GIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

GIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGIÁO ÁN CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

GIÁO ÁN SỐ: 03 Thời gian thực hiện: 270 phút Mơn học: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ Ơ TƠ Chương 3: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN Ô TÔ MỤC TIÊU BÀI HỌC Sau học xong này, sinh viên có khả sau: • • • • • Giải thích nhiệm vụ yêu cầu hệ thống cung cấp điện Trình bày tải điện tơ Phân tích chế độ làm việc phân bố tải Trình bày sở lý thuyết máy phát điện Trình bày cách tính tốn cơng suất tải điện chọn máy phát ĐỒ DÙNG VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC Đồ dùng dạy học: - Phấn, bảng - Bài giảng điện tử hệ thống cung cấp điện (Power Point) - Giáo trình ( tham khảo nội dung có liên quan tài liệu) Phương pháp dạy học : - Thuyết trình có minh họa giải thích - Phát vấn I ỔN ĐỊNH LỚP: Thời gian: 2’ Kiểm tra sỉ số lớp: Số sinh viên vắng: Tên: Tài liệu phát tay ( số hình vẽ sơ đồ khối) II THỰC HIỆN BÀI HỌC: Bài giảng HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC T T NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN Dẫn nhập: Máy phát điện thiết bị thiếu khơng tơ, xe máy mà phương tiện giao thong khác Nó giúp cung cấp điện tới phụ tải điện xe để xe vận hành tốt Bài giảng 3.1 Nhiệm vụ yêu cầu +Giảng viên giới thiệu nhiệm vụ, u Ơ tơ trang bị cầu HT cung cấp điện số hệ thống thiết bị +Trình bày: Viết điện để đảm bảo an toàn bảng, giải thích +Giải đáp thắc mắc tiện nghi sử dụng Chúng sinh viên cần điện suốt thời gian hoạt động động dừng Vì thế, chúng cần ắc quy nguồn điện chiều nguồn lượng Một hệ thống cung cấp điện trang bị xe cung cấp dòng điện chiều cho hệ thống thiết bị vừa nêu Tuy nhiên ắc quy phóng điện động dừng HOẠT ĐỘNG CỦA SINH VIÊN THỜI GIAN 10’ 30’ + Quan sát +Nghe giảng +Ghi +Nêu lên điểm chưa hiểu để GV giải đáp dần hết điện Hệ thống cung cấp điện sử dụng quay động để phát sinh điện Nó cung cấp điện cho hệ thống thiết bị điện khác mà nạp điện cho ắc quy lúc động hoạt động Để cung cấp lượng cho phụ tải ô tơ cần phải có phận tạo nguồn lượng có ích Nguồn lượng tạo từ máy phát điện ô tô Khi động hoạt động, máy phát cung cấp điện cho phụ tải nạp điện cho ắc quy Để bảo đảm toàn hệ thống hoạt động cách hiệu quả, an toàn, lượng đầu máy phát nạp vào ắc quy lượng yêu cầu cho tải điện phải thích hợp với Có hai loại máy phát: máy phát điện chiều máy phát điện xoay chiều Các máy phát điện chiều sử dụng xe hệ +Giảng viên giới thiệu nhiệm vụ, yêu không đề cập tới cầu HT cung cấp điện 3.1.1 Nhiệm vụ +Trình bày: Viết Máy phát điện bảng, giải thích +Giải đáp thắc mắc nguồn lượng sinh viên tơ Máy phát sinh cũ nên học + Quan sát 20’ +Nghe giảng +Ghi +Nêu lên điểm chưa hiểu để GV giải đáp dòng điện AC phải chỉnh lưu thành dòng DC sử dụng để sạc bình ắc quy cấp điện đến tải điện ô tô Điện áp đầu máy phát phải ổn định +Giảng viên giới không liên quan tới tốc thiệu nhiệm vụ, yêu cầu HT cung cấp độ động chế độ tải điện 3.1.2 u cầu +Trình bày: Viết bảng, giải thích Máy phát phải tạo +Giải đáp thắc mắc hiệu điện ổn định sinh viên (13,8V-14,2V) chế độ làm việc phụ tải Máy phát phải có cấu trúc kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ, giá thành thấp tuổi thọ + Quan sát +Nghe giảng 30’ +Ghi +Nêu lên điểm chưa hiểu để GV giải đáp cao Máy phát phải có độ bền cao điều kiện nhiệt độ độ ẩm lớn, làm việc vùng có nhiều bụi bẩn, dầu nhớt độ rung động lớn Việc trì bảo dưỡng tốt Khi động hoạt động, máy phát có u cầu sau: • Cung cấp dòng điện phù hợp với yêu cầu tất tải • Cung cấp dòng điện sạc tới bình ắc quy • Hoạt động tốc độ cầm chừng • Cung cấp điện áp ổn định điều kiện khác • Có đèn báo trạng thái hoạt động máy phát Điện áp máy phát phải đảm bảo 14V xe du lịch 28V đối xe tải điều kiện xe hoạt động Công suất máy phát phải đảm bảo cung cấp điện cho tất tải điện xe hoạt động Công suất máy phát ô tô vào khoảng Pmf = 700-1500W Máy phát đạt dòng điện cực đại khoảng Imax = 70-140A Hiệu điện hiệu chỉnh: hiệu điện làm việc tiết chế Uhc = 13,8 -14,2V 3.2 Các tải điện ô tô Các phụ tải điện +Giảng viên giới thiệu tải điện riêng biệt bao gồm: tải ô tô +Trình bày: Viết thường trực tải liên bảng, giải thích tục hoạt động xe +Giải đáp thắc mắc sinh viên chạy, tải gián đoạn thời tơ phân làm ba nhóm gian dài tải gián đoạn thời gian ngắn Máy phát điện ô tô đại phải đáp ứng nhu cầu cao phụ tải điện điều kiện khác Dưới bảng thông số tiêu thụ điện ba nhóm tải điện tơ: (Bảng 3.1, Bảng 3.2, Bảng 3.3) + Quan sát +Nghe giảng 15’ +Ghi +Nêu lên điểm chưa hiểu để GV giải đáp 3.3 Các chế độ làm việc phân bố tải Nguồn lượng điện +Giảng viên giới thiệu tải điện điện ô tô nguồn tơ +Trình bày: Viết điện chiều (DC) có bảng, giải thích điện áp 12V 24V +Giải đáp thắc mắc sinh viên Nguồn lượng cung cấp đến phụ tải + Quan sát +Nghe giảng +Ghi 30’ +Nêu lên điểm chưa hiểu để GV giải đáp tạo từ máy phát điện hay bình ắc quy tùy thuộc vào trạng thái hoạt động xe • Khi động khơng hoạt động: Điện từ bình accu sử dụng để chiếu sáng, dùng cho thiết bị điện phụ, thiết bị điện khác động không hoạt động • Khi động khởi động: Điện từ bình accu dùng cho máy khởi động cung cấp dòng điện cho hệ thống đánh lửa suốt thời gian động khởi động • Khi động hoạt + Giảng viên gợi ý -Sinh viên ý để sinh viên tìm lắng nghe, quan sát, động tiếp thu ghi chép không hoạt động + Giảng viên gợi ý -Sinh viên ý để sinh viên tìm lắng nghe, quan sát, động tiếp thu ghi chép khởi động động: + Ở chế độ không tải (máy phát hoạt động + Giảng viên gợi ý -Sinh viên ý để sinh viên tìm lắng nghe, quan sát, không tải): Điện từ máy động tiếp thu ghi chép hoạt động phát phần cấp tới phụ tải điện xe phần lại nạp điện cho bình ắc quy + Ở chế độ tải trung bình: Máy phát cấp điện đến phụ tải điện nhiều giảm dòng nạp + Giảng viên gợi ý -Sinh viên ý để sinh viên tìm lắng nghe, quan sát, đến bình ắc quy động tiếp thu ghi chép + Ở chế độ tải hoạt động chế (trường hợp mở độ tải trung bình nhiều phụ tải điện): Khi máy phát điện hoạt động hết công suất + Giảng viên gợi ý -Sinh viên ý khơng thể cung cấp đủ để sinh viên tìm lắng nghe, quan sát, động tiếp thu ghi chép điện đến cho phụ tải hoạt động chế điện Lúc này, bình ắc độ tải quy phóng điện để hỗ trợ phần điện cho máy phát.(Hình 3.1, Hình 3.2) 3.4.1 Phân loại đặc điểm cấu tạo máy phát điện 3.4.1.1 Phân loại Trong hệ thống điện ô tô thường sử dụng ba loại máy phát điện xoay chiều sau: o Máy phát điện xoay chiều kích thích nam châm vĩnh cửu thường sử dụng xe gắn máy +Giảng viên giới thiệu cách phân loại đặc điểm cấu tạo máy phát +Trình bày: Viết bảng, giải thích +Giải đáp thắc mắc sinh viên + Quan sát +Nghe giảng 15’ +Ghi +Nêu lên điểm chưa hiểu để GV giải đáp o Máy phát điện xoay chiều kích thích điện từ khơng có vòng tiếp điện sử dụng chủ yếu máy kéo xe chuyên dụng o Máy phát điện xoay chiều kích thích điện từ có vòng tiếp điện sử dụng ô tô Trong giáo trình đề cập đến máy phát điện xoay chiều kích thích điện từ có vòng tiếp điện sử dụng ô tô 3.4.1.1Đặc điểm cấu tạo máy phát kích từ kiểu điện từ loại có vòng tiếp điện (có chổi than) Máy phát điện gồm có phần bao gồm: +Giảng viên giới Stator, rotor chỉnh thiệu cách phân loại đặc điểm cấu tạo lưu.(Hình 3.10) máy phát +Trình bày: Viết  Rotor: bảng, giải thích Cấu tạo: Gồm hai chùm +Giải đáp thắc mắc cực hình móng lắp then sinh viên trục Giữa chùm cực có cuộn dây kích thích đặt trục qua ống lót thép Các đầu cuộn dây kích thích nối với vòng tiếp điện gắn + Quan sát +Nghe giảng +Ghi +Nêu lên điểm chưa hiểu để GV giải đáp 15’ + Giảng viên gợi ý Sinh viên ý trục máy phát Trục để sinh viên tìm lắng nghe, quan sát, rotor đặt ổ cấu tạo tiếp thu ghi chép bi lắp nắp Rotor hợp kim nhơm Trên nắp, phía vòng tiếp điện bắt giá đỡ chổi điện Một chổi điện nối với vỏ máy phát, chổi lại nối với đầu cách điện với vỏ Trên trục lắp cánh quạt puli dẫn động (Hình 3.11) Nguyên lý hoạt động: Khi có dòng chiều qua cuộn kích thích cuộn dây ống thép dẫn Sinh viên ý từ trở thành nam + Giảng viên gợi ý lắng nghe, quan sát, để sinh viên tìm tiếp thu ghi chép châm điện mà hai đầu nguyên lý hoạt ống thép hai từ cực động Rotor khác dấu Dưới ảnh hưởng từ cực, móng trở thành từ cực rotor  Stator: Cấu tạo: Gồm khối thép từ lắp ghép Sinh viên ý thép ghép lại với + Giảng viên gợi ý lắng nghe, quan sát, nhau, phía có xẻ để sinh viên tìm tiếp thu ghi chép 15’ cấu tạo rãnh để xếp cuộn Stator dây phần ứng.(Hình 3.12) Cuộn dây stator có ba pha mắc theo kiểu hình theo kiểu hình tam giác • Cách mắc kiểu hình sao: cho điện cao, sử dụng phổ biến • Cách mắc kiểu tam giác: cho dòng điện lớn (Hình 3.13) 3.4.3 Chỉnh lưu dòng điện Dòng điện xoay chiều tạo máy phát điện sử dụng Sinh viên ý lắng nghe, quan sát, 20’ điện mà chỉnh lưu + Giảng viên gợi ý tiếp thu ghi chép thành dòng điện để sinh viên tìm hiểu chỉnh lưu dòng chiều Bộ chỉnh lưu điện biến đổi dòng điện xoay trực tiếp cho thiết bị chiều thành dòng điện chiều 3.4.3.3 Chỉnh lưu pha Để biến đổi dòng điện xoay chiều máy phát sang dòng điện chiều, ta dùng chỉnh lưu điốt, điốt Sinh viên ý lắng nghe, quan sát, tiếp thu ghi chép + Giảng viên gợi ý 14 điốt Đối với máy để sinh viên tìm hiểu phát có cơng suất lớn chỉnh lưu pha (P>1000W) xuất sóng đa hài bậc thành phần hiệu điện pha ảnh hưởng từ trường cuộn pha lên cuộn kích làm giảm cơng suất máy phát Vì vậy, người ta sử dụng cặp điốt mắc từ dây trung hòa để tận dụng sóng đa hài bậc 3, làm tăng công suất máy phát khoảng 10-15% (hình 3.18) Trong số máy phát, người ta sử dụng điốt nhỏ (điốt trio) mắc từ pha để cung cấp cho cuộn kích, đồng thời đóng ngắt đèn báo nạp (hình 3.17, hình 3.18, hình 3.19) Sinh viên ý 3.4.4 lắng nghe, quan sát, 10’ tiếp thu ghi chép Điều chỉnh điện áp + Giảng viên gợi ý Khi điều chỉnh điện áp để sinh viên tìm hiểu điều chỉnh điện cường độ dòng điện áp máy phát hệ thống cung cấp điện đối tượng điều chỉnh máy phát ắc quy Hoạt động đồng thời máy phát ắc quy xảy có thay đổi vận tốc quay phần ứng (rotor) máy phát, tải nhiệt độ phạm vi rộng Để phận tiếp nhận điện làm việc bình thường điện áp lưới điện phải khơng đổi Vì vậy, cần phải có điều chỉnh điện áp Trong trình vận hành, máy phát có trường hợp tải vượt trị số định mức Điều dẫn đến tượng bị cháy, làm giảm khả chuyển đổi mạch nhiệt, dẫn tới tăng tải chi tiết khí hệ thống dẫn động máy phát Tất chức hệ thống cung cấp điện cho ô tô, máy kéo thực tự động nhờ điều chỉnh điện áp dòng điện 3.4.4.1 Tiết chế loại điện từ + Giảng viên gợi ý Nếu giá trị điện áp máy để sinh viên tìm hiểu tiết chế loại điện phát tăng cao từ ngưỡng giá trị cho phép (Umf >14.2V), nam châm điện ngắt công tắc, ngừng hoạt động cuộn kích Khi điện áp máy phát giảm xuống giá trị ngưỡng (Umf ≤ 14.2V) cơng tắc đóng lại lúc có dòng điện qua cuộn kích, từ trường bên cuộn kích tăng lên làm cho điện áp máy phát tăng lên Sinh viên ý lắng nghe, quan sát, 10’ tiếp thu ghi chép và lực hút nam châm ngày mạnh Đối với thành phần khí, loại điều chỉnh điện áp tùy thuộc vào hư hỏng chi tiết Đó ngun nhân khơng dùng cho máy phát xe đại 3.4.4.2 Tiết chế loại điện + Giảng viên gợi ý để sinh viên tìm hiểu tiết chế loại điện Bộ tiết chế điều khiển tử điện tử thiết tử kế khơng có thành phần khí Việc điều khiển dòng kích thực transistor hiệu suất cao Điều mang lại ưu điểm sau: o Thời gian hoạt động ngắn điện áp máy phát giữ giới hạn thấp Sinh viên ý 40’ lắng nghe, quan sát, tiếp thu ghi chép o Khơng có nhiều hư hỏng mặt khí, kết tiết chế bảo dưỡng miễn phí o Dòng điện lớn bị chuyển đổi o Khơng có tia lửa xuất từ cơng tắc suốt q trình chuyển đổi; điều hạn chế tối thiểu tượng nhiễu điện o Bộ tiết chế không bị ảnh hưởng nhiều với rung động hay khí hậu bất lợi o Bộ tiết chế gắn khơng gian nhỏ Ví dụ bên + Giảng viên gợi ý để sinh viên tìm hiểu máy phát tiết chế loại điện tử Nguyên lý hoạt động: Nếu điện áp máy phát thấp giá trị ngưỡng, Zener cho dòng điện qua Khi zener ZD không Sinh viên ý lắng nghe, quan sát, tiếp thu ghi chép dẫn transistor T1 khơng cho dòng điện qua Dòng điện máy phát qua chân C T2 thông qua điện trở R4 Khi điện áp zener ZD đạt tới giá trị ngưỡng ZD chuyển sang trạng thái đóng Có + Giảng viên gợi ý điện áp sinh chân C để sinh viên tìm hiểu cách tính tốn cơng T1 transistor bắt suất tải điện cách chọn máy phát điện đầu dẫn 3.5 Tính tốn cơng suất tải điện chọn máy phát điện Để xác định loại máy phát cần lắp ô tô với điều kiện đảm bảo công suất cấp cho phụ tải, ta phải tính tốn chọn máy phát phù hợp theo bước đây: Tính tốn cơng suất tiêu thụ cần thiết cho tất tải điện hoạt động liên tục.(Bảng 3.4) Sinh viên ý lắng nghe, quan sát, tiếp thu ghi chép 10’ Tính tốn cơng suất tiêu thụ cần thiết cho tất tải điện hoạt động gián đoạn thời gian dài ngắn.(Bảng 3.5, bảng 3.6) Lấy tổng công suất tiêu (Pw1+Pw2+Pw3= thụ 170+ 275+ 146 = 591 W) chia cho điện áp định mức ta cường độ dòng điện theo yêu cầu 3 Củng cố kiến thức kết thúc + Nhiệm vụ yêu cầu HT cung cấp điện ô tô + Các phụ tải điện ô tô + Cấu tạo máy phát điện loại có chổi than +Nguyên lý làm việc tiết chế +Nguyên lý làm việc chỉnh lưu Hướng dẫn tự học Tài liệu tham khảo Giảng viên hướng dẫn sinh viên tham khảo thêm số tài liệu vấn đề liên quan tới HT cung cấp điện ô tô [1] PGS.TS Đỗ Văn Dũng, “Hệ thống điện điện tử ô tô đại”, NXB Đại Học Quốc Gia, 1999 [2] Đinh Ngọc Ân , “Trang bị điện ô tô máy kéo”, NXB Giáo Dục, Hà Nội, 1993 [3] Tom Denton, “Automobile Electrical And Electronic System” [4] John F Kershaw, “Automobile Electrical And Electronic System”  Rút kinh nghiệm: - Phương pháp dạy học: Phương tiện dạy học: Phân bố thời gian: Hình thức ví dụ: Bộ môn phê duyệt Nguyễn Ngọc Thạnh Ngày tháng năm 2017 Giáo viên biên soạn (ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Đức Trọng ... 10’ 30 ’ + Quan sát +Nghe giảng +Ghi +Nêu lên điểm chưa hiểu để GV giải đáp dần hết điện Hệ thống cung cấp điện sử dụng quay động để phát sinh điện Nó khơng cung cấp điện cho hệ thống thiết bị điện. .. thế, chúng cần ắc quy nguồn điện chiều nguồn lượng Một hệ thống cung cấp điện trang bị xe cung cấp dòng điện chiều cho hệ thống thiết bị vừa nêu Tuy nhiên ắc quy phóng điện động dừng HOẠT ĐỘNG CỦA... khí hệ thống dẫn động máy phát Tất chức hệ thống cung cấp điện cho ô tô, máy kéo thực tự động nhờ điều chỉnh điện áp dòng điện 3. 4.4.1 Tiết chế loại điện từ + Giảng viên gợi ý Nếu giá trị điện