CHƯƠNG 4 bộ điều CHỈNH điện TRÊN ô tô

CHƯƠNG BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN TRÊN Ô TÔ 4.1 SỰ CẦN THIẾT PHẢI CÓ BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN - Tất phụ tải Ôtô có hiệu điện định mức dòng điện định mức nên đòi hỏi nguồn cung cấp phải ổn định - Điện áp máy phát phụ thuộc vào tốc độ quay trục khuỷu nên không ổn định - Trong trình làm việc ôtô tốc độ quay trục khuỷu thay đổi nhiều lý khác nhau: Chính làm cho điện áp thay đổi theo: Trong trình làm việc tải máy phát không Tất phụ tải Ôtô làm việc nên dòng cung cấp phải lớn, có lúc tải làm việc Ngoài hệ thống điện Ôtô thường xảy cố chạm chập Vậy hệ thống cung cấp điện cần có điều chỉnh điện để giữ cho điện áp máy phát dòng điện máy phát, phát ổn định phạm vi không vượt giá trị quy định Vì điều chỉnh điện tối cần thiết 4.2 NGUYÊN LÝ CHUNG ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG ĐIỆN ÁP Khi làm việc điện áp máy phát phát có giá trị: Uf =E- IƯ RƯ Trong đó: IƯ: Dòng máy phát phát R Ư: Tổng trở mạch phần ứng Vì R Ư nhỏ nên IƯ Rư nhỏ coi : UF =E- IƯRƯ = Ke φ n ( Ke = const) Ke: Hệ số kết cấu máy phát n : Tốc độ quay trục máy phát Phụ thuộc vào tốc độ quay động Vì điều chỉnh theo ý muốn φ : Từ thông kích từ máy phát φ = Ikt Wkt / Rkt Wkt : Số vòng dây cuộn kích từ ( Wkt = const) Rkt: Điện trở cuộn dây kích từ ( Rkt = const ) Ikt: Dòng điện kích từ Là dòng đưa vào cuộn dây kích từ điều chỉnh Vì muốn thay đổi điện áp phát máy phát người ta tìm cách thay đổi dòng kích từ Đó nguyên lý chung điều chỉnh tự động điện áp I kt tăng, φ tăng, UF tăng tỷ lệ UF tăng cao, tìm cách giảm Ikt Khi UF thấp, tìm cách tăng Ikt 4.3 CÁC BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN THƯỜNG GẶP 4.3.1 Bộ điều chỉnh điện áp hai rơle hiệu FORD a Sơ đồ nguyên lý D1 D2 D3 D4 D5 D B e Rf0 C Hình 4.1: Bộ điều chỉnh điện áp hai rơle hiệu FORD b Cấu tạo Bộ điều chỉnh điện áp 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 khung từ có hai lõi thép lõi thép có quấn cuộn dây từ hoá WI Wgt bố trí cặp tiếp điểm K K2’ K2 tiếp điểm thường đóng, K2 K2” tiếp điểm thường mở Trong K2”được nối trực tiếp mát - Đèn kiểm tra Đktđược mắc song song với điện trở 15 Ω c Nguyên lý làm việc Khi đóng khoá điện( KĐ),máy phát bắt đầu làm việc tốc độ thấp tiếp điểm K1 mở,K2K2’ đóng ,K2K2” mở Lúc dòng điện kích thích lấy từ nguồn ắc quy theo mạch: +Aq->KĐ->(Đ kt // 15 Ω )->1->a->b->c->Wgt -> K2K2’->e->d->F->Wkt ->mát->-Aq Lúc đèn kiểm tra Đkt sáng.CuộnWIcủa rơ le đóng mạch chịu dòng điện chỉnh lưu nửa chu kì diôt có cực âm nối mát: D4, D5, D6 Khi máy phát phát điện áp đủ khả cung cấp điện mạch lực từ hoá cuộnWIđủ thắng lực lò xo để đóng tiếp diểm K 1,lúc đèn kiểm tra Đkt không sáng nữa, báo hiệu cho biết lúc máy phát bắt đầu nạp cho ắc quy cung cấp cho tải.Đèn kiểm tra tắt hai đầu dương,một đầu dương ắc quy, đầu dương máy phát.Dòng điện từ máy phát cung cấp theo mạch: q Phụ tải Mát + (MF) Rf0 ắc quy B K1 a Wu M (Mạch điều chỉnh điện áp) b c Wgt K2K2’ E W kt thích ) D F M (Mạch kích Khi đạt điện áp định mức,tiếp điểm K 2K2’ đóng mở liên tục để trì điện áp cố định (Umf =const ) Khi tiếp điểm K2K2’ mở dòng kích thích mạch sau: +->B->K1- >a->b->Rf ->d->F->Wkt -> Mát Nếu điện áp máy phát tiếp tục tăng lực từ hoá cuộn W gt cuộn Wu sinh mạnh hơn, hút tiếp điểm K2 tách hẳn K2’ chập vào K2” Lúc dònh kích từ qua điện trở R f mát qua K2” Điện áp máy phát phát giảm Điện trở R làm nhiệm vụ tụ điện dập tắt tia lửa tiếp điểm 4.3.2 Bộ điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp điểm PP 362 a Sơ đồ chung hệ thống Hình 4.2: Bộ điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp điểm PP 362 1-Rơ le điện áp (PA) - Cọc nối đén công tắc đánh lửa khoá điện(BZ) - Rơ le bảo vệ(PB) - Cọc (KT) để nối đến cực (KT) máy phát điện - Điôt cách ly(Đc) - Cọc đấu dây vào vỏ máy(M) - Tranzito(T) b Sơ đồ cấu tạo sơ đồ nguyên lý: + - b a Hình 4.3: Sơ đồ cấu tạo sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện PP 362 c Cấu tạo Bộ điều chỉnh điện PP 362 gồm phận chủ yếu sau : - Rơ le điều chỉnh điện áp kiểu bán dẫn có tiếp điểm PA - Rơ le bảo vệ PB Rơle điều chỉnh điện áp rơ le bảo vệ đặt hộp có ba cực : cực B(BZ) để nối đến công tắc đánh lửa khoá điện cực B máy phát điện, cực KT để nối đến cực KT máy phát điện cực M nối mát Rơ le điều chỉnh điện áp PA có cấu tạo phần học giống rơ le điều chỉnh điện áp kiểu cũ Chỉ có cuộn dây từ hoá PA lõi thép Điện trở phụ RP gồm hai điện trở ghép song song điện trở điều hoà nhiệt R N điện trở tăng nhanh Rtn khung nhôm đặt mặt đế máy Tiếp điểm PA cắt nối dòng điện điều khiển Tranzistor có trị số nhỏ (không 0,4 A ), cắt nối dòng điện kích thích máy phát điện có trị số cực đại tới 3,5 A Tranzistor đảm nhiệm điện trở R B gồm bốn điện trở mắc song song Điốt hồi tiếp Đ ht điốt bảo đảm cho Tranzito đóng tích cực Điốt ĐB để bảo vệ Tranzito khỏi sức điện động tự cảm cuộn dây kích từ Điốt cách ly Đ c làm nhiệm vụ cách ly tiếp điểm PA máy điều chỉnh điện áp cuộn dây giữ PBG rơle bảo vệ Rơle bảo vệ PB có cấu tạo phần học giống rơle điện áp , khác số lượng cách bố trí cuộn dây Rơle bảo vệ gồm có ba cuộn dây cuộn dây PB0 , cuộn dây phụ PB p cuộn dây giữ PBG Hai cuộn PB0 PBG chiều, cuộn PBp ngược chiều với hai cuộn d nguyên lý hoạt động điều chỉnh điện pp 362 Khi số vòng quay động thấp điện áp máy phát điện chưa đạt trị số định mức, lực từ hoá cuộn dây PAo sinh chưa đủ lớn rơle điện áp PA chưa tác động tiếp điểm PA vị trí mở Điện áp điều khiển qua điện trở RB đưa đến cực gốc B Tranzistor làm Tranzistor mở có dòng điện lớn qua cuộn dây kích thích theo chiều : Từ cực dương nguồn Điốt hồi tiếp Đht kích thíchKT tiếp giáp EC Tranzito công tắc K(BZ) cuộn PB rơle bảo vệ cuộn mát Dòng điện kích thích lớn làm tăng điện áp máy phát điện Khi động tăng số vòng quay điện áp máy phát điện tăng trị số định mức, rơle điện áp PA tác động,tiếp điểm PA đóng làm Tranzistor đóng điện trở phụ Rp , RTN đưa vào mạch kích thích làm giảm dòng điện kích thích điện áp máy phát điện không tăng cao trị số định mức Dòng điện kích thích lúc theo chiều: Từ cực dương nguồn Điốt hồi tiếp Đht điện trở RTN điện trở Rp công tắc K(BZ) cuộn PB0 cuộn KT mát Do qua hai điện trở Rp Rtn nên tạo sụt áp, trị số dòng kích thích giảm Điện áp máy phát điện lại giảm xuống trị số định mức rơle điện áp PA lại tác động qúa trình lại lặp lại giữ cho điện áp điện áp máy phát điện không đổi trị số định mức Trong trình làm việc máy phát điện máy điều chỉnh điện áp hoạt động bình thường rơle bảo vệ PB không tác động, tiếp điểm PB mở Trường hợp lý cực KT máy phát điện máy điều chỉnh điện áp bị chạm mát, dòng điện qua cuộn PB0 tăng, dòng điện qua cuộn PB p giảm xuống không làm rơle bảo vệ tác động đóng tiếp điểm PB lại Tiếp điểm PB đóng làm cực B Tranzito lối với cực dương nguồn qua điốt D c tranzito đóng hai điện trở Rp, RTN đưa vào mạch kích thích làm giảm dòng điện qua cuộn PB0 bảo vệ cho tranzito khỏi hỏng dòng điện lớn Đồng thời tiếp điểm PB đóng làm kín mạch cuộn dây giữ PBG, dòng điện cuộn PB0 lúc giảm xuống tiếp điểm PB giữ đóng Tiếp điểm PB giữ đóng khắc phục xong hư hỏng 4.3.3 Bộ điều chỉnh điện bán dẫn không tiếp điểm PP 350 a Sơ đồ nguyên lý R6 Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện áp PP - 350 b Cấu tạo - Điốt D1ht làm nhiệm vụ hồi tiếp đảm bảo cho Tranzito T đóng tích cực - Điốt DB làm nhiệm vụ bảo vệ Tranzito khỏi bị hỏng sức điện động tự cản cuộn dây kích thích - Điốt D2ht làm nhiệm vụ hồi tiếp bảo đảm cho Tranzito T đóng tích cực - Điện trở RN làm nhiệm vụ điều hoà đảm bảo cho điện áp điều chỉnh giữ không đổi nhiệt độ môi trường xung quanh thay đổi - Nhóm R6- C làm nhiệm vụ hồi tiếp có tác dụng làm giảm thời gian chuyển nối Tranzito tức làm tăng tần số cắt nối bảo đảm cho điện áp không bị dao động nhiều - Điện trở Rđc điện trở chọn điều chỉnh Nó có tác dụng điều chỉnh trị số định mức điều chỉnh máy điều chỉnh điện áp c Nguyên lý làm việc Khi động làm việc với số vòng quay thấp điện áp máy phát điện thấp trị số điện áp định mức điều chỉnh nên điốt ổn áp Do chưa bị đánh thủng, tranzito T1 đóng Tranzito T1 đóng nên thông qua R8 cực gốc B Tranzito T2 có điện áp âm lớn làm Tranzito T2 mở Tranzito T2 mở nên có dòng điện qua điện trở R10 tạo sụt áp lớn điện trở này, nghĩa cực gốc B Tranzito T3 có điện áp âm lớn nên làm Tranzito T mở Tranzito T3 mở làm tăng dòng điện kích thích làm tăng điện áp máy phát điện Dòng điện kích thích lúc này: Từ cực dương nguồn → công tắc K → điốt hồi tiếp Dht → tiếp giáp EC Tranzito T3 cuộn kích thích KT → mát Khi số vòng quay động tăng điện áp máy phát tăng trị số định mức điều chỉnh điốt ổn áp D0 bị đánh thủng có dòng điện qua điện trở R7 Tạo sụt áp lớn điện trở nghĩa cực gốc B tranzito T lúc có điện áp âm lớn, tranzito T mở Tranzito T1 mở, điện trở RCE giảm xuống thấp cực gốc B tranzito T lúc điện áp gần không (coi nối với dương nguồn ) Do tranzito T2 đóng Tranzito T2 đóng dòng điện qua R10 lúc coi không nghĩa cực gốc B tranzito T lúc điện áp không (coi nối với dương nguồn) Do tranzito T đóng, điện trở phụ Rp đưa vào mạch cuộn dây kích thích làm giảm dòng điện kích thích điện áp máy phát điện không vượt trị số định mức điều chỉnh Nếu điện áp máy phát điện lại giảm xuống trị số định mức trình điều chỉnh lại lặp lại lúc ban đầu làm cho điện áp máy phát điện, giữ không đổi trị số định mức chế độ làm việc động 4.3.4 Bộ điều chỉnh điện áp bán dẫn kiểu lucar 14TR a Sơ đồ nguyên lý Hình 4.5: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện áp bán dẫn kiểu 14TR T1: Có nhiệm vụ điều khiển dòng kích từ T2: Có nhiệm vụ điều khiển bóngT1 Z: Đi ôt ổn áp có nhiệm vụ điều khiển bóng T2 Cọc D+ tiết chế nối với cọc Đ +(cọc phát điện) máy phát Cọc DF từ tiết chế nối với cọc DF máy phát để đưa dòng kích từ vào cuộn kích từ Cọc D- nối mát Dòng phụ tải từ cực dương máy phát b Nguyên lý làm việc Khi máy phát chưa làm việc (khóa điện đóng) máy phát phát điện điện áp, máy phát phát nhỏ điện áp định mức,điốt ổn áp Z chưa bị đánh thủng Không có dòng điều khiển I B bóng T2 nên bóng T2 đóng Do cực B Tranzito T1 nối với âm thông qua R nên hiệu điện UEB bóng T1 lớn không Có dòng điều khiển I B bóng T2 từ cọc phát D+ máy phát đến cọc D+ tiết chế tới cực E bóng T1 lớp tiếp giáp EB Qua R3 cọc D- tiết chế tới D- máy phát mát Bóng T1 mở có dòng kích từ từ cực dương ắc quy (máy phát) tới đèn báo nạp tới cọc D + tiết chế qua ET1 qua tiếp giáp EC qua CT1 tới DF tiết chế Tới cọc DF máy phát qua cuộn kích từ G cọc DF tiết chế tới cực E bóng T 1qua lớp tiếp giáp cực C cọc DF tiết chế Tới cọc DF máy phát qua cuộn kích từ mát Dòng kích từ lớn nên điện áp máy phát tăng lên nhanh chóng Lúc đèn báo nạp sáng Khi điện áp máy phát tăng cao nhỏ điện áp định mức dòng kích từ cho mát phát có chiều từ cọc D + máy phát tới cọc D+ tiết chế, qua bóng T1 cọc DF tiết chế tới cọc DF máy phát vào cuộn kích từ mát Lúc đèn báo nạp tắt hiệu điện hai đầu đèn báo Khi điện áp máy phát lớn điện áp định mức, điốt ổn áp Z bị đánh thủng Xuất dòng điện điều khiển IB Tranzito T2: Từ D+ máy phát đến D+ tiết chế đến cực ET2 tới BT2 qua điốt ổn áp đến điện trở R2 tới D- tiết chế mát Có dòng điều khiển nên bóng T2 mở có dòng IC2: Từ D+ máy phát đến D+ tiết chế tới T2 qua R3 đến D- mát Hiệu điện cực B Tranzito T1 hiệu điện cực E nên Tranzito T đóng Dòng kích từ Ikt có chiều : Từ D+ máy phát đến D+ tiết chế qua R1, R2 qua D- tiết chế đến Dcủa máy phát mát.Dòng kích từ mất, điện áp máy phát phát giảm trinh lai lúc ban đầu 4.3.5 Bộ điều chỉnh điện xe TOYOTA a Sơ đồ nguyên lý R1 D1 a K Hình 9: Bộ điều chỉnh điện xe TOYOTA D c n b R4 R2 R5 c z TR2 TR1 F R3 b Cấu tạo Bộ điều chỉnh điện xe Toyota có cấu tạo gồm có: - Máy phát điện xoay chiều ba pha - Hai Tranzito TR1, TR2 loại N-P-N - Cuộn kích từ G - Điốt ổn áp Z - Các điện trở R1, R2, R3, R4, R5 - Đèn báo nạp Dn, điều khiển rơ le đèn báo nạp - Mát phát điện có cọc B, IG, L S, S nối vói B c NGUYÊN Lý LàM VIệC Khi máy phát làm việc (khoá điện đóng) máy phát làm việc,nhưng điện áp máy phát phát nhỏ, nhỏ điện áp định mức Điốt ổn áp Z chưa bị đánh thủng Tranzito TR1 đóng điện trở TR1 lớn , cực B TR2 thông qua TR2được nối với dương nguồn,do TR2 mở Dòng điện sau: IG +Aq K a D1 R1 C b ETR2 Tiếp giápECTR2 Cuộn hút Rơle CTR2 E L M G kt F - - Aq Khi cuộn hút Rơle có điện tác động đóng