Nghiên cứu đặc điểm các loại tiết chế sử dụng trong máy phát điện trên ô tô, chế tạo mô hình các loại tiết chế

MỤC LỤCMỤC LỤC1LỜI NÓI ĐẦU6PHẦN I MỞ ĐẦU71.1 Lí do chọn đề tài nghiên cứu71.2. Mục tiêu của đề tài81.3. Đối tượng nghiên cứu81.4. Các phương pháp nghiên cứu91.4.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu91.4.2. Phương pháp thống kê9PHẦN II: CƠ SỞ LÍ LUẬN CHỌN ĐỀ TÀI10Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ CÁC LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN101.1. Phân loại và yêu cầu máy phát điện101.1.1. Phân loại101.1.2. Yêu cầu101.2. Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều 3 pha111.3. Cấu tạo máy phát điên xoay chiều121.3.1. Rôto (phần cảm)141.3.3. Chổi than và giá đỡ chổi than171.3.4. Nắp máy171.3.5. Puli và quạt gió181.3.6. Bộ chỉnh lưu181.3.7. Tiết chế (bộ điều áp)221.4. Đặc tính của máy phát điện xoay chiều371.4.1. Đặc tính không tải381.4.2. Đường đặc tính ngoài391.4.3. Đặc tính điều chỉnh401.4.4. Đặc tính điều chỉnh theo số vòng quay.401.4.5. Đặc tính tải401.4.6. Đặc tính tải theo số vòng quay.40Chương 2: QUY TRÌNH KIỂM TRA VÀ CHẨN ĐOÁN TÌNH TRẠNG HOẠT ĐỘNG CỦA TIẾT CHẾ422.1. Các hư hỏng và phương pháp kiểm tra tiết chế trên ô tô422.1.1. Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng422.1.2. Các trường hợp hoạt động không bình thường của tiết chế422.1.3. Phương pháp kiểm tra tình trạng làm việc của tiết chế46Chương 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÁC LOẠI TIẾT CHẾ THÔNG DỤNG503.1. Mục tiêu thiết kế503.2. Nhiệm vụ thiết kế mô hình50 3.3. Yêu cầu của mô hình503.4. Các phương án thực hiện mô hình513.4.1. Phương án 1: Phương án thiết kế xa bàn dạng nằm51 3.4.2. Phương án 2: Phương án thiết kế xa bàn dạng lăng trụ tam giác523.4.3. Phương án 3: bố trí xa bàn dạng hộp đứng533.5. Chọn phương án thực hiện533.6. Thiết kế mô hình các loại tiết chế543.6.1. Chế tạo khung mô hình543.6.2. Thiêt kế bảng gắn các thiết bị của hệ thống54 3.7. Danh mục vật tư thiết bị cần thiết đê thưc hiện mô hình553.7.1. Phần khung xa bàn55 3.7.2. Các thiết bị của mô hình các loại tiết chế trên ô tô553.8. Modul hoàn thiện563.9. Ý nghĩa của mô hình603.10. Hướng dẫn sử dụng mô hình61Ký hiệu các chân giắc trong mô hình61PHẦN III: KẾT LUẬN63TÀI LIỆU THAM KHẢO65

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 6

PHẦN I MỞ ĐẦU 7

1.1 Lí do chọn đề tài nghiên cứu 7

1.2 Mục tiêu của đề tài 8

1.3 Đối tượng nghiên cứu 8

1.4 Các phương pháp nghiên cứu 9

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 9

1.4.2 Phương pháp thống kê 9

PHẦN II: CƠ SỞ LÍ LUẬN CHỌN ĐỀ TÀI 10

Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ CÁC LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN 10

1.1 Phân loại và yêu cầu máy phát điện 10

1.1.1 Phân loại 10

1.1.2 Yêu cầu 10

1.2 Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều 3 pha 11

1.3 Cấu tạo máy phát điên xoay chiều 12

1.3.1 Rôto (phần cảm) 14

1.3.3 Chổi than và giá đỡ chổi than 17

1.3.4 Nắp máy 17

1.3.5 Puli và quạt gió 18

1.3.6 Bộ chỉnh lưu 18

1.3.7 Tiết chế (bộ điều áp) 22

1.4 Đặc tính của máy phát điện xoay chiều 37

1.4.1 Đặc tính không tải 38

1.4.2 Đường đặc tính ngoài 39

1.4.3 Đặc tính điều chỉnh 40

1.4.4 Đặc tính điều chỉnh theo số vòng quay 40

1.4.5 Đặc tính tải 40

1.4.6 Đặc tính tải theo số vòng quay 40

Chương 2: QUY TRÌNH KIỂM TRA VÀ CHẨN ĐOÁN TÌNH TRẠNG HOẠT ĐỘNG CỦA TIẾT CHẾ 42

Chương 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÁC LOẠI TIẾT CHẾ THÔNG DỤNG 50

3.1 Mục tiêu thiết kế 50

3.2 Nhiệm vụ thiết kế mô hình 50

3.3 Yêu cầu của mô hình 50

3.4 Các phương án thực hiện mô hình 51

3.4.1 Phương án 1: Phương án thiết kế xa bàn dạng nằm 51

3.4.2 Phương án 2: Phương án thiết kế xa bàn dạng lăng trụ tam giác 52

3.4.3 Phương án 3: bố trí xa bàn dạng hộp đứng 53

3.5 Chọn phương án thực hiện 53

3.6 Thiết kế mô hình các loại tiết chế 54

3.6.1 Chế tạo khung mô hình 54

3.6.2 Thiêt kế bảng gắn các thiết bị của hệ thống 54

3.7 Danh mục vật tư thiết bị cần thiết đê thưc hiện mô hình 55

3.7.1 Phần khung xa bàn 55

3.7.2 Các thiết bị của mô hình các loại tiết chế trên ô tô 55

3.8 Modul hoàn thiện 56

3.9 Ý nghĩa của mô hình 60

3.10 Hướng dẫn sử dụng mô hình 61

Ký hiệu các chân giắc trong mô hình 61

PHẦN III: KẾT LUẬN 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Nguyên lý làm việc máy phát điện ba pha trên ô tô sau một chu kỳ 11

Hình 1.2 Máy phát điện tháo rời 12

Hình 1.3 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ 13

Hình 1.4 Kết cấu máy phát 13

Hình 1.5 Rotor 14

Hình 1.6 Rôtor máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ 14

Hình 1.7 Stator 15

Hình 1.8 Stator của máy phát điện xoay chiều 16

Hình 1.9 Đấu mạch sao và mạch tam giác 17

Hình 1.10 Chổi than và giá đỡ chổi than 17

Hình 1.11 Nắp máy, puli và quạt gió của máy phát điện xoay chiều 18

Hình 1.12 Bộ chỉnh lưu 18

Hình 1.13 Bộ chỉnh lưu 6 điốt 19

Hình 1.14 Sơ đồ chỉnh lưu máy phát 3 pha và điện áp sau khi đã chỉnh lưu 20

Hình 1.15 Bộ chỉnh lưu 8 đi ốt 21

Hình 1.16 Bộ chỉnh lưu 9 đi ốt 21

Hình 1.17 Đặc tính dòng điện 23

Hình 1.18 Sơ đồ nguyên lí tiết chế loại rung 24

Hình 1.19 Sơ đồ tiết chế bán dẫn loại dùng tranzitor PNP 26

Hình 1.20 Sơ đồ tiết chế dùng tranzitor (NPN) 28

Hình 1.21 Bộ tiết chế dùng tiếp điểm rung một rơle 29

Hình 1.22 Bộ tiết chế hai rơle hiệu FORD 30

Hình 1.23 Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chỉnh điện áp bán dẫn kiểu 14TR 32

Hình 1.24 Bộ tiết chế trên xe Toyota 33

Hình 1.25 Hoạt động bình thường 34

Hình 1.26 Máy phát đang phát điện (Điện áp thấp hơn điện áp hiệu chỉnh) 35

Hình 1.27 Máy phát phát điện ( điện áp lớn hơn điện áp hiệu chỉnh ) 36

Hình 1.28 Tiết chế 2 chân 36

Hình 1.29 Tiết chế 3 chân 37

Hình 1.31 Đặc tính không tải ứng với số vòng quay khác nhau 38

Hình 1.32 Đặc tính ngoài ứng với số vòng quay khác nhau 39

Hình 2.4 Hoạt động của M.IC khi cực B bị ngắt 45

Hình 2.5 Hoạt động của M.IC khi cực F và E ngắn mạch 45

Hình 2.6 Kiểm tra tiết chế 46

Hình 2.7 Kiểm tra cực B và F 46

Hình 2.8 Kiểm tra cực F và E 47

Hình 3.1 Hình dạng khung của xa bàn kiểu nằm 51

Hình 3.2 Phương án xa bàn dạng lăng trụ tam giác 52

Hình 3.3 Phương án xa bàn dạng hộp đứng 53

Hình 3.4 Kích thước khung mô hình 54

Hình 3.5 Sơ đồ bố trí các bộ phận 54

Hình 3.6 Modul hoàn thiện 57

Hình 3.7 Mặt chính của mô hình 57

Hình 3.8 Cụm máy phát và mô tơ kéo 58

Hình 3.9 Vôn kế và ampe kế 58

Hình 3.12 Cầu chì và công tắc tổng 59

Hình 3.13 Cụm các loại tiết chế 60

Hình 3.14 Modul đấu nối 61

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Các thiết bị sử dụng trong mô hình 56

Bảng 3.2 Ký hiệu chân giắc máy phát điện 61

Bảng 3.3 Ký hiệu chân giắc tiết chế xe Toyota Camry 2.2 61

Bảng 3.4 Ký hiệu chân giắc tiết chế xe Toyota Corolla 62

Bảng 3.5 Ký hiệu chân giắc tiết chế xe Toyota Zace 62

Bảng 3.6 Ký hiệu chân giắc tiết chế xe Hyundai 1,25 tấn 62

Bảng 3.7 Ký hiệu chân giắc tiết chế xe Mitsubishi 2,5 tấn 62

Bảng 3.8 Ký hiệu chân giắc tiết chế xe Daewoo Matiz 62

LỜI NÓI ĐẦU

Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ôtô đã

có những tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ thuật mới như: Điều khiển điện tử và kỹthuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại… đều được áp dụng trongngành ôtô Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứng với mục tiêu chủ yếu

về tăng năng suất, vận tốc, tải trọng có ích, tăng tính kinh tế, nhiên liệu, giảm cường

độ lao động cho người lái, tăng tiện nghi sử dụng cho hành khách Các loại xe ôtô hiện

có ở nước ta rất đa dạng về chủng loại phong phú về chất lượng do nhiều nước chế tạo.Trong đó các loại xe này rất tiện lợi, nó vừa mang tính việt dã vừa có thể đi trên cáccon đường địa hình và có thể chở được hàng hoá với khối lượng lớn

Hệ thống cung cấp điện có vai trò rất quan trọng, nó cung cấp toàn bộ hệ thốngđiện, phụ tải trên xe và cũng là một phần không thể thiếu trong kết cấu của ôtô Trongthời gian học tập tại trường chúng em được trang bị những kiến thức về chuyên ngành

và để đánh giá quá trình học tập và rèn luyện, chúng em được khoa giao cho nhiệm vụ

hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nội dung: “Nghiên cứu đặc điểm các loại tiết chế sử dụng trên ô tô, chế tạo mô hình các loại tiết chế” Với mục đích tìm hiểu sâu hơn về

đặc điểm kết cấu của hệ thống máy phát điện, nắm được quy trình kiểm tra, sửa chữacác cụm bộ phận trong hệ thống khi có hư hỏng

Việc chế tạo mô hình các loại tiết chế ngoài việc giúp cho bản thân em nâng caonhững kỹ năng xử lý về cơ khí, về trang bị điện điện tử còn giúp cho kỹ năng kiểm tra,sửa chữa được trau dồi Mô hình các loại tiết chế sau khi được hoàn thành sẽ giúp choviệc tìm hiểu về đặc điểm kết cấu các loại tiết chế, sơ đồ đấu nối hệ thống một cách dễdàng hơn Bên cạnh đó mô hình cũng rất tiện dụng trong việc tiến hành thực hiện cácbài tập thực hành, thí nghiệm đối với hệ thống cung cấp điện trên ô tô

Quá trình thực hiện đề tài em đã được sự chỉ bảo tận tình của các Thầy trong

khoa đặc biệt là hai Thầy hướng dẫn: Th.S Bùi Hà Trung và Th.S Bùi Hải Nam.

Mảng kiến thức về trang bị điện và điện động cơ đối với bản thân em còn khá mới mẻ,thời gian tiến hành thực hiện đề tài tương đối ngắn nên trong đề tài vẫn còn nhữngthiếu sót Rất mong những ý kiến đóng góp của các thầy cô để đề tài của em đượchoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Hưng yên, ngày 20 tháng 06 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hữu Diện

PHẦN I MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài nghiên cứu

Trong những năm gần đây sự phát triển của các nghành khoa học nói chung vàngành kỹ thuật ô tô nói riêng đã có những bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển vớinhững sáng tạo ý tưởng mang tính chất đột phá mạnh mẽ do các kỹ sư tài ba cốnghiến Các nhà sản xuất đem lại cho chúng ta một thế giới ô tô hết sức phong phú, đadạng và không kém phần tiện nghi

Đi đôi với việc phát triển công nghệ kỹ thuật ô tô tạo ra những chiếc xe tiện íchhơn chiếc xe cũ thì việc đảm bảo an toàn cho người lái cũng rất được lưu tâm và ngàycàng hoàn thiện hơn Việc nghiên cứu các giải pháp, cách thức và phương án thực lắpđặt các thiết bị hỗ trợ người lái xe an toàn sao cho tối ưu nhất được các nhà sản xuấtrất quan tâm Các thiết bị hiện đại hỗ trợ người lái xe ngày càng hiện đại,mức độ tựđộng hóa ngày càng cao, nâng cao tính an toàn cho người sử dụng xe

Bước sang thế kỉ 21, sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước lênmột tầm cao mới Rất nhiều những thành tựu khoa học kỹ thuật, các phát minh, sángchế mang đậm chất hiện đại và có tính ứng dụng cao Là một quốc gia có nền kinh tếlạc hậu, nước ta đã và đang có những cải cách mới để thúc đẩy kinh tế Việc tiếp thu,

áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới đang rất được nhà nước quan tâmnhằm cải tạo, đẩy mạnh phát triển các ngành công nghiệp mới, với mục đích đưa nước

ta từ một nước nông nghiệp lạc hậu thành một nước công nghiệp phát triển Trải quarất nhiều năm phấn đấu và phát triển Hiện nay nước ta đã là thành viên của khối kinh

tế quốc tế WTO Với việc tiếp cận các quốc gia có nền kinh tế phát triển, chúng ta cóthể giao lưu, học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến

để phát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đi vững chắc trên conđường quá độ lên CNXH

Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng, đầu tư pháttriển thì công nghiệp ôtô là một trong những ngành tiềm năng.Nhà nước luôn chútrọng đầu tư giáo dục phát triển nhân lực phục vụ công cuộc công nghiệp hóa, hiện đạihóa đất nước và việc đào tạo nguồn nhân lực có chất lượng phục vụ cho ngành côngnghiệp ô tô Nhưng có một thực tế, trong các trường kỹ thuật của ta hiện nay thì trangthiết bị cho sinh viên, học sinh thực hành còn thiếu thốn rất nhiều, đặc biệt là các trangthiệt bị, mô hình thực tập tiên tiến, hiện đại Các kiến thức mới có tính khoa học kỹthuật cao còn chưa được khai thác và đưa vào thực tế giảng dạy Tài liệu về các hệ

Các sinh viên ngành công nghệ ô tô cũng đã nghiên cứu học tập mong muốnxây dựng đưa ra những mô hình giúp cho việc học tập lý thuyết,thực hành và nhậnthức công nghệ đạt hiệu quả hơn.

Chính vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm các loại tiết chế sử dụng trong máy phát điện trên ô tô, chế tạo mô hình các loại tiết chế” có ý nghĩa quan trọng trong

việc hướng dẫn cho sinh viên hiểu được nguyên lý từ đó làm cơ sở để tìm ra các hưhỏng và biện pháp khắc phục sửa chữa

Đề tài giúp sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố kiến, tổng hợp

và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như những kiến thức ngoài thực tế, xã hội,

đề tài còn thiết kế, chế tạo thiết bị, mô hình để các sinh viên trong trường đặc biệt làtrong khoa Cơ khí Động lực tham khảo học hỏi

Đề tài được giao với mong muốn tìm ra được những giải pháp hợp lý nghiêncứu chế tạo mô hình,xây dựng hệ thống bài tập thực hành thí nghiệm cho mô hình cácloại tiết chế trên ô tô Với yêu cầu như vậy các sinh viên thực hiện nhận đề tài sẽ đi sâuvào nghiên cứu tìm những thông tin qua sách, giáo trình giảng dạy, mạng internetđểthực hiện nghiên cứu Từ đó làm tăng vốn kiến thức cho sinh viên

Những kết quả thu thập được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên là sẽ giúpcho em, sinh viên lớp ĐLK7 có thể hiểu sâu hơn về đặc điểm các loại tiết chế trên ô tô,biết chế tạo mô hình các loại tiết chế trên ô tô

1.2 Mục tiêu của đề tài

Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu đề ra:

- Khái quát về máy phát điện và các loại tiết chế sử dụng trên máy phát điện ô tô

- Sơ đồ đấu mạch và nguyên lý làm việc của hệ thống

- Các đặc tính của máy phát

- Xây dựng mô hình các loại tiết chế

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng: Một số loại tiết chế trên ô tô

- Tiết chế xe Toyota Zace

- Tiết chế xe Toyota Camry 2.2

- Tiết chế xe Toyota Corolla

- Tiết chế xe Hyundai 1,25 tấn

- Tiết chế xe Daewoo Matiz

- Tiết chế xe Misubishi 2,5 tấn

1.4 Các phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

a Khái niệm.

Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn và bằng các thao tác tư duy lôgic để rút ra kết luận khoa học cần thiết

PHẦN II: CƠ SỞ LÍ LUẬN CHỌN ĐỀ TÀI Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ CÁC LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN

Máy phát điện là nguồn năng lượng chính trên ô tô

Nó cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho ắc quy trong lúc ô tô làm việc ởnhững chế độ nhất định

Trên các máy phát đời cũ, thành phần của máy phát gồm bộ phận phát điện và chỉnhlưu 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, chỉnhlưu và hiệu chỉnh điện áp Tiết chế vi mạch nhỏ gọn được lắp liền trên máy phát, ngoàichức năng điều áp nó còn báo một số hư hỏng bằng cách điều khiển đèn báo nạp.Máy phát điện giữ một vai trò then chốt trong các thiết bị cung cấp điện Nó thựchiện ba chức năng : phát điện, chỉnh lưu, hiệu chỉnh điện áp

1.1 Phân loại và yêu cầu máy phát điện

1.1.1 Phân loại

Hiện nay người ta dùng một trong hai loại máy phát điện sau:

Máy phát điện cực từ có nam châm điện

Theo kết cấu của cực từ

Máy phát điện cực từ có nam châm vĩnh cửu

Về nguyên lí làm việc thì các máy phát điện này là những máy phát điện đồng bộlàm việc ở những số vòng quay luôn luôn thay đổi

Các máy phát điện kích thích bằng nam châm vĩnh cửu có hàng loạt ưu điểm sovới các máy phát điện kích thích kiểu điện từ:

- Làm việc đảm bảo, kết cấu đơn giản, không có cuộn dây quay, hiệu suất cao

- Ít nóng, mức nhiễu xạ vô tuyến thấp và có khả năng cung cấp cho các phụ tảidòng điện cao tần

Nhược điểm: khó điều chỉnh thế hiệu, công suất bị giới hạn

- Giá thành chế tạo cao và trọng lượng lớn hơn loại kích thích kiểu điện từ cùngcông suất

Ở các máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu từ thôngcòn phụ thuộc vào chất lượng của hợp kim và kim loại

- Đảm bảo nạp tốt cho ắc quy.

- Cấu tạo đơn giản

- Kích thước nhỏ gọn, độ bền cao, chịu rung sóc tốt

1.2 Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều 3 pha

- Khi cung cấp điện cho cuộn dây kích từ trong rôto 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 rôto vàkhung từ của Stato

- Các cuộn dây ba pha Stato của máy phát điện xoay chiều được phân bố đều trongcác rãnh mặt trong của Stato theo một quy luật nhất định các pha cách nhau 120o.

Chapter 1 Từ trường rô to tạo ra b) Điện cảm ứng trên một

Nếu cho rôto quay sẽ làm cho các vòng dây điện của Stato cắt các từ trường (theohướng vuông góc) theo định luật cảm ứng điện từ trên các vòng dây sẽ xuất hiện mộtsuất điện động cảm ứng, theo công thức ta có suất điện động ở mỗi pha là E= 4,44KW.§ 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 vòng 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 dòng điện xoay chiều

ba pha dạng hình sin, có tần số như nhau, biên độ như nhau với góc lệch pha là 120o

1.3 Cấu tạo máy phát điên xoay chiều

Máy phát điện xoay chiều loại này gồm những phần chính là: rotor, stator, cácnắp, puli, cánh quạt và bộ chỉnh lưu Một số máy phát điện bộ chỉnh lưu được đặt ngaytrong máy phát điện và một số máy phát khác bộ chỉnh lưu đặt rời khỏi máy phát

Hình 1.2 Máy phát điện tháo rời

Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ:

1.3.1 Rôto (phần cảm)

Roto được chế tạo thành hai nửa, mỗi nửa có các cực từ hình móng lắp xen kẽ

nhau, vật liệu làm bằng thép non

Hình 1.5 Rotor

Hình 1.6 Rôtor máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ

Rôto gồm trục 5 mà ở phía cuối trục có lắp vòng tiếp điện 4, còn ở giữa lắp haichùm cực hình móng 1 và 2 Giữa hai chùm cực là cuộn dây kích thích 3 bằng đồngđược quấn ngay trên ống thép dẫn từ 6 Các đầu của cuộn dây kích thích được hàn vàocác vòng tiếp điện

Khi có dòng điện một chiều chạy qua cuộn dây kích thích Wkt thì cuộn dây vàống thép dẫn từ trở thành một nam châm điện mà hai đầu ống thép là hai từ cực tráidấu

1- chùm cực từ tính S 2- chùm cực từ tính N 3- cuộn dây kích thích

4- các vòng tiếp điện 5- trục rôto 6- ống thép từ

Dưới ảnh hưởng của các từ cực mà các móng trở thành các cực của rotor, giốngnhư cách tạo cực của loại rôto hình móng với nam châm vĩnh cửu đã nói ở trên.

Rôto quay trên hai ổ bi đặt trong các nắp bằng hợp kim nhôm, ở các nắp đều cócác cửa thông gió và ở chỗ nắp ổ bi đều có ống lót bằng thép Trên nắp sau (nắp phíavòng tiếp điện) có bắt giá đỡ các chổi điện bằng nhựa và phía trong nắp có bộ chỉnhlưu Trong giá đỡ có đặt hai chổi điện bằng hợp chất đồng – than hoạt tính Một chổiđiện tiếp mát với vỏ máy phát điện qua ốc bắt giá đỡ, còn một chổi điện khác thì tiếpvới ốc bắt dây 14 (đầu kích thích của máy phát điện), ở các máy phát điện cải tiến ốcnày được thay thế bằng phích cắm điện đặc biệt

Trục: đỡ toàn bộ rotor, lắp puli và quạt

Khi ta bật công tắc máy, điện ắc quy vào kích từ cuộn cảm các vấu cực roto trở thành nam châm điện các từ cực bắc nam xen kẽ nhau

1.3.2 Stato (phần ứng)

Hình 1.7 Stator

Stator gồm khối thép từ được lắp ghép bằng các lá thép kĩ thuật điện mà phíatrong có xẻ 18 rãnh phân bố đều để xếp các cuộn dây phần ứng Cuộn dây stator ( cuộndây phần ứng ) có ba pha nối theo hình sao Mỗi pha gồm sáu cuộn dây con nối nốitiếp nhau Ba đầu dây của ba pha chừa dài ra để bắt vào bộ chỉnh lưu Các cuộn dâyđược giữ chặt trong rãnh nhờ miếng chêm bằng téctôlit và cách điện với khối thépstator bằng cát tông cách điện Stator sau khi đã quấn dây và lắp song đem thấm sơncách điện và sấy khô.

* Cách đấu cuộn dây phần ứng:

Cuộn dây phần ứng có ba pha nối theo hình sao hoặc hình tam giác và đặt lệchnhau 1200

Mỗi pha gồm 6 cuộn dây con nối tiếp nhau, ba đầu dây của 3 pha chừa dài ra đểbắt vào bộ chỉnh lưu (bộ nắn điện), sản sinh sức điện động xoay chiều 3 pha thông qua

bộ nắn điện thành dòng một chiều

Hình 1.9 Đấu mạch sao và mạch tam giác

a, Đấu hình sao b, Đấu tam giác

1.3.3 Chổi than và giá đỡ chổi than

Hình 1.10 Chổi than và giá đỡ chổi than

Trên nắp sau có bắt giá đỡ các chổi điện bằng nhựa Trong giá đỡ có đặt hai chổiđiện bằng hợp chất đồng – than hoạt tính và một số phụ chất để giảm điện trở riêng vàmức mài mòn của chổi

Một chổi điện tiếp mát với vỏ máy phát điện qua ốc bắt giá đỡ , còn một chổiđiện khác thì tiếp với ốc bắt dây (đầu kích thích của máy phát điện), ở các máy phátđiện cải tiến ốc này được thay thế bằng phích cắm điện đặc biệt

1.3.4 Nắp máy

Để bảo vệ máy khỏi bị những vật bên ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn, nó còn

làm giá đỡ cho các đầu trục roto, đồng thời cũng để bắt máy phát điện vào ôtô.

Nắp thường được chế tạo bằng thép, gang hoặc nhôm.

Hình 1.11 Nắp máy, puli và quạt gió của máy phát điện xoay chiều

1.3.5 Puli và quạt gió

Để dẫn động máy phát điện nhờ dây đai thông qua puli trên trục khuỷu động cơ

và puli lắp trên trục máy phát điện

Trên puli có thể có cả phần cánh quạt để làm máy phát điện, giảm nhiệt độ củamáy phát nhằm giúp cho máy phát làm việc ổn định hơn

 Bộ nắn điện với 6 điốt:

1 Puli

2 Quạt gió

3 Nắp trước

4 Nắp sau

Hình 1.13 Bộ chỉnh lưu 6 điốt

Lưu thông của dòng điện ứng qua cuộn pha A và cuộn pha B:

Nếu điện áp đầu A là (+) và B là (-) thì dòng điện qua A:

- Khi A là dương nhất, B là âm nhất: Có dòng điện  A  D1  RL  D4  B (-) của A

Tương tự như trên ta có dòng điện qua B và C:

- Khi B là dương nhất, C là âm nhất: Có dòng diện  B  D3  RL  D6  C (-) của (B)

- Khi C là dương nhất, A là âm nhất: Có dòng điện  C  D5  RL D2  A (-) của C

Quan hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trên dây và trên pha là:

Un = 3U và In = I

Giả thiết tải của máy phát là điện trở thuần

Điện áp tức thời trên các pha A, B ,C là:

Hình 1.14 Sơ đồ chỉnh lưu máy phát 3 pha và điện áp sau khi đã chỉnh lưu

Các điôt mắc ở hướng thuận có điện trở Rt vô cùng bé còn ở hướng ngược thì rấtlớn ( Rn =)

Trên sơ đồ chỉnh lưu 3 pha này có 6 điôt: 3 điôt ở nhóm trên là các điôt dương,nhóm dưới gọi là các điôt âm, ở hướng dẫn điện một điôt nhóm trên dẫn điện khi anôtcủa nó có điện áp cao hơn, còn ở nhóm dưới điôt dẫn có điện áp thấp hơn.Vì vậy ởthời điểm bất kì đều có hai điốt hoạt động, một điôt cực tính dương và một điôt cựctính âm

Mỗi điôt sẽ cho dòng điện qua trong 1/3 chu kì (T /3)

Điện áp dây của máy phát được đưa lên bộ chỉnh lưu, điện áp chỉnh lưu được xácđịnh bởi các tung độ nằm giữa các đường cong trên và dưới của điện áp pha UA , UB,

UC Vì vậy điện áp chỉnh lưu tức thời Umf sẽ thay đổi và tần số xung điện của điện ápchỉnh lưu lớn hơn tần số pha của điện áp pha 6 lần

Trị số nhỏ nhất của điện áp chỉnh lưu bằng 1,5 Uđm, lớn nhất bằng 1,73 Um, sựthay đổi của điện áp chỉnh lưu:



U U

U mf 0,23 m 0,325



Giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu:

Umf = 3U m.cost

Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu: Umf =1,65 Um

 Bộ chỉnh lưu dòng điện 8 đi ốt

Đối với máy phát có công suất lớn ( P > 1000 W ), sự xuất hiện sóng đa hài bậc batrong thành phần của hiệu điện thế pha do ảnh hưởng của từ trường các cuộn pha lêncuộn kích từ làm giảm công suất máy phát.

Hình 1.15 Bộ chỉnh lưu 8 đi ốt

Vậy người ta sử dụng cặp đi ốt mắc từ dây trung hoà để tận dụng sóng đa hài bậc

3, làm tăng công suất máy phát khoảng 10 -15 %, trong một số máy phát, người ta còn

sử dụng 3 đi ốt nhỏ mắc từ các pha để cung cấp cho cuộn kích từ đồng thời đóng ngắtđèn báo nạp

 Bộ chỉnh lưu 9 đi ốt

Hình 1.16 Bộ chỉnh lưu 9 đi ốt

Đối với loại này sẽ có 3 con đi ốt dùng để kích từ và bảo vệ giàn 6 con đi ốt còn lại

1.3.7 Tiết chế (bộ điều áp)

 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

a) Cấu tạo của tiết chế

Tiết chế được dùng để điều chỉnh điện áp ngăn chặn dòng điện ngược, hạn chếdòng điện, khi động cơ hoạt động tốc độ vòng quay trục khuỷu thay đổi nên điện ápcủa máy phát điện xoay chiều cũng không ổn định, mà các thiết bị sử dụng điện trênôtô cần phải đảm bảo tính ổn định của điện áp chính Vì vậy cần phải có bộ điều chỉnhđiện để giữ cho điện áp của máy phát và dòng điện của máy phát phát ra ổn định trongmột phạm vi nào đó không vượt quá giá trị quy định

Do vậy tiết chế có nhiều loại như:

+ Bộ tiết chế dùng thiết bị điện từ

+ Bộ tiết chế dùng thiết bị địên từ kết hợp với thiết bị bán dẫn

+ Bộ tiết chế dùng thiết bị bán dẫn

Ngày nay trên xe ôtô đời mới thường sử dụng bộ tiết chế dùng thiết bị bán dẫn vì

nó có ưu điểm: Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ thay vào việc sử dụng các rơ le hạn chếdòng và rơ le dòng điện ngược bằng việc sử dụng điốt ổn áp, tranzito

Cấu tạo của tiết chế gồm: 1M.IC đã được lập trình sẵn và được mắc để điềukhiển các bóng tranzitor, 2 tranzitor NPN và 1 tranzitor PNP dùng để đóng mở điềukhiển dòng vào cuộn kích thích, diot D1 dùng ngăn chặn dòng điện ngược Vỏ làmbằng hợp kim nhôm bảo vệ tiết chế

b) Nguyên lý làm việc của các loại tiết chế

Các phụ tải điện trên ô tô có hiệu điện thế định mức và dòng điện định mức,chúng chỉ có thể làm việc bình thường khi điện thế ổn định

Điện áp của máy phát phụ thuộc vào tốc độ quay của trục khuỷu , nên trong quátrình làm việc của ô tô , tốc độ quay của trục khuỷu luôn thay đổi bởi nhiều lí do  thìtốc độ quay của phần ứng của máy phát thay đổi  làm cho điện áp thay đổi theo Trong quá trình làm việc tải của máy phát không đều nhau, có những trường hợpkhi tải vượt quá trị số định mức Điều này sẽ dẫn đến hiện tượng bị cháy, làm giảmkhả năng chuyển đổi mạch hoặc quá nhiệt, dẫn đến tăng tải trên các chi tiết cơ khí của

hệ thống dẫn động máy phát

Vậy trong hệ thống cung cấp điện cần có bộ điều chỉnh điện để giữ cho điện ápcủa máy phát và dòng điện của máy phát phát ra ổn định trong một phạm vi nào đókhông vượt quá giá trị quy định Vì vậy vấn đề điều chỉnh điện áp và cường độ dòngđiện là vô cùng quan trọng

Đối với máy phát điện xoay chiều, chỉ quan tâm đến điều chỉnh điện áp màkhông cần quan tâm đến điều chỉnh dòng điện:

Do máy phát điện xoay chiều của ô tô có đặc tính tự kiềm chế dòng điện tức làdòng điện của nó phát ra đến một lúc nào đó không tăng hoặc tăng không đáng kể và

có giá trị bằng hoặc hơi lớn hơn dòng điện định mức một chút, vậy không cần rơ lehạn chế dòng điện

Hình 1.17 Đặc tính dòng điện.

Đặc tính tự kiềm chế dòng của máy phát điện xoay chiều có được là nhờ tínhtoán và chọn số vòng dây của cuộn dây stator và cuộn dây kích thích sao cho có thểgiảm được số vòng quay ban đầu ở chế độ không tải

 Phương pháp điều chỉnh điện áp

Khi làm việc điện áp máy phát phát ra có giá trị:

Ikt: Dòng điện kích từ, là dòng đưa vào cuộn dây kích từ có thể điều chỉnh được.

Vì vậy muốn thay đổi điện áp phát ra của máy phát người ta tìm cách thay đổi dòng kích từ

U tỉ lệ tỉ lệ Ikt

Đó chính là nguyên lý chung điều chỉnh tự động điện áp

Khi Ikt tăng,  tăng, thì Uf tăng tỷ lệ

Vì vậy khi Uf tăng quá cao  tìm cách giảm Ikt

Khi Uf thấp  tìm cách tăng Ikt

Một số loại tiết chế

a) Bộ tiết chế loại rung

Việc điều chỉnh điện áp dạng rung thuộc loại điều chỉnh rơ le mà ở đó chức năngcủa bộ điều chỉnh do rơ le điện từ thực hiện

Nhờ có các tiếp điểm của rơ le mà các điện trở phụ được nối với mạch kích thích

Hình 1.18 Sơ đồ nguyên lí tiết chế loại rung

Nhờ điện áp của máy phát nhỏ hơn điện áp U1 điện áp hoạt động của rơ le điện

từ, thì tiếp điểm K đóng và cuộn kích thích kt của máy phát được mắc vào đầu ra củamáy phát Khi điện áp máy phát điện đạt giá trị U1 thì tiếp điểm K sẽ bị ngắt, điện trởphụ RP được mắc vào mạch kích thích Dòng điện trong cuộn kích thích và điện ápmáy phát giảm xuống

Khi điện áp của máy phát giảm xuống đến điện áp phản hồi rơ le U2, thì các tiếpđiểm của rơ le được đóng lại Dòng điện trong cuộn kích thích và điện áp máy phát bắtđầu tăng lên Khi điện áp máy phát đạt điện áp làm việc của rơ le thì các tiếp điểm lại

bị ngắt Quá trình lại tiếp tục một cách tuần hoàn

Chapter 2 Vấn đề ổn định nhiệt cho bộ tiết chế loại rung

Điện áp hiệu chỉnh sẽ tỉ lệ với điện trở R0 của cuộn dây chính Khi nhiệt độ thayđổi, R0 thay đổi VD khi tăng 1000C, R0 tăng 40 % Vì vậy điện áp điều chỉnh cũngthay đổi Để đảm bảo độ ổn định theo nhiệt của điện áp điều chỉnh, ta mắc điện trở bùnhiệt nối tiếp với cuộn dây chính làm bằng nicrôm hoặc constandan

Ngoài ra người ta dùng giá treo rơ le điện từ bằng tấm lưỡng kim nhiệt, tấm nàycấu

tạo từ hai kim loại được hàn với nhau Một tấm từ hợp kim sắt – niken có hệ sốdãn nở nhiệt thấp và tấm kia từ Cr – Ni có hệ số dãn nở lớn

Chapter 3 Độ bền của bộ tiết chế loại rung

Trong quá trình làm việc, các tiếp điểm chịu tác động ăn mòn về cơ, hoá và điện,ảnh hưởng lên độ bền của bộ điều chỉnh điện áp dạng rung

Tác động cơ học dưới dạng va đập của các tiếp điểm động lên các tiếp điểm Tác động hoá học sẽ làm cho các tiếp điểm bị oxi hoá và các phản ứng hoá họckhác của kim loại với các loại khí chứa trong môi trường dẫn tới tình trạng rỉ sét, kếtquả là trên bề mặt tiếp điểm hình thành các màng có điện trở riêng cao Tác động vềđiện thường ở tia lửa điện hồ quang sẽ làm cho xuất hiện sự ăn mòn Lúc này một tiếpđiểm bị lõm còn tiếp điểm kia lồi

Vật liệu phổ biến chế tạo tiếp điểm là vonfam, có độ cứng lớn và nhiệt độ nóngchảy rất cao (33700C) Độ bền ăn mòn của vônfam cao, nhược điểm là khi bị rỉ sẽ tạonên các màng sunfit và màng ôxyt

Thông thường hồ quang có thể xuất hiện khi tiếp điểm bị ngắt, còn tia lửa điệnxuất hiện lúc đóng và lúc ngắt tiếp điểm Tia lửa xuất hiện ở cường độ dòng điệnkhông lớn và hiệu điện áp trên các tiếp điểm cao hơn 300V

Ảnh hưởng của tác động về điện lên khả năng làm việc của các tiếp điểm có thểđạt được đặc trưng của công suất ngắt

Png = Ing.Ung

Ing , Ung: là cường độ và điện áp trên các tiếp điểm ở thời điểm ngắt

Chapter 4 Nhược điểm của bộ tiết chế loại rung

Do có tiếp điểm  đóng cắt liên tục  tiếp điểm bị cháy do có hồ quangđiện ,cặp tiếp điểm bẩn  tiếp điểm không sạch  độ tin cậy không cao, luôn luôn

Bộ điều chỉnh điện áp dạng rung có dòng điện kích thích bị hạn chế và độ bềncủa bộ điều chỉnh thấp, các phương pháp cắt giảm công suất ngắt được sử dụng khôngkhắc phục được hết các nhược điểm đã nêu mà chỉ có thể mở rộng phạm vi sử dụngcác bộ điều chỉnh điện áp dạng rung.

b) Tiết chế bán dẫn

 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc tiêt chế dùng tranzitor (PNP)

Bộ điều chỉnh điện áp tranzitor cấu tạo từ bộ phận do mạch (R1 – R2 – R- VD1)

và thiết bị điều chỉnh có dạng một tranzitor (PNP) (các VT1, VT2, điôt VD2, các biếntrở R3, R4 và R0 ) Tải của T là cuộn dây kích thích Wkt của máy phát được mắc songsong với điot VD3

Nếu điện áp trên điện trở R1 nhỏ hơn điện áp mở của điôt zener VD1thì điôt sẽkhông dẫn và cường độ dòng điện trong mạch R-VD1 gần như bằng không, điện ápđặt lên mối nối BE của T:

U E1 U R  U R0  0

Tranzitor VT1 sẽ ở trạng thái ngắt Điện áp UEC1 hầu như bằng với điện áp của máy phát và được đặt lên lớp tiếp giáp BE của tranzitor theo hướng thuận TranzitorVT2 sẽ ở trạng thái bão hoà, được xác định bởi điện trở R3

Do điện trở R0 và độ sụt áp VD2 nhỏ, nên ta có thể xem điện áp của máy phát hầu như được đưa lên cuộn kích thích Như vậy đảm bảo sự tự kích của máy phát

Hình 1.19 Sơ đồ tiết chế bán dẫn loại dùng tranzitor PNP

Nếu hiệu điện áp của máy phát bằng hiệu điện áp hoạt động U1 của tiết chế trong mạch R-VD1 xuất hiện I=I2 Điện áp trên lớp BE của tranzitor thứ nhất đạt ngưỡng

UOE1= I.R – UR0 Tranzitor VT1 được chuyển từ trạng thái ngắt về trạng thái bão hoà.Khiến điện áp UEC1 giảm và tranzitor VT2 từ trạng thái bão hoà chuyển về trạng tháingắt Dòng điện kích thích giảm làm tăng điện áp trên mối nối BE của VT1 đột ngột

UE1=IR-Ik.R0 và chuyển từ trạng thái ngắt về trạng thái bão hoà

Khi VT1 chuyển sang trạng thái bão hoà:

U E2 U EC1 U ñ0 0

Nên VT2 chuyển sang trạng thái ngắt Sự dịch chuyển của lớp tiếp giáp BE củaVT2 ở hướng ngược được thực hiện bởi sự lựa chọn các thông số của mạch VT2-R4.Việc chuyển VT2 về trạng thái ngắt đồng nghĩa với việc ngắt cuộn kích Wkt khỏi máyphát Dòng kích trong mạch Wkt –VD3 giảm xuống Sự giảm của dòng kích dẫn đếngiảm hiệu điện áp phản hồi U2 của tiết chế thì điện áp trên lớp chuyển tiếp BE của VT2

sẽ đạt giá trị ngưỡng tức là:

U E2 U EC1 U ñ0 U OE2

Lúc này VT2 bắt đầu chuyển từ trạng thái ngắt sang trạng thái bão hoà Sự tăngtranzitor trở về trạng thái ngắt, VT2 từ trạng thái ngắt sang trạng thái bão hoà Nhưvậy hiệu dòng kích từ làm giảm điện áp trên lớp chuyển tiếp BE của tranzitor thứ nhất

U E1 IR I k.R0 U OE1

Từ trạng thái bão hoà

Ở điện áp hoạt động của tranzitor có phương trình:

R U



Trong đó Rz và Roz là điện trở và điện áp mở của điot VD1

Như vậy điện áp làm việc của tranzitor phụ thuộc vào cầu phân áp R1 và R2 Khităng R1 hoặc giảm R2 điện áp làm việc giảm và ngược lại điện áp làm việc cũng phụthuộc vào cường độ dòng điện kích thích và do đó phụ thuộc vào vận tốc của rotormáy phát

Hình 1.20 Sơ đồ tiết chế dùng tranzitor (NPN)

Tiết chế loại này gồm hai thành phần: thành phần do R1 , R2 và D1 và thành phầnhiệu chỉnh T1 , T2.

Nguyên lí: khi bật công tắc dòng điện đi từ:

Ắc quy  tiết chế  R1  R2  mas  điện áp đặt vào

OZ

U r R

R

U

D1  2/( 1  2) điện áp làm việc của D1, nên T1 đóng Do đó dòng đi theomạch R3  D2  R4  mass

Khi số vòng quay n của máy phát tăng cao, hiệu điện áp tăng và điện áp đặt vào

D1 tăng khiến nó dẫn làm T1 dẫn bão hoà và T2 đóng Dòng điện trong cuộn Wkt giảmkhiến điện áp máy phát giảm theo, D1 sẽ đóng trở lại làm T1 đóng và T2 mở Qúa trìnhnày lặp đi lặp lại

Khi cường độ dòng điện Ikt giảm trên Wkt xuất hiện một sức điện động tự cảm vàđiôt D3 dùng để bảo vệ tranzitor T2.

Người ta sử dụng mạch hồi tiếp âm bao gồm R1 và C Khi T2 chớm đóng, điện áp

C tăng làm xuất hiện dòng nạp IC ( Wkt  T1  C  R5  R  mass)

Điện áp của chân B của T1 tăng vì UBE1 =R(I+IC ) khiến T1 chuyển nhanh sangtrạng thái bão hoà và T2 chuyển nhanh sang trạng thái đóng

Khi T2 chớm mở, tụ C bắt đầu phóng theo mạch +C  T2  R  R5  -CDòng phóng qua R theo chiều ngược lại và điện áp đặt vào mối nối BE của T1 cógiá trị UBE1 =R(I-IC) khiến T1 chuyển nhanh sang trạng thái đóng và T2 chuyển nhanhsang trạng thái bão hoà Mạch hồi tiếp giúp tăng tần số đóng mở của tiết chế  tăngchất lượng của điện áp hiệu chỉnh và giảm nhiệt toả ra trên tranzitor

Lúc bắt đầu hoạt động, hiệu điện áp làm việc của tiết chế được xác định:

U1 I1.R1 R2(I1 I)

U1 I1.R1 U OZ R2.I IR

Trong đó : I U BE1/R

U1(R1 R2) R2U BE1/R

U1 I1.R1 U OZ R Z(U BE1/R)U BET1

 U1 (1R1 R2)(U OZ (R Z R)U BE /R)R1U BE1/R

Muốn tăng hiệu điện áp hiệu chỉnh ta tằng R1 và giảm R2

 Ưu điểm của tiết chế bán dẫn

- Làm việc với các máy phát điện có công suất lớn

- Chúng tác động nhanh, hiệu suất cao và điều chỉnh chính xác ổn định mà không

hệ điều chỉnh nào khác có được

- Bộ tiết chế bán dẫn cho phép tăng dòng điện kích thích của máy phát điện ,chúng có độ tin cậy cao, chịu rung và chịu xóc tốt

- Vì dòng điện kích thích máy phát không trực tiếp qua tiếp điểm mà quatranzitor nên nó cho phép tăng dòng điện kích thích cực đại, điều này cho phépgiảm kích thước, trọng lượng của máy phát điện và tăng các chỉ số kĩ thuật

- Ít phải bảo dưỡng chăm sóc kĩ thuật trong quá trình sử dụng

 Nhược điểm

- Sơ đồ tương đối phức tạp

- Giá thành cao vì sử dụng nhiều linh kiện bán dẫn đắt tiền

Không có bộ phận bảo vệ cho các tranzitor

Rõ ràng so với loại tiết chế rung (có cặp tiếp điểm và lò xo )

 Tiết chế bán dẫn hơn hẳn so với tiết chế loại rung vì chúng có những ưu điểmvượt trội

c) Bộ tiết chế dùng tiếp điểm rung một rơ le

Sau khi đã khởi động động cơ, rotor quay, stator cảm ứng điện xoay chiều vàđược bộchỉnh lưu nắn thành dòng điện một chiều nạp vào ắc quy đồng thời cung cấptrở lại cho phần cảm rotor.

Khi ôtô tăng tốc ,tần số quay của rotor tăng , điện áp phát tăng lên đến lúc đạtgiới hạn , từ trường cuộn tiết chế đủ mạnh hút tiếp điểm dưới C1 tách khỏi C2 , lúc nàydòng điện kích từ  R  rotor  cường độ giảm  điện áp phát giảm

Từ trường cuộn dây tiết chế điện áp trở nên yếu , C1 chạm vào C2

Nếu ô tô di chuyển với tốc độ cao hơn nữa, điện áp phát tăng lên, độ từ hoá củalõi thép cuộn tiết chế mạnh thêm, hút C1 tách khỏi C2, kéo C3 chạm vào má vít cố định

C2, dòng điện kích từ đi từ R C2, C3  mát trong bộ điều chỉnh điện áp Lúc này cảhai đầu cuộn rotor đều nối mát  mất điện kích thích  điện áp phát giảm, C3 lạitách C2, chu kì rung C3 được lặp đi lặp lại liên lục để duy trì điện áp cố định ở vận tốccao của ô tô

c) Bộ tiết chế hai rơle hiệu FORD.

 Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.22 Bộ tiết chế hai rơle hiệu FORD

 Cấu tạo

Bộ tiết chế hai rơle hiệu FORD có cấu tạo gồm có:

- Máy phát điện xoay chiều ba pha

- Bộ chỉnh lưu gồm sáu điốt

- Khoá điện: KĐ

- Cuộn kích từ Wkt

- Một khung từ trên khung từ có hai lõi thép trên mỗi lõi thép có quấn cuộn dây

từ hoá WI và Wgt và được bố trí các cặp tiếp điểm K1 và cặp tiếp điểm K2’ K2 thườngđóng, cặp tiếp điểm K2 K2” thường mở Trong đó K2”được nối trực tiếp ra mát

- Đèn kiểm tra Đktđược mắc song song với một điện trở 15.

 Nguyên lý làm việc

Khi đóng khoá điện( KĐ), máy phát bắt đầu làm việc nhưng còn ở tốc độ thấp do

đó tiếp điểm K1 mở,K2K2’ đóng, K2K2” mở Lúc này dòng điện kích thích lấy từ nguồn

ắc quy đi theo mạch: +Aq KĐ (Đkt //15)1abcWgtK2K

và cung cấp cho tải Đèn kiểm tra tắt vì cả hai đầu đều có thế dương, một đầu có thếdương của ắc quy, đầu kia có thế dương của máy phát Dòng điện từ máy phát cungcấp ra theo mạch:

áp cố định (Umf =const )

Khi tiếp điểm K2K2’ mở thì dòng kích thích đi trong mạch như sau:

+ B K1 a  b  Rf  d  F  Wkt  Mát

Nếu điện áp máy phát tiếp tục tăng thì lực từ hoá của cuộn Wgt và cuộn Wu sinh

ra mạnh hơn, hút tiếp điểm K2 tách hẳn K2’ và chập vào K2” Lúc này dòng kích từ điqua điện trở Rf về mát qua K2” Điện áp máy phát phát ra giảm ngay Điện trở R làmnhiệm vụ như một tụ điện dập tắt tia lửa giữa các tiếp điểm

d) Bộ tiết chế bán dẫn kiểu lucar 14TR.

 Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.23 Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chỉnh điện áp bán dẫn kiểu 14TR

T1: Có nhiệm vụ điều khiển dòng kích từ

T2: Có nhiệm vụ điều khiển T1

Z: Đi ôt ổn áp có nhiệm vụ điều khiển T2

Cọc D+ của tiết chế được nối với cọc D+(cọc phát điện) của máy phát Cọc DF từtiết chế được nối với cọc DF của máy phát để đưa dòng kích từ vào cuộn kích từ Cọc

D- được nối mát Dòng đi phụ tải từ cực dương của máy phát

 Nguyên lý làm việc

Khi máy phát chưa làm việc (khóa điện đóng) hoặc khi máy phát đã phát ra điệnnhưng điện áp máy phát phát ra nhỏ hơn điện áp định mức,điốt ổn áp Z chưa bị đánhthủng Không có dòng điều khiển IB của T2 nên T2 đóng Do đó cực B của Tranzito

T1 nối với âm thông qua R3 nên hiệu điện thế UEB của T1 lớn hơn không

Có dòng điều khiển IB của T2 đi từ cọc phát D+ của máy phát đến cọc D+ của tiếtchế tới cực E của T1 của lớp tiếp giáp EB Qua R3 ra cọc D- của tiết chế tới D- của máyphát rồi ra mát T1 mở có dòng kích từ đi từ cực dương của ắc quy (máy phát) tới đènbáo nạp tới cọc D+ của tiết chế qua E(T1) qua tiếp giáp EC(T1) qua C(T1) tới DF của

tiết chế Tới cọc DF của máy phát qua cuộn kích từ G rồi về mát Dòng kích từ này lớnnên điện áp máy phát tăng lên nhanh chóng Lúc này đèn báo nạp sáng.

Khi điện áp máy phát tăng cao nhưng vẫn nhỏ hơn điện áp định mức dòng kích

từ có chiều đi từ : cọc D+ của máy phát  cọc D+ của tiết chế T1  cọc DF của tiếtchế  cọc DF của máy phát  cuộn kích từ  mát

Lúc này đèn báo nạp tắt do hiệu điện thế của hai đầu đèn báo bằng nhau

Khi điện áp máy phát lớn hơn điện áp định mức, điốt ổn áp Z bị đánh thủng Xuấthiện dòng điện điều khiển IB của Tranzito T2:

Từ D+ của máy phát  D+ của tiết chế  cực ET2  BT2  điốt ổn áp đếnđiện trở R2  D- của tiết chế  mát Có dòng điều khiển nên T2 mở có dòng IC2:

Từ D+ của máy phát  D+ của tiết chế  T2  R3  D-  mát Hiệuđiện thế cực B của Tranzito T1 bằng hiệu điện thế cực E của nó nên Tranzito T1 đóng.Dòng kích từ Ikt có chiều:

Từ D+ của máy phát đến D+ của tiết chế qua R1, R2 qua D- của tiết chế đến D- củamáy phát rồi ra mát Dòng kích từ mất, điện áp máy phát phát ra giảm và quá trình lạinhư lúc ban đầu

e) Tiết chế trên xe TOYOTA

 Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.24 Bộ tiết chế trên xe Toyota