Thông tin tài liệu
LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Điện tử bản” biên soạn theo chương trình đào tạo nghề “Cơng nghệ tơ ban hành năm 2020 Giáo trình nhằm trang bị cho người học kiến thức linh kiện điện tử mạch điện tử sử dụng ô tô- xe máy, làm sở cho người học nghiên cứu mô đun khác chương trình đào tạo nghề “Cơng nghệ tơ” Giáo trình chia làm chương, đó: Chương Các kiến thức sở lý thuyết khái niệm linh kiện thụ động, linh kiện bán dẫn, ứng dụng chúng Chương Các kiến thức mạch điện tử mạch chỉnh lưu, mạch định thiên mạch khuếch đại Chương Các kiến thức mạch điện tử ô tô mạch định thiên, mạch tạo điện áp đánh lửa ô tô, mạch tiết chế Trong trình biên soạn, chúng tơi có nhiều cố gắng nhằm biên soạn ngắn gọn, cụ thể, trực quan cho phù hợp với đối tượng học nghề Tuy nhiên kinh nghiệm chưa nhiều nên chắn khơng thể tránh thiếu sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp từ độc giả bạn đồng nghiệp để chúng tơi tiếp tục hồn thiện giáo trình nhằm phục vụ bạn đọc tốt Mọi góp ý xin gửi về:Khoa Kỹ Thuật Điện – Trường Cao đẳng nghề Cơ điện- Xây dựng & Nông lâm Trung Bộ ĐT: 0563852418 Email: khoaktd@gmail.com Tham gia biên soạn Chủ biên: KS Lê Kim Ngọc Ths Vũ Xuân Phong KS Phạm Quang Khải MỤC LỤC NỘI DUNG Trang Lời giới thiệu Mục lục Giới thiệu môn học Chương 1: Khái niệm vật liệu linh kiện điện tử Sử dụng dụng cụ cầm tay máy đo VOM 9 1.1 Công dụng phương pháp sử dụng dụng cụ cầm tay nghề điện tử 1.2 Công dụng phương pháp sử dụng máy đo VOM 14 1.3 Sử dụng dụng cụ cầm tay nghề điện tử máy đo VOM 14 Vật liệu linh kiện thụ động 20 2.1 Công dụng đặc điểm kỹ thuật loại vật liệu, linh kiện điện - 20 điện tử thường dùng hệ thống mạch điện ô tô 2.2 Linh kiện thụ động 29 2.3 Đọc mã ký tự để xác định trị số linh kiện thụ động 33 2.4 Xác định chất lượng linh kiện VOM 34 Đi ốt bán dẫn 37 3.1 Cấu tạo, ký hiệu quy ước nguyên lý hoạt động ốt 37 3.2 Cách xác định cực tính chất lượng ốt 45 3.3 Xác định cực tính chất lượng ốt có cực điều khiển (SCR) 46 Transistor bán dẫn 47 4.1 Cấu tạo, ký hiệu quy ước, nguyên lý hoạt động transitor lưỡng cực 47 4.2 Các kiểu mạch định thiên transitor lưỡng cực 50 4.3 Xác định chủng loại, cực tính, chất lượng cân chỉnh chế độ làm việc 54 transitor lưỡng cực Chương 2: Các mạch điện tử 59 Mạch chỉnh lưu 59 1.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động loại mạch chỉnh lưu dùng ô tô 59 1.2 Kỹ thuật lắp ráp sửa chữa hư hỏng thông thường mạch 63 chỉnh lưu 1.3 Lắp ráp mạch chỉnh lưu cầu 65 1.4 Mạch chỉnh lưu bội áp 66 Transistor trường 67 2.1 Cấu tạo, ký hiệu quy ước, nguyên lý hoạt động transitor trường 67 2.2 Các kiểu mạch định thiên transitor trường 71 2.3 Xác định chủng loại, cực tính, chất lượng cân chỉnh chế độ 74 transitor trường Mạch khuyếch đại 78 3.1 Công dụng, cấu tạo mạch điện nguyên lý hoạt động kiểu 78 mạch khuếch đại 3.2 Kỹ thuật lắp ráp sửa chữa hư hỏng thông thường 81 mạch khuếch đại 3.3 Mạch khuếch đại ghép trực tiếp 82 Chương 3: Các mạch điện tử ô tô 84 Mạch tiết chế điện tử 84 1.1 Công dụng, sơ đồ khối nguyên lý hoạt động mạch tiết chế điện tử 84 ô tô 1.2 Hình dạng, đặc điểm tín hiệu ngõ vào khối mạch 90 tiết chế điện tử 1.3 Phương pháp kiểm tra thay khối hư hỏng mạch tiết chế 92 điện tử Mạch tạo điện áp đánh lửa 96 2.1 Công dụng, sơ đồ khối nguyên lý hoạt động mạch tạo điện áp 96 đánh lửa ô tơ 2.2 Hình dạng, đặc điểm tín hiệu ngõ vào khối mạch 108 tạo điện áp đánh lửa Tài liệu tham khảo 116 MƠN HỌC: ĐIỆN TỬ CƠ BẢN Mã mơn học: MH 08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị môn học môn học: - Vị trí môn học: Môn học bố trí sau học sinh học xong môn học, mô-đun sau: Giáo dục thể chất, giáo dục quốc phòng, kỹ thuật, vật liệu khí, vẽ kỹ thuật, ngoại ngữ, TH nguội bản, TH Hàn bản, kỹ thuật chung ô tô - Tính chất môn học: môn sở nghề bắt buộc - Ý nghĩa, vai trò môn học: môn học tạo kiến thức tảng để học viên nhanh chóng tiếp cận với môn học/modun nghề chuyên môn Mục tiêu môn học: Học xong mơn học học viên có khả năng: + Trình bày khái niệm, cấu tạo, ký hiệu, nguyên lý làm việc linh kiện điện tử mạch điện tử sử dụng ô tô + Nhận dạng đọc trị số linh kiện điện tử thụ động tích cực + Sử dụng sổ tay tra cứu linh kiện điện tử + Xác định chính xác chất lượng linh kiện thụ động, linh kiện tích cực + Lắp ráp sửa chữa mạch điện tử thường sử dụng thiết bị ô tô + Kiểm tra thay khối bị hỏng mạch điện: Mạch chỉnh lưu, mạch tiết chế, mạch đánh lửa điện tử CHƯƠNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Mục tiêu: Học xong chương người học có khả năng: - Trình bày cơng dụng dụng cụ cầm tay nghề điện tử máy đo VOM - Sử dụng dụng cụ cầm tay nghề điện tử máy đo VOM - Phát biểu chức loại vật liệu điện, điện tử thường dùng tơ - Trình bày chính xác cấu tạo, ký hiệu quy ước, quy luật mã màu, mã ký tự biểu diễn trị số R, C, L - Nhận dạng loại linh kiện bán dẫn thơng dụng Nội dung chính: Sử dụng dụng cụ cầm tay máy đo VOM 1.1 Công dụng phương pháp sử dụng dụng cụ cầm tay nghề điện tử a Công dụng và phương pháp sử dụng mỏ hàn thiếc * Cấu tạo mỏ hàn thường Bộ phận gia nhiệt Cần hàn Dây dẫn Mỏ hàn Hình 1.1 : Cấu tạo bên ngồi mỏ hàn thường Phần chính mỏ hàn thường phận gia nhiệt Trên ống sứ hình trụ rỗng, mặt tạo rãnh theo đường xoắn ốc, rãnh người ta đặt dây điện trở nhiệt, ruột ống sứ mỏ hàn đồng đỏ Đầu dây điện trở nhiệt bao phủ vòng (khoen) sứ nhỏ chịu nhiệt cách điện tốt, xuyên qua cần hàn đấu vào dây dẫn điện để dẫn điện vào mỏ hàn Hình 1.2: Cấu tạo bên mỏ hàn thường Khi mỏ hàn cấp nguồn xuất dòng điện chạy qua cuộn dây điện trở nhiệt (1) ống sứ (3), làm cho cuộn dây (4) nóng dần lên sinh nhiệt Nhiệt lượng truyền qua ống sứ cách điện sang đầu mỏ hàn (5) (đầu mỏ hàn nằm ống sứ cuộn dây) Đầu mỏ hàn làm đồng đỏ nên hấp thụ nhiệt Nhiệt lượng mỏ hàn toả nóng nhiệt độ nóng chảy thiếc nên ta đưa đầu mỏ hàn vào thiếc làm cho thiếc bị nóng chảy Vậy mỏ hàn sinh nhiệt * Cấu tạo mỏ hàn xung - Mỏ hàn xung thường sử dụng mạng điện lưới 110V hay 220V, mỏ hàn xung chế tạo gồm nhiều loại công suất khác : 45W, 60W, 75W 100W, tuỳ theo đối tượng hàn mà ta chọn loại mỏ hàn xung cho phù hợp Hình 1.3: Hình dạng bên ngồi mỏ hàn xung Bộ phận tạo nhiệt cho mỏ hàn xung chính phần dây dẫn làm mỏ hàn, dịng điện làm nóng mỏ hàn lấy từ cuộn thứ cấp (cuộn thứ cấp có hai cuộn: cuộn chính cấp dịng cho mỏ hàn ; cuộn phụ cấp dòng cho đèn báo biến áp hàn) Biến áp hàn có cuộn sơ cấp nối tiếp với nút ấn (công tắc nguồn) dây dẫn điện phích cắm để lấy điện xoay chiều vào Hình 1.4: Cấu tạo bên mỏ hàn xung Khi sử dụng mỏ hàn xung để hàn dùng ngón tay ấn vào cơng tắc để nối dịng điện vào cấp cho mỏ hàn, hàn xong trả lại trạng thái bình thường, dịng điện bị ngắt * Nguyên lý sinh nhiệt Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý sinh nhiệt mỏ hàn xung Khi cấp nguồn cho mỏ hàn, cuộn dây sơ cấp W1 biến áp (2) có dịng điện chạy qua làm xuất từ trường biến thiên Từ trường biến đổi móc vịng sang cuộn thứ cấp W2 biến áp (2) Lúc cuộn W2 xuất sức điện động cảm ứng từ cuộn sơ cấp W1 Khi đầu mỏ hàn (1) nối chập hai đầu cuộn W2 làm xuất dòng điện chạy qua mỏ hàn Hơn nữa, chế tạo người ta tính toán sử dụng cuộn dây W2 có đường kính to, ngược lại đầu mỏ hàn có đường kính nhỏ nhiều lần dịng điện lớn chạy từ cuộn W2 qua đầu mỏ hàn làm nóng mỏ hàn *Ưu nhược điểm mỏ hàn xung - Ưưu điểm Thời gian gia nhiệt nhanh ít tổn hao điện - Nhược điểm Kết cấu phức tạp, giá thành cao so với mỏ hàn thường * Những điểm cần lưu ý hàn nối Mỏ hàn thuộc loại gia nhiệt vậy: - Nên kiểm tra thường xuyên tình trạng cách điện mỏ hàn Nếu mỏ hàn bị điện chạm vỏ gây nguy hiểm, an toàn - Khi sử dụng mỏ hàn thường, tuyệt đối tránh va chạm mạnh làm vỡ sứ, hỏng cách điện, hoặc đứt dây điện trở nhiệ, làm mỏ hàn bị hỏng - Đối với mỏ hàn xung không ấn công tắc liên tục lâu, biến áp bị nhiệt, cháy biến áp làm hỏng mỏ hàn Sau lần hàn nên phủ kín đầu mỏ hàn lớp thiếc mỏng để hạn chế gỉ sét đầu mỏ hàn * Kỹ thuật hàn nối linh kiện Một mối hàn đạt tiêu chuẩn kỹ thuật tiếp xúc tốt điện, bền cơ, nhỏ gọn kích thước trịn láng hình thức - Quy trình hàn nối Bước 1: Xử lý hai điểm cần hàn Dùng dao hoặc giấy ráp cạo lớp ôxit bề mặt hai điểm cần hàn Ngồi cịn dùng axit hàn để nhanh chóng tẩy lớp ôxit Bước 2: Tráng thiếc Dùng mỏ hàn gia nhiệt điểm vừa xử lý (ở bước 1) tráng phủ lớp thiếc mỏng Chú ý Nếu bước làm chưa tốt (chưa tẩy lớp ôxit bề mặt) tráng thiếc không dính Bước 3: Hàn nối Đặt hai điểm cần hàn tiếp xúc với nhau, ấn đầu mỏ hàn sát vào hai vật cần hàn để gia nhiệt, đưa thiếc hàn vào điểm cần hàn thiếc hàn nóng chảy bao phủ kín điểm hàn sau nhấc mỏ hàn dây thiếc hàn hai hướng khác * Một số điểm cần ý thao tác hàn 10 - Nếu điểm hàn chưa đủ nóng, thiếc chưa chảy lỏng hồn tồn mối hàn khơng trịn láng (khơng nhẵn bóng), khơng đảm bảo tiếp xúc tốt điện độ bền - Để sửa mối hàn, ta dùng nhựa thơng cách ấn đầu mỏ hàn vào nhựa thông ấn sát vào mối hàn cần sửa thiếc hàn nóng chảy lỏng hồn tồn ta nhấc mỏ hàn - Khi hàn linh kiện bán dẫn điốt, tranzitor, nên dùng kẹp kim loại kẹp vào chân linh kiện để tản nhiệt, tránh làm hỏng linh kiện Tỳ điều kiện, vị trí điểm hàn nên cách thân linh kiện ít 1cm sử dụng mỏ hàn có cơng suất nhỏ - Trong trình hàn, việc định vị chân linh kiện cho chắn quan trọng thông thường, với linh kiện điện tử có từ hai chân trở lên, ban đầu ta không thiết phải hàn chân trước mà nên gá sơ chân trước để định vị sau đó, hàn chân khác cho được, cuối hàn lại chân gá ban đầu - Không để mỏ hàn tiếp xúc lâu vào điểm hàn chân linh kiện để lâu dễ làm bong mạch in hỏng linh kiện - Trong thao tác hàn tuyệt đối không vảy mỏ hàn làm thiếc bắn gây nguy hiểm cho người thiết bị b Công dụng và phương pháp sử dụng dụng cụ hút thiếc * Hút thiếc dây nhiều sợi: + Dùng mỏ hàn nóng đặt lên chùm dây hút thiếc để nhiệt độ chùm dây nóng tương đương với mỏ hàn + Đưa chùm dây hút thiếc kèm theo mũi mỏ hàn nhựa thông để nhựa thông thấm sâu vao chùm dây hút thiếc + Sau đưa chùm dây hút thiếc có nhựa thơng mỏ hàn nóng đặt chùm dây hút thiếc đặt vào chân linh kiện cần hút thiếc thiếc chân linh kiện ngấm qua chùm dây hút thiếc Nếu cần ta rê chùm dây hút thiếc mỏ hàn nóng qua lại quanh chân linh kiện cần hút thiếc thiếc cần hút bị hút hết Sau hút thiếc xong ta dùng mỏ hàn nóng lay tách nhẹ chân linh kiện khỏi mạch in Sau làm xong tất chân linh kiện ta phải nhẹ nhàng nhấc linh kiện khỏi mạch in * Hút thiếc bơm hút thiếc: 11 Để thực hút thiếc ta ấn trục pittông để pittông bơm hút thiếc nằm vị trí thấp Ta dùng mỏ hàn nóng dí vào chân linh kiện cần hút thiếc, thiếc chân linh kiện nóng chảy hồn tồn ta đặt mũi bơm hút thiếc vào cạnh chân linh kiện đồng thời án nút lẩy bơm pittơng bơm hút thiếc chạy mức tối đa nhờ lực lò xo tạo đầu mũi bơm hút thiếc chênh lệch áp suất buộc thiếc nóng chảy chân linh kiện phải theo mũi bơm vào bơm Kết chân linh kiện hết thiếc * Sử dụng bảo quản: + Sử dụng chức + Bảo quản nơi khô ráo, tránh tác động học, hóa chất, mơi trường… 1.2 Cơng dụng phương pháp sử dụng máy đo VOM Đồng hồ vạn (VOM) thiết bị đo thiếu với kỹ thuật viên điện tử nào, đồng hồ vạn có chức chính Đo điện trở, đo điện áp DC, đo điện áp AC đo dòng điện Ưu điểm đồng hồ đo nhanh, kiểm tra nhiều loại linh kiện, thấy phóng nạp tụ điện, nhiên đồng hồ có hạn chế độ chính xác có trở kháng thấp khoảng 20k vây đo vào mạch cho dòng thấp chúng bị sụt áp 1.3 Sử dụng dụng cụ cầm tay nghề điện tử máy đo VOM a Hàn nối linh kiện điện - điện tử bằng mỏ hàn thiếc Để mối hàn đạt chất lượng tốt ta phải thực sau: - Phải làm chỗ cần hàn cách sau: + Cạo điểm cần hàn ; + Có thể làm axit lỗng ; + Dùng nhựa thơng - Mỏ hàn phải đủ nóng - Mối hàn phải trịn, đẹp bóng - Nhựa thơng để tẩy rửa phải không cháy b Sử dụng VOM đo điện áp, dòng điện, điện trở * Sử dụng VOM đo điện áp xoay chiều: Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo thang AC, để thang AC cao điện áp ước lượng cần đo nấc, Ví dụ đo điện áp AC 220V ta để thang AC 250V, ta để thang thấp điện áp cần đo đồng hồ báo kịch kim, làm hỏng VOM, để thang cao kim báo thiếu chính xác 12 chia điện để dẫn điện bugi vòng qua khe hở bugi tạo tia lủa điện thời điểm cuối trình nén Quá trình đánh lửa chia làm ba giai đoạn sau : - Giai đoạn gia tăng dòng sơ cấp : Khi khóa K đóng đóng tiếp điểm trạng thái đóng mạch sơ cấp có dịng điện I1(+) AQ → khóa điện (K) →w1 → tiếp điểm →(-)b AQ Do cảm kháng L1 cuộn W1 lên trỉ số dịng điện I1 khơng tăng tức thời mà q trình gia tăng Trong trình gia tăng I1 cuộn w2 