áp ở cựcS) sẽ giảm dần.

    Khi điện áp ở cực S giảm, bộ tiết chế vi mạch làm tăng dòng kích từ để tăng dòng điện tạo ra. Kết quả là điện áp ở cực B tăng lên.

    Tuy nhiên mạch M.IC điều chỉnh dòng kích từ sao cho điện áp ở cực B không vượt quá 20 V để bảo vệ máy phát và bộ tiết chế vi mạch.

    Khi điện áp ở cực S thấp (11 tới 13 V) mạch M.IC sẽ điều chỉnh để bật đèn báo nạp và điều chỉnh dòng kích từ sao cho điện áp ở cực B giảm đồng thời bảo vệ máy phát và bộ tiết chế vi mạch.

    [​IMG]

    Hình 40. Khi cực B bị ngắt

    5.5.2.5 Khi có sự ngắn mạch giữa cực F và cực E

    Khi máy phát quay, nếu có sự ngắn mạch giữa cực F và cực E thì điện áp ở cực B sẽ được nối thông với mát từ cực E qua cuộn dây rotor mà không qua cực transistor Tr1. Kết quả là điện áp ra của máy phát trở lên rất lớn vì dòng kích từ không được điều khiển bởi transistor, điện áp ở cực S sẽ vượt điện áp điều chỉnh. Mạch M.IC xác định được cực này và mở transistor Tr2 để bật đèn báo nạp để chỉ ra sự không bình thường này.

    [​IMG]

    Hình 41. Khi chân F nối mát

    5.6 Một số loại tíêt chế vi mạch khác

    5.6.1. Hoạt động của bộ tiết chế vi mạch loại nhận biết điện áp ở máy phát

    Về cơ bản hoạt động của loại này cũng giống như loại nhận biết ắc qui nhưng bộ tiết chế vi mạch loại nhận biết điện áp máy phát không có cực S để xác định điện áp ắc qui. Như vậy mạch M.IC trực tiếp xác định điện áp tạo ra bởi máy phát từ cực B và điều chỉnh điện áp máy phát cũng như điều chỉnh đèn báo nạp.

    [​IMG]

    Hình 42. Tiết chế vi mạch nhận biết điện áp ở máy phát

    5.6.2 Bộ tiết chế vi mạch có cực M

    5.6.2.1 Vai trò của cực M

    Bộ phận sưởi điện PTC:

    Bộ phận sưởi này được dùng để hâm nóng nước làm mát động cơ khi hiệu suất sưởi không đủ (đặt trong lõi sưởi).

    Đối với xe có bộ phận sưởi điện PTC, nếu bộ phận sưởi PTC được sử dụng khi động cơ chạy ở trạng thái không tải thì điện năng tiêu thụ sẽ lớn hơn điện năng do máy phát tạo ra. Vì lí do này người ta trang bị thêm cực M. Cực M truyền tình trạng phát điện của máy phát tới ECU động cơ thông qua transistor Tr3 được lắp đồng bộ với transistor Tr1 để điều khiển dòng kích từ. ECU động cơ điều khiển chế độ không tải của động cơ và bộ phận sưởi điện PTC theo tín hiệu được truyền từ cực M

    5.6.2.2 Hoạt động

    [​IMG]

    Hình 43. Sơ đồ máy phát có cực M


    Vì transistor Tr3 được nối đồng bộ với transistor Tr1 nên khi Tr1 mở thì Tr3 cũng mở. Cực M sẽ phát ra tín hiệu thay đổi dưới dạng xung.

    Khi bộ phận sưởi điện PTC làm việc

    [​IMG]

    Hình 44. Khi bộ phận sưởi làm việc

    Khi bộ phận sưởi điện PTC không làm việc

    [​IMG]

    Hình 45. Khi bộ phận sưởi không làm việc

    6. KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA MÁY PHÁT

    6.1 Tháo rã máy phát:

    [​IMG]

    Hình 46. Sơ đồ tháo rã máy phát

    6.1.1 Tháo puli

    Dùng máy siết hơi tháo đai ốc. Dùng giẻ giữ chặt puli không cho nó xoay.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 47. Tháo Puli Hình 48. Tháo nắp sau

    6.1.2 Tháo rã nắp sau

    Tháo đai ốc và phiến cách điện ra khỏi chân B. Tháo 3 đai ốc và chân mát, sau đó lấy nắp sau ra ngoài.

    6.1.3 Tháo rã vòng kẹp chổi than

    Tháo 2 con vít và lấy vòng kẹp chổi than ra ngoài.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 49. Tháo vòng kẹp chổi than Hình 50. Tháo tiết chế vi mạch

    6.1.4 Tháo rã tiết chế vi mạch

    Tháo 3 con vít và lấy tiết chế vi mạch ra ngoài.

    6.1.5 Tháo bộ chỉnh lưu

    Tháo 4 con vít và lấy bộ chỉnh lưu ra ngoài. Tháo miếng đệm.

    [​IMG] [​IMG] [​IMG]

    Hình 51. Tháo bộ chỉnh lưu Hình 52. Tháo nắp sau Hình 53. Tháo rotor

    6.1.6 Tháo rã nắp sau

    Tháo 4 con đai ốc. Dùng bộ cảo tháo rời nắp sau.

    6.1.7 Tháo rotor

    Chú ý: đừng làm mất các miếng đệm.

    6.2 Kiểm tra các chi tiết

    6.2.1 Kiểm tra điện trở cuộn dây rotor

    Dùng VOM kiểm tra điện trở giữa hai vòng tiếp điện. Ghi nhận rồi sau đó so sánh với giá trị cho phép.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 54. Kiểm tra Rotor

    6.2.2 Kiểm tra cách điện cuộn rotor

    Dùng VOM đo điện trở giữa trục (mát) và vòng tiếp điện. Chúng phải không thông nhau.

    6.2.3 Đo đường kính ngoài và kiểm tra vòng tiếp điện

    Dùng thước kẹp đo đường kính ngoài rồi so sánh với giá trị cho phép.

    Làm nhẵn bề mặt vòng tiếp điện nếu bề mặt gồ ghề bằng giấy nhám nhuyễn.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 55. Kiểm tra vòng tiếp điện Hình 56. Kiểm tra thông mạch Stator

    6.2.4 Kiểm tra thông mạch cuộn dây stator

    Dùng VOM kiểm tra thông mạch giữa các đầu cuộn dây. Mỗi cặp đầu dây phải thông nhau.

    6.2.5 Kiểm tra cách điện cuộn stator

    Dùng VOM kiểm tra cách điện giữa các đầu cuộn dây và má cực. Chúng phải cách điện với nhau.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 57. Kiểm tra cách điện Stator Hình 58. Kiểm tra diode chỉnh lưu

    6.2.6 Kiểm tra các diode chỉnh lưu

    Dùng VOM kiểm tra diode cực dương và diode cực âm. Nếu dùng đồng hồ số thì bật sang thang đo diode.

    - Kiểm tra diode cực âm: Để kiểm tra, ta đo các đầu E (mát) với các điểm từ P1 đến P4.

    - Kiểm tra diode cực dương: Để kiểm tra, ta đo đầu B (dương) với các điểm từ P1 đến P4.

    6.2.7 Kiểm tra chổi than

    Dùng thước kẹp đo phần nhô ra của chổi than rồi so sánh với giá trị tiêu chuẩn. Nếu nhỏ hơn, ta phải thay thế chổi than. Kiểm tra chổi than có bị nứt hay vỡ không.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 59. Kiểm tra chổi than Hình 60. Kiểm tra ổ bi

    6.2.8 Kiểm tra ổ bi

    Xoay ổ bi bằng tay và cảm nhận có tiếng ồn và chặt khít hay không.
     
  2. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    106
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,102 lít xăng
  3. giaothong91
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    15/11/15
    Số km:
    205
    Được đổ xăng:
    65
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    803 lít xăng
    hình gì ko xem được gì hết vậy, đăng bài cũng cần xem lại chứ
     
  4. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    106
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,102 lít xăng
    :))
     
  5. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    106
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,102 lít xăng
    đăng lên bửa nay không được đổ xăng nửa rồi,, oto hui bửa nay dể làm chán quá
     

Chia sẻ trang này