Tổng quan hệ thống cung cấp điện trên ô tô

Đồ án trang bị điện - điện tử động lực



- Hệ thống cung cấp với máy phát điện xoay chiều



Hai sơ đồ tuy có cách nối dây khác nhau nhưng đều bao gồm hai nguồn năng

lượng là ắc quy và máy phát mắc song song. Tuỳ thuộc vào giá trị phụ tải và chế độ



Nguyễn Văn Thoa - Lớp 06c4B



3



Đồ án trang bị điện - điện tử động lực

làm việc của ô tô máy kéo, mà ắc quy, máy phát sẽ riêng biệt hoặc đồng thời cả hai

cung cấp năng lượng cho các bộ phận tiêu thụ (phụ tải).

Ngoài ra, trong hệ thống cung cấp còn có:

- Bộ điều chỉnh điện (BĐCĐ) làm nhiệm vụ: phân phối chế độ làm việc giữa ắc quy

và máy phát; hạn chế và ổn định thế hiệu của máy phát để đảm bảo an toàn cho các

trang thiết bị điện trên xe; hạn chế dòng điện của máy phát để đảm bảo an toàn cho

các cuộn dây của nó.

- Dụng cụ đo, kiểm tra: có thể là ampe kế hoặc đèn tín hiệu cho phép kiểm tra sự

làm việc của ắc quy thông qua gía trị dòng phóng hoặc nạp của nó.

- Công tắc cắt mát: dùng để cắt cực âm của ắc quy với mát khi ô tô máy kéo không

làm việc.

1.4. Những thông số cơ bản hệ thống cung cấp điện.



• Điện áp định mức: Phải bảo đảm Uđm = 14V đối với những xe sử dụng hệ thống

điện 12V, Uđm = 28V đối với những xe sử dụng hệ thống điện 24V.



• Công suất máy phát: Phải đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các tải điện trên xe

hoạt động. Thông thường, công suất của các máy phát trên ôtô hiện nay vào khoảng

Pmf = 700 – 1500W.



• Dòng điện cực đại: Là dòng điện lớn nhất mà máy phát có thể cung cấp

Thông thường Imax = 70 – 140A.



• Tốc độ cực tiểu và tốc độ cực đại của máy phát: nmax, nmin phụ thuộc vào tốc độ

của động cơ đốt trong.



nmin = ni × i

Trong đó:

i: tỉ số truyền ( i = 1,5 - 2)

Hiện nay trên xe đời mới sử dụng máy phát cao tốc nên tỉ số truyeµn i cao hơn.

ni: tốc độ cầm chừng của động cơ



• Nhiệt độ cực đại của máy phát tomax : Là nhiệt độ tối đa mà máy phát có thể hoạt

động.



• Điện áp hiệu chỉnh: Là điện áp làm việc của bộ tiết chế Uhc = 13,8 – 14,2V (với

hệ thống 12V), và Uhc = 27 – 28V (với hệ thống 28V).



Nguyễn Văn Thoa - Lớp 06c4B



4



Đồ án trang bị điện - điện tử động lực



Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát.

Sơ đồ các tải công suất điện trên ôtô.

Phụ tải điện trên ôtô có thể chia làm 3 loại: tải thường trực là những

phụ tải liên tục hoạt động khi xe đang chạy, tải gián đoạn trong thời gian dài và tải

gián đoạn trong thời gian ngắn. Trên (1.3) trình bày sơ đồ phụ tải điện có thể gặp

trên ôtô hiện đại.



Nguyễn Văn Thoa - Lớp 06c4B



5



Đồ án trang bị điện - điện tử động lực



MÁY PHÁT



Phụ tải liên tục



Tải hoạt động gián đoạn

trong thời gian dài



Hệ thống đánh

lửa 35W



Car radio

12W



Bơm nhiên

liệu 55W



Đèn báo trên

tableau 18W



ACCU



Tải hoạt động gián đoạn

trong thời gian ngắn



Hệ thống

điều khiển

100W



Đèn kích

thước 4x12W

Đèn đậu

4 x 5W

Đèn cốt

4 x 70W

Đèn pha

2 x 50W

Đèn soi biển

số 2 x 5W



Đèn sương mù 2

x 40W



Đèn stop

2 x 21W



Đèn lùi

2 x 25W



Đèn trần 5W

Hệ thống phun

nhiên liệu

100



Đèn báo rẽ

4 x 21W



Motor gạt nước

80W



Motor điều

khiển kính

4 x 30W



Khởi động điện

1400W



Quạt điều hoà

nhiệt độ

2 x 80W



Quạt làm mát

động cơ

2 x 120W

Mồi thuốc

90W



Xông kính

120W

Motor phun

nước rửa kính

60W



Motor điều

khiển anten

60W



Còi 40W



Hình 1.4 Sơ đồ phụ tải điện trên ôtô.

 Chế độ thứ nhất: đây là chế độ không tải ứng với trường hợp không mắc điện



trở ngoài (máy phát chạy không tải). Khi đó RL   IL = 0. Ở chế độ này, máy phát

chủ yếu nạp cho ắc qui và dòng điện nạp phụ thuộc vào sự chênh l ệch gi ữa

hiệu điện thế hiệu chỉnh của máy phát và sức điện động của accu .

Nguyễn Văn Thoa - Lớp 06c4B



6



Đồ án trang bị điện - điện tử động lực

i mf =



U mf − E aq

ra + r1



;



i aq =



E aq − U mf

raq + r1



(1.1)



 Chế độ thứ hai: Là chế độ tải trung bình. Khi các phụ tải điện đang hoạt động có

điện trở tương đương RL < ∞, sao cho IL < Imf, máy phát sẽ đảm nhận nhiệm vụ cung

cấp điện cho các phụ tải này và dòng nạp sẽ giảm. Ở chế độ này, máy phát cung cấp

điện cho hai nơi: một phaµn cho ắc qui và một phaµn cho phụ tải. Khi điện trở

tương đương của các phụ tải đạt giá trị RL =



E a .r1

thì dòng nạp bằng không

U mf − E a



 Chế độ thứ ba: Là chế độ quá tải xảy ra trong trường hợp mở quá nhieµu phụ tải.

Khi đó RL → 0. Nếu điện trở tương đương của các phụ tải điện đang làm việc:

RL <



E aq ⋅ r1

U mf − E aq



, ắc qui bắt đầu phóng điện, hỗ trợ một phần điện năng cho máy



phát.

2. Các bộ phận của hệ thống cung cấp

2.1. Máy phát điện

2.1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu

2.1.1.1. Công dụng.

Máy phát là nguồn điện chính trên ô tô máy kéo, nó có nhiệm vụ:

- Cung cấp điện cho tất cả các phụ tải;

- Nạp điện cho ắc quy ở các số vòng quay trung bình và lớn của động cơ.

2.1.1.2. Phân loại.

- Máy phát trên ô tô máy kéo, theo tính chất dòng điện phát ra có thể chia làm hai

loại chính:

+ Máy phát điện một chiều.

+ Máy phát điện xoay chiều.

- Máy phát điện một chiều, theo tính chất điều chỉnh chia ra:

+ Loại điều chỉnh trong (bằng chổi điện thứ ba).

+ Loại điều chỉnh ngoài (bằng bộ điều chỉnh điện kèm theo).



Nguyễn Văn Thoa - Lớp 06c4B



7



Đồ án trang bị điện - điện tử động lực

Các máy phát điện một chiều loại điều chỉnh trong có kết cấu đơn giản, có

khả năng hạn chế và tự động điều chỉnh dòng điện máy phát theo số vòng quay. Tuy

vậy nó có nhiều nhược điểm như:

- Phải luôn luôn nối mạch điện với ắc quy chúng mới làm việc được.

- Cản trở việc điều chỉnh thế hiệu của máy phát.

- Làm giảm tuổi thọ của ắc quy.

Do đó loại máy phát này hiện nay ít thấy. Vì vậy giáo trình chỉ đề cập đến

loại máy phát điều chỉnh ngoài.

- Máy phát điện xoay chiều, theo phương pháp kích thích chia ra:

+ Loại kích thích bằng nam châm vĩnh cửu.

+ Loại kích thích kiểu điện từ (bằng nam châm điện).

2.1.1.3. Yêu cầu.

Máy phát điện trên ô tô máy kéo làm việc trong những điều kiện đặc biệt, vì

thế chúng phải đáp ứng được các yêu cầu chính sau:

- Chịu được rung sóc bụi bẩn và làm việc tin cậy trong môi trường có

nhiệt độ cao, có nhiều hơi dầu mỡ nhiên liệu.

- Tuổi thọ cao.

- Kích thước và trọng lượng nhỏ, giá thành thấp.

So với máy phát một chiều thì máy phát xoay chiều có nhiều ưu điểm hơn, vì nó

không có vòng đổi điện và cuộn dây rô to đơn giản hơn.

2.1.2. Máy phát điện một chiều

2.1.2.1. Cấu tạo

Cấu tạo của máy phát điện một chiều điển hình như trên hình 2.33, bao gồm

các bộ phận sau:

+ Phần cảm (Stato) gồm: vỏ máy, các má cực trên quấn cuộn dây kích thích.

- Vỏ máy: làm bằng thép ít các bon có từ dư và thường được chế tạo bằng cách

uốn thép tấm thành ống rồi hàn lại. Trên vỏ có các cửa sổ để thông gió, kiểm tra và

lắp các chổi điện.

- Má cực: được dập nguội hoặc chồn nguội từ phôi hình trụ bằng thép ít các bon

và bắt chặt vào vỏ máy bằng các vít. Quanh má cực quấn cuộn dây kích thích bằng

dây đồng tiết diện tròn với một hoặc hai lớp sơn cách điện.



Nguyễn Văn Thoa - Lớp 06c4B



8