tiếp điểm Rơle đèn báo nạp, đèn báo nạp sáng Lúc có dòng điện qua đèn báo nạp sau: Từ + Aq qua khoá K tới a, tới b qua đèn Dn qua tiếp điểm Rơle đèn báo nạp mát Khi máy phát làm việc điểm C dương máy phát máy phát cấp điện cho cuộn kích từ, đồng thời nạp điện cho ắc quy Do điểm C dương máy phát thông qua L đầu cuộn hút rơle nối với dương máy phát đầu dương ắc quy Do cuộn hút rơle không làm việc, tiếp điểm rơle mở Đèn báo nạp tắt Khi máy phát làm việc điện áp máy phát lớn điện áp định mức: Thì điốt ổn áp Z bị đánh thủng thông qua R S, cực B Tranzito TR1 nối với dương ắc quy TR1 mở, TR2 đóng Khi TR2 đóng thông qua điốt D2, cọc L, điện trở R2 TR1 tạo nên sụt áp dòng kích từ làm cho dòng điện dòng kích từ giảm Vì điện áp máy phát giảm, thấp điện áp định mức Và trình lại lặp lại cũ 4.3.6 Bộ điều chỉnh điện xe mekong car a Sơ đồ nguyên lý Hộp cầu chì + Dn Hình 4.7: Bộ điều chỉnh điện xe mekong car b Cấu tạo Bộ điều chỉnh điện Mekong car có cấu tạo gồm có:Máy phát điện xoay chiều ba pha mắc tam giác, chín điốt chỉnh lưu ba điốt chỉnh lưu ba pha nửa kỳ cấp đến cuộn kích thích lại sáu điốt chỉnh lưu kỳ cấp cho phụ tải khác - Ba tranzito loại N - P - N - Một điốt ổn áp ZD bị đánh thủng trị số điện áp máy phát lớn trị số điện áp định mức C đảm bảo cho tranzito đóng chắc, điện trở R 1, R2, R3, R4 tạo thấp áp điều khiển tranzito, R5 điện trở điều khiển đèn báo nạp có công suất 3w c Nguyên lý làm việc Khi trị số điện áp máy phát nhỏ trị số điện áp định mức Điốt ổn áp ZD chưa bị đánh thủng T1 đóng TR1 thông qua R4 cực B TR2 nối với dương ắc quy nên TR2 mở dẫn đến TR3 mở dòng kích từ sau: + Aq a Cầu chì CuộnWkt b Khoá điện c Cầu chì 15A ETR Đèn báo nạp Tiếp giáp ECTR3 CTR3 L Mát -Aq Dòng điều khiển TR2 sau: +Aq Cầu chì R4 BTR2 Khoá điện Cầuchì 15A Tiếp giáp BETR2 ETR2 Đèn báo nạp Mát L -Aq Dòng điều khiển TR3 sau: +Aq Cầu chì R4 BTR3 Khoá điện Cầuchì 15A Tiếp giáp BETR3 ETR3 Đèn báo nạp Mát L -Aq Khi máy phát làm việc điểm (a, L) dương máy phát ba điốt chỉnh lưu gửi tới nên lúc máy phát tự cấp điện cho dòng kích từ Lúc đèn báo nạp tắt hai đầu đèn báo nạp dương Dòng kích từ sau: +MF ETR3 a Mát Cuộn W kt B CTR Tiếp giáp CETR - Aq Khi điện áp máy phát lớn điện áp định mức Điốt ổn áp ZD bị đánh thủng Do tranzito TR1 mở TR2, TR3 đóng, ngắt mạch điện kích từ Do máy phát lại không phát điện Vì ZD lại đóng trình lại lặp lại cũ  ... chung điều chỉnh tự động điện áp I kt tăng, φ tăng, UF tăng tỷ lệ UF tăng cao, tìm cách giảm Ikt Khi UF thấp, tìm cách tăng Ikt 4.3 CÁC BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN THƯỜNG GẶP 4.3 .1 Bộ điều chỉnh điện áp... Hình 4.1 : Bộ điều chỉnh điện áp hai rơle hiệu FORD b Cấu tạo Bộ điều chỉnh điện áp hai rơle hiệu FORD có cấu tạo gồm có: - Máy phát điện xoay chiều ba pha - Bộ chỉnh lưu gồm sáu điốt - Khoá điện: ... máy phát phát giảm Điện trở R làm nhiệm vụ tụ điện dập tắt tia lửa tiếp điểm 4.3 .2 Bộ điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp điểm PP 362 a Sơ đồ chung hệ thống Hình 4.2 : Bộ điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp