Đồ án Hệ thống cung cấp điện Alitis2010

hiều ổn định (12V-14V) cho tất cả các hệ thống điện trên xe ôtô ở mọi chế độ làm việc. b, Yêu cầu - Máy phát luôn tạo ra một điện áp ổn định (13.6V-14.8V đối với hệ thống điện 14V) trong mọi chế độ làm việc của phụ tải. Máy phát phải có khích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ giá thành thấp và tuổi thọ cao trong mọi điều kiện làm việc với nhiệt độ độ ẩm cao những vùng có bụi bẩn, dầu nhớt và độ rung lớn. Việc duy tu và bảo dưỡng ít nhất 1.4 Các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện - Máy phát điện (nguồn điện năng chính trên ôtô) - Chìa khóa điện - Cơ cấu báo nạp - Ắc quy (nguồn điện dữ trữ) 1.5 Các thiết bị chính trong hệ thống 1.5.1 Ắc quy a. Phân loại. Có hai loại ắc quy: Ắc quy kiềm thường dùng trên xe quân sự, kích thước to, độ bền cao giá thành đắt Ắc quy axit giá thàng thấp, độ bền không cao có điện áp phóng ra lớn b. Cấu tạo Bao gồm nhiều ắc quy đơn nối tiếp, mối ắc quy đơn cho điện áp ra U=2.11- 2.13V . Hình 1: Cấu tạo ắc quy 1-cực âm; 2-nút thông hơi ; 3- mắt kiểm tra ;4- cực dương; 5-dung dịch 6-ngăn ắc quy; 7-bản cực Khối bản cực: Hình 2: Khối bản cực Chùm cực dương; 2-Đầu cực dương; 3-Các tấm ngăn; 4-Đầu cực âm; 5-Chùm cực âm Dung dịch điện phân: là dung dịch (H2SO4) có tỷ trọng (1.23-1.26) g/cm3 đặc trưng cho nồng độ dung dịch c. Đặc điểm làm việc Trên ô tô không có ắc quy khô chỉ không có ắc quy bảo dưỡng (đổ nước một lần ) và ắc quy bảo dưỡng đổ nước nhiều lần). -Ắc quy bảo dưỡng: phải kiểm tra mức dung dịch điện phân và đổ nước cất nếu thiếu + Phải kiểm tra nồng độ dung dịch (tỷ trọng) nếu thấp tức là ắc quy cần nạp thêm + Phải lau chùi bề mặt ắc quy một cách thường xuyên -Ắc quy không bảo dưỡng: cần quan xát màu trên nắp bình Hình 3: Mức dung dịch điện phân và màu sắc trên nắp bình ắc quy không bảo dưỡng d. Các thông số sử dụng của ắc quy Điện áp: 6V,9V,12V, đa cực Dung lượng ắc quy (điện dung của bình ắc quy) + C10, Q10; là dung lượng tính theo 10h phóng điện. C10 =Iphóng điện .10h. VD: 70Ah + C20, Q20: Là dung lượng tính theo 20h phóng điện C20=Iphóng điện.20h. VD: 126Ah Nạp ắc quy theo hai các: + Đối với ắc quy mớ: Nạp dòng điện không đổi In0.1Q10 trong suốt thời gian nạp 13h. + Đối với ắc quy cẩn nạp bổ xung:Nạp với điện áp không đổi UN=2.3- 2.4V/ắc quy đơn, trong thời gian 3 ngày nạp, đạt được 80% điện dung được bổ xung. 1.5.2. Máy phát điện 1.5.2.1. Công dụng, yêu cầu và cấu tạo a. Nhiệm vụ: - Máy phát điện xoay chiều là nguồn năng lượng chính trên ô tô, có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho ắc quy tên ô tô. Nguồn điện phải đảm bảo một hiệu điện thế ổn định ở mọi chế độ phụ tải và thích ứng mọi điều kiện môi trường làm việc b. Yêu cầu: Để đảm bảo nhưng điều kiện làm việc trên ôtô, máy kéo, máy phát cần đáp ứng được những yêu cầu sau: - Máy phát luôn tạo ra một hiệu điện áp ổn định (đơn 13,8V – 14.2V đối với hệ thống điện 14V) trong mọi chế độ làm việc của phụ tải. - Có công suất và độ tin cậy cao, chịu đựng được sự rung lắc, bụi bẫn, hơi dầu máy, hơi nhiên liệu và do ảnh hưởng bởi nhiệt độ khá cao của động cơ. - Có công suất cao kích thước và trọng lượng nhỏ gọn. Đặc biệt giá thành thấp - Việc chăm sóc và bảo dưỡng trong quá trình sử dụng càng ít càng tốt. - Đảm bảo thời gian làm việc lâu dài c. Cấu tạo Hình 4: Cấu tạo máy phát - Rô to (phần cảm): cuộn dây kích từ, hai chùm cực hình móng, 2 vòng tiếp điện Hình 4.1: Rôto máy phát Stato (phần ứng): là khối thép định dạng hình rãng và răng, cuộn dây 3 pha Hình 4.2: Cấu tạo stato Hình 4.3: Stato mắc hình sao Hình 4.4: Stato mắc hình tam giác Bộ chỉnh lưu: có chức năng chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Bộ chỉnh lưu có từ 6,8,9,11 và 12 điốt (loại máy phát 6 pha đời mới dùng điốt ổn áp). Hình 4.5: Bộ chỉnh lưu Hình 4.6: Các kiểu bộ chỉnh lưu Bộ tiết chế IC: Điều chỉnh dòng điện kích từ đến cuộn dây từ để kiểm soát điện áp ra. Hình 4.7: Bộ tiết chế Nguyên lý làm việc của tiết chế: -Điện áp được tạo ra trong cuộn dây stato: Hình 4.8 Điện áp được tạo ra trong cuộn dây stato -Sự chỉnh lưu dòng xoay chiều 3 pha: Hình 4.9 Sự chỉnh lưu dòng điện xoay chiều 3 pha Đặc tuyến tải theo số vòng quay của máy phát : Khi điện áp đầu ra của máy phát được giữ không đổi là 14V dòng điện có thể phát tối đa của máy phát tăng theo tốc độ quay.Nhưng nó bị giới hạn bởi hai yếu tố : + Cảm kháng: cảm kháng sinh ra trong cuộn stato khi dòng điện xoay chiều chạy qua nó. Cảm kháng tăng khi tốc độ tăng + Hiện tượng phản từ: Từ trường được sinh ra khi có dòng điện chạy qua cuộn dây stato (khi máy phát có tải )từ trường làm yếu lực của roto. Hình 4.10 Đặc tính tải của máy phát Dòng điện phát ra phụ thuộc vào nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng dòng điện phát ra giảm . Vì khi nhiệt độ tăng, điện trở của dây khích từ tăng làm giảm dòng khích từ khiến khích từ giảm theo. Thêm vào đó khi nhiệt độ tăng , điện trở stato tăng nên dòng phát ra giảm. Chức năng của điốt điểm trung hòa: Cuộn dây stato mắc hình sao có điểm trung hòa Điện áp tại điểm này có thành phần xoay chiều khi có tải, giá trị đỉnh của thành phần xoay chiều này sẽ vượt giá trị điện áp ra của máy phát ở tốc độ hơn 2000 – 3000 vòng/phút. Có thêm hai điốt điểm trung tính sẽ lấy được phần điện áp trượt này để làm tăng công xuát máy phát Hình 5.1 Hai điốt bù điểm trung hòa Hình 5.2 Thành phần điện áp xoay chiều tại điểm trung hòa Hình 5.3 Đặc tính tải khi có điốt điểm trung hòa 1.5.2.2 Phân loại máy phát a. Máy phát điện loại mới mới 6 pha, 12 điốt ổn áp. Hình 5.4: Máy phát 6 pha 12 điốt ổn áp b. Máy phát điện cho động cơ điêzen có bơm chân không Đặc tính của máy phát điện xoay chiều có bơm chân không Nó được trang bị bơm cở chân không và tạo ra áp suất cho bộ trợ lực phanh Bơm chân không được lắp trên trục của máy phát và quay cùng trục này Có thể chia máy phát thành hai loai sau: + Loại có bơm châm không ở phía puli + Loại có bơm chân không ở phía đối diện với puli Hình 