C ấu tạo của bộ tiết chế bỏn dẫn cú thể chia làm hai phần Phần đo điện ỏp phỏt ra của mỏy phỏt gồm cú tranzito T l, điốt ổn ỏp, cuộn khỏng K, cỏc điện trở
c. Một số bộ tiết chế bỏn dẫn thường dựng Bộ tiết chế điện tử kiểu Bosch
Bộ tiết chế điện tử kiểu Bosch
Hỡnh 2-33 giới thiệu sơ đồ điện của mỏy phỏt điện xoay chiều và bộ điều chỉnh điện ỏp điện tử kiểu Bosch. Mỏy phỏt điện này cú 6 điốt cụng suất và 3 điốt chỉnh lưu bộ điốt này cung cấp điện kớch từ cho cuộn cảm G. Bộ điều chỉnh điện ỏp cú cỏc linh kiện điện tử chớnh là ba Tranzito T1, T2, T3 và điốt Zener DZ.
Trường hợp điện ỏp chưa cần tiết chế :
Lỳc này điốt Zener DZ đang khúa, Tranzito T1 khụng cú dũng chạy qua cực nền của nú nờn vẫn khúa. Dũng điện kớch từ của ba điốt xuất phỏt ở (D+) đến R6, đến cực nền T2 làm mở thụng mạch tranzito T2. T2 mở cung cấp cực nền cho Tranzito T3. T3 mở làm thụng dũng điện kớch từ của cuộn cảm G đến (DF) qua T3
về mass.
Điện ỏp phỏt tới mức cần tiết chế :
Khi điện ỏp phỏt tăng cao đến trị số giới hạn, điốt Zener mở cho dũng điện đi từ (D+) lưu thụng đến R1, đến R2, xuyờn qua Dz đến cực nền của Tranzito T1
làm T1 mở. Khi T1 mở thỡ điện ỏp cực nền của Tranzito T2 là số khụng nờn T2 và T3 cựng khúa mạch, dũng điện kớch từ bị triệt tiờu nờn điện phỏt giảm tức thỡ. Mỗi khi ngắt nối dũng điện kớch từ, cuộn cảm G phỏt sinh dũng tự cảm. Dũng tự cảm này cú nguy cơ phỏ hỏng Tranzito T2 và T3 vỡ vậy điốt D3được đấu nối tiếp trong mạch cuộn cảm gọi là “điốt thụng mạch tự do”, nú cú cụng dụng dẫn hướng dũng điện tự cảm do cuộn G phỏt sinh chạy vào trở lại và biến mất trong cuộn này.
Tụ C cú tỏc dụng cải thiện tỡnh trạng dợn súng của dũng điện một chiều phỏt ra
Điện trở R7 đảm bảo cho động tỏc khúa và mở cỏc Tranzito T2 và T3 được nhanh và chớnh xỏc.
Hỡnh 2-33. Sơ đồ điện mỏy phỏt xoay chiều và bộ tiết chế điện tử Bosch:
1-Phần khếch đại (tầng cụng suất) , 2-Phần đo lường (tầng điều khiển) 3-Bộ chia điện, 4- Cỏc điốt hiệu chỉnh nhiệt, D3 –Điốt thụng dũng
Bộ tiết chế điện tử hiệu General Motor kiểu SI
Trong bộđiều chỉnh điện ỏp điện tử này điụt Zener được sử dụng như linh kiện điện tử chớnh, nú nhận dũng điện đi ngược cho đến khi điện ỏp tăng đến trị số quy định thỡ điốt Zener mở cho dũng điện lưu thụng. Điện ỏp phỏt được đặt vỏo điện trở nhiệt, điện trở này tự thay đổi trị số theo nhiệt độ, sau đú điện ỏp phỏt dặt vào điốt Zener, khi điện phỏt tăng tới mức giới hạn cần tiết chế, điốt Zener sẽ truyền dẫn dũng điện tới Tranzito, tranzito sẽ ngắt mạch kớch từ. Nhờ vậy cuộn cảm rụto mất từ trường, stato khụng phỏt điện nữa.
Điện ỏp phỏt giảm, điốt Zener đúng ngắt dũng điện cung cấp cho cực gốc tranzito làm khúa tranzito, dũng điện kớch từ lại được cung cấp cho cuộn cảm rụto, phần ứng phỏt điện trở lại.
6
Hỡnh 2.34: Sơ đồ mạch dõy mỏy phỏt điện xoay chiều hiệu General Motors kiểu SI, trang bị bộ điều chỉnh điện ỏp điện tử bờn trong mỏy phỏt:
1- ắc quy. 2- đốn bao nạp, 3- bộđiều chỉnh điện, 4- chổi than điện. 5- vũng thau tiếp điện rụto, 6- cuộn cảm rụto, 7- dõy ứng điện stato, 8- cầu điốt chỉnh lưu.
1 2 3 4 5 7 8
*Hoạt động của nú như sau:
Toàn bộ điện ỏp phỏt đặt vào cọc số 2 sẵn sàng mở điốt Zener D2 theo chiều ngược để điều khiển trazitor TR2 . Chổi than dương cuộn cảm rụto nhận điện núng từ cụng tắc mỏy (cọc số 1) cộng với dũng điện từ cầu chỉnh lưu ba điốt. Dũng kớch từ theo TR1 về mas. Khi điện ỏp phỏt tăng cao đến mức tiết chế, điốt Zener mở làm mở theo TR2. Lỳc TR2 mở thỡ TR1 đúng, ngắt mạch kớch từ. Điện phỏt giảm, D2 và TR2 lại đúng làm TR1 mở tiếp tục dẫn dũng kớch từ về mass
Bộ tiết chế kiểu PP 350
Sơ nguyờn lớ của bộ tiết chế này cú thể chia ra 4 tầng (hỡnh 2-35).
1 - Tầng cảm biến (cơ cấu đo) nhạy cảm với sự thay đổi điện ỏp phỏt ra của mỏy phỏt. Trong tầng này bao gồm tranzito Tl, điốt ổn ỏp Slđiện trở R4 và mạch phõn ỏp. R3, Rl và R2, điện trở bự nhiệt Rt0 Rl và cuộn khỏng CK. Bộ phõn ỏp bảo đảm "đỏnh thủng" điốt ổn ỏp Dzở mức điện ỏp (13 - 14) V.
2 - Tầng điều chỉnh điện ỏp gồm tranzito T2, điốt Đl, điốt Đ2, R10. 3 - Tầng khuếch đại gồm tranzito T2, R6, R7 và điốt Đ3.
4 - Mạch ổn định bao gồm cuộn khỏng CK và điện trở R5.
Khi đúng khúa điện K, mỏy phỏt ban đầu cũn làm việc ở tốc độ thấp nờn điện ỏp phỏt ra chưa đủ lớn, do đú Sl và T3ở trạng thỏi khúa, cũn T2 và Tl mở để ắc quy kớch thớch cho mỏy phỏt.
Lỳc mỏy phỏt đó phỏt ra điện ỏp lớn hơn điện ỏp của ắc quy, thỡ điện từ mỏy phỏt sẽ nạp cho ắc quy và cung cấp cho phụ tải, cũng như tự cung cấp cho mạch kớch từ. Điện ỏp mỏy phỏt tăng thỡ dũng trong cỏc mạch đều tăng. Độ sụt ỏp trờn Rl là ∆UR1 = IR1 tăng sẽ làm cho St mở cho dũng điện IR4 qua nú theo chiều ngược: (+ Aq) - d – R4 - m - St - mạch (Rt, R3) – mass. Dũng điện này gõy sụt ỏp trờn R4 làm cho UEB của đốn T3 lớn hơn 0 (UEB > 0) nờn T3 mở.
Dũng ICT3 qua T3 theo mạch: (+) - C - ET3 - CT3 - P - R6 - mass.
Như vậy cực gốc T2 cú điện thế dương và T2 khúa ngay khụng cho dũng qua R9, kộo theo toàn bộ điện thế dương từ điểm b đặt vào cực gốc Tl và Tl bị knúa. Dũng kớch thớch phải qua R10 do đú giảm đi, làm cho điện ỏp mỏy phỏt giảm. Khi điện ỏp mỏy phỏt giảm thỡ sụt ỏp trờn Rl và R4 giảm, dẫn đến hiệu số
∆UR1 - ∆UR4 nhỏ hơn Uụđ của St do đú St khúa lại và tương tự như ban đầu: T3 khúa, Tl và T2 mở làm cho dũng kớch thớch lại tăng, dẫn tới điện ỏp của mỏy phỏt lại tăng. Quỏ trỡnh cứ lập lại như thế bảo đảm cho điện ỏp phỏt ra của mỏy phỏt khụng đổi.
Trong mạch cũn cú thờm một số chi tiết khỏc. Sau đõy sẽ túm lược cỏc tớnh năng của chỳng:
+ Đl và R10 tạo nờn mạch điện rũ khi Tl khúa, nú sẽ tạo ra độ sụt thế trờn Dl bảo đảm cho cực gốc Tl luụn dương hơn cực phỏt, như thế Tl sẽ bị khúa chặt.
+ Đ2để dập tắt sức điện động tự cảm sinh ra trong cuộn kớch thớch.
+ Đ3 cú tỏc dụng giữ cho T2 khúa chặt (tương tựĐl). Trong một vài sơđồ cũn mắc thờm R8để tạo nờn một mạch rũ đỏng kể.
+ R3, CXđể san phẳng điện ỏp đó được chỉnh lưu.
+ R5 là mạch liờn hệ ngược từ cực gúp T2 về cực gốc T3 để tăng tần số làm việc của St (khúa, mở nhanh hơn).
+ Rl là điện trở để giảm ảnh hưởng của nhiệt độ đến chế độ làm việc. Vớ dụ khi nhiệt độ tăng từ 00C đến 1000C thỡ Rt giảm đi 20 - 70 lần. Nhờ đú điện trở tương đương của mạch R2, Rt R3, Rcx giảm đi nhiều. Độ sụt thế trờn Rl tăng, đạt giỏ trị Uụđ của St ở nhiệt độ tương ứng và St vẫn mở đúng đỳng thời điểm để bảo đảm cho điện ỏp của mỏy phỏt luụn ổn định.
Bộ tiết chế bỏn dẫn kiểu Lucas
Trờn cỏc ụtụ của cỏc nước tư bản (Nhật, Mỹ, Phỏp) sản xuất thường dựng bộ tiết chế bỏn dẫn kiểu này. Về kết cấu cụ thể tuy cú khỏc nhau chỳt ớt, nhưng về mặt nguyờn lý đều theo sơđồ chung như trờn hỡnh 2-36.
Quỏ trỡnh làm việc của sơ đồ này như sau: Khi mỏy phỏt quay, do từ dư nờn tranzito chớnh cú dũng cực gốc (D+ - E - B - R3- D- - mass) và nú thụng để dẫn dũng kớch từ cho mỏy phỏt theo mạch D+ - E - C - DF - G – mass.
Mỏy phỏt được kớch từ tăng dần và điện ỏp phỏt ra cũng tăng dần. Điện ỏp này (D+ - D-) đặt lờn bộ phõn ỏp Rl, R2 và cho một điện ỏp lờn điốt zener. Khi điện ỏp đặt lờn điốt zener đạt ngưỡng của điốt thỡ điốt sẽ cho dũng qua từ cực phỏt đến cực gốc của tranzito điều khiển T2 làm tranzito T2 thụng. Lỳc này thế cực E và B của Tl bằng nhau và Tl khúa, mỏy phỏt khụng được kớch từ sẽ giảm điện ỏp phỏt. Điện ỏp đặt lờn điốt zener tụt xuống dưới ngưỡng của nú sẽ làm cho tranzito T2 bị khúa và Tl lại mở để cấp dũng kớch từ... Quỏ trỡnh cứ tiếp diễn lặp lại liờn tục như vậy, nờn điện ỏp phỏt ra của mỏy phỏt được giữổn định.
Cũng từ sơđồ trờn người ta đó cải tiến thành sơ đồ như hỡnh 2-37 để chế tạo ra bộđiều chỉnh bỏn dẫn 8TR và 11TR.
Hoạt động:
Khi cụng tắc ISW đúng, dũng từ ắc quy sẽ qua đốn W, R4 tới cực gốc T2 và làm cho T2, T3 thụng. Cuộn kớch từ của mỏy phỏt sẽ cú điện và mỏy phỏt sẽ phỏt điện. Tựy theo trạng thỏi nạp điện của ắc quy và mức tiờu thụ điện của cỏc phụ tải điện khỏc trờn ụtụ mà điện ỏp phỏt ra của mỏy phỏt sẽ thay đổi. Nếu điện ỏp thay đổi quỏ mức cho phộp, phõn ỏp R1, R2 sẽ cho điện ỏp quỏ ngưỡng vào D1
làm T1 thụng, dẫn tới khoỏ T2 và T3 và dũng kớch từ của mỏy phỏt bị ngắt. Điốt D2để bảo vệ T3 khỏi dũng tự cảm khi ngắt mạch kớch từ.
Điện trở R5 và tụ Cl làm nhiệm vụ phản hồi dương từ cực gúp T3 về cực gốc Tl nhằm khúa chắc T2, T3.
Nếu điện ỏp mỏy phỏt tụt xuống, phõn ỏp R1, R2 sẽ cho điện ỏp nhỏ dưới ngưỡng vào D1 , lỳc đú sẽ làm cho T1 khoỏ và T2 ,T3 mở để bảo đảm mỏy phỏt luụn phỏt ra điện ỏp ổn định.