xuất suất điện động cảm ứng e2 khoảng 100 ÷ 1200V Cịn cuộng sơ cấp (w1) suất sức điện động tự cảm e1 khoảng 50 ÷ 60V có chiều ngược với chiều dòng I1 làm giảm gia tăng I1 Trong mạch thứ cấp lúc khơng có dịng điện vị trí số xuất điện động c2 nhơ nhiều so với giá trị đánh lủa định mức Dòng sơ cấp I 1=0 biến thiên thành đến cực đại I1max Imax = Umax / R1Trong R1 điện trở tổng cộng mạch sơ cấp Mặt khác ta có : I1 = U ng R1 Tdg (1 − e Ti ) ; Trongđó : - I1 giá trị dịng sơ cấp mạch sơ cấp khép kín ; - Ung Điện áp nguồn (ắc quy) ; - R1 tổng trở ; - T1 = L1/R1Hắng số thời gian mạch ; - L1 hệ số tự cảm cuộn w1 ; - Tgđ = 0,63 thời gian tiếp điểm đóng + Giai đoạn ngắt tiếp điểm xuất điện áp cao áp u2 Khi tiếp điểm mở dòng điện mạch sơ cấp bị ngắt đột ngột từ thơng móc vịng qua cuộn w2 biến thiên nhanh suất cuộn w2 suất điện điện độn cảm ứng e2 có trị số lớn Trị số e2 phụ thuộc vào tốc độ biến thiên dòng điện I1 Tại thời điểm tiếp điểm mở lượng tích lũy mạch sơ cấp W1 L1.I ng2 Trong : Ing –Trị số dịng sơ cấp tiếp điểm ngắt L1 –Hệ số tự cảm cn sơ cấp Năng lượng giải phóng phầm tích lũy cuôn sơ cấp w phần tỏa nhiệt làm cho phận bịn bị nóng Khi điện áp cuộn thứ cấp 100 U = I ng L1 W C1 + C2 W2 Trong : C1.C2 –Điện dung tụ C điện dung riêng mạch thứ cấp w1/ w2 –Là hệ số biến áp - Hệ Số tính đến ảnh hưởng u2 tổn hao nhiệt toàn mạch Ở cuộn sơ cấp xuất điện động e1 = 200 ÷ 300 Lúc tụ điện tích điện, làm giảm nhanh suất điện động tự cảm e1 hay nói cách khác Làm cho dịng sơ cấp đột ngột, để làm xuất điện động cảm ứng lớn cuộn sơ cấp Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn xung cao áp theo thời gian -U2max : Giá trị lớn biến áp đánh lửa sinh ; - a –b : Thời kỳ tạo tia lửa điện dung ; - b –c : Thờ kỳ điện áp tạo tia lửa điện cảm ; - Uđl : Điện áp đánh lửa phóng qua chấu bugi ; - Uhq : Điện áp ứng với phát tia hồ quang + Giai đoạn xuất dòng I: Khi suất điện động e2 đạt giá trị Uđl xẩy phóng điện qua khe hở bugi mạch thứ cấp lúc dịng I2 có chiều sau : W2 → Dây cao áp → Con quay chia điện → tiếp điểm cao áp → bugi → mát → (-) ắc quy → (+) ắc quy → khóa K → R1 → W1 → W2 Khi dòng I1 đột ngột cuộn W1 xuất điện động tự cảm e1 có chiều với chiều I1 nên trì I1 làm cho I1 khơng đột ngột Do làm giảm tốc độ tăng giá trị cực đại e2 Suất điện động gây tia lửa tiếp điểm trình mở Để triệt tiêu suất điện động e trách tượng đánh lửa tiếp điểm mở, tụ C1 mắc song song với tiếp điểm tạo thành mạch 101 dao động L-C Tụ điện tích lũy e1 sau phóng ngược trở lại làm triệt tiêu nhanh V(I1) Trong trình khởi động tiếp điểm công tắc khởi động ST nối tắt điện trở phụ Rp làm điện trở toogr cộng R1 mạch sơ cấp giảm đi, nhờ lượng đánh lửa tích lũy cuộn W1 tăng lên thuận lợi cho trình khởi động Trong trường hợp động không làm việc ta quên khơng tắt khóa điện có dịng điện lớn từ ắc quy đến cuộn dây làm cho cuộn dây bị nóng lên, để khắc phục điều ta mắc điện trở phụ đường từ ắc quy đến bin Điện trở làm giảm dòng điện vào bin 2.1.7 Nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm * Sơ đờ ngun lý Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm gồm có : nguồn điện, khóa điện, điện trở phụ R1, R2 đặt chung hộp Tranzito thuận đóng cắt dịng cung cấp có dịng làm việc 12A, điện áp định mức làm việc 120V Để tranzito làm việc tích cực ta sử dụng biến áp xung gồm hai cuộn dây W1’, W2’ Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lưa bán dẫn có tiếp điểm Trong cuộn W1’ đóng vai trị điện trở phân cực R điện trở phân áp cho cực bazơ tranzito làm việc Tụ C2 tụ chiều có trị số điện dung lớn khoảng 50μF rì điện áp làm việc mạch điện áp nguồn có thay đổi Tranzito điều khiển tiếp điểm Đ L bảo vệ nhờ ốt ĐB dòng sơ cấp bị đột ngột ĐB mắc nối tiếp với ốt cách ly ĐC có 102 tác dụng ngăn khơng cho dịng điện qua Tranzito khơng qua W1 Ở trạng thái bình thường mạch dao động R3 - C1, Tranzito, biến việc Tranzito tốt Người ta bố trí phận C2 áp xung, ĐB, ĐC, R3, C1, hộp gọi hộp chuyển mạch TK102 Biến áp đánh lửa gồm hai cuộn dây, cuộn sơ cấp W1 cuộn sơ dây thứ cấp W2 Biến áp có hệ số tự cảm nhỏ hệ số biến áp lớn số vòng dây cuộn W1 khoảng 180 vòng cuộn W2 có khoảng 41000 vịng Hai cuộn dây khơng đấu chung đầu dây W1 nối với mát * Nguyên lý làm việc Khi động làm việc tiếp điểm ĐL đóng mở liên tục + Khi tiếp điểm ĐL đóng có dịng điện phân áp I0 chạy mạch sau : (+) ắc quy → khóa điện (K) → R1 → R2→W1 → R4 → W’1 → ĐL→ mát →(-) ắc quy W’2 Khi dòng phân áp chạy qua điện trở RT có sụt áp tạo chênh lệch điện áp cực góp ET cực gốc BT Tranzito Do Tranzito mở, có dịng điều khiển I0 có chiều sau : (+) ắc quy → khóa điện(K) → R1 → R2→W1 → ET → EBT → BT → R4 → W’1 → Đ L→ mát → (-) ắc quy Dòng điều khiển đánh thủng tiếp giáp ECT Tranzito làm xuất dịng làm việc Ic có chiều sau : (+) ắc quy →khóa điện(K) → R1 → R2→W1 → ET → ECT → CT → R4 → mát → (-) ắc quy Lúc dòng sơ cấp I1 chạy qua cuộn dây sơ cấp có giá trị số : I1=I0 +IB +IC Do tiếp điểm ĐL chưa mở nên thời gian gia tăng dịng sơ cấp Nó biến thiên từ giá trị không đến giá trị cực đại Cuộn dây sơ cấp xuất suất điện động tự cảm cản trở giá trị gia tăng dòng sơ cấp Do biến thiên I nên cuộn thứ cấp W2 xuất suất điện động cảm ứng có giá trị nhỏ khoảng 1500V Do mạch thứ cấp mạch hở nên chưa có tượng đánh lửa Phần lượng khơng giải phóng mà giữ lại cuộn dây Một phần lượng tỏa nhiệt bên ngồi làm cho biến áp bị nóng + Khi tiếp điểm ĐL mở dòng điện qua W1 bị Iw1 = I0 + Ib = 0,7 ÷ 0,9A Vì dịng điều khiển Ib bị dẫn đến Tranzito đóng Do dịng làm việc bị đột ngột, tốc độ biến thiên trị số giảm nhanh cảm ứng sang cuộn thứ cấp W2 dẫn đến cuộn dây thứ cấp W2 sinh sức điện động có trị số lớn 103 khoảng 20÷30KV Đây chính điện áp đánh lửa đưa đến chia điện chia cho bugi động Khi tiếp điểm mở dòng sơ cấp thứ cấp biến áp xung bị cắt suất điện độngcảm ứng cuộn thứ cấp phân cực ngược tác dụng vào cực điều khiển Tranzito làm đóng sau khoảng 3.10 -6 ÷5.10-6s tăng tốc độ dịng sơ cấp dòng thứ cấp biết áp xung bị triệt tiêu qua điện trở R làm nóng điện trở R2 đồng thời lúc tiếp điểm mở suất điện động tự cảm cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa Tranzito Khi trị số áp suất điện động tự cảm lớn 100V điốt ởn áp ĐB bị đánh thủng cho dịng ngược qua tạo mạch khép kín W1→ ĐC →ĐC→ W1 Khi qua điốt tạo sụt áp nên làm suất điện động tự cảm cuộn sơ cấp giảm xuống không đạt tới trị số điện áp đánh thủng Tranzito Do Tranzito bảo vệ 2.1.8 Hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm * Sơ đồ nguyên lý làm việc Hệ thống đánh lửa bán dẫn khơng tiếp điểm gồm có Ba bóng Tranzito T1, T2, T3, điều khiển dịng sơ cấp I1, T1 đóng tích cực nhờ vào biến áp xung W1, W2 T2 đóng tích cực nhờ vào điốt hồi tiếp Đh1 điện trở R1 Còn T3 đóng tích cực nhờ xung chu kỳ dương phát lệch (PL) đay máy phát điện xoay chiều cỡ nhỏ có chức thay tiếp điểm điều khiển Tranzito T3 Điốt cách ly (Đc) điốt bảo vệ (Đb) có nhiệm vụ bảo vệ TranzitoT1 Hộp điệntrở phụ thực nối tắt qua điệntrở phụ R f1 khởi động Biến áp dánh lửa W1, W2 có hệ số tự cảm nhỏ hệ số biến áp lớn nơi cung cấp điện cao áp cho bugi Điện trở R3 tụ C2 giúp Tranzito T1 chuyển trạng thái nhanh 104 Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm * Nguyên lý làm việc Khi khóa điện đóng chưa khởi động phát lệch chưa làm việc Cực gốc BT3 T3 nối với dương nguồn qua điện trở R4 cuộn dây phát lệch Cực phát ET3 T3 nói với dương nguồn không tạo chênh áp nên Tranzito T3 đóng Lúc cực gốc T2 nối với mát qua điện trở R5 cực phát ET3 nói với dương ắc quy Có chênh lệch điện áp giưa cực phát cực gốc Do có dịng điều khiển Ib nên T2 mở Dịng Ib có chiều : (+) ắc quy →khóa điện(K) → ĐH → W’1 → W’2 → EBT2 →R5 → Rf1→ mát →(-) ắc quy R2 Đồng thời xuất dịng làm việc Ic2 có chiều : (+) ắc quy →khóa điện(K) → ĐHT → W’1 → W’2 → ET2 →ECT2 → RT2→RT1 →mát →(-) ắc quy R2 Khi có dịng điện qua biến áp xung (W’1, W’2 ) tạo nên chêch lệch điện áp cực phát cực gốc T1 dẫn đến T1 mở có dịng điều khiển Ib1 có chiều: (+) ắc quy →khóa điện → ĐHT → ET1 → EBT1 → BT1→W2 →ECT2→RT2 →RT1 → mát →(-) ắc quy R2 Đồng thời xuất dòng làm việc IC2: (+) ắc quy → khóa điện (K) → ĐHT → ET1 → EC1 → CT1 RT1→mát →(-) ắc quy 105 → W1→ Như có dịng sơ cấp biến áp đánh lửa, làm xuất suất điện động tự cảm có chiều chống lại gia tăng dòng sơ cấp I Do hệ số tự cảm nhỏ cản trở không đáng kể Trong