4.9: Máy phát điện cho động cơ điêzen có bơm chân không c. Máy phát loại không có chổi than Hình 4.10: Máy phát loại không có chổi than 1-Cuộn dây kích thích; 2- Bạc lót; 3- Trục roto; 4- Cuộn dây roto 5- Gông từ; 6- Nắp sau; 7- Cuộn dây stato; 8- Nắp trước 1.6. Nguyên lý làm việc Hình 5: Cấu tạo máy phát xoay chiều kích thích kiểu điện từ Máy phát điện xoay chiều làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ - Rotor: có cuộn dây kích thích quấn trên lõi sắt từ, khi cung cấp dòng điện một chiều vào cuộn dây kích thích thông qua hai chổi than và dòng tiếp điện thì rotor sẽ trở thành một nam châm điện (chính là phần cảm của máy phát). - Stator: Gồm ba cuộn dây pha đặt lệch nhau 1200trên vỏ máy phát.Trong cách đấu hình sao, đầu các cuộn dây pha đã được cách điện, các đầu còn lại nối chung với nhau (dùng để nối với dây dẫn trung tính). - Khi rotor trường điện từ trên các cực của rotor sẽ lần lượt cắt ngang qua các vòng dây dẫn của các bối dây pha ở stator. Như vậy trong mỗi cuộn dây pha sẽ xuất hiện một xuất điện động cảm ứng có dạng hình sin và lệch nhau 1200. - Sức điện động của máy phát phụ thuộc vào số vòng quay của rotor, cường độ từ trường của rotor hay từ thông F và kết cấu của máy phát. E = C .n. F E: sức điện động. C: kết cấu máy phát. F: Từ thông. Nguyên lý chỉnh lưu dòng điện dòng điện xoay chiều: Hình 10: Nguyên lý làm việc và chỉnh lưu máy phát xoay chiều. - Đặc điểm của điốt là nếu cực dương của điốt có điện áp lớn hơn so với cực âm thì điốt sẽ cho dòng điện đi qua, ngược lại nếu điện áp cực dương nhỏ hơn so với cực âm thì dòng điện bị chặn lại không qua được, bộ chỉnh lưu máy phát điện xoay chiều trong máy phát điện ba pha thường dùng 6 điốt chỉnh lưu như hình vẽ trên.Trong đó nối ba cực âm của các điốt D1,D3,D5 với nhau, một trong 3 điốt trên sẽ cho dòng điện đi qua nếu nó có điện áp cao nhất và nối ba cực dương của các điốt D2, D4, D6 với nhau, và một trong 3 điốt này sẽ cho dòng điện đi qua nếu cái nào có điện áp nhỏ nhất tại các điểm nối với các dây pha của máy phát . PHẦN 2: KIỂM TRA BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN XE ALTIS _2010 2.1. Hư hỏng trung của hệ thống Stt Hư hỏng Nguyên nhân Kiểm tra 1 Động cơ không khởi động được. - Do ắcquy hỏng - Dây đai máy phát hỏng - Máy phát hỏng - Bộ điều chỉnh điện áp hỏng - Mạch điện bị hở - Kiểm tra ắc quy, thay thế nếu cần - Điều chỉnh, thay đổi dây đai mới - Kiểm tra, thay thế - Kiểm tra, thay thế - Kiểm tra, thay thế 2 Máy phát hoạt động gây tiếng ồn. - Do ắc quy hỏng - Dây đai máy phát bị hỏng hoặc bị mòn - Mép Puly bị cong - Máy phát bị trục trặc - Điều chỉnh lực căng hoặc thay dây đai mới - Thay puly mới - Sửa chữa hoặc thay thế 3 Các bóng đèn hoặc cầu chì bị đứt thường xuyên. - Máy phát hoặc bộ điều chỉnh điện áp bị mòn - Ắc quy bị hỏng - Dây dẫn bị hỏng -Kiểm tra, sửa chữa và thay thế khi cần thiết - Kiểm tra, thay thế - Kiểm tra, sửa chữa, thay thế 4 Đèn báo nạp nhấp nháy sau khi động cơ khởi động. - Dây đai máy phát bị hỏng hoặc bị mòn - Máy phát bị hỏng - Bộ điều chỉnh điện áp bị hỏng - Dây dẫn và các chỗ nối bị hỏng. - Điều chỉnh lực căng hoặc thay thế nếu cần - Kiểm tra, sửa chữa, thay thế - Kiểm tra, sửa chữa, thay mới - Kiểm tra sửa chữa 5 Thiết bị chỉ báo nạp điện không hoạt động. - Dây đai máy phát bị hỏng hoặc mòn. - Dây dẫn từ ắc quy đến máy phát bị chạm mát hoặc hở mạch - Mạch nối mát của cuộn dây kích từ bị hỏng - Bộ điều chỉnh điện áp hỏng - Dây dẫn thiết bị báo bị hỏng - Những hư hỏng khác - Điều chỉnh lực căng hoặc thay mới nếu cần - Kiểm tra, sửa chữa thay mới nếu cần. - Kiểm tra, sửa chữa thay mới nếu cần - Kiểm tra, sửa chữa thay mới - Sửa chữa hoặc thay mới - Sửa chữa hoặc thay mới 2.1.1 Hư hỏng của ắc quy STT Kiểm tra Khắc phục Hình vẽ Ghi chú 1 Kiểm tra tình trạng của ắc quy. Kiểm tra tình trạng hư hỏng hoặc biến dạng của ắc quy. Nếu phát hiện ra ắc quy bị hỏng, bị biến dạng hoặc có rò rỉ, thay ắc quy. Kiểm tra mức dung dịch điện phân của từng ngăn. -Với loại ắc quy cần bảo dưỡng: +Dung dịch ắc quy ở dưới vạch thấp, đổ thêm nước cất vào từng ngăn, nạp điện cho ắc quy và kiểm tra tỷ trọng riêng của dung dịch điện phân + Mức dung dịch ắc quy ở trên vạch thấp, kiểm tra điện áp ắc quy khi quay khởi động động cơ. Điện áp nhỏ hơn 9.6 V, nạp điện hoặc thay thế ắc quy Kiểm tra điện áp ắc quy. Tắt khóa điện OFF và bật đèn pha ON trong khoảng 20 đến 30 giây. Cách này sẽ loại bỏ hiện tượng nạp bề mặt của ắc quy. Điện áp tiêu chuẩn : 12.5-12.9V 2 Kiểm tra điện cực của ắc quy. Kiểm tra các cực ắc quy không bị lỏng hoặc bị ăn mòn. Nếu các điện cực bị ăn mòn, làm sạch hoặc thay thế các điện cực 3 Kiểm tra cầu chì. Đo điện trở của các cầu chì của hệ thống nạp Điện áp tiêu chuẩn dưới 1Ω 4 Kiểm tra đai V. Kiểm tra tình trạng mòn, nứt các dấu hiệu hư hỏng khác của dây đai. Tìm thấy bất cứ hư hỏng nào , thay đai V: Đai bị rách. Đai bị mòn tới lớp lõi. Gân đai bị sứt một miếng. Kiểm tra rằng đai được lắp chính xác vào các rãnh đai, chưa thì lắp lại 5 Kiểm tra dây điện máy phát. Tình trạng của dây điện bị hỏng , thay thế 6 Nghe tiếng kêu bất thường từ máy phát. Có tiếng kêu bất thường, thay máy phát. 7 Kiểm tra đèn báo nạp. Nối một vôn kế và một ampe kế vào mạch nạp như sau: Ngắt dây điện ra khỏi cực B của máy phát và nối nó vào cực âm (-) của Ampe kế. Nối cực dương (+) của Ampe kế vào cực B của máy phát. Nối cực dương (+) của Vôn kế với cực (+) của ắc quy. Nối mát cực âm (-) của Vôn kế Kiểm tra mạch nạp Giữ tốc độ động cơ ở 2000 vòng/phút, kiểm tra chỉ số trên Ampe kế và Vôn kế. Cường độ tiêu chuẩn: 10A trở xuống Điện áp tiêu chuẩn: 13.2-14.8 V 8 Kiểm tra mạch nạp có tải. Khi động cơ đang chạy với tốc độ 2000 vòng/phút, bật đèn pha ở chế độ chiếu xa và bật công tắc quạt bộ sưởi ấm đến vị trí HI. Kiểm tra chỉ số của ampe kế Cường độ dòng điện tiêu chuẩn:30A trở nên 2.2. Quy trình tháo hệ thống cung cấp điện STT Bước tháo Hình vẽ Dụng cụ Ghi chú 1 Ngắt mát ắc quy. Dùng clê 2 Tháo tấm che phía dưới động cơ bên phải. Dùng T 3 Tháo lắp đậy nắp quy láp số 2: Cầm vào phía sau của nắp nhấc lên để nhả khớp 2 kẹp ở phía sau nắp. Tiếp tục nâng nắp để nhả khớp 2 kẹp ở phía trước nắp và tháo nắp hộp. Dùng T Nếu cố nhả khớp cả 2 kẹp phía trước và phía sau cùng lúc có thể sẽ làm cho nắp bị vỡ 4 Tháo đai V: Nới lỏng các bu lông A và B. Nới lỏng bu lông C, rồi tháo đai V Dùng clê, chòng Không được nới lỏng bu lông D. 5 Tháo cụm máy phát : -Tháo nắp điện cực. Tháo đai ốc và ngắt dây điện ra khỏi cực B. Ngắt giắc nối và tách kẹp dây điện -Tháo 2 bu lông và cụm máy phát. -Tháo bu lông và giá bắt kẹp dây điện . 2.2 .1 Quy trình tháo máy phát điện STT Bước tháo Hình vẽ Dụng cụ Ghi chú 1 -Tháo puli máy phát: +Trong khi giữ SST 1-A bằng cân lực , hãy vặn SST1-B theo chiều kim đồng hồ đến mômen xiết tiêu chuẩn 39N*m +Kẹp SST 2 lên êtô +Cắm SST 1-A và B vào SST 2, sau đó gắn đai ốc bắt puly vào SST 2. +Nới lỏng đai ốc bắt puli bằng cách vặn SST 1-A theo hướng như trên hình vẽ. +Tháo máy phát ra khỏi SST 2 +Vặn SST 1-B và tháo SST 1-A và B. +Tháo đai ốc bắt puly và puly máy phát. - -Mỏ lết, tay xiết Dùng SST giữ chắc trục rôto máy phát Để tránh làm hư hỏng trục rôto, không được nới lỏng đai ốc puly quá nửa vòng. 2 -Tháo nắp che phía sau máy phát: +Đặt khung đầu dẫn động lên puly +Tháo 3 đai ốc và nắp che phía sau của máy phát 3 -Tháo cách điện của điện cực máy phát: +Tháo cách điện của điện cực. Dùng T8 4 -Tháo cụm giá đỡ chổi than máy phát: +Tháo 2 vít và giá đỡ chổi than máy phát . 5 -Tháo cụm stato máy phát +Tháo 4 bulông. +Dùng SST, tháo stato. Dùng tô vít 4 cạnh 6 -Tháo cụm roto máy phát: +Tháo vòng đệm. +Tháo rôto máy phát. 7 -Tháo vòng bi khung đầu dẫn động của máy phát: +Tháo 4 vít và tấm hãm vòng bi. +Dùng SST và búa, đóng vòng bi ra. 2.2.2 Sửa chữc, bảo dưỡng máy phát điện STT Hư hỏng Kiểm tra Khắc phục Hình vẽ Ghi chú 1 Mòn chổi than Dùng một thước kẹp, đo chiều dài của phần chổi than lộ ra. Chổi than mòn nhiều quá quy định thay thế -Chiều dài tiêu chuẩn phần nhô ra của chổi than 9.5-11.5mm -Chiều dài tối thiểu phần nhô ra 4.5mm 2 Kiểm tra tiếng kêu của máy phát Kiểm tra vòng bi Vòng bi mòn phát ra tiếng kêu thay thế Kiểm tra hở mạch Đo điện trở giữa các thanh cổ góp Nếu cổ góp không thông thay mới Điều kiện xấp xỉ 200c điện trở 1.85-2.25 Ω Kiểm tra trạm mát Đo điện trở giữa cổ góp và lõi roto Dòng điện bị trạm mát thay mới Nối dụng cụ đo cổ góp –lõi roto điện trở tiêu chuẩn 1MΩ trở lên -Nếu không đúng tiêu chuẩn phải thay Kiểm tra mòn cổ góp Kiểm tra đường kính cổ góp. . Cổ góp bị mòn hoặc rỗ, thay thế cụm rôto máy phát Đường kính tiêu chuẩn:14.2-14.4mm Đường kính nhỏ nhất 14mm 3 Kiểm tra vòng bi có bị rơ hoặc mòn Ổ bi mòn rơ thay mới Bánh răng quay êm 2.2.3 Quy trình lắp máy phát điện STT Bước lắp Hình vẽ Dụng cụ Ghi chú 1 -Lắp vòng bi khung đầu dẫn động máy phát: +Dùng SST và máy ép, ép vòng bi của khung đầu dẫn động máy phát mới vào +Khớp các tai trên tấm hãm vào các rãnh cắt trên khung đầu dẫn động để lắp tấm hãm.