CHƯƠNG II : HỆ THỐNG NẠP TRÊN XE Ô TÔ ( PHẦN 1)
2.1 Khái quát
2.1.1 Khái quát
a.Chức năng của hệ thống nạp
Xe được trang bị rất nhiều thiết bị điện để lái xe được an toàn và thuận tiện. Xe cần sử dụng điện không chỉ khi đang chạy mà cả khi dừng. Vì vậy, xe có ắc qui để cung cấp điện và hệ thống nạp để tạo ra nguồn cung cấp điện khi động cơ đang nổ máy. Hệ thống nạp cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện và để nạp điện cho ắc qui.
– Cấu tạo hệ thống nạp chủ yếu bao gồm các thiết bị sau đây
b. Cấu tạo của hệ thống nạp và dòng điện trong mạch
+ máy phát điện
+ bộ điều áp
+ Ắc qui
+ Đèn báo nạp
+ Khóa điện
– Dòng điện trong hệ thống nạp
Hãy xem dòng điện chạy trong mạch nạp tương ứng với mỗi vị trí của khoá điện
+ Khoá điện ở vị trí ACC hoặc LOCK
+ Khoá điện ở vị trí ON (khi động cơ chưa nổ máy)
GỢI Ý:
Khi khoá điện ở vị trí ON, dòng điện đi từ ắc qui tới máy phát lý do là: Nhìn chung máy phát được dùng để tạo ra dòng điện bằng cách quay nam châm. Nam châm không phải là nam châm vĩnh cửu mà là nam châm điện tạo ra lực điện từ nhờ dòng điện chạy trong mạch. Vì vậy cần phải cung cấp điện cho máy phát trước khi khởi động động cơ để chuẩn bị cho việc phát điện..
+ Khoá điện ở vị trí ON (khi động cơ đang nổ máy)
c. Chức năng của máy phát điện xoay chiều
Máy phát điện xoay chiều đóng vai trò chính trong hệ thống nạp. Máy phát điện xoay chiều có 3 chức năng: Tạo ra dòng điện, chỉnh lưu thành dòng điện một chiều và điều chỉnh điện áp
+ Phát điện
Việc truyền chuyển động quay của động cơ tới puli thông qua đai chữ V sẽ làm quay rôto máy phát và do đó tạo ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây stato
+ Chỉnh lưu dòng điện
Vì dòng điện được tạo ra trong cuộn dây stato là dòng điện xoay chiều nên nó không sử dụng được cho các thiết bị điện một chiều được lắp trên xe. Để sử dụng được dòng điện xoay chiều này người ta sử dụng bộ chỉnh lưu để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều
+ Điều chỉnh điện áp
Bộ điều chỉnh điện áp IC điều chỉnh điện áp sinh ra để có điện áp ổn định ngay cả khi tốc độ máy phát hoặc cường độ dòng điện trong mạch thay đổi
2.1.2 Nguyên lý hoạt động của máy phát điện
a. Dòng điện xoay chiều 3 pha
– Khi nam châm quay trong một cuộn dây, điện áp sẽ được tạo ra giữa hai đầu của cuộn dây. Điều này sẽ làm xuất hiện dòng điện xoay chiều
– Mối quan hệ giữa dòng điện sinh ra trong cuộn dây và vị trí của nam châm được chỉ ra ở hình vẽ. Cường độ dòng điện lớn nhất được tạo ra khi các cực nam (S) và cực bắc (N) của nam châm gần cuộn dây nhất. Tuy nhiên chiều của dòng điện trong mạch thay đổi ngược chiều nhau sau mỗi nửa vòng quay của nam châm. Dòng điện hình sin được tạo ra theo cách này gọi là “dòng điện xoay chiều một pha”. Một chu kỳ ở đây là 3600 và số chu kỳ trong một giây được gọi là tần số
– Để phát điện được hiệu quả hơn, người ta bố trí 3 cuộn dây trong máy phát như hình vẽ
– Mỗi cuộn dây A, B và C được bố trí cách nhau 1200 và độc lập với nhau. Khi nam châm quay trong các cuộn dây sẽ tạo ra dòng điện xoay chiều trong mỗi cuộn dây. Hình vẽ dưới đây cho thấy mối quan hệ giữa 3 dòng điện xoay chiều và nam châm dòng điện được tạo ở đây là dòng điện xoay chiều 3 pha. Tất cả các xe hiện đại ngày nay đều sử dụng máy phát xoay chiều 3 pha
b. Bộ chỉnh lưu
Cơ cấu chỉnh lưu của máy phát điện xoay chiều
Cấu tạoMáy phát điện xoay chiều trong thực tế có trang bị mạch chỉnh lưu như hình 1 để nắn dòng điện xoay chiều 3 pha. Mạch này có 6 điốt và được đặt trong giá đỡ của bộ chỉnh lưu như hình vẽ
Chức năng: Dòng điện này chạy vào tải qua điốt 3 và sau đó trở về cuộn dây II qua điốt 5. ở thời điểm này cường độ dòng điện ở cuộn dây I bằng 0. Vì vậy không có dòng điện chạy trong cuộn dây I. Khi rôto quay một vòng, trong các cuộn dây Stato dòng điện được sinh ra trong mỗi cuộn dây này được chỉ ra từ (a) tới (f) trong hình 3. ở vị trí (a), dòng điện có chiều dương được tạo ra ở cuộn dây III và dòng điện có chiều âm được tạo ra ở cuộn dây II. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây II tới cuộn dây III
Bằng cách giải thích tương tự từ các vị trí (b) tới (f) dòng điện xoay chiều được chỉnh lưu bằng cách cho qua 2 điốt và dòng điện tới các phụ tải được duy trì ở một giá trị không đổi
2.1.3 Phát phát có điện áp điểm trung hòa
Điện áp điểm trung hoà
– Máy phát điện xoay chiều thông thường dùng 6 điốt để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều 3 pha (AC) thành dòng điện một chiều (DC). Điện áp ra tại điểm trung hoà là nguồn cung cấp điện cho rơle đèn báo nạp. Có thể thấy điện áp trung bình của điểm trung hoà bằng 1/2 điện áp ra một chiều. Trong khi dòng điện ra đi qua máy phát, điện áp tại điểm trung hoà phần lớn là dòng điện một chiều nhưng nó cũng có một phần là dòng điện xoay chiều. Phần dòng điện xoay chiều này được tạo ra mỗi pha. Khi tốc độ của máy phát vượt quá 2,000 tới 3,000 vòng/phút thì giá trị cực đại của phần dòng điện xoay chiều vượt quá điện áp ra của dòng điện một chiều
– Điều đó có nghĩa là so với đặc tính ra của máy phát điện xoay chiều không có các điốt tại điểm trung hoà, điện áp ra tăng dần dần từ khoảng 10 tới 15% ở tốc độ máy phát thông thường là 5,000 vòng/phút
2.1.4 Máy phát có đi ốt điểm trung hòa
Sơ đồ mạch điện và cấu tạo
Để bổ sung sự thay đổi điện thế tại điểm trung hoà vào điện áp ra một chiều của máy phát không có điốt ở điểm trung hoà người ta bố trí 2 điốt chỉnh lưu giữa cực ra (B) và đất (E) và nối với điểm trung hoà. Những điốt này được đặt ở giá đỡ bộ chỉnh lưu
2.1.5 Điều chỉnh dòng điện phát ra
a.Điều chỉnh dòng điện phát ra
– Sự cần thiết của điều chỉnh dòng điện phát ra
Máy phát điện dùng trên xe quay cùng với động cơ. Vì vậy, khi xe hoạt động tốc độ động cơ thường xuyên thay đổi và do đó tốc độ của máy phát không ổn định. Nếu máy phát không có bộ ổn áp thì hệ thống nạp không thể cung cấp dòng điện ổn định cho các thiết bị điện.
Do đó, mặc dù tốc độ của máy phát thay đổi thì điện áp ở các thiết bị điện vẫn phải duy trì không đổi và tuỳ theo sự thay đổi cường độ dòng điện trong mạch cần phải điều chỉnh. Trong máy phát xoay chiều việc điều chỉnh như trên được điều chỉnh bởi bộ điều áp IC
– Nguyên lý điều chỉnh
Nhìn chung cường độ dòng điện tạo ra có thể được thay đổi bằng phương pháp sau đây.
+Tăng hoặc giảm lực từ trường (Rôto)
+Tăng tốc hoặc giảm tốc độ quay của nam châm
Khi áp dụng phương pháp này đối với máy phát điện xoay chiều trên xe, tốc độ quay của rôto không thể điều khiển được vì nó quay cùng với động cơ. Nói cách khác, điều kiện có thể thay đổi một cách tự do trong máy phát xoay chiều trên xe là lực từ trường (rôto). Trong thực tế việc thay đổi cường độ dòng điện đi vào cuộn dây rôto (dòng tạo từ trường) sẽ làm thay đổi lực từ trường. Bộ điều áp IC điều chỉnh cường độ dòng điện của máy phát xoay chiều bằng cách điều khiển dòng điện tạo từ trường do đó điện áp tạo ra luôn ổn định khi tốc độ quay của rôto thay đổi và khi dòng điện sử dụng thay đổi
– Tự điều khiển đối với dòng điện ra cực đại
Đặc tính của máy phát điện là dòng điện ra hầu như ổn định khi tốc độ quay của máy phát vượt quá một tốc độ nhất định (tự điều khiển).
Vì vậy khi tải vượt quá dòng điện ra cực đại thì điện áp sụt. Một đặc tính khác của máy phát điện xoay chiều là dòng điện ra giảm đi khi máy bị nóng vì điện trở ở mỗi bộ phận thay đổi theo nhiệt độ ngay cả khi tốc độ không đổi
GỢI Ý KHI SỬA CHỮA
- Nếu đai chữ V bị trượt thì tốc độ máy phát sẽ thấp hơn yêu cầu và dòng điện tạo ra sẽ giảm xuống làm cho ắc qui bị hết điện
- Nếu dòng điện tiêu thụ lớn hơn so với dòng điện tạo ra thì điện áp vào ắc qui sẽ bị tiêu thụ và làm cho ắc qui bị hết điện.
Khi máy phát quay ở tốc độ thấp (khi động cơ quay không tải) dòng điện tạo ra có cường độ thấp. Vì vậy khi nhiều thiết bị điện chẳng hạn như bộ sưởi ấm và đèn pha đang bật, thì phải sử dụng điện từ ắc qui. - Nếu tình trạng này bị kéo dài thì kéo đến tình trạng ắc qui sẽ hết điện
TRƯỜNG DẠY NGHỀ THANH XUÂN
Địa chỉ chính thức : 93 Nguyễn Tuân – Thanh Xuân – Hà Nội
Hotline : 0936.98.90.90 – 0981.90.80.86 – 024.3558.95.95
Facebook : Trường Dạy Nghề Thanh Xuân
Youtube : Trung Tâm Dạy Nghề Thanh Xuân Hà Nội
Zalo : 0936989090