1-CUNG CẤP

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Xã hội ngày tiến bộ, chủ trương cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước nhà nước ta xúc tiến mạnh mẽ Để phục vụ vận chuyển cho công nghiệp đại, nhu cầu lại ngày lớn người dân, việc phát triển công nghiệp ôtô cần thiết Bên cạnh đó, đời sống người dân ngày nâng cao, nhu cầu lại, vận chuyển không dừng lại việc “đi tới nơi, tới chốn” mà cịn địi hỏi tính tiện nghi, êm dịu Do đó, cơng nghiệp tô đại cần phải đảm bảo an tồn vận hành, tính thoải mái, êm dịu cho người sử dụng điều khiển nhẹ nhàng cho người lái Là sinh viên ngành kỹ thuật khí, sau học học phần Trang bị điện điện tử động cơ, … việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính tốn thiết kế hệ thống điện xe thiết thực bổ ích Để giúp sinh viên rèn luyện kỹ tìm hiểu thơng tin, củng cố, ứng dụng lý thuyết vào thực tế bước đầu làm quen với việc nghiên cứu, tính tốn kiểm nghiệm hệ thống điện – điện tử xe, sinh viên nhận Đồ án Thiết kế hệ thống điện tử ô tô Trong khuôn khổ nhiệm vụ giao, em xin trình bày đề tài Tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp tơ Em xin cảm ơn hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo TS … Dưới giúp đỡ, bảo thầy cố gắng, nổ lực thân, em hoàn thành nhiệm vụ khoảng thời gian quy định Tuy nhiên, kiến thức hiểu biết có hạn, điều kiện tham khảo thực tế chưa có nhiều nên đồ án khơng thể khơng có sai sót, nhầm lẫn Do vậy, em mong thầy thông cảm bảo thêm để em hồn thiện q trình học tập cơng tác sau Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP Sinh viên thực Chương TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP TRÊN ƠTƠ 1.1 Cơng dụng Hệ thống cung cấp điện có nhiệm vụ cung cấp lượng điện cho phụ tải với hiệu điện ổn định điều kiện làm việc ô tô máy kéo Để cung cấp lượng cho phụ tải ô tô, cần phải có phận tạo nguồn lượng có ích Nguồn lượng tạo từ mát phát điện ô tô Khi động hoạt động, máy phát cung cấp điện cho phụ tải nạp điện cho acquy Để đảm bảo toàn hệ thống hoạt động cách hiệu quả, an tồn lượng đầu máy phát lượng yêu cầu cho tải điện phải thích hợp với 1.2 u cầu Phải ln tạo điện áp ổn định (13,8V ÷ 14,2V hệ thống điện 12V 27 ÷ 28V với hệ thống điện 24V) chế độ làm việc phụ tải Vì điện áp dịng điện máy phát cung cấp chênh lệch lớn so với điện áp làm việc phụ tải làm giảm tuổi thọ phụ tải, chí làm hỏng phụ tải Khoảng chênh lệch điện áp định mức máy phát điện áp cần thiết tải độ sụt áp đường dây truyền tải Máy phát phải có cấu trúc kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ, giá thành thấp tuổi thọ cao Do xu hướng thiết kế loại xe cần nhỏ gọn giảm khối lượng xe du lịch Nên hệ thống cần đảm bảo giá thành tuổi thọ để đảm bảo lượng tiêu thụ hàng năm cạnh tranh với hãng khác TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP Có độ bền cao điều kiện nhiệt độ độ ẩm lớn, làm việc vùng có nhiều bụi bẩn, dầu nhớt độ rung động lớn Ít chăm sóc bảo dưỡng Ta biết hệ thống cung cấp có nhiều phận, để chăm sóc bảo dưỡng hết phận tốn thời gian khó khăn Ngồi ra, tơ cịn có nhiều phận khác đòi hỏi nhu cầu sữa chữa bảo dưỡng lớn Nên hệ thống cần có tính ổn định cao, chăm sóc bảo dưỡng 1.3 Phân loại Hệ thống cung cấp tơ có dạng sau: - Hệ thống cung cấp với máy phát điện chiều, thể sơ đồ sau Hình 1.1- Sơ đồ hệ thống cung cấp dùng máy phát chiều 1- Máy phát; 2- Bộ ắc quy; 3- Đồng hồ ampe; 4- Bộ điều chỉnh điện Nguyên lý làm việc: - Khi động khởi động số vịng quay nhỏ máy phát khơng phát điện ắc quy cung cấp cho phụ tải - Khi động hoạt động tốc độ cao thơng qua dây đai kéo máy phát hoạt động Thông qua điều chỉnh điện giúp phân phối chế độ làm việc ắc quy TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP máy phát, hạn chế ổn định hiệu máy phát để đảm bảo an tồn cho cuộn dây Sau cung cấp cho phụ tải, sau cung cấp cho ắc quy, nhiều phụ tải hoạt động ắc quy cấp thêm với máy phát cấp dòng cho phụ tải - Hệ thống cung cấp với máy phát xoay chiều Được thể sơ đồ (hình 1.2) Hình 1.2- Sơ đồ hệ thống cung cấp dùng máy phát xoay chiều 1- Ắc quy; 2- Công tắc điện; 3- Phụ tải; 4- Máy phát; 5- Đèn báo nạp Nguyên lý làm việc: - Khi khởi động động số vịng quay nhỏ máy phát khơng đủ cung cấp cho phụ tải, ắc quy cung cấp điện cho phụ tải - Ở số vòng quay cao máy phát điện cung cấp cho phụ tải, dư dịng dịng nạp cho ắc quy Cịn phụ tải nhiều khơng đủ ắc quy máy phát điện cung cấp cho phụ tải Ngày nay, máy phát điện lắp ô tô phổ biến máy phát điện xoay chiều pha kích từ nam châm điện so với máy phát điện chiều có ưu điểm sau: - Cấu tạo đơn giản - Với công suất có kích thước tải trọng bé TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP - Do khơng có cổ góp nên tuổi thọ phục vụ lâu - Tiêu hao kim loại màu - Có thể tăng tỉ số truyền từ động tới máy phát - Dùng diot chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng chiều cung cấp cho phụ tải nên khơng cần rơle hạn chế dịng điện giảm kết cấu tiết chế tăng độ tin cậy làm việc máy phát điện Ngoài ra, tùy thuộc vào cấu tạo phận khác hệ thống cung cấp mà ta có phân loại khác như: - Theo ắc quy: nguồn cung cấp lượng phụ ô tô Gồm ắc quy axit ắc quy kiềm - Theo điều chỉnh điện (BĐCĐ): Gồm điều chỉnh điện áp, điều chỉnh dòng điện, điều chỉnh dòng điện ngược… - Theo chỉnh lưu: có hệ thống cung cấp dùng máy phát xoay chiều để biến dòng xoay chiều thành dòng chiều cung cấp cho phụ tải xe nạp vào acquy Gồm chỉnh lưu diot, diot, diot… 1.4 Các thông số hệ thống cung cấp - Công suất máy phát: Phải đảm bảo cung cấp điện cho tất tải điện xe hoạt động Thông thường, công suất máy phát ô tơ vào khoảng Pmf = 700 ÷ 1500W theo [1] - Dòng điện cực đại: Là dòng điện lớn mà máy phát cung cấp thơng thường Imax = 70 ÷ 140A theo [1] - Tốc độ cực tiểu tốc độ cực đại máy phát: n max, nmin phụ thuộc vào tốc độ động đốt - Nhiệt độ cực đại máy phát t omax: Là nhiệt độ tối đa mà máy phát hoạt động - Điện áp hiệu chỉnh: Là điện áp làm việc tiết chế, U hc = 13,8 ÷ 14,2V, tải có điện áp Ut = 12V TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP 1.5 Sơ đồ tổng quát cung cấp cho phụ tải hệ thống cung cấp Nguồn lượng điện chủ yếu hệ thống cung cấp máy phát điện Máy phát hoạt động cung cấp điện cho hệ thống xe như: Hệ thống điều khiển động (đánh lửa phun xăng), hệ thống chiếu sáng, tín hiệu, thơng tin, máy phát… Ắc quy đóng vai trị cung cấp lượng điện cho hệ thống khởi động (khi máy phát chưa hoạt động) Hình 1.3- Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng qt TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP Chương CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP 2.1 Máy phát điện 2.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 2.1.1.1 Công dụng Máy phát nguồn điện tơ máy kéo, có nhiệm vụ: - Cung cấp điện cho tất phụ tải - Nạp điện cho ắc quy số vịng quay trung bình lớn động 2.1.1.2 Phân loại - Máy phát ô tô máy kéo, theo tính chất dịng điện phát chia làm hai loại chính: + Máy phát điện chiều + Máy phát điện xoay chiều - Máy phát điện chiều, theo tính chất điều chỉnh chia ra: + Loại điều chỉnh (bằng chổi điện thứ ba) + Loại điều chỉnh (bằng điều chỉnh điện kèm theo) - Máy phát điện xoay chiều, theo phương pháp kích thích chia ra: + Loại kích thích nam châm vĩnh cửu + Loại kích thích kiểu điện từ (bằng nam châm điện) 2.1.1.3 Yêu cầu Máy phát điện ô tô máy kéo làm việc điều kiện đặc biệt, chúng phải đáp ứng yêu cầu sau: - Tạo trì điện áp (13,8 – 14V) cho hệ thống điện 12V - Chịu rung sóc bụi bẩn làm việc tin cậy mơi trường có nhiệt độ cao, có nhiều dầu mỡ nhiên liệu - Tuổi thọ cao TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP - Kích thước trọng lượng nhỏ, giá thành thấp - Ít bảo dưỡng sửa chữa 2.1.2 Máy phát điện chiều 2.1.2.1 Nguyên lý làm việc Máy phát điện chiều loại máy phát tạo dịng điện có chiều khơng thay đổi theo thời gian suốt trình làm việc Hình 2.1- Sơ đồ nguyên lý máy phát chiều - Khi cho khung dây quay từ trường cực nam châm Theo định luật cảm ứng điện từ, khung dây xuất dòng điện cảm ứng chiều xác định theo quy tắc bàn tay phải - Ở đầu cuộn dây có gắn phiến góp quay với khung dây Hai chổi than A, B ln tỳ vào phiến góp nên chiều dong điện tạo từ A Như vây, hệ thống chổi than, phiến góp đóng vai trị chỉnh lư sức điện động dòng điện xoay chiều thành chiều - Để tăng sức điện động giảm độ dập mạch người ta ghép nhiều khung dây lại với khung gian nối phiến góp cách điện với cổ góp - Nguyên lý tạo dòng điện máy phát nguyên lý cảm ứng điện từ Tất máy phát dù xoay chiều chiều dựa vào ngun lý chung TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP 2.1.2.2 Cấu tạo - Những máy phát điện nói chung điều cấu tạo gồm phận chính: Phần quay (rơto) phần đứng yên (stato) Đối với máy phát điện chiều phần rơto phần ứng, stato phần cảm - Phần cảm (stato): gồm: vỏ máy, khối cực từ (tạo từ trường, nam châm vĩnh cửu cuộn dây) - Phần ứng (rôto): gồm + Trục máy trục máy phát điện, khối thép từ chế tạo cách ép chặt thép kỹ thuật dày 0,5…1mm, có hình dạng đặc biệt lên trục, cho chỗ khuyết chúng tạo thành rãnh để lắp đặt khung dây + Cuộn dây phần ứng: Là tập hợp nhiều khung dây quấn vào rãnh khối thép từ sau lót lớp cách điện Các đầu dây hàn vào phiến đồng vành đổi điện + Vành đổi điện: tiếp xúc với chổi than để đưa dòng điện chiều + Chổi than: lấy điện từ vành đổi điện + Giá đỡ chổi than, ổ bi Hình 2.2- Cấu tạo máy phát chiều 1- Cửa thơng gió; 2- Puli dẫn động; 3,6- Các nắp trước sau; 4- Phần ứng; 5- Vỏ TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP 2.1.3 Máy phát điện xoay chiều 2.1.3.1 Máy phát xoay chiều kích thích Nam châm vĩnh cửu Cấu tạo gồm hai phần rotor stator - Rơto: Phần lớn máy phát sử dụng có nam châm quay, tức nam châm rơto Các máy phát loại khác chủ yếu kết cấu rotor chia số loại chính: Rotor nam châm hình trụ, rơto nam châm hình (có má cực khơng), rơto nam châm hình móng Thơng dụng tơ loại rotor nam châm hình móng (hình 2.3) Hình 2.3- Rơto nam châm hình móng - Cực bắc nam châm; - Cực nam nam châm; - Trục Rôto - Stato: khối thép từ hình trụ rỗng, ghép từ thép điện kỹ thuật cách điện với sơn cách điện để giảm dịng fucơ Mặt stato có vấu cực để quấn cuộn dây phần ứng (hình 2.4) 10 ... an tồn cho cuộn dây Sau cung cấp cho phụ tải, sau cung cấp cho ắc quy, nhiều phụ tải hoạt động ắc quy cấp thêm với máy phát cấp dòng cho phụ tải - Hệ thống cung cấp với máy phát xoay chiều Được... THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP 1.5 Sơ đồ tổng quát cung cấp cho phụ tải hệ thống cung cấp Nguồn lượng điện chủ yếu hệ thống cung cấp máy phát điện Máy phát hoạt động cung cấp điện cho hệ thống xe...TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP Sinh viên thực Chương TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP TRÊN ƠTƠ 1.1 Cơng dụng Hệ thống cung cấp điện có nhiệm vụ cung cấp lượng điện cho phụ tải với hiệu điện