NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TP.HCM, ngày 05 tháng 07 năm
2014

bậc, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cao của con người. Trên các ô tô
hiện nay hệ thống điều khiển điện tử đã được trang bị gần như hoàn toàn do đó
tính phức tạp trong hệ thống cũng theo đó tăng lên, nó đòi hỏi việc chế tạo kiểm
tra sửa chữa bảo dưỡng càng khó khăn phức tạp hơn.
Nền công nghiệp ô tô của chúng ta sinh sau đẻ muộn, đây là ngành công
nghiệp chúng ta khó có thể nghiên cứu trên lý thuyết, cũng rất khó cho chúng ta
đi tắt đón đầu, chúng ta cũng có thể cùng nhau nghiên cứu, tìm hiểu và nắm
vững những công nghệ sản xuất chế tạo của các nước có ngành công nghiệp ô tô
hàng đầu như Mỹ, Đức, Nhật.v.v. từ đó tiếp tục khai thác có hiệu quả, và tìm
cách bắt kịp họ trong tương lai, dù khó nhưng không hẳn là không thể.
Ở nước ta hiện nay ngành công nghiệp ô tô đã và đang từng bước tự
khẳng định mình nhưng so với thế giới thì ta vẫn còn thua thiệt hơn rất nhiều.
Nguyên nhân chủ yếu là do nền kinh tế của nước ta vẫn còn lạc hậu cơ sở vật
chất phương tiện khoa học kỹ thuật chưa cao, điều kiện giảng dạy và làm việc
còn rất khó khăn cũng vì lý do này mà em quyết định thực hiện đề tài Khai thác
hệ thống nạp và chế tạo mô hình kiểm tra máy phát điện trên xe ô tô hiện đại.
Dưới sự hướng dẫn của thầy GVC.ThS. Đào Xuân Mai. Thông qua đề tài này
em hi vọng nó hỗ trợ một cách tích cực cho sinh viên những kiến thức kĩ năng
để ứng dụng vào thực tiễn sau khi ra trường.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 3
Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai
II. PHẦN NỘI DUNG:
Chương 1: Tổng quát về hệ thống nạp.
1.
Công dụng và sơ đồ hệ thống nạp tiêu biểu trên
2.
1.1.Công dụng.
Ô tô được trang bị một số hệ thống và thiết bị điện để đảm bảo an toàn và
tiện nghi khi sử dụng. Chúng cần điện năng trong suốt thời gian hoạt động và
cả khi động cơ đã dừng. Vì vậy trên động cơ cần có một hệ thống nạp để nạp

i
x i
Trong đó: i - tỉ số truyền, i = 1,5 - 2.
N
i
- tốc độ cầm chừng của động cơ
Hiện nay trên xe đời mới sử dụng máy phát cao tốc nên tỉ số truyền i cao
hơn.
Nhiệt độ cực đại của máy phát t
o
max
: là nhiệt độ tối đa mà máy phát có thể
hoạt

động.
Hiệu điện thế hiệu chỉnh: là hiệu điện thế làm việc của bộ tiết chế
U
hc
= 13,8 – 14,2V.
1.5. Sơ đồ cung cấp điện tổng quát và phân bố tải.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 5
Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai
1.5.1. Sơ đồ tổng quát và sơ đồ cung cấp điện.
Hình1.3. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát
1.5.2. Sơ đồ các tải và công suất của chúng trên ô tô
Phụ tải điện trên ô tô có thể chia làm 3 loại : tải thường trực là những tải
hoạt động liên tục khi xe chạy, tải gián đoạn trong thời gian dài và tải gián đoạn
trong thời gian ngắn. Sau đây là sơ đồ phụ tải điện trên ô tô hiện đại.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 6
HT điều khiển động cơ

định điện áp được thực hiện bằng một tiết chế lắp rời thông thường là loại rung
hay bán dẫn. Ngày nay, các máy phát bao gồm 3 bộ phận: phát điện, chỉnh lưu
và hiệu chỉnh điện áp. Tiết chế vi mạch nhỏ gọn được lắp liền trên máy phát,
ngoài chức năng điều áp nó còn báo một số hư hỏng bằng cách điều khiển đèn
báo nạp.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 7
Tải thường trực
Hệ thống phun
nhiên liệu
70-100W
Bơm nhiên
liệu 50-70W
Hệ thống
đánh lửa 20W
ACCUMÁY PHÁT ĐIỆN
Tải gián đoạn trong thời
gian ngắn
Tải gián đoạn trong thời gian dài
Đèn sương mù
2x35W
Đèn báo rẽ
4x21W
Car radio
10-15W
Đèn de
2x21W
Đèn Stop
2x21W
Đèn báo trên
tableau

Mortor phun
nước rửa
kính 30-60W
Đèn soi biển
số 2x5W
Mô tơ điều
khiển anten
60W
Còi 25-40W
Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai

Hình 1.10. Các loại máy phát và tiết chế.
Máy phát điện giữ một vai trò then chốt trong các thiết bị cung cấp điện.
Nó thực hiện ba chức năng : phát điện, chỉnh lưu, hiệu chỉnh điện áp.
2.1.1. Phát điện.
Động cơ quay, truyền chuyển động quay đến máy phát điện thông qua dây
đai hình chữ V. Rotor của máy phát điện là một nam châm điện. Từ trường tạo ra
sẽ tương tác lên dây quấn trong stator làm phát sinh ra điện.

Hình 1.13. a. Phát điện. b. Chỉnh lưu. c. Hiệu chỉnh điện áp.
2.1.2. Chỉnh lưu.
Dòng điện xoay chiều tạo ra trong máy phát điện không thể sử dụng trực
tiếp cho các thiết bị điện mà được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều. Bộ
chỉnh lưu sẽ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
2.1.3. Hiệu chỉnh điện áp.
Tiết chế điều chỉnh điện áp sinh ra. Nó đảm bảo hiệu điện thế của dòng
điện đi đến các thiết bị là hằng số ngay cả khi tốc độ máy phát điện thay đổi.
2.2. Nguyên lí máy phát điện
Có nhiều phương pháp tạo ra dòng điện, trong những máy phát điện, người
ta sử dụng cuộn dây và nam châm làm phát sinh ra dòng điện trong cuộn dây.

Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai
Hình 1.17. Chổi than và vòng tiếp điện.
c. Stator.
Chức năng: tạo ra điện thế xoay chiều 3 pha nhờ sự thay đổi từ thông khi
rotor quay.
Các thành phần chính: Lõi stator, cuộn dây stator, đầu ra.
Hình 1.18. Stator.
Nhiệt sinh ra lớn nhất ở stator so với các thành phần khác của máy phát, vì
vậy dây quấn phải phủ lớp chịu nhiệt.
Cuộn dây stator có thể mắc theo hai cách:
• Cách mắc kiểu hình sao: cho ra điện thế cao, được sử dụng phổ biến.
• Cách mắc kiểu tam giác: cho ra dòng điện lớn.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 10
Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai
Hình 1.19 đấu hình sao và đấu hình tam giác.
Cuộn dây stator gồm 3 cuộn dây riêng biệt. Trong cách mắc hình sao, đầu
chung của 3 cuộn dây được nối thành đầu trung hòa.
d. Bộ chỉnh lưu.
Hình 1.20 bộ chỉnh lưu.
Vai trò của bộ chỉnh lưu: Biến dòng điện xoay chiều ba pha trong stator
thành dòng điện 1 chiều.
Các thành phần chính: Đầu ra, dode âm, diode dương.
Đặc điểm:
Sáu diode (tám diode nếu bộ chỉnh lưu có nối với dây trung hòa) được sử
dụng để chỉnh lưu toàn kỳ, phiến tản nhiệt có hai mặt. Bản thân diode chỉnh lưu
sinh ra nhiệt khi có dòng điện chạy qua. Tuy nhiên chất bán dẫn tạo ra diode lại
không chịu nhiệt nên diode bị hư khi quá nhiệt. Vì vậy phiến tản nhiệt phải có
diện tích lớn. Khi tốc độ máy phát khoảng 3000v/p, nhiệt độ của diode là cao
nhất.
e. Tiết chế vi mạch.

