Chương 4 HỆ THỐNG NẠP pptx

Chng 4 H THNG NP 1. KHI QUT 1.1 Vai troứ cuỷa heọ thoỏng cung caỏp ủieọn : ễ tụ c trang b mt s h thng v thit b in m bo an tũan v tin nghi khi s dng. Chỳng cn in nng trong sut thi gian hat ng v c khi ng c ó dng. Vỡ th, chỳng cn c accu v ngun in mt chiu nh ngun nng lng. Mt h thng cung cp in trang b trờn xe cung cp ngun mt chiu cho nhng h thng v thit b va nờu. Tuy nhiờn accu s phúng in khi ng c dng v dn ht in. H thng cung cp in s dng s quay ca ng c phỏt sinh ra in. Nú khụng nhng cung cp in nng cho nhng h thng v thit b in khỏc m cũn np in cho accu trong lỳc ng c ang hot ng. 1.2 Cu trỳc h thng cung cp in : - Mỏy phỏt in : phỏt sinh ra in. - Tit ch : iu chnh in ỏp do mỏy phỏt in to ra. - Accu : d tr v cung cp in. - ốn bỏo np : cnh bỏo cho ti x khi h thng sc gp s c. - Cụng tc mỏy : úng v ngt dũng in. 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. 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. 1.3.1 Phát 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. 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. 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 : 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. 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 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. 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 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. 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 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. 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. [...]... Hoạt động 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 Hình 44 Khi bộ phận sưởi làm việc Khi bộ phận sưởi điện PTC không làm việc Hình 45 Khi bộ phận sưởi không làm việc 6 KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA MÁY PHÁT 6.1 Tháo rã máy phát: Hình 46 Sơ đồ tháo rã... 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 như Hình A để nắn dòng điện xoay chiều 3 pha Mạch này có 6 diode và được đặt trong giá đỡ của bộ chỉnh lưu Hình 24 Dòng điện... 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 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... 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... 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:  + accu → đèn báo nạp → tiếp điểm K1' → khung relay đèn báo → mát: đèn báo nạp sáng  + 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... Khi bật IG/SW, có dòng điện:  + accu → đèn báo nạp và R5 → R1: phân cực thuận cho T2 và T3 làm T2 và T3 dẫn  + 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... 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... giá trị qui định Các đầu ra trên giắc cắm: Hình 32 Đầu ra trên tiết chế vi mạch 5 .4. 3 Chức năng của bộ tiết chế vi mạch  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  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... 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 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... 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 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 . 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. 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. 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