Bài giảng Hệ thống cung cấp điện

Ch­¬ng I. hỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Nhiệm vụ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn, c¸c nguồn điện trªn «t« ¾c qui khëi ®éng M¸y ph¸t ®iÖn Bé ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p 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.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 III.2. CẤU TẠO MÁY PHÁT - Rotor - Stator - Chỉnh lưu - Vỏ máy phát - Cánh quạt - Dẫn động - Bộ điều chỉnh điện áp 1, 3. hai nöa chïm cùc; 2. cuén d©y kÝch tõ; 3. trôc rotor ROTOR TÇn sè tõ tr­êng quay STATOR Cuén d©y Stator ®Êu tam gi¸c Cuén d©y Stator ®Êu sao 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 Tõ th«ng khÐp kÝn qua c¸c cuén d©y stator Dòng điện qua mỗi diode mỗi bước /3 có giá trị trung bình là Icltb/3 Dòng điện pha có đặc tính gián đoạn, không sin, có giá trị hiệu dụng: Ihd = 0,816.Icltb ChØnh l­u 1/2 chu kú ChØnh l­u cÇu hai nöa chu kú ChØnh l­u cÇu ba pha, hai nöa chu kú ChØnh l­u cÇu ba pha hai nöa chu kú + 3 diodes phô CÊu t¹o bé chØnh l­u cÇu Neutral point diodes Neutral point Circuitry of alternator with neutral point diodes Sơ đồ bộ chỉnh lưu cầu + 2 diodes tại điểm trung hoà S¬ ®å m¸y ph¸t 3 pha, sö dông chØnh l­a cÇu 3 pha, hai nöa chu kú + 2 diodes ®iÓm trung tÝnh + 3 diodes phô Tính toán điện áp, dòng điện máy phát sau khi chỉnh lưu E = 4,44k1k0fW = Cen Ucl = 2,34 E - U = 2.34 Cen - U E - 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. p - Sè ®«i cùc tõ cña m¸y ph¸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.  - Tõ th«ng qua c¸c vßng d©y, Vª-be Ce = 4,44 k1 k0 p W / 60 - h»ng sè cña m¸y ph¸t Ucl - ®iÖn ¸p sau chØnh l­u, V U - Sôt ¸p qua chØnh l­u, V III.3. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT Đặc tính điện áp Ump = f(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 Ump quá 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) Cần có thiết bị khống chế không cho Imp vượt quá Imax để 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 cung cấp được không vượt quá giới hạn đốt nóng của cuộn dây stator Đặc tính ngoài Ump = f(Imp) Ch­¬ng I. hỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Nhiệm vụ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn, c¸c nguồn điện trªn «t« ¾c qui khëi ®éng M¸y ph¸t ®iÖn Bé ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p 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.1. NHIỆM VỤ BĐC ĐIỆN ÁP 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 chỉnh có dạng “răng cưa” Từ công thức chung của máy điện: Ump  Emp = Ce.n.Φ Φ = f(Ikt) - Điều chỉnh điện áp máy phát bằng cách thay đổi trị số dòng điện kích từ 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 BĐC kiểu điện từ BĐC kiểu điện tử IV.3. PHÂN LOẠI BĐC - Phân loại theo các phần tử ngưỡng điều chỉnh Thời điểm điều chỉnh : Fth = Floxo Thời điểm điều chỉnh : UR1 = 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 Bộ điều chỉnh Cầu chì Khoá điện Ắc qui Máy phát Cuộn kích từ của máy phát Đèn báo nạp D1 Diode bảo vệ T1, T2 các transitor Bộ điều chỉnh sử dụng các transitor n-p-n T1 khóa T2 mở Ice = Ikt Đèn báo nạp sáng Khi n nhỏ Umf n0 T1,T2 đóng mở theo chu kỳ, đảm bảo Umf ~ Uđm Tại thời điểm điều chỉnh: 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 Vai trò: Báo thời điểm máy phát bắt đầu nạp cho ác quy Đèn hỏng  Máy phát không hoạt động IV.5. THÔNG TIN VỀ TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT