Hiện nay các thiết bị trên xe đều dùng dòng điện 1 chiều. Tuy nhiên, việc dùng máy phát 1 chiều có nhiều nhược điểm như do cấu tạo máy phát 1 chiều có vịng đổi điện cuộn dây roto phức tạp nên tuổi thọ thấp, sữa chữa bảo dưởng khó khăn, ngồi ra máy phát điện 1 chiều có cổ góp nên dể mịn bởi ma sát và hạn chế dịng điện phát ra. Trong khi đó máy phát xoay chiều khơng có vịng đổi diện và cuộn dây roto đơn giản hơn do đó có tuổi thọ cao và dể dàng trong bảo dưỡng. Máy phát xoay chiều có dịng kích thích nhỏ nên khơng cháy vịng tiếp điện. Có thể tăng tỉ số truyền từ động cơ đến máy phát đạt tới trị số 2.5÷3 lần vì vậy, khi động cơ ơ tơ chạy khơng tải máy phát có thể phát ra cơng suất đạt tới (25÷30%) cơng suất định mức, cải thiện điều kiện nạp cho ắc quy. Cấu tạo đơn giản, cùng 1 công suất nhưng kết cấu gọn nhệ hơn. Tiêu hao kim loại màu ít hơn.
Máy phát xoay chiều được chia làm máy phát 3 pha và máy phát 1 pha. Ta chọn máy phát xoay chiều 3 pha do loại máy này có kết cấu gọn hơn hiệu suất cao hơn máy phát điện 1 chiều có cùng 1 cơng suất.
Trong các loại máy phát điện xoay chiều 3 pha, ta chọn loại kích thích bằng nam châm điện. Bởi vì máy phát điện xoay chiều 3 pha kiểu kích thích bằng nam châm vĩnh cửu có những nhược điểm vơ cùng quan trọng như khó điều chỉnh thế hiệu, cơng suất hạn chế, giá thành cao và trọng lượng lớn. Ngồi ra, từ thơng của nó cịn phụ thuộc nhiều vào chất lượng hợp kim và kim loại chế tạo nam châm. Trong khi đó, máy phát xoay chiều 3 pha kiểu kích thích bằng nam châm điện ít tốn kém hơn và dể điều chỉnh điện áp dể dàng hơn.
Do đó, để thỏa mãn các yêu cầu của hệ thống cung cấp cho xe thiết kế nói chung và máy phát nói riêng ta chọn máy phát xoay chiều ba pha, kích từ bằng nam châm điện. Xe thiết kế là xe du lịch, hệ thống điện trên xe dùng dòng điện Ung = 12V.
1.Puly 2.Nắp trước 3.Cuộn stator 4.Rotor 5.Nắp sau 6.Cuộn rotor 7.Cọc bắt dây 8.Giắc cắm dây 9.Vànhtiếp điểm 10.Ổ bi 11.Bộ chỉnh lưu 12- Má cực từ
Hình 3.1 – Máy phát điện xoay chiều 3 pha, kích từ bằng nam châm điện 3.1.2. Lựa chọn bộ chỉnh lưu
Ta đã chọn dòng điện máy phát là dịng xoay chiều 3 pha kích từ bằng nam châm điện vì thế để các thiết bị trên ô tô sử dụng được và nạp điện được cho ắc quy, ta cần dùng bộ chỉnh lưu.
Ta chọn bộ chỉnh lưu 3 pha 8 đi-ốt vì nó có hiệu quả cao hơn khi cơng suất máy phát đạt cao hơn 1000W thì trong thành phần của hiệu điện thế xuất hiện sống đa hài bậc 3. Vì thế ta chọn bộ chỉnh lưu này để tận đụng ưu thế đó, giúp nâng cao cơng suất máy phát và đạt được hiệu quả chỉnh lưu cao hơn.
D1W1 W1 W2 W3 D2 D4 D6 D8 D9 D10 D11 B
Hình 3.2 Bộ chỉnh lưu 3 pha 8 đi- ốt 3.1.3. Lựa chọn bộ điều chỉnh
Trong các loại role điều chỉnh gồm bộ điều chỉnh bán dẫn và bộ điều chỉnh loại rung. Ta thấy bộ điều chỉnh loại rung có nhiều nhược điểm quan trọng như điều chỉnh phức tạp nhạy cảm với rung đọng bụi bẩn , các tiếp điểm dễ bị oxy hóa ….. Vì thế ta chọn
bộ điều chỉnh điện áp bán dẫn cho xe thiết kế, vì những ưu điểm vượt trội của nó như gọn nhẹ, làm việc tin cậy chịu được rung xóc, khơng bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn, tuổi thọ cao, ít bảo dưởng.
Hình 3.3 – Sơ đồ bộ điều chỉnh.
Sau khi lựa chọn các bộ phân cơ bản cho hệ thống cung cấp, ta có được sơ đồ cụ thể như hình 3.4.
Hình 3.4 – Sơ đồ hệ thống cung cấp
1-Ắc quy; 2-Công tắc; 3-Phụ tải; 4-Cuộn dây Stator; 5-Cuộn dây Rotor; 6- Diode; 7-Diode zenner; 8-Đèn báo nạp; 9-Transistor; 10-Điện trở; 11-Cầu
chì; I-Máy phát; II-Bộ chỉnh lưu; III-Bộ điều chỉnh
3.2. Cách tính chọn cơng suất máy phát Phụ tải điện trên ơ tơ có thể chia làm 3 loại:
•Tải thường trực là những phụ tải liên tục hoạt động khi xe đang chạy. •Tải gián đoạn trong thời gian dài.
•Tải gián đoạn trong thời gian ngắn.
Trên hình 3.5 trình bày sơ đồ phụ tải điện có thể gặp trên ơ tơ hiện đại.
Hình 3.5- Sơ đồ phụ tải điện trên ơ tô
Để xác định đúng loại máy phát cần lắp trên ôtô với điều kiện đảm bảo đủ cơng suất cấp cho các phụ tải, ta cần tính tốn cơng suất máy phát theo công suất tiêu thụ của phụ tải bao gồm phụ tải liên tục và phụ tải gián đoạn như sau:
Cơng suất tổng: Trong đó :
P1: Công suất cung cấp cho tải hoạt động liên tục. P1= ∑Pi1 Với i là số phụ tải hoạt động liên tục. P2: Công suất cung cấp cho tải hoạt động gián đoạn.
Với λi: là hệ số sử dụng phụ tải thứ i. Được xác định theo kinh nghiệm, phụ thuộc vào điều kiện hoạt động và cách sử dụng của tài xế.