cuộn sơ cấp W2 xuất suất điện động tự cảm nhỏ chưa đủ cung cấp lượng cho bugi Đó chính thời gian gia tăng dòng sơ cấp I1 Khi ta khởi động động phát lệch làm việc, (PL) máy phát điện xoay chiều nên xét hai trường hợp Khi âm đặt vào cực gốc T3 (ET3) tức thực phân cực thuận cho T3 nên T3 lúc xuất dịng điều khiển IB3 có chiều : (+) PL → ET3 → EBT3 → R4 → ( - )PL Đồng thời làm xuất dòng điện làm việc IC3 có chiều : (+) PL → ET3 → ECT3 → CT3 → B5 → ( - )PL Lúc T3 giúp T2 phân cực ngược lại nên T2 khóa dẫn đến cực gốc Tranzito T1 nối với dương khơng có chêch lệch điện áp nên T1 đóng lúc dịng điều khiển Ib1 dẫn đến dòng làm việc IC1 bị đột ngột Đồng thời dòng sơ cấp bị đột ngột tạo biến thiên giảm trị số dòng điện nhanh từ thơng sinh biến thiên nhanh cảm ứng sang cuộn W2 cuộn W2 sinh suất điện cảm ứng 25÷30KV điệ áp đánh lửa U2 Và cuộn sơ cấp (W1) có suất điện động tự cảm khoảng 100V nhờ có Đ B1 Khi vượt 100V ĐB1 bị đánh thủng tạo thành mạch kín sẩy sụt áp R f1, Rf2 dẫn đến điện áp tự cảm luôn nhỏ điện áp đánh thủng Tranzito T1 nên Tranzito T1 bảo vệ đồng thời mạch thứ cấp biến áp đánh lửa đủ lượng phóng điện tạo tia lửa điện cho bugi 2.2 Hình dạng, đặc điểm tín hiệu ngõ vào khối mạch tạo điện áp đánh lửa 2.2.1 Biến áp đánh lửa (Bộ bin ) * Nhiệm vụ : Biến đởi dịng điện ÷ 12V thành điện cao 18 ÷24 kV * Cấu tạo : Là máy điện từ biến áp có mạch từ trường hở kết cấu sau : Biến áp đánh lửa hệ thống đánh lửa thường có kết cấu kín (khơng tháo lắp sữa chữa ) Hình 3.7 trình bày kết cấu biến áp đánh lửa Lõi biến áp làm thép từ dây 0,35mm quấn lại thành hình trụ Cuộn dây thứ cấp bên cuộn sơ cấp quấn bên để tạo điều kiện thoát nhiệt cho biến áp trình làm việc Trong số biến áp đánh lửa cuộn dây ngâm dầu biến Các cuộn dây sơ cấp thứ cấp thường có đầu nối chung Số vòng dây cuộn dây biến áp tính toán theo 106 điều kiện sử dụng, công suất đánh lửa yêu cầu động cụ thể Cuộn dây sơ cấp (W1) thường có số vịng dây khoảng 250 ÷ 400 vịng, đường kính dây quấn từ 0,7 ÷0,8mm Cuộn dây thứ cấp (W2) có 19000 ÷26000 vịng đường kính từ 0,07 ÷ 0,1 Số vịng đường kính dây dây sơ cấp ảnh hưởng đến trị số C2 Hệ số biến áp biến áp đánh lửa hệ thống đánh lửa điện tử có giá trị khoảng 60÷80V Hình 3.7 Sơ đồ cấu tạo biến áp đánh lửa – Cọc cao áp 14 – Cuôn dây sơ cấp – Các thép kĩ thuật – Cuộn dây thứ cấp – Nắp cách điện 10 – Khoang chứa dầu làm mát – Vỏ biến áp 11 – Sứ cách điện –Vỏ biến 13 – Cọc nối tiếp điểm (cọc) – Từ trường 14 – Cọc cao áp trung tâm 15 – Cọc dương (BK+) nối từ khóa điện * Nguyên lý làm việc Khi bật khóa điện tiếp điểm đóng lúc mạch điện sơ cấp khép kín Do cuộn sơ cấp có dịng điện nên lõi thép trở thành nam châm điện sinh từ trường cuộn dây sơ cấp từ trường móc vịng qua cuộn dây thứ cấp Khi tiếp điểm bị mở đột ngột, dòng điện sơ cấp bị ngắt đột ngột từ trường sinh bị đột ngột từ trị số định từ trường giảm nhanh khơng q trình biến đởi từ thông Vậy theo định luật cảm ứng điện từ cuộn dây thứ cấp xuất suất điện động có trị số cao tỷ lệ với số vịng dây 107 tương ứng khoảng 18 ÷25kV Đồng thời làm xuất suất điện động tự cảm cuộn sơ cấp có trị số khoảng 180 ÷200V 2.2.2 Bộ chia điện * Nhiệm vụ : Dùng để ngắt mạch điện cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa Phân phối dòng điện cao áp đến bugi xi lanh theo thứ tự nổ động Thay đởi góc đánh lửa sớm tùy theo số vòng quay trục khuỷu tải trọng động * Cấu tạo : Bộ chia điện có kết cấu gồm phận sau : Bộ ngắt đánh lửa (bộ tạo xung) Bộ phân phối dòng cao áp điều chỉnh góc đánh lửa sớm Hình 3.8 Cấu tạo chia điện – Trục chia điện –Vấu cam – Cọc cap áp – Quả văng – Đầu quay chia điện 10 –Nắp chia điện –Mâm di động – Phần tiếp điện 11 –Hộp chân không –Cặp tiếp điểm – Than dẫn điện 12 –Vỏ chia điện * Bộ cắt lửa (bộ tạo xung): Gờm có cam cặp tiếp điểm Cam chia điện quay lắp đồng trục với Trục chia điện dẫn động từ trục cam cấu phân phối khí động với tỷ số nguyên 2,1 Số vấu van số xi lanh động Cặp tiếp điểm lắp cố định mâm gọi mâm tiếp điểm Nó bố trí bên chia điện có nhiệm vụ đóng ngắt dịng sơ cấp Cặp tiếp điểm hoạt động nhờ vào tác động vấu cam Khi trục chia điện quay theo chiều làm việc vấu cao cam tác động vào tiếp điểm động làm cho tiếp điểm mở Tiếp điểm mở hoàn toàn đỉnh vấu cam tác động vào cần tiếp điểm động Quá trình lặp lặp lại cho vấu cam Khe hở tiếp điểm trạng thái mở ảnh hưởng đến thời gian đóng tiếp điểm (đặc biệt tốc độ cao) việc tạo thành tia lửa tiếp 108 điểm Khi tiếp điểm bắt đầu mở (đặc biệt số vịng quay thấp) Khe hở tiếp điểm có trị số thích hợp khoảng 0,3÷0,45mm * Bộ phận chia cao áp gồm có : - Con quay chia điện - Nắp chia điện - Than tiếp điểm lò xo Con quay trái điện lắp cách điện với trục cố định trục chia điện mặt vát trục quay Thỏi than tiếp điện lắp lò xo để đảm bảo tiếp xúc rô to (con quay) với cọc cao áp trung tâm Con quay chế tạo nhựa Êbơlít loại có tính cách điện cao có tâm đồng để dẫn điện Nắp chia điện làm vật liệu nhựa cách điện tốt, nắp có cọc đấu dây cao áp nhanh dẫn đến bugi đánh lửa, số cọc với số xi lanh động Ở nắp chia điện có cọc trung tâm tiếp nhận điện cao áp từ bin tới phân chia tới bugi đánh lửa theo thứ tự làm việc xi lanh động 2.2.3 Bộ điều chỉnh đánh lửa sớm kiểu chân khơng Có hai loại: - Loại hộp màng đơn ; - Loại hộp màng kép * Cấu tạo : - Hộp màng đơn : Gồm hộp màng, nhờ màng chia hộp làm buồng riêng biệt Một buồng A thông với khí trời buồng B thông với phía sau bướm ga đường ống nối Buồng B có lị xo điều chỉnh có xu hướng ln đẩy màng phía buồng A điều chỉnh độ căng thông qua đai ốc đệm Màng lắp với cần đẩy thép dệt với đầu kí có lỗ lắp với chốt 10 cố định với mầm tiếp điểm 11 Hai buồng A B bao kín nắp thân 109 Hình 3.9: Cấu tạo điều chỉnh góc đánh lửa sớm chân không loại thép màng đơn –Nắp -Ống nối –Thanh kéo –Vòng đệm điều chỉnh –Lò xo 10 –TRục kéo –Đệm làm kín –Màng 11 –Mầm tiếp điểm –Đầu ống nối –Thân điều chỉnh + Nguyên lý làm việc: Khi động làm việc, áp suất hai buồng nhau, lò xo màng cần đẩy vào giữ cho mầm tiếp điểm vị trí cố định ứng với góc đánh lửa ban đầu Khi động bắt đầu làm việc bướm ga cồn đóng kín hoặc mở nhỏ Độ chân không phía sau bướm ga lớn thẳng sức căng lò xo, hút màng kéo theo mầm tiếp điểm quay ngược chiều với chiều quay trục chia điện, làm góc đánh lửa sớm Khi động chuyển từ chế độ khơng tải sang có tải bướm ga mở lớn độ chân không phía sau bướm ga giảm, áp suất hai buồng khơng cịn chênh lệch nhiều nên khơng thẳng sức căng lị xo, lị xo đẩy màng đẩy cần vào làm cho mầm tiếp điểm quay chiều với chiều quay trục chia điện làm giảm góc đánh lửa sớm - Hộp màng kép Hình 3.10: Bộ đánh lửa sớm kiểu chân không với hộp màng hộp màng kép 110 –Mầm di động –Đầu ong chân khơng nối phía sau bướm ga –Cần –Lỗ vị màng, nối với buồng phía trước bướm ga –Màng cao su –Cữ chặn –Lò xo hồi vị màng –Đầu ống chân khơng nối phía –Vỏ hộp chân không 10 –Thanh nối trước bướm ga Cấu tạo : Cũng giống hộp đơn Hộp màng kép bố tri thêm hai màng lò xo số 7, hai hộp màng nhỏ buồng thông với buồng khí đường thông với phía bướm ga Hai màng liên kết với nối 10 Thanh bắt chặt với đẩy Nguên lí làm việc : Khi động khở động hoặc chạy chế độ khơng tải bướm ga gần đóng hồn tồn Độ chân không phía bướm ga nhỏ không thẳng sức căng lò xo Lò xo giữ cho màng vị trí góc đánh lửa sớm quy định Cịn độ chân khơng phía sau có bướm ga lớn thẳng sức căng lị xo kéo màng với cần dịch chuyển sang phải Kéo theo mâm chia điện xoay góc ngược chiều trục chia điện làm tiếp điểm sớm mở lên, góc đánh lửa tăng lên Khi tốc độ động cao bướm ga mở hoàn toàn độ chân không phía trước phía sau bướm ga cân nhau, khơng cịn chêch áp lớn nên khơng thắng sức căng lị xo nên đẩy cho màng dịch chuyển sang trái đồng thời lúc độ chân không bướm ga tăng lên làm hút hai màng nhỏ bên trái kéo theo cần nối 10 dich chuyển sang trái thắng sức căng lò xo nén lò xo lại Đồng thời kéo cần hai dịch chuyển sang trái làm cho mầm tiếp điểm quay chiều với trục chia điện làm giảm góc đánh lửa sớm mức ởn định Vì tốc độ động q cao gây kích nổ làm giảm công suất động Vậy tốc độ động cao góc đánh lửa sớm giảm nhằm mục đích ổn định công suất động cơ, giảm tượng kích nổ 2.2.4 Tụ điện * Nhiệm vụ : Dập tắt tia lửa điện tiếp điểm, làm tăng điện áp đánh lửa * Cấu tạo : Tụ điện cấu tạo gồm hai cực kim loại đuợc bố trí tròn cách điện với nhờ lớp dấy cách điện Cực dương tụ nối với tiếp điểm động, cực âm đựoc nối với mát (nối trực tiếp với vỏ) Có trị số điện dung 0,15 ÷ 0,25μF Thời gian tụ nạp phóng nhanh khoảng 500÷2500lần /giây 111 Hình 3.11: Cấu tạo tụ điện 1,2 –Dây dẫn –Nhựa cách điện -Ơng –Dây hình trụ –Đệm -Dây cách điện –Vỏ –Dây 10 –Lớp bọc * Nguyên lý làm việc : Khi tiếp điểm mở dòng sơ cấp bị đột ngột Theo định luật cảm ứng điện từ cuộn sơ cấp, suất điện động tự cảm có chiều chống lại biến thiên dòng sơ cấp, suất điện động có luợng lớn 180V ÷200V phóng qua hai cực má vít, tụ điện mắc song song với hai má vít nên lúc từ trường tích lũy sơ cấp đuợc phóng nhanh qua tụ điện dịng sơ cấp đuợc cắt tức thời má vít tách Khi tiếp điểm đóng dịng sơ cấp biến thiên từ khơng đến giá trị xác định từ thông biến thiên làm suất cuộn sơ cấp suất điện động tự cảm có chiều chống lại dịng sinh gây cản trở dịng sơ cấp làm nóng bin lúc tụ điện phóng điện triệt tiêu dòng tự cảm 2.2.5 Điện trở phụ Trong q trình làm việc dịng điện q cao mạch sơ cấp tạo hồ quang làm cháy bề mặt tiếp điểm Dịng điện làm cuộn dây biến áp nóng lên nhiệt làm cho điện trở cuộn dây (biến áp) tăng lên giảm điện áp đánh lửa làm cho hư hỏng biến áp Để ổn định dịng điện sơ cấp q trình làm việc hệ thống đánh lửa Một điện trở bù nhiệt (điện trở phụ Rf) mắc tiếp với cuộn sơ cấp biến áp Khi dịng điện tăng điện trở tăng ngược lại Điện trở phụ thường làm loại vật liệu có hệ số nhiệt điện trở âm hợp kim Cu –Ni Điện trở phụ bố trí bên kết cấu biến áp song bố trí kết cấu với cuon dây sơ cấp biến áp Mặt khác động khởi động điện áp ắc quy bị sụt lớn phải cung cấp điện cho động điện máy khởi động lúc dịng điện cung cấp cho hệ thống đánh lửa giảm dẫn đến dòng điện sơ cấp nhỏ làm suất điện động E2 nhỏ, chất lượng đánh lửa kém nên động khó khởi động Để khắc phục tượng này, hệ thống có trang bị khóa hỗ trợ khởi động Khi khởi động địng thời với đóng cơng tắc động điện khởi động, khóa hỗ trợ khởi động 112 đóng lại điện trở phụ bị nối tắt Do dịng điện sơ cấp khơng bị giảm so với chế độ làm việc bình thường toàn điện áp ắc quy lúc cung cấp cho khởi động mạch sơ cấp không qua điện trở phụ Như vừa đảm bảo dòng khởi động vừa đảm yêu cầu mạch đánh lửa Sau khởi động xong trị số dòng sơ cấp tăng lên ta khơng nói mạch điện trở phụ lúc khóa hỗ trợ khởi động lại mở đưa điện phụ vào làm việc trường hợp ta quên tắt khóa điện lúc động khơng làm việc có dịng điện lớn từ khóa điện vào bin làm cho bin nóng làm hỏng lúc điện trở phụ làm giảm dòng điện xuống hạn chế nhiệt độ bội bin 2.2.6 Khóa điện Khóa điện công tắc đánh lửa, công suất chính vận hành chìa khóa Xoay chìa khóa để đóng ngắt dịng sơ cấp hệ thóng điện khác Khóa điện có cấu tạo (Hình 3.12) gồm có phần ở khóa với chìa cơng tắc điện, ở khóa gồm có vỏ, xilanh, lịxo chống xốy Ở phía sau vỏ ở khóa có cơng tắc, cơng tắc gồm có tiếp điểm với vấu nối, để nối với vít công tắc Tùy thuộc vào kiểu khóa có hoặc vị trí Hình 3.12 Cấu tạo khóa điện Thơng thường chìa khóa có vị trí :vị trí thứ (chìa khóa nằm thẳng đứng) Là vị trí khơng làm việc Vị trí thứ (chìa khóa quay theo chiều kim đồng hồ) nối mạch điện Vị trí thứ (quay chìa khóa phía phải hết cỡ) nối mạch điện vào máy khởi động Ngoài số xe cịn có vị trí thứ ngồi vị trí quay phía trái để mở rađiô cắt mạch hãm tay lái nhờ cấu chống xô Ở động điezel có vị trí đóng mạch sấy nóng Ở vị trí thứ phụ tải cấp điện 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nghề điện dân dụng Tác giả: Nguyễn Văn Bính - Trần Mai Thu Nhà xuất giáo dục 1994 Khí cụ điện Tác giả: Nguyễn Xuân Phú - Tô Đằng Nhà xuất khoa học kỷ thuật 2001 Vật liệu điện Tác giả: Nguyễn Xuân Phú - Hồ Xuân Thanh Nhà xuất khoa học kỷ thuật 2001 Giáo trình mơn học Điện tử Tởng cục dạy nghề ban hành Giáo trình Kỹ thuật Điện tử, NXB Giáo dục năm 1993 Giáo trình Linh kiện bán dẫn, NXB Đại học Quốc gia TP HCM năm 2006 Giáo trình Điện tử công suất Tác giả: Trần Trọng Minh Nhà xuất giáo dục năm 2004 Giáo trình linh kiện điện tử ứng dụng Tác giả: Nguyễn Viết Nguyên Nhà xuất giáo dục năm 2004 Kĩ thuật mạch điện tử Tác giả: Đặng Văn Chuyết Nhà xuất giáo dục năm 2004 114
Ngày đăng: 23/06/2023, 09:13
Xem thêm:
