Đồ án tiết chế trong máy phát điện trên xe TOYOTA

MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦUNHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪNChương I: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện.1.1Lịch sử và xu hướng phát triển của hệ thống cung cấp điện.1.1.1Nhiệm vụ của hệ thống cung cấp điện. 1.1.2 Yêu cầu của hệ thống cung cấp điện. 1.1.3 Phân loại hệ thống cung cấp điện.1.2Bộ điều chỉnh điện áp (tiết chế).1.2.1Bộ tiết chế loại rung.1.2.1.1Tiết chế loại 1 tiếp điểm.1.2.1.2Tiết chế loại 2 tiếp điểm.1.2.2Bộ tiết chế bán dẫn.Chương II: Bộ tiết chế IC trên xe ô tô du lịch hiên đại (tham khảo trên xe Toyota).2.1 Các bộ phận và cấu tạo của bộ tiết chế IC trên xe ô tô du lịch hiên đại. 2.1.1 Cấu tạo bộ tiết chế IC. 2.1.2 Chức năng của bộ tiết chế IC. 2.1.3 Các loại bộ tiết chế IC thường dùng trên xe ô tô du lịch hiện đại. 2.1.3.1 Loại nhận biết ắc quy (tiết chế 3 chân). 2.1.3.2 Loại nhận biết máy phát (tiết chế 2 chân).2.1.4 Các đặc tính của bộ tiết chế IC.2.2 Nguyên lý hoạt động của bộ tiết chế IC trên xe ô tô du lịch.2.2.1Bộ tiết chế IC loại nhận biết ắc quy (tiết chế 3 chân).2.2.2Bộ tiết chế IC loại nhận biết máy phát (tiết chế 2 chân).2.2.3Bộ tiết chế vi mạch có cực M.Chương III: Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra bảo dưỡng, sửa chữa bộ tiết chế IC.3.1 Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng.3.2 Phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa. 3.2.1 Kiểm tra. 3.2.2 Bảo dưỡng và sửa chữa.KẾT LUẬNTÀI LIỆU THAM KHẢO

Chương I: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện.

1.1 Lịch sử và xu hướng phát triển của hệ thống cung cấp điện.

Hệ thống cung cấp điện là một bộ phận quan trọng không thể thiếu được trên ôtô, nó quyết định đến khả năng làm việc hiệu quả cao hay thấp của toàn xe Đặcbiệt như xu hướng gần đây phát triển động cơ chạy bằng điện (động cơ Hybrit) thì vai trò của hệ thống cung cấp càng có ý nghĩa quan trong

Ban đầu sơ khai người ta sử dụng cả máy phát điện xoay chiều và máy phát mộttchiều chúng chỉ là những loại máy phát đơn giản có điện áp phát ra không ổn định làm giảm tuổi thọ của các thiết bị dùng trên xe dẫn đến tính kinh tế không cao

Cho đến nay đa số các xe, máy thiết bị đều dùng đến máy phát điện xoay chiều trừ một số loại xe chuyên dùng sử dụng máy phát một chiều, do ưu điểm của máy phát xoay chiều vượt trội hơn nhiều so với máy phát một chiều

Máy phát xoay chiều đã sử dụng các diot để nắn dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều và dùng bộ tiết chế để điều chỉnh điện áp

Ban đầu bộ tiết chế đơn giản chỉ là điều khiển cơ khí bình thường với sự đóng

mở của các tiếp điểm theo kiểu rung, rồi người nhật bắt đầu chế tạo ra bộ điều chỉnh thế hiệu bán dẫn có tiếp điểm

Và cho đến nay hầu hết các xe đều dùng tiết chế bán dẫn không tiếp điểm và tiết chế vi mạch có hiệu quả và tính chính xác cao

1.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống cung cấp điện.

Hệ thống cung cấp điện gồm có: ắc quy - máy phát điện (Dinamo, generator) là nguồn điện và bộ điều chỉnh điện (tiết chế)

Nhiệm vụ của hệ thống cung cấp điện là cung cấp năng lượng điện cho các phụ tải trên ô tô với một điện thế ổn định trong mọi điều kiện làm việc của động cơ

Sơ đồ của hệ thống cung cấp điện tổng quát được biểu diễn theo sơ đồ sau:

Hình 1-1: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện cho phụ tải trên xe.

1.1.2 Yêu cầu của hệ thống cung cấp điện.

Chế độ làm việc của ô tô luôn luôn thay đổi có ảnh trực tiếp đến chế độ làm việc của hệ thống cung cấp điện Do xuất phát từ điều kiện luôn phải đảm bảo các phụ tải làm việc bình thường Hệ thống cung cấp điện phải đảm bảo các yêu cầu sau :

+ Đảm bảo độ tin cậy tối đa của hệ thống, điều chỉnh tự động trong mọi điều kiện sử dụng của ô tô

+ Đảm bảo nạp điện tốt cho ắc quy và đảm bảo khởi động động cơ ôtô dễ dàng với độ tin cậy cao

+ Kết cấu đơn giản và hoàn toàn tự động làm việc ở mọi chế độ

+ Chăm sóc và bảo dưỡng kỹ thuật ít nhất trong qua trình sử dụng

+ Có độ bền cơ khí cao đảm bảo chịu rung và chịu sóc tốt

+ Đảm bảo thời hạn phục vụ lâu dài

1.1.3 Phân loại hệ thống cung cấp điện.

Theo các xe khác nhau dùng loại máy phát khác nhau ta có cách phân loại:

+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện xoay chiều

+ Hệ thống cung cấp điện dùng máy phát một chiều

Theo điện áp cung cấp ta có thể phân loại sau:

+ Hệ thống cung cấp điện dùng máy phát 12V

+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện 24V

Với máy phát điện một chiều ta có thể phân loại:

+ Loại điều chỉnh trong (dùng chổi điện thứ 3)

+ Loại điều chỉnh ngoài (dùng bộ chỉnh điện kèm theo)

Với máy phát điện xoay chiều ta có thể phân loại:

+ Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu

+ Máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ

1.2 Bộ điều chỉnh điện áp (tiết chế).

Máy phát điện dùng trên ô tô máy kéo làm việc trong điều kiện hết sức phức tạp Tốc độ luôn luôn thay đổi trên một dải rộng từ vài trăm vòng đến vài nghìn vòng/phút, phụ tải cũng luôn luôn thay đổi cộng thêm việc nạp điện cho ắc quy khiến cho máy phát rất dễ bị quá tải.Vấn đề đặt ra làm thế nào bảo vệ cho các phụ tải cũng như bảo vệ cho chính bản thân máy phát được an toàn trong điều kiện và chế độ làm việc phức tạp của ô tô Người ta trang bị thiết bị tự động làm việc điều chỉnh điện áp của máy phát

Như vậy điện áp của máy phát phụ thuộc vào n ( mà n luôn luôn thay đổi)

và  là một hàm phụ thuộc vào Ikt ;  = f(Ikt) để cho Umf = const ta phải điều chỉnh  theo n nếu n tăng thì  phải giảm nói tóm lại n thay đổi thì  thay đổi cũng có nghĩa là Ikt phải thay đổi đó cũng chính là nguyên lý của rơle điều chỉnh điện áp

Điện áp của máy phát một chiều hoặc xoay chiều được biểu diễn bởi côngthức:

Umf = Ce.n. - 2Uo - Rtđ.Imf (1 - 2)Trong đó:

Ce – Hằng số kết cấu của máy phát

Ce = pn/60.a – Đối với máy phát một chiều

Ce = 4.kp.k.ko.p.w/60 – Đối với máy phát xoay chiều

Trong đó:

kp – Hệ số chỉnh lưu, xác định qua tỷ số giữa điện áp chỉnhlưu trung bình và điện áp pha

n – Vận tốc quay của roto máy phát

2Uo – Độ sụt áp trên bộ chỉnh lưu của máy phát (với máy phátmột chiều 2Uo là độ sụt áp trên chổi than)

Rtd – Điện trở tương đương của máy phát có tính đến độ sụt

áp trong máy phát và bộ chỉnh lưu (với máy phát xoaychiều Rtd – là một biến số phụ thuộc vào vận tốc quaycủa roto)

Imf – Dòng điện của máy phát

K0 _ Hệ số dây quấn

K _ Hệ số dạng từ trường

Từ thông của máy phát được kích thích bằng điện từ có thể biểu diễn qua dòngkích thích





Umf U2

U1

IK IK

 = o + Ik/(a + b.Ik)

Để xác định các hệ số a,b trên đường đặc tính không tải (Hình 1- 3) ta chọn

hai điểm: điểm 1 trên đoạn thẳng, điểm 2 trên đoạn bão hoà Bỏ qua ảnh hưởngcủa từ dư o và độ sụt áp trên bộ chỉnh lưu 2U o đối với những điểm đã chọn, ta

có thể viết

U1 = Ce.n.Ik1/(a + bIk1)

U2 = Ce.n.Ik2/(a + bIk2)

Giải hệ phương trình này ta được:

a = [Ce.n.Ik1.Ik2(U2 – U1)] / [U1.U2(Ik2 – Ik1)]

b = [Ce.n (U1 Ik2 – U2.Ik1)] / [U1.U2(Ik2 – Ik1)]

Nếu tính đến những giả thiết đã nêu, phương trình (4-16) sẽ có dạng:

Umf = Ce.n.Ik1 / (a + b.Ik1) - Rtđ.Imf (1 - 4)

Như vậy để cho điện áp máy phát không thay đổi khi số vòng quay của phần ứng và tải thay đổi trong phạm vi rộng, cần phải thay đổi dòng điện kích thích Bảo vệ phụ tải cũng như hạn chế dòng điện phát ra của máy phát tránh quá tải cho nó Đối với máy phát điện một chiều còn phải ngăn chặn dòng điện ngược từ ắc qui phóng lại máy phát khi Uaq> Umf Thiết bị này còn được gọi chung là bộ chỉnh điện hay tiết chế điện (releregulator).

Phương pháp điều chỉnh điện thế

Căn cứ vào phương pháp điều chỉnh dòng điện kích thích, các bộ điều chỉnh điệnthế được phân làm 2 loại:

a Bộ điều chỉnh hoạt động liên tục:

Bộ điều chỉnh hoạt động liên tục có tín hiệu trên đầu vào và đầu ra cảu tất cả các phần tử có dạng là một hàm liên tục theo thời gian Ở những bộ điều chỉnh này, dòng kích thích và điện trở thay đổi theo thời gian và phụ thuộc vào vận tốc của phần ứng và tải máy phát Dòng điện kích thích ở một hệ thống như vậy:

Ik =Umf / (Rk + Rbs)

Umf = Uđm, = 13,8V

Trong đó:

Rbs – Điên trở bổ sung của biến trở trong mạch kích thích

Vì vậy để đảm bảo điện thế không đổi của máy phát thì điện trở phụ Rbs cần tang khi tang vận tốc phần ứng và giảm khi tăng tải trên máy phát

b Bộ điều chỉnh hoạt động gián đoạn:

Bộ điều chỉnh hoạt động gián đoạn thực hiện việc thay đổi tín hiệu theo mức

độ hoặc thực hiện điều biến bề dài xung Các phần tử chủ yếu của bộ điều chỉnh loại này là các rơ le khác nhau

Quá trinh điều chỉnh điện áp xảy ra như sau:

Khi điện áp máy phát Umf<Un thì sẽ quá trình tự kích thích các thông số và cấu trúc điều chỉnh sẽ thay đổi dạng bước nhảy Do vậy, dòng điện kích thích giảm xuống và tại mạch kích thích các thong số và cấu trúc điều chỉnh sẽ trở lại giá trị cũ Quá trình lặp lại có tính tuần hoàn Lúc này điện thế trung bình của máy phát Umf và dòng kích thích Ik sẽ không thay đổi ở vận tốc phần ứng

và tải của máy phát đã cho Sự thay đổi vận tốc quay của phần ứng hoặc của tải sẽ ảnh hưởng lên dòng điện kích thích trung bình và điện thế trung bình sẽ không đổi

1.2.1 Bộ tiết chế loại rung.

Việc điều chỉnh điện áp dạng rung động thuộc loại điều chỉnh rơ le điện từ thực hiện Nhờ có các tiếp điểm của rơ le mà các điện trở phụ được nối với mạchkích thích Nếu điện áp của máy phát nhỏ hơn hiệu điện thế U1 điện áp hoạt độngcủa rơ le điện từ, thì tiếp điểm k đóng và cuộn kích thích Wkt của máy phát được mắc vào đầu ra của máy phát Khi điện áp của máy phát đạt giá trị U1 thì tiếp điểm K sẽ bị ngắt, điện trở phụ Rp được mắc vào mạch kích thích Dòng điện trong cuộn kích thích và điện áp máy phát giảm xuống Khi điện thế của máy phát giảm xuống đến điện áp phản hồi ro le U2, các tiếp điểm của rơ le được đóng lại Dòng điện trong cuộn kích thích và điện thế máy phát bắt đầu 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

Cấu tạo của bộ điều chỉnh điện loại rung được thể hiện trên hình 4-24 Một rơ le với khung từ, lõi thép và cần tiếp điểm Một lò xo luôn có xu hướng đóng tiếp điểm Trên lõi thép có quấn cuộn dây điều khiển Wo chịu trực tiếp điện áp máy

K

Wo Wkt

_

+

Ikt Io

Hình 1-5: Sơ đồ nguyên lý bộ điều chỉnh điện loại rung một tiếp điểm

Nguyên lý hoạt động như sau: Khi máy phát làm việc ở số vòng quay thấp, Ump < Uđm thì tồn tại các dòng điện sau:

- Dòng kích thích Ikt : +mp, qua tiếp điểm K, qua cuộn dây kích thích, về –mp

- Dòng điều khiển rơ le Io : +mp, qua cuộn W0 , về –mp

Do Ump < Uđm nên lực từ hóa cuộn Wo nhỏ hơn lực căng lò xo (Fth < Flx) nên tiếp điểm K luôn đóng

Khi số vòng quay máy phát tăng đến khi Ump >Uđm thì Fth >Flx làm tiếp điểm K mở Khi này mạch kích thích có sự thay đổi như sau: +mp, qua Rp , qua cuộn kích thích, về –mp Do có Rp đưa vào mạch kích thích nên Ikt giảm, dẫn đếnUmp giảm

Khi Ump < Uđm thì Fth < Flx nên tiếp điểm K lại đóng Điện trở phụ được loại khỏi mạch kích thích nên Ikt tăng, làm Ump tăng, rồi tiếp điểm K lại mở Bằng cách đó

rơ le điều chỉnh điện áp duy trì điện áp trung bình máy phát không đổi (hình 5b).

1-Ta có thể lập mối quan hệ giữa điện áp điều chỉnh máy phát với các thông số của rơ le như sau:

Lực điện từ: F đt = 0,5.2 /( o S))

Trong đó:

 - Từ thông ở khe hở không khí giữa lõi sắt và phần ứng của rơ le

S) – Tiết diện của lõi sắt.

o – Độ từ thẩm không khí

Từ thông ở khe hở có thể xác định bởi sức từ động do dòng điện chạy trong

cuộn chính W o và trở từ R M:

 = I o W o /R M

Dòng điện I o khi rơ le hoạt động (các tiếp điểm bị ngắt) sẽ là Ump/R o

Trong đó: Ump – Điện áp đặt vào cuộn Wo tức là điện áp máy phát;

R o – Điện trở của cuộn chính rơ le

Trở từ (nếu bỏ qua từ trở của thép) tỷ lệ thuận với khe hở không khí giữa lõi

C=C ' √ 2μo.S

Như vậy, theo công thức (1 – 6) điện áp máy phát phụ thuộc vào sức căng lò

xo F k , khe hở  và thông số R o và W 0 của cuộn điều khiển rơ le Đối với mỗi rơ

le cụ thể thì Ro và Wo là không đổi, nên để điều chỉnh điện áp máy phát, người tađiều chỉnh khe hở  và/hoặc lực căng lò xo Trong thực tế, việc điều chỉnh điện

áp được thực hiện bằng cách thay đổi sức căng lò xo F k

Bộ điều chỉnh điện loại rung tồn tại khá nhiều nhược điểm:

-Vì dùng tiếp điểm cơ khí nên chịu ảnh hưởng của các tác động như: tìnhtrạng tiếp xúc, bụi bẩn, hao mòn, cháy rỗ

-Tần số đóng mở của tiếp điểm bị hạn chế nên biên độ dao động Ump lớn

- Điện áp điều chỉnh máy phát còn chịu ảnh hưởng của sự thay đổi điện trở

Ro của cuộn Wo khi nhiệt độ thay đổi

-Khi sử dụng, thông số lò xo thay đổi thì Ump thay đổi theo nên phảithường xuyên điều chỉnh

Vì những lý do đó mà trên các máy phát ô tô ngày nay không còn sử dụng

bộ điều chỉnh điện loại rung nữa

a Vấn đề ổn định nhiệt cho bộ tiết chế dạng rung.

Ta thấy hiêu điện thế hiệu chỉnh sẽ tỷ lệ với điện trở Ro của cuộn dây chính Khinhiệt độ thay đổi, điện trở Ro thay đổi Ví dụ khi tăng 100oC, Ro tăng lên 40% Vìvậy, điện áp điều chỉnh cũng sẽ thay đổi Để đảm bảo độ ổn định theo nhiệt độcủa điện áp điều chỉnh ta mắc điện trở bù nhiệt nối tiếp với cuộn dây chính làmbằng nicrom hoặc constantan (loại có điện trở không phụ thuộc nhiệt độ)

Ngoài cách mắc điện trở bù nhiệt người ta còn dùng giá treo role điện từ bằngtấm lưỡng kim nhiệt Tấm này cấu tạo từ hai kim loại được hàn với nhau Mộttấm làm từ hợp kim sắt nikencos hệ số dãn nở nhiệt thấp và tấm kia làm từ thépCr-Ni hoặc Mo-Ni có hệ số dãn nở lớn Do sự biến đạng của tấm lưỡng kim

nhiệt sẽ xuất hiện lực ngược chiều với độ căng của lò xo Trong trường hợp nàytong lực tác dụng lên mỏ treo sẽ giảm khi nhiệt dộ môi trường tăng lên.

Để khử ảnh hưởng nhiệt lên điện áp điều chỉnh người ta còn dùng các sun từ làmbằng thép niken.Từ trở của sun từ tăng khi nhiệt độ tăng Sun được mắc giữa ách

từ và lõi sắt Ở nhiệt độ cao, sun sẽ bị khử từ còn từ thong tại khe hở khí δ sẽ phụthuộc vào sức từ động và từ trở của khe hở không khí Ở nhiệt độ thấp, sun sẽ trởnên dẫn từ và một phần từ thong do sức từ động tạo nên sẽ được khép mạch theosun này

b Độ bền của bộ điều chỉnh điện áp loại rung.

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

Tác động cơ động dưới cơ học dạng va đập của các tiếp điểm động lên các tiếpđiểm cố định sẽ dẫn đến hiện tượng nén cục bộ và nứt các tiếp điểm Tác độnghóa học sẽ làm cho các tiếp điểm bị oxy hóa và cac phản ứng hóa học khác củakim loại với các loại khí chứa trong môi trường dẫn tới tinh trạng rỉ sét, kết quả

là trên bề mặt tiếp điểm hình thành các màng có điện trở riêng cao Tác động vềđiện dưới dạng tia lửa điện hồ quang sẽ làm xuất hiên sự ăn mòn Lúc này mộttiếp điểm bị lõm còn tiếp điểm kia lồi

Vật liệu phổ biến để chế tao tiếp điểm thường là Vonfram, có độ cứng lớn vànhiệt độ nóng chảy rất cao (3370oC) Độ bền ăn mòn của Vonfram cao hơn bạchay platin Nhược điểm của tiếp điểm Vonfram lafkhi bị rỉ sẽ tạo nên các màngsunphit và màng oxy hóa Trong các bộ điều chỉnh dạng rung người ta dùng cặptiếp điểm (Vonfram- Vonfram bạc) có tính dẫn điện và độ bền cao hơn

1.2.1.1 Tiết chế loại 1 tiếp điểm.

 Cấu tạo:

Bộ tiết chế loại rung một tiếp điểm gồm có : tiếp điểm P, cuộn từ và một điện trở

Kiểu một tiếp điểm có 1 điện trở R được mắc nối tiếp với cuộn cảm F của roto

 Sơ đồ:

 Nguyên lý làm việc:

Khi điện áp máy phát thấp, lực điện từ của cuộn từ (M) yếu nên tiếp điểm đóng và dòng điện cuộn cảm (dòng kích từ) chạy qua tiếp điểm

Khi điện áp cao, lực từ lớn làm tiếp điểm mở, dòng điện sẽ chạy qua điện trở

R và dòng điện đến cuộn cảm giảm, khi dòng điện giảm, điện áp của máy phát giảm và tiếp điểm đóng Khi tiếp điểm đóng lại, dòng điện và điện áp tăng nên tiếp điểm mở Cứ như vậy tiếp điểm đóng mở nhiều lần liên tục trong một giây

 Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản gọn nhẹ

 Nhược điểm:

- Phát sinh tia lửa điện khi các tiếp điểm đóng mở, kết quả làm giảm độ bền

của tiếp điểm

- Có độ trễ cơ khí cao.

- Tiếp xúc kém trong điều kiện rung động.

 Ứng dụng:

- Không còn được sử dụng nhiều trên các xe ô tô ngày nay

1.2.1.2 Tiết chế loại 2 tiếp điểm.

 Cấu tạo:

Để khắc phục nhược điểm của kiểu một tiếp điểm, kiểu hai tiếp điểm riêng

biệt được thiết kế: P1 cho tốc độ thấp và P2 cho tốc độ cao

Cấu tạo loại hai tiếp điểm gồm có: tiếp điểm P1 và P2 , cuộn cảm (M) và điện trở R.

 Sơ đồ:

 Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ làm việc, máy phát điện chạy ở tốc độ thấp dòng điện thấp nên không đủ qua tải R Dòng điện sẽ chạy qua tiếp điểm P1 đến cuộn cảm F của roto và về máy phát

Khi máy phát quay tốc độ cao, sinh ra điện áp lớn dòng điện đủ lớn qua điện trở R Lúc này điện áp không thể điều khiển bằng tiếp điểm tốc độ thấp P1, tiếp điểm động sẽ đóng mở với tiếp điển tốc độ cao P2 Khi đó dòng kích

R4 WKT E

+Umf

I

I1

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc bộ điều chỉnh điện dùng transistor PNP

Bộ điều chỉnh điện áp không tiếp điểm loại dùng transisto được thể hiện ở hình 1

- 7 Cấu tạo gồm bộ phận đo (mạch R1–R2–R–D1) và thiết bị điều chỉnh có dạng một transisto PNP (các Tr1, Tr2, đi ốt D2, các điện trở R3, R4, và Ro) Tải của transisto là cuộn dây kích thích Wkt của máy phát được mắc song song với đi ốt D3

Khi Ump < Uđm thì điện áp trên điện trở R1 nhỏ hơn điện áp mở của đi ốt zenerD1 nên đi ốt sẽ đóng và dòng điện trong mạch R-D1 bằng không Điện áp đặt lên

2 cực phát-gốc EB của transisto Tr1:

UE1 = UR – URo < 0

Vì vậy, transisto Tr1 sẽ ở trạng thái đóng Điện áp lên 2 cực phát-gốc EB củatransisto Tr2 là dương nên Transisto Tr2 sẽ ở trạng thái mở hoàn toàn, được xácđịnh bởi điện trở R3

Hình 1-7: Sơ đồ bộ điều chỉnh điện bán dẫn loại dùng transisto PNP

Khi Ump > Uđm thì độ sụt áp trên R1 bằng hoặc lớn hơn điện áp thông của D1nên D1 mở Trong mạch R –D1 sẽ xuất hiện dòng điện I Lúc này điện áp đặt vào

2 cực phát-gốc EB của transisto Tr1 đạt giá trị dương nên transisto Tr1 chuyển từtrạng thái đóng sang trạng thái mở Điện áp phát-gốc Tr2 bằng không và transistoTr2 từ trạng thái mở chuyển sang trạng thái đóng Dòng điện kích thích giảm vềkhông nên làm Ump giảm Khi Ump < Uđm thì D1 đóng, dẫn đến Tr1 đóng và Tr2 mở,dòng kích thích tăng làm Ump tăng Khi Ump > Uđm thì mạch đo và mạch điềuchỉnh lại tác động để giảm dòng kích thích từ đó giảm Ump Cứ như vậy D1, Tr1,Tr2 liên tục đóng mở để điều chỉnh Ikt , duy trì Ump = Uđm

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của tiết chế dùng transistor NPN

Hình 1-8: Sơ đồ bộ điều chỉnh điện dùng transisto NPN

Tiết chế bán dẫn loại này gồm hai thành phần: thành phần đo: R1, R2, D1 vàthành phần hiệu chỉnh T1, T2

Nguyên lý làm việc như sau: Khi bật công tắc máy, dòng điện từ ăcquy đến

bộ ĐCĐ, đến R 1  R 2  mát Điện áp đặt vào D 1 = U.R 2 /(R 1 + R 2 ) < U OZ điện áplàm việc của D1, nên D1 đóng dẫn đến T1 đóng Khi này có dòng đi theo mạch R3

 D2  R4  mát, tác động làm T2 mở cho dòng kích thích đi qua Trong thờigian làm việc ở số vòng quay thấp Ump < Uđm thì luôn tồn tại dòng kích thích theomạch trên

Khi số vòng quay n máy phát tăng cao, điện áp máy phát tăng và do đó điện

áp đặt vào D1 tăng khiến nó dẫn làm T1 dẫn bão hoà và T2 đóng

Dòng điện trong cuộn Wkt giảm khiến điện áp máy phát giảm theo D1 sẽđóng trở lại làm T1 đóng và T2 mở Quá trình này lại lặp đi lặp lại

Khi cường độ dòng điện Ikt giảm trên Wkt xuất hiện một sức điện động tự cảm

và đi ốt D2 dùng để bảo vệ transisto T2

Trong sơ đồ này người ta sử dụng mạch hồi tiếp âm bao gồm R5 và tụ C KhiT2 chớm đóng, điện áp tại cực C tăng làm xuất hiện dòng nạp Ic (Wkt  T1 C R5  R  mát)

Điện áp tại chân B của T1 tăng vì UBE1 = R(I + I C ) khiến T1 chuyển nhanh

sang trạng 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  - C.Dòng phóng đi qua điện trở R theo chiều ngược lại và điện áp đặt vào mối tiếpgiáp BE của T1 có giá trị: UBE1 = (I – I c )R khiến T1 chuyển nhanh sang trạng tháiđóng và T2 chuyển nhanh sang trạng thái bão hòa Như vậy, mạch hồi tiếp giúptăng tần số đóng mở của bộ ĐCĐ

Lúc bắt đầu hoạt động, điện áp làm việc của bộ ĐCĐ được xác định:

U1 = I1R1 + R2(I1 – I)U1 = I1R1 + UOZ + RZI + IR

Trong đó: I = UBE1 /R Thế giá trị I vào 2 phương trình trên ta được:

U1 (R1 + R2) – R2UBE1/R

R1

R3 R4

R5 R6

R7

R8

R10 R11

D3 A

St(Stabilirton) Các điện rở từ R1 đến R10,điện trở bán dẫn Rt0 Cuộn dây xung

Cx toàn bộ linh kiện này được lắp đặt trong bộ cách điện và lắp trong một vỏ hộp bằng hợp kim nhôm đưa ra đầu nối là (+), (và M trong một phích cắm điện cẩn thận chống chạm mát chắc chắn

 Sơ đồ:

Hình 1-10: Sơ đồ cấu tạo tiết chế bán dẫn PP350.

 Nguyên lý làm việc:

Khi máy phát làm việc ở số vòng quay thấp Umf < Uaq tức là phụ tải và tiết chếchịu điện áp của ắc quy Xem sự hoạt động của các bóng bán dẫn hoạt động nhưthế nào ta lần từ đầu mối

Khi U chưa vượt quá giá trị đinh mức 13,8 14,6 Vol thì điốt ổn áp St vẫn chưa

mở thông chiều ngược Lúc này R6 coi như dây dẫn đơn thuần đưa điện áp (+) ắcqui đặt vào cực B của T3 Ueb3 = 0, bóng B3 ở trạng thái khoá (các dòng điện đềukhông thể đi qua)

Cực gốc bóng T2 nối với âm ắc qui còn cực phát E2 nối với (+) ắc qui Phân áptheo chiều thuận bóng T2 ở chế độ mở Hình thành dòng điện cực gốc và cực góp.Dòng điện cực gốc Ib đi như sau: (+) ắc qui  Kđiện  điểm b R8D2cực Ebóng T2 Cực B bóng T2R11ra mát

Dòng điện cực gốc Ic: Từ (+) ắc qui  K điện  điểm b R8D2 cực E bóng T2

Cực C bóng T2R7Mát  (-) ắc qui Hai dòng điện này đi qua R8 gây trên

nó một độ sụt áp dẫn tới cực B của bóng T1 âm hơn cực E của nó một lượng điện

áp rơi trên R8 (độ sụt áp trên D1 không đáng kể ) Ueb>0 nên bóng một cũng ởtrạng thái mở cho dòng điện cực gốc và cực góp đi qua

Dòng điện cực góp của bóng T1 chính là dòng điện Ikt đi như sau: ( +) AQ Kđiện cực E của bóng T1cực C của bóng T1điểm Scực Ш tiết chế  cựcmáy phát cuộn Wktmát  (-)AQ Dòng điện kích thích không qua điện trởnào cả Ikt đạt giá trị lớn

d Linh kiện điện tử kém bền về nhiệt

e Độ chính xác giảm khi nhiệt độ cao

 Ứng dụng: