Chương IV: Hệ thống cung cấp điện trên ô tô
4.5 Tính toán chế độ tải và chọn máy phát điện trên ô tô
Để xác định đúng loại máy phát cần lắp trên ôtô với điều kiện đảm bảo công suất cấp cho các phụ tải điện, ta phải tính toán chọn máy phát phù hợp theo các bước dưới đây:
• Tính toán công suất tiêu thụ cần thiết cho tất cả các tải điện hoạt động liên tục.
Ví dụ: Pw1 = 350W.
Bảng 4.1: Tiêu thụ điện của các tải điện hoạt động liên tục.
Tải điện hoạt động liên tục Công suất (W)
Hệ thống đánh lửa 20
Bơm nhiên liệu 70
Hệ thống phun nhiên liệu 100
Radio, cassette 12
Đèn đầu (pha hoặc cos) 110
Đèn kích thước 10
Đèn bảng số 10
Đèn soi sáng tableau 10
Tổng công suất Pw1 = 350W
• Tính toán công suất tiêu thụ cần thiết cho tất cả các tải điện hoạt động gián đoạn theo bảng 4.2, ta có Pw2 = 143W.
Bảng 4.2: Tiêu thụ điện của các tải điện hoạt động gián đoạn.
Tải điện hoạt động gián đoạn Giá trị
thực (W) Hệ số Công suất tương đương (W)
Quạt điều hòa giàn nóng và
giàn lạnh 80 0.5 40
Xông kính 120 0.5 60
Gạt nước 60 0.25 15
Quạt điện tản nhiệt 0.1
Đèn lái 0.1
Đèn thắng 42 0.1 4.2
Đèn tín hiệu báo rẽ 70 0.1 4.2
Đèn sương mù 70 0.1 7
Đèn báo sương mù 35 0.1 3.5
Tổng công suất Pw2 = 134W
• Lấy tổng các công suất tiêu thụ (Pw1 + Pw2 = Pw= 484W) chia cho điện áp định mức ta được cường độ dòng điện theo yêu cầu.
Sơ đồ tính toán hoặc kiểm tra máy phát K1-14V 23/55A.
Biên soạn: PGS-TS Đỗ Văn Dũng P(W)/14V < 250 250 ÷
<350 350÷
<450 450÷
<550 550÷
<675 675÷
<800 800÷
<950
In (A) 28 35 45 55 56 75 90
Như vậy, ta phải chọn máy phát có công suất từ 450W đến 550W với dòng phát định mức 55A.
C. NHIỆM VỤ HỌC TẬP Ở NHÀ VÀ CÁC CÂU HỎI ÔN TẬP PHẦN TỰ HỌC
1. Đọc các tài liệu tham khảo liên quan.
2. Đọc chương 06 trong sách ebook: Tom Denton. Automobile. Electrical and electronic systems. 3rd Edition. Elsevier. 2004.
3. Đọc giáo trình điện tử: “ Hệ thống cung cấp điện”
4. Tìm hiểu và báo cáo về các loại máy phát sử dụng cho ô tô.
5. Tìm hiểu và báo cáo về các loại tiết chế vi mạch
6. Tìm hiểu và báo cáo về các loại máy phát kiểm soát bởi ECU.
7. Hướng nghiên cứu và phát triển của hệ thống cung cấp điện trong tương lai.
Công suất 1 Pw1= 350W
Tổng công suất của tải Pw = Pw1 + Pw2 = 484 W
Công suất 2 Pw2= 134W
CÂU HỎI ÔN TẬP Câu hỏi tự luận
Câu 1: Trình bày sự phân bố tải giữa máy phát – ắc quy. Nêu các chế độ tải của máy phát?
Câu 2: Vẽ và trình bày nguyên lý làm việc của sơ đồ mạch chỉnh lưu trong máy phát ba pha? Vẽ dạng sóng chỉnh lưu ở ngõ ra của máy phát. Xác lập công thức tính Umf ? Câu 3: Trình bày các thông số của máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ?
Câu 4: Vẽ và giải thích đặc tính không tải và đặc tính ngoài của máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ ?
Câu 5: Vẽ và giải thích đặc tính tải theo số vòng quay của máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ. Tại sao máy phát xoay chiều có khả năng tự hạn chế dòng?
Câu 6: Vẽ và giải thích sơ đồ hệ thống máy phát - tiết chế bán dẫn loại dùng transistor NPN? Nêu cách kiểm tra tiết chế bán dẫn trên?
Câu 7: Vẽ và giải thích sơ đồ hệ thống máy phát - tiết chế bán dẫn loại dùng transistor PNP? Nêu cách kiểm tra tiết chế bán dẫn trên?
Câu 8: Trình bày sơ đồ và nguyên lý hoạt động của tiết chế loại sử dụng transistor PNP.
Cần tăng hay giảm điện trở cầu dưới (R2) để điện áp bắt đầu hiệu chỉnh của tiết chế tăng từ 14V lên 16V. Lập biểu thức tính lại điện trở cầu dưới (R2’) theo R1 & R2 trước đó?
Câu 9: Trình bày sơ đồ và nguyên lý hoạt động của tiết chế loại sử dụng transistor NPN. Cần tăng hay giảm điện trở cầu dưới (R2) để điện áp tiết chế tăng từ 14V lên 16V.
Lập biểu thức tính lại điện trở cầu dưới (R2’) theo R1 & R2 trước đó?
Câu 10: Trình bày sơ đồ và nguyên lý hoạt động của tiết chế loại sử dụng transistor NPN?
a) Cho R1 = 10 kΩ, điện áp Zener VZ = 3.3 V. Tính R2 để điện áp bắt đầu hiệu chỉnh ở 14V ?
b) Cần phải mắc song song hay nối tiếp vào R2 một điện trở R’ để điện áp bắt đầu hiệu chỉnh ở 15V. Tính giá trị R’?
Câu 11: Trình bày sơ đồ và nguyên lý làm việc của bộ hiệu chỉnh điện thế bán dẫn trên xe KAMAZ. Cách tăng điện áp hiệu chỉnh?
Câu 12: Trình bày sơ đồ và nguyên lý làm việc của bộ hiệu chỉnh điện thế bán dẫn PP 350?
Câu 13: Trình bày sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch hiệu chỉnh điện áp loại dùng cho máy phát trên xe KAMAZ. Tiết chế loại này đang hiệu chỉnh điện áp ở 28.0 V ở chế độ mùa hè với điện trở cầu trên R1= 2.0 kΩ?
a) Tìm giá trị điện trở cầu dưới R (ở chế độ mùa hè) nếu điện áp mở của mỗi Zener là
Biên soạn: PGS-TS Đỗ Văn Dũng Câu hỏi trắc nghiệm đúng sai
Câu 1: Diode mắc song song với cuộn dây kích từ giúp transistor trong tiết chế tăng nhanh tần số đóng mở.
Câu 2: Máy phát xoay chiều chỉ có khả năng tự hạn chế dòng khi quay ở tốc độ cao.
Câu 3: Diode trung hòa không có trong máy phát mắc kiểu tam giác.
Câu 4: Khả năng tự hạn chế dòng của máy phát là nhờ cảm kháng của các cuộn dây pha.
Câu 5: Diode trung hòa chỉ sử dụng trên các máy phát có đường kính pu-li lớn.
Câu 6: Điện áp của dây trung hòa so với dương ắc quy bằng 1/3 điện áp ắc quy.
Câu 7: Mạch hồi tiếp trong tiết chế giúp tăng dòng nạp ắc quy.
Câu 8: Trong các mạch điện loại âm chờ, người ta thường dùng transistor loại n-p-n để điều khiển.
Câu 9: Lý do transisitor n-p-n được sử dụng nhiều trong hệ thống điện tử ô tô liên quan đến hệ thống điện một dây chung.
Câu 10: Muốn điều chỉnh điện áp phát ra của máy phát, người ta thay đổi tải của nó.
Câu 11: Giảm đường kính pu-li máy phát giúp tăng dòng phát cực đại.
Câu 12: Đầu L của máy phát (nối với đèn báo sạc) là đầu ra của 3 diod trung hòa.
Câu 13: Các diod trung hòa trong bộ chỉnh lưu có công suất lớn hơn các diod pha.
Câu 14: Mắc thêm các diod trung hòa giúp tăng công suất máy phát ở tốc độ cao.
Câu 15: Điện áp sau khi chỉnh lưu dao động tuần hoàn với chu kỳ T/12.
Câu 16: Từ -T/12 <t <T/12 điện áp chỉnh lưu có đặc tuyến hình sin.
Câu 17: Điện áp tức thời sau khi chỉnh lưu thay đổi từ 0,5 Um đến 1,5 Um.
Câu 18: Dòng chạy trong các cuộn dây pha là dòng xoay chiều.
Câu 19: Trong kiểu máy phát mắc hình sao, điện áp phát ra là điện áp chênh lệch giữa hai pha.
Câu 20: Nếu một diod chỉnh lưu bị đứt, điện áp tức thời có lúc sẽ giảm về không (0).
Câu 21: Nếu có một diod chỉnh lưu bị ngắn mạch, cuộn dây pha sẽ bị cháy ngay sau đó.
Câu 22: Trong tiết chế dùng cho máy phát loại cuộn kích từ đấu mat (mass) chờ, nếu giảm điện trở cầu trên R1 sẽ làm giảm điện áp hiệu chỉnh.
Câu 23: Điện áp máy phát tăng cao khi diode Zener trong tiết chế bị đứt.
Câu 24: Trong tiết chế dùng cho máy phát loại cuộn kích từ đấu dương chờ, nếu mắc song song với cầu trên (R1) một điện trở sẽ khiến điện áp hiệu chỉnh tăng.
Câu 25: Để lắp tiết chế (loại dùng transistor n-p-n) xe tải cho xe du lịch ta có thể mắc nối tiếp vào mạch Zener thêm một diode Zener cùng lọai.
Câu 26: Tại thời điểm t=0 điện áp tức thời trên hai pha có giá trị tuyệt đối bằng
2 3Um
Câu 27: Điện áp trên một pha đạt cực trị khi điện áp hai pha còn lại bằng không.
Câu 28: Mỗi diod chỉnh lưu có dòng đi qua trong 1/3 chu kỳ.
Câu 29: Trong các cuộn dây pha lúc nào cũng có dòng chạy qua.
Câu 30: Trong tiết chế kiểu PP350, nếu không có điện trở bù nhiệt, điện áp hiệu chỉnh sẽ giảm khi nhiệt độ tăng.
Câu 31: Điện trở cầu dưới trong tiết chế KAMAZ có giá trị nhỏ hơn vào mùa hè.