2.4.1. Máy phát đời cũ và tiết chế loại rung.
Máy phát điện đời cũ thường nặng hơn và có kích thước lớn hơn so với
máy phát loại mới có cùng công suất. Nó thường được sử dụng với tiết chế loại
rời.
Cấu trúc bên trong của máy phát đời cũ về cơ bản giống như loại đời mới
nhưng nó có một số đặc điểm khác:
- Không có bộ tiết chế lắp chung.
- Chỉ lắp một quạt bên ngoài.
- Cuộn dây stator và bộ chỉnh lưu được hàn thành một khối trên thân.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 13
Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai
Tiết chế loại rung có kích thước lớn nên không thể lắp thành một khối với máy
phát.
Hình 1.24 Máy phát đời cũ.
Hình 1.25 Tiết chế loại rung.
2.4.2. Máy phát có bơm chân không.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 14
Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai
Hình 1.26 Máy phát có bơm chân không
Hình 1.27 Cấu tạo của máy phát có bơm chân không
Máy phát có bơm chân không thường được lắp trên xe có động cơ diesel.
Bơm chân không được trang bị để cung cấp chân không cho trợ lực lái và các
thiết bị khác. Bơm chân không được lắp chung nên quay cùng với trục của máy
phát. Có hai loại, loại có bơm chân không đặt phía puli và loại đặt phía đối diện
puli.
Loại máy phát có bơm chân không giống như các loại máy phát khác
nhưng có thêm bơm chân không. Cấu tạo của bơm chân không gồm có: Vỏ,
Rotor, Cánh, Van an toàn (van một chiều).
2.4.3. Máy phát không có vòng tiếp điện.
Máy phát không có vòng tiếp điện được sử dụng trên máy kéo, xe tải lớn,

xe hiện đại ngày nay được sử dụng máy phát xoay chiều 3 pha.
2.5.2. Bộ chỉnh lưu.
a. Cấu tạo.
Máy phát điện xoay chiều trong thực tế có trang bị mạch chỉnh lưu như
Hình A để nắn dòng điện xoay chiều 3 pha. Mạch này có 6 diode và được đặt
trong giá đỡ của bộ chỉnh lưu.
Hình 1.31 Dòng điện chỉnh lưu.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 17
Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai
b. Chức năng.
Khi rotor quay một vòng, trong các cuộn dây Stator dòng điện được sinh ra
trong mỗi cuộn dây này được chỉ ra từ (a) tới (f) trong Hình C. 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.
Dòng điện này chạy vào tải qua diode 3 và sau đó trở về cuộn dây II qua
diode 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.
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 diode và dòng điện tới các phụ tải được duy
trì ở một giá trị không đổi.
2.5.3. Máy phát điện có điện áp điểm trung hoà.
a. Điện áp điểm trung hoà.
Hình 1.32 Điện áp điểm trung hoà.
Máy phát điện xoay chiều thông thường dùng 6 diode để chỉnh lưu dòng
điện xoay chiều 3 pha (AC) thành dòng điện một chiều (DC).
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 18
Hình 1.33 Sơ đồ mạch điện diode trung hoà.
Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai
Điện áp ra tại điểm trung hoà là nguồn cung cấp điện cho rơle đèn báo nạp.

SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 19
Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai
Hình 1.34 Tự điều khiển dòng điện. Hình 1.35 Nguyên tắc tiết chế.
Nhìn chung cường độ dòng điện tạo ra có thể được thay đổi bằng phương
pháp sau đây.
-Tăng hoặc giảm lực từ trường(Rotor)
-Tăng tốc hoặc giảm tốc độ quay của nam châm.
Khi áp dụng phương pháp thay đổi tốc độ của rotor đối với máy phát điện
xoay chiều trên xe, tốc độ quay của rotor 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 (rotor). Trong thực tế việc thay đổi
cường độ dòng điện đi vào cuộn dây rotor (dòng tạo từ trường) sẽ làm thay đổi
lực từ trường.
Bộ tiết chế vi mạch 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 rotor thay đổi và khi dòng điện sử dụng thay đổi.
c. 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.
2.6.2 Bộ tiết chế vi mạch.
a. Cấu tạo của bộ tiết chế vi mạch.
Bộ tiết chế vi mạch chủ yếu gồm có vi mạch, cánh tản nhiệt và giắc nối.
Việc sử dụng vi mạch làm cho bộ tiết chế có kích thước nhỏ gọn.
b. Các loại bộ tiết chế vi mạch.
- Loại nhận biết ắc qui: Loại tiết chế vi mạch này nhận biết ắc qui nhờ cực
S (cực nhận biết từ ắc qui) và điều chỉnh điện áp ra theo giá trị qui định.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 20

Vì điện áp ra sụt ở nhiệt độ cao (Ví dụ vào mùa hè tăng lên ở nhiệt độ cao, vào
mùa đông thì giảm xuống). Việc nạp đầy đủ phù hợp với ắc qui được thực hiện
ở mọi thời điểm.
2.6.3. Điều khiển đầu ra bằng bộ tiết chế vi mạch.
Sau đây sẽ giải thích cơ chế mà bộ tiết chế vi mạch giữ được điện áp tạo ra
ổn định và nguyên lí hoạt động của nó để đạt được chức năng này. Ở đây sử
dụng bộ tiết chế vi mạch loại nhận biết ắc qui làm ví dụ.
a. Hoạt động bình thường.
- Khi khoá điện ở vị trí ON và động cơ tắt máy.
Hình 1.41 Khi khoá điện ON.
Khi bật khoá điện lên vị trí ON, điện áp ắc qui được đặt vào cực IG. Kết quả
là mạch M.IC bị kích hoạt và Transistor Tr1 được mở ra làm cho dòng kích từ
chạy trong cuộn dây rotor. Ở trạng thái này dòng điện chưa được tạo ra do vậy
bộ tiết chế làm giảm sự phóng điện của ắc qui đến mức có thể bằng cách đóng
ngắt Transistor Tr1 ngắt quãng. Ở thời điểm này điện áp ở cực P = 0 và mạch
M.IC sẽ xác định trạng thái này và truyền tín hiệu tới Transistor Tr2 để bật đèn
báo nạp.
- Khi máy phát đang phát điện (điện áp thấp hơn điện áp điều chỉnh).
Động cơ khởi động và tốc độ máy phát tăng lên, mạch M.IC mở
Transistor Tr1 để cho dòng kích từ đi qua và do đó điện áp ngay lập tức được
tạo ra. Ở thời điểm này nếu điện áp ở cực B lớn hơn điện áp ắc qui, thì dòng
điện sẽ đi vào ắc qui để nạp và cung cấp cho các thiết bị điện. Điện áp ở cực P
tăng lên do đó mạch M.IC xác định trạng thái phát điện đã được thực hiện và
truyền tín hiệu đóng Transistor Tr2 để tắt đèn báo nạp.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 22
Bài Thuyết Minh Trang Bị Điện GVHD: Th.s Đào Xuân Mai
Hình 1.42 Khi máy phát đang phát điện.
- Khi máy phát đang phát điện (điện áp cao hơn điện áp điều chỉnh).
Hình 1.43 Khi điện áp máy phát cao hơn điện áp hiệu chỉnh.
Nếu Transistor Tr1 tiếp tục mở, điện áp ở cực B tăng lên. Sau đó điện áp ở

để điều chỉnh Transistor Tr1 do đó điện áp ở cực B đựơc điều chỉnh để ngăn
chặn sự tăng điện áp không bình thường ở cực B.
Hình 1.46 Khi cực S bị ngắt
- Khi cực B bị ngắt.
Khi máy phát quay, nếu cực B ở tình trạng bị hở mạch, thì ắc qui sẽ
không được nạp và điện áp ắc qui (điện áp ở cựcS) sẽ giảm dần. Khi điện áp ở
cực S giảm, bộ tiết chế vi mạch làm tăng dòng kích từ để tăng dòng điện tạo ra.
Kết quả là điện áp ở cực B tăng lên. Tuy nhiên mạch M.IC điều chỉnh dòng kích
từ sao cho điện áp ở cực B không vượt quá 20 V để bảo vệ máy phát và bộ tiết
chế vi mạch.
Khi điện áp ở cực S thấp (11 tới 13 V) mạch M.IC sẽ điều chỉnh để bật
đèn báo nạp và điều chỉnh dòng kích từ sao cho điện áp ở cực B giảm đồng thời
bảo vệ máy phát và bộ tiết chế vi mạch.
SVTH: Vũ Văn Vẻ Trang 25