-Máy phát là nguồn điện chính cung cấp năng lượng
cho các phụ tải khi động cơ làm việc
-Yêu cầu:
+ Đảm bảo cấp đủ công
suất cho phụ tải suất cho phụ tải
+ Chất lượng điện áp bằng
phẳng ổn định để nạp điện
cho ắc qui
67 trang |
Chia sẻ: maiphuongtt | Lượt xem: 2071 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nhiệm vụ, yêu cầu đối với máy phát, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
III.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÁY PHÁT
- Máy phát là nguồn điện chính cung cấp năng lượng
cho các phụ tải khi động cơ làm việc
- Yªu cÇu:
+ Đảm bảo cấp đủ công
suất cho phụ tải
+ Chất lượng điện áp bằng
phẳng ổn định để nạp điện
cho ắc qui
III.2. CẤU TẠO
MÁY PHÁT
- Rotor
- Stator
- Chỉnh lưu
Vỏ má phát- y
- Cánh quạt
- Dẫn động
- Bộ điều
chỉnh điện áp
ROTOR
TÇn sè tõ tr−êng quay
1, 3. hai nöa chïm cùc; 2. cuén d©y
kÝch tõ; 3. trôc rotor
Pole core Rotor coil
Brush
Magnetic pole (Claw)
Slip ring
Drive
end
frame Fan
Rear end frame
Slip ring
Br sh
Rotor
Fan
u
Rotor coil
Lines of
magnetic force
Magnetic pole and
Passage of cooled wind
lines of magnetic force
Brush holder Battery
Spring
Resin insulator Brush
Brush
Slip ring
Rotor shaft
Coil terminal line
Outline view of brush and slip ring
(Rotor coil)Slip ring: Electricity
Schematic of brush and slip ring
STATOR
Cuén d©y Stator ®Êu tam gi¸c
φUUd 3=
φIId =
Cuén d©y Stator ®Êu sao
φUUd =
φIId 3=
Tõ th«ng khÐp kÝn qua c¸c cuén d©y stator
1. èng lãt; 2. Cuén d©y kÝch tõ; 3,4. C¸c vÊu cùc; 5. Sta to; 6. Cuén d©y
phÇn øng; 7. Tõ th«ng chÝnh; 8. Tõ th«ng tan; 9. Trôc r« to
).sin( tUU mA ω= ..2 πnpf
)
3
2.sin( πω −= tUU mB
2
30
..πω ==
..2 πnpf2
m
hd
UU =φ
)
3
.sin( πω += tUU mC 30..πω ==
Dòng điện qua mỗi
diode mỗi bước π/3
có giá trị trung bình
là Icltb/3
Dòng điện pha có
đặc tính gián đoạn,
không sin, có giá trị
hiệu dụng:
Iφhd = 0,816.Icltb
ChØnh l−u 1/2 chu kú
π
mcltb tdtUU .sin22
1
0
= ∫ ωωπ
mm UU 45,0
2 == π
ChØnh l−u cÇu hai nöa chu kú
mcltb tdtUU .sin2.2
2
0
= ∫ ωωπ
π
mm UU 9,0
22 == π
ChØnh l−u cÇu ba pha, hai nöa chu kú
m
T
cltb dttUT
U )..cos(.36
12/
= ∫ ω
m
T
U.65,1
12/
=
−
ChØnh l−u cÇu ba pha hai nöa chu kú + 3 diodes phô
Stator coil
Diode
Rectified
voltage
Coil III
Figure1
Rectifier holder
Diode
Coil I
Coil II
Figure3
Figure2
CÊu t¹o bé chØnh l−u cÇu
Sơ đồ bộ chỉnh lưu cầu + 2 diodes tại điểm trung hoà
Neutral
point
di d
Neutral
point
o es
Circuitry of alternator with neutral point diodes
Portion of neutral point voltage exceeding
output voltage at high speeds
Output voltage
V
o
l
t
a
g
e
At low
speeds
Neutral point
voltage
Neutral point
mean voltage
V
Ground potential
Rotational angle
Voltage wave appearing at neutral point under load
With neutral
point diodes
Without neutral
point diodes
t
c
u
r
r
e
n
t
O
u
t
p
u
t
Alternator speed (rpm)
Performance characteristics
S¬ ®å m¸y ph¸t 3 pha, sö dông chØnh l−a cÇu 3 pha, hai nöa chu
kú + 2 diodes ®iÓm trung tÝnh + 3 diodes phô
UU 51
Tính toán điện áp, dòng điện máy phát sau khi chỉnh lưu
mcl
mcl
UU .73,1
.,
max
min
=
=
R
UI clcl maxmax =
mcl UU .23,0=Δ
mm
T
T
cltb UdttUT
U .65,1)..cos(.36
12/
12/
== ∫ ω
−
dhdhdmcltb UUUU .35,1.34,2.65,1 === φ
cltbmcl UUU .139,0.23,0 ==Δ
12/6 T
max
12/
max .955,0)..cos(. cl
T
clcltb IdttIT
I == ∫
−
ω
EΦ = 4,44k1k0fWΦ = CenΦ
Ucl = 2,34 EΦ - ΔU = 2.34 CenΦ - ΔU
EΦ - Søc ®iÖn ®éng mét pha, V
k1 - HÖ sè m¹ch tõ, phô thuéc vμo d¹ng ®−êng søc tõ.
k0 - HÖ sè d©y quÊn cña m¸y ph¸t.
Sè ® i õ ñ ¸ h¸p - « cùc t c a m y p t.
n - Tèc ®é quay cña m¸y ph¸t, vßng/phót
f - TÇn sè ®iÖn ¸p xoay chiÒu, f = pn/60
W - Sè vßng d©y quÊn cña 1 pha, vßng.
Φ - Tõ th«ng qua c¸c vßng d©y, Vª-be
» è ñCe = 4,44 k1 k0 p W / 60 - h ng s c a m¸y ph¸t
Ucl - ®iÖn ¸p sau chØnh l−u, VΔU - Sôt ¸p qua chØnh l−u V ,
Two sets of three-phase windings
Three-phase windings
Rotor coil
Rotor coil
IC regulator
IC l t regu a or
Voltage Staggered 30° Voltage
Rotational
angle
Rotational
angle
SC type alternator Compact type alternator
III.3. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT
Đặ tí h điệ á U f( )- c n n p mp = n
- Đặc tính dòng điện Imp = f(n)
- Đặc tính ngoài Ump = f(Imp)
Sơ đồ băng thử để lấy đặc tính máy phát
- Đặc tính điện áp Ump = f(n)
Nhận xét - Điện áp máy phát tăng tỷ lệ với tốc độ máy phát
- Khi tốc độ máy phát n > n1 Ump > Uđm
Cần có thiết bị khống chế không cho U quá mp
Uđm để đảm bảo an toàn cho phụ tải
- Đặc tính dòng điện Imp = f(n)
Nhận xét
- Dòng điện máy phát tăng tỷ lệ với tốc độ máy phát
-Khi tốc độ máy phát n > n1 Imp > Imax
(Imax là dòng điện giới hạn theo điều kiện đốt nóng cuộn dây stator)
Cầ ó hiế bị khố hế khô h I á I đển c t t ng c ng c o mp vượt qu max
đảm bảo an toàn cho máy phát
Máy phát có đặc tính tự hạn chế dòng:
là máy phát có kết cấu số cuộn dây và đường kính dây của
stator sao cho khi làm việc dòng điện lớn nhất mà máy phát
ấ ốcung c p được không vượt quá giới hạn đ t nóng của
cuộn dây stator
I
E 2
222 2 ⎟⎞⎜⎛ LpnRXRZmp = Z 60 ⎠⎝+=+= π
PX = 2 π f L = 2π
60
n
L
Đặc tính ngoài Ump = f(Imp)
Ch-¬ng I. hỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
I. Nhiệm vụ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn,
c¸c nguồn điện trªn «t«
II. ¾c qui khëi ®éng
III. M¸y ph¸t ®iÖn
IV Bé ®iÒ chØnh ®iÖn p. u ¸
IV.1. NHIỆM VỤ BĐC ĐIỆN ÁP
Khống chế không
cho điện áp máy
phát vượt quá giá trị
định mức trong khi
tốc độ máy phát
tăng lên
Uđm = 13,8 ÷14,4 vol.
IV.2. NGUYÊN LÝ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT
- BĐC làm việc theo nguyên
tác động không liên tục
Do có quán tính nên đường điều
hỉ h ó d “ ă ”c n c ạng r ng cưa
- Điều chỉnh điện áp máy phát bằng cách thay đổi trị số
dòng điện kích từ
Từ công thức chung của máy điện:
Ump ≅ Emp = Ce.n.Φ
Φ f(I ) = kt
Ump ~ Ikt
- BĐC là thiết bị làm việc tự động, điều khiển theo chu trình kín
Mạch so sánh
Mạch so sánh
Mạch so sánh
IV.3. PHÂN LOẠI BĐC
- Phân loại theo các phần tử ngưỡng điều chỉnh
BĐC kiểu điện từ BĐC kiểu điện tử
Thời điểm điều chỉnh : Fth = Floxo Thời điểm điều chỉnh :
ΔUR1 = Uđthg
- Phân loại theo phương pháp nối ghép cuộn kích từ với BĐC
Wkt nối với cực E (-)
Wkt nối với cực B+ (+)
IV.4. BỘ ĐIỀU CHỈNH KIỂU ĐIỆN TỬ
- BĐC điện kiểu bán dẫn
- BĐC kiểu vi mạch
Bộ điều chỉnh điện
áp trên xe Audi
1. Bộ điều chỉnh
2. Cầu chì
3. Khoá điện
4. Ắc qui
5. Máy phát
6. Cuộn kích từ của
máy phát
7. Đèn báo nạp
D1 Diode bảo vệ
T1, T2 các transitor
Bộ điều chỉnh sử dụng các transitor n-p-n
Khi n nhỏ
U UΔ <
Umf < Eaq < Uđc
1R dt
T1 khóa
T2 mở
Ice = Ikt
Đèn báo nạp
sáng
Khi n tăng
U UΔ <
Eaq < Umf < Uđc
1R dt
T1 khóa
T2 mở
Ice = Ikt
Đèn báo nạp tắt
Khi n = n0
U UΔ =
Umf = Uđc
1R dt
T1 mở
T2 khóa
Ikt = 0
Umf giảm
Khi n tăng và n> n0
T1,T2 đóng mở theo chu kỳ,
đảm bảo Umf ~ Uđm
Tại thời điểm điều chỉnh:
1R dtU UΔ =
1 2R R dcU U UΔ + Δ = 2 1 1.dc RR RU U+= Δ
1 1 1RU R I RΔ
1R
2 2 2
.
.RU R I R
= =Δ
Bộ điều chỉnh điện áp kiểu vi mạch
Bộ điều chỉnh điện áp của xe Toyota
Các trạng thái làm việc
Các trạng thái làm việc
Các trạng thái làm việc
Các trạng thái làm việc
Các trạng thái làm việc
IV.5. THÔNG TIN VỀ TRẠNG THÁI
LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT
Vai trò:
Báo thời điểm máy
phát bắt đầu nạp cho
ác quy
Đèn hỏng
ÆMáy phát không
hoạt động