Hcmute nghiên cứu chế tạo thử nghiệm thiết bị kiểm tra tiết chế thế hiệu của máy phát điện xoay chiều ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU - CHÊ TAO THỬ NGHIÊM THIÊT BI KIÊM TRA TIÊT CHÊ THÊ HIÊU CỦA MÁY PHÁT ÐIỆN XOAY CHIỀU Ô TÔ S K C 0 9 MÃ SỐ: T2013-72 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU - CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM THIẾT BI ̣ KIỂM TRA TIẾT CHẾ THẾ HIỆU CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Ô TÔ Mã số: T2013-72 Chủ nhiệm đề tài: GVC THS NGUYỄN QUỐC ĐA ̣T TP HCM, 12/2013 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU - CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM THIẾT BI ̣ KIỂM TRA TIẾT CHẾ THẾ HIỆU CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Ô TÔ Mã số: T2013-72 Chủ nhiệm đề tài: GVC THS NGUYỄN QUỐC ĐA ̣T TP HCM, 12/2013 Luan van DANH MỤC BẢNG BIỂU TRANG - Đặc tuyến và hiệu điện thế máy phát phụ thuộc dòng kích - Đặc tính hiệu chỉnh thế hiệu của máy phát - Sơ đồ tiế t chế bán dẫn PNP - Sơ đồ tiế t chế bán dẫn NPN 10 - Sơ đồ tiế t chế bán dẫn PP 350 13 - Sơ đồ tiế t chế vi ma ̣ch xe KAMAZ 13 - Sơ đồ tiế t chế vi ma ̣ch loa ̣i D 15 - Sơ đồ tiế t chế vi ma ̣ch loa ̣i M 15 - Đặc tuyến của tiết chế vi mạch 16 - Sơ đồ khố i ma ̣ch nguồ n ổ n áp bản 22 - Sơ đồ khố i ma ̣ch nguồ n 9V- 35V 24 - Sơ đồ khố i mạch nguồn 24V 25 - Sơ đồ khố i ma ̣ch nguồ n 12V 26 - Sơ đồ khố i ma ̣ch nguồ n accu 26 - Sơ đồ khố i ma ̣ch nguồ n hoàn chin ̉ h 27 - Sơ đồ khố i ma ̣ch đèn kiể m tra 28 - Sơ đồ khố i các bô ̣ phâ ̣n của thiế t bi 31 ̣ - Sơ đồ khố i cho ̣n ̣ điê ̣n áp 33 - Sơ đồ khố i cho tiế t chế PNP 34 - Sơ đồ khố i cho tiế t chế NPN 35 - Sơ đồ khố i cho tiế t chế 24V 36 Luan van DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AC: Alternating Current B: Battery DC: Direct Current E: Earth F: Field IG: Ignition L: Light P: Phase SW: Switch Luan van DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VI ̣PHỐI HỢP CHÍNH 1- DANH SÁCH NHỮ NG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI: GVC THS NGUYỄN QUỐC ĐA ̣T 2- ĐƠN VI ̣PHỐI HỢP CHÍNH : KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ NPHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Luan van MỤC LỤC DANH MỤC TRANG Phần I: MỞ ĐẦU I.1 TỞNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC I.2 TÍNH CẤP THIẾT I.3 MỤC TIÊU I.4 CÁCH TIẾP CẬN I.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU I.6 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Phần II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU II.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRÊN Ô TÔ II.1.1 Phƣơng pháp điều chỉnh điện II.1.2 Một số loại tiết chế tiêu biểu II.2 MỘT SỐ TIẾT CHẾ THỰC TRÊN Ô TÔ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỪNG LOẠI 22 II.3 NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ KIỂM TRA TIẾT CHẾ 22 II.3.1 Chức yêu cầu máy kiểm tra tiết chế 22 II.3.2 Tiến trình nghiên cứu, thiết kế 29 II.3.3 Tở ng quan về thiế t bi ̣chế ta ̣o thƣ̉ nghiê ̣m và hƣớng dẫn sƣ̉ du ̣ng 29 II.3.4 Tiế n hành kiể m tra mô ̣t số loa ̣i tiế t chế thƣ̣c tế 37 Phần III: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ III.1 KẾT LUẬN 42 III.2 KIẾN NGHỊ 42 Luan van Phần I: MỞ ĐẦU I.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC: Hiện nay, việc nghiên cứu – chế tạo thiết bị kiểm tra phục vụ giảng dạy học tập nhà trƣờng Đại học phổ biến giới nhƣng hạn chế trƣờng Việt Nam nói chung ngành khí động lực trƣờng ta nói riêng giai đoạn Do đó, việc chế tạo thiết bị kiểm tra phù hợp dùng giảng dạy thực hành cho khoa Cơ khí Động lực trở nên cần thiết Nó vừa mang tính khoa học, vừa tiết kiệm thời gian đồng thời giúp ngƣời học dễ hiểu, dễ thao tác Qua đó, ngƣời học rút đƣợc nhiều kiến thức thực tế, thao tác chuẩn, tăng hiệu q trình đào tạo I.2 TÍNH CẤP THIẾT: Các sở đào tạo thiếu thiết bị kiểm tra tiết chế hiệu ô tô I.3 MỤC TIÊU: Nghiên cứu, tính tốn lý thuyết làm sở chế tạo thƣ̉ nghiê ̣m thiết bị kiểm tra phục vụ công tác đào tạo I.4 CÁCH TIẾP CẬN: Qua nghiên cứu lý thuyết để tƣ tìm phƣơng án thiết kế chế tạo thử nghiệm thiết bị đáp ứng đƣợc mục tiêu đặt I.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:  Tham khảo tài liệu, thu thập thơng tin có liên quan  Nghiên cứu tài liệu mơ hình có liên quan I.6 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: - Đối tƣợng nghiên cứu: Thiết bị kiểm tra Tiết chế hiệu - Phạm vi nghiên cứu: Lý thuyết, tính tốn thiết kế chế tạo thử nghiệm Luan van Phần II : NỘI DUNG NGHIÊN CỨU II.1 CƠ SƠ LÝ THUYẾT ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRÊN Ô TÔ Khi điều chỉnh điện áp cƣờng độ dòng điện máy phát hệ thống cung cấp điện đối tƣợng điều chỉnh máy phát accu Hoạt động đồng thời máy phát accu xảy có thay đổi vận tốc quay phần ứng (rotor) máy phát, tải nhiệt độ phạm vi rộng Để phận tiếp nhận điện làm việc bình thƣờng điện lƣới điện phải khơng đổi Vì vậy, cần phải có điều chỉnh điện Trong trình vận hành, máy phát có trƣờng hợp tải vƣợt trị số định mức Điều dẫn đến tƣợng bị cháy, làm giảm khả chuyển đổi mạch nhiệt, dẫn đến tăng tải chi tiết khí hệ thống dẫn động máy phát Vì vậy, cần có thiết bị đảm bảo hạn chế dòng điện Tất chức hệ thống cung cấp điện cho ôtô, máy phát máy kéo đƣợc thực tự động nhờ điều chỉnh điện dòng điện Điện máy phát chiều xoay chiều đƣợc biểu diễn công thức: Umf = Ce.n. - 2Uo - Rtđ.Imf (1.1) Trong đó: Ce : số kết cấu máy phát Ce = pn/60.a (đối với máy phát chiều) Ce = 4.kp.k.ko.p.w/60 ( máy phát xoay chiều) kp : hệ số chỉnh lƣu, xác định qua tỉ số điện áp chỉnh lƣu trung bình điện áp pha n: vận tốc quay rotor máy phát 2Uo : độ sụt áp chỉnh lƣu máy phát (với máy phát chiều 2Uo độ sụt áp chổi than) Luan van Rtd : điện trở tƣơng đƣơng máy phát có tính đến độ sụt áp máy phát chỉnh lƣu (với máy phát xoay chiều Rtd : biến số phụ thuộc vào vận tốc quay rotor) Imf : dòng điện máy phát Ko : hệ số dây quấn K : hệ số dạng từ trƣờng Từ thơng máy phát đƣợc kích thích điện từ biểu diễn qua dịng kích thích  o  Ik (a  b I k ) Trong đó: o : từ dƣ a, b : hệ số đƣờng cong từ hóa  Umf  U2 U1 0 IK IK IK1 IK2 Hình 1: Đặc tuyến từ hiệu điện máy phát phụ thuộc vào dịng kích Để xác định hệ số a,b đƣờng đặc tính khơng tải (hình 1) ta chọn hai điểm: điểm đoạn thẳng, điểm đoạn bão hoà Bỏ qua ảnh hƣởng từ dƣ o độ sụt áp chỉnh lƣu 2Uo điểm chọn, ta viết: U1 = Ce.n.Ik1/(a + bIk1) Luan van II.3.3.3 Hƣớng dẫn sử dụng thiết bị II.3.3.3.1 Cách phân loại tiết chế bán dẫn PNP, NPN  Để phân biệt tiết chế loại trƣớc hết ta phải biết tiết chế hệ 12V hay 24V  Nếu tiết chế thuộc hệ 12V ta thực bƣớc sau: Nối chân B, F, E tiết chế vào tƣơng ứng vị trí chân tableau ThS NG Q́C ĐA ̣T Hình 37: Nối chân B, F, E tiết chế vào thiết bị Bật cơng tắc 12-24 sang vị trí 12 Bật cơng tắc 12V-24Vsang vị trí 12V Bật cơng tắc POWER 32 Luan van Hình 38: Bật cơng tắc chọn hệ 12-24 Bật cơng tắc NPN-PNP sang vị trí PNP đèn checking sáng tiết chế thuộc loại PNP Nếu đèn không sáng, bật công tắc NPN-PNP sang vị trí NPN, đèn sáng tiết chế thuộc loại NPN 33 Luan van Hình 39: Tiết chế thuộc loại PNP 34 Luan van  Nếu tiết chế tiết chế hệ 24V ta tiến hành tƣơng tự nhƣng phải bật cơng tắc 12-24 sang vị trí 24, cơng tắc 12V-24V sang vị trí 24V Hình 40: Tiết chế thuộc loại NPN 35 Luan van Hình 41: Tiết chế hệ 24V 36 Luan van II.3.4 Tiến hành kiểm tra số loại tiết chế thực tế II.3.4.1 Tiết chế Adian JFT149T ThS NG Q́C ĐA ̣T Hình 42: Nối chân B, F, E tiết chế vào thiết bị CÁC BƢỚC THỰC HIỆN Cắm chân B, F, E tiết chế vào thiết bị nhƣ ( hình 42) Bật cơng tắc 12-24 sang vị trí 12 Bật cơng tắc Power Bật cơng tắc NPN-PNP sang vị trí PNP Đèn checking sáng chứng tỏ tiết chế thuộc loại PNP (hình 43) Chỉnh biến trở cho điện áp nguồ n tăng dần lên, đèn checking sáng thêm (hình 44) 37 Luan van Hình 43: Đèn checking sáng Hình 44: Tăng dần điện áp ng̀ n 38 Luan van Hình 45: Ngưỡng điện áp hiệu chỉnh Khi điện áp hiệu chỉnh vƣợt mức hiệu chỉnh 14V tiết chế đèn checking tắt (hình 45) chứng tỏ tiết chế cịn tốt II.3.4.2 Tiết chế Adian JFT249T Ta cắm chân tiết chế vào thiết bị nhƣ hình (42) Bật cơng tắc 12-24 sang vị trí 24 Bật công tắc power Bật công tắc NPN-PNP sang vị trí PNP Đèn checking sáng chứng tỏ tiết chế thuộc loại PNP (hình 46) 39 Luan van Hình 46: Đèn checking sáng kiểm tra tiết chế hệ 24 Hình 47: Tăng dần điện áp ng̀ n 40 Luan van Xoay biến trở để tăng dần điện áp nguồ n , đèn checking sáng Khi điện áp máy phát vƣợt mức điện áp hiệu chỉnh, đèn checking tắt Chứng tỏ tiết chế hoạt động tốt (hình 48) Hình 48: Ngưỡng điện áp hiệu chỉnh tiết chế hệ 24 41 Luan van Phần III: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ III.1 KẾT LUẬN: Sau gần năm thực hiện, đề tài hoàn thành đạt đƣợc số kết sau: - Tổng hợp đầy đủ nội dung thông tin ổn định điện ô tô, đặc biệt loại điều chỉnh điện dùng máy phát điện xoay chiều; - Nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nghiệm thiết bị kiểm tra điều chỉnh điện; Ngồi ra, sản phẩm đề tài dùng cho tất cán giảng dạy học sinh sinh viên nghiên cứu hệ thống cung cấp điện ôtô III.2 KIẾN NGHỊ: Trên sở nội dung thuyết minh đề tài đƣợc biên soạn, ngƣời nghiên cƣ́u đã thi công thiết bị kiểm tra điều chỉnh điện tƣơng ứng với phần lý thuyết mà đề tài thực Tuy nhiên, kinh phí còn ̣n he ̣p nên sản phẩ m chƣa đƣơ ̣c thẩ m mỹ Nế u có điề u kiê ̣n về kinh phí , sản phẩm cần đƣợc trang bị ph ận với chất lƣơ ̣ng cao ngỏ hầu hoàn thiện phƣơng tiện giảng dạy học tập hệ thống cung cấp điện ôtô môn Điện tử ôtô khoa Cơ khí Động lực -Trƣờng đại học Sƣ phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh 42 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Đỗ Văn Dũng - TRANG BỊ ĐIỆN & ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ HIỆN ĐẠI, Nhà xuất ĐẠI HỌC QUỐC GIA - 2004; [2].Ths Lê Thanh Phúc - Giáo trình THỰC TẬP ĐIỆN Ơ TƠ I - ĐH SPKTTP HCM , Lưu hành nội bộ; [3] www.google.com; [4] www.datasheetcatalog.com; [5] www.dientuvietnam.com PHỤ LỤC: BÀI BÁO NỘI SAN KHOA CKĐ Luan van Hiện nay, việc nghiên cứu – chế tạo thiết bị kiểm tra phục vụ giảng dạy học tập nhà trường Đại học phổ biến giới hạn chế trường Việt Nam nói chung ngành khí động lực trường ta nói riêng giai đoạn Do đó, việc chế tạo thiết bị kiểm tra phù hợp dùng giảng dạy thực hành cho khoa Cơ khí Động lực trở nên cần thiết Nó vừa mang tính khoa học, vừa tiết kiệm thời gian đồng thời giúp người học dễ hiểu, dễ thao tác Qua đó, người học rút nhiều kiến thức thực tế, thao tác chuẩn, tăng hiệu trình đào tạo Từ nhâ ̣n thức trên, đã tiế n hành nghiên cứu để chế ta ̣o thử nghiê ̣m thiế t bi ̣ kiể m tra bô ̣ tiế t chế thế hiê ̣u của máy phát điê ̣n xoay chiề u ô tô với những mu ̣c tiêu đươ ̣c đă ̣t sau:  Chức  Phân loại tiết chế bán dẫn vi mạch PNP hoặc NPN  Kiểm tra tình trạng hoạt động các loại tiết chế ô tô  Yêu cầu  Điện áp tạo ổn định, thay đổi dãy rộng để việc kiểm tra xác  Kiểm tra tiết chế PNP và NPN hệ 12V hệ 24V  TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU:  Bộ nguồn: tạo điện áp ổn định thay đổi từ 10 vơn đến 35 vơn, có đầy đủ cực nguồn để kiểm tra tính loại tiết chế  Lắp ráp mạch nguồn thành nguồn hoàn chỉnh Luan van  KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIÊM ̣ Sau gầ n mô ̣t năm thực hiê ̣n lựa cho ̣n từng bô ̣ phâ ̣n và lắ p đă ̣t , thiế t bi ̣kiể m tra tiế t chế thế hiê ̣u của máy phát đ iê ̣n xoay chiề u ô tô cũng hoàn thành thử nghiê ̣m với kế t quả khả quan, đa ̣t mu ̣c tiêu mà đề tài nghiên cứu nêu Tổng quan bên thiết bị có dạng sau Luan van S K L 0 Luan van ... SỐ TIẾT CHẾ THỰC TRÊN Ô TÔ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỪNG LOẠI 22 II.3 NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ KIỂM TRA TIẾT CHẾ 22 II.3.1 Chức yêu cầu máy kiểm tra tiết chế 22 II.3.2 Tiến trình nghiên cứu, thiết. .. đầy đủ nội dung thông tin ổn định điện ô tô, đặc biệt loại điều chỉnh điện dùng máy phát điện xoay chiều; - Nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nghiệm thiết bị kiểm tra điều chỉnh điện; Ngoài ra,... máy phát Vì vậy, cần có thiết bị đảm bảo hạn chế dòng điện Tất chức hệ thống cung cấp điện cho ? ?tô, máy phát máy kéo đƣợc thực tự động nhờ điều chỉnh điện dòng điện Điện máy phát chiều xoay chiều