Nhiệm vụ, yêu cầu đối với máy phát

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