Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ô tô 12V
Như bạn đã học trước đó nếu một vật dẫn được quay theo chuyển động đồng nhất trong từ trường thì một lực căng hình sin sẽ thay đổi giá trị của nó trong từng thời điểm và thay đổi hướng theo chu kỳ, như được chỉ ra trong các hình trên. Trong một máy phát điện xoay chiều có ba cuộn dây được đặt lệch nhau 120 độ, do sự sắp xếp này mà ba dòng điện xoay chiều được tạo ra trong mỗi vòng đơn của rô to.
Dòng điện cũng được đặt ở góc 120 độ như thể hiện trong hình dưới bên phải. Có hai phương pháp kết nối khác nhau cho các cuộn dây: kết nối hình sao / Y hoặc theo cấu hình tam giác. Vì bộ tích điện cũng như người tiêu dùng trong xe yêu cầu dòng điện một chiều, dòng điện do máy phát điện tạo ra phải được thay đổi thành dòng điện một chiều. Điều này được gọi là chỉnh lưu và được thực hiện bởi điốt. Chúng ta hãy xem qua việc cải chính.
Chỉnh lưu máy phát điện xoay chiều ô tô 12 V
Máy phát điện hiện đại không có bộ điều chỉnh cơ học nữa mà thay vào đó chúng sử dụng bộ điều chỉnh điện tử. Bóng bán dẫn công suất bật và tắt dòng điện kích thích liên quan đến tín hiệu từ bóng bán dẫn điều khiển. Giá trị điều chỉnh được đưa ra bởi một diode Zener.
Cách bố trí nguyên tắc này là thiết bị tiêu chuẩn cho bộ điều chỉnh máy phát điện hiện đại. Đối với mỗi pha, hai điốt được lắp đặt: một ở phía cộng và một ở phía trừ để hai điốt chỉnh lưu dòng điện. Nửa sóng dương đi qua điốt cộng và nửa sóng âm truyền ở điốt âm. Bằng cách này, một dòng điện một chiều hơi xung được tạo ra. Hơn nữa, các điốt tránh được dòng ngược nếu điện áp của máy phát điện thấp hơn điện áp của ắc quy, ví dụ như nếu động cơ bị dừng.
Có ba điốt bổ sung được lắp đặt để chỉnh lưu dòng điện kích thích được cung cấp bên trong, một khi máy phát điện tạo ra dòng điện. Về cơ bản có ba mạch bên trong một máy phát điện: mạch hiện tại kích thích trước, mạch hiện tại kích thích và mạch sạc. Vì không có dòng điện kích thích bên trong để tạo ra từ trường có sẵn trong quá trình khởi động, nên cần phải có dòng điện kích thích bên ngoài. Điều này được cung cấp từ pin thông qua đèn điều khiển sạc, do đó đèn này sẽ sáng.
Ngay sau khi máy phát điện tạo ra dòng điện, đèn sạc sẽ tắt và dòng điện kích thích được cung cấp qua mạch bên trong. Khi máy phát điện tạo ra lực căng, dòng điện kích thích được cung cấp từ stato, nó được chỉnh lưu bởi các điốt kích thích và phân phối qua các chổi than rồi qua D- và điốt trừ trở lại stato. Dòng sạc được chỉnh lưu và sau đó phân phối qua B + đến pin và người tiêu dùng. (Điều này chỉ có thể thực hiện được nếu lực căng sạc cao hơn sức căng của pin).
Cấu tạo máy phát điện xoay chiều ô tô 12V
Một số máy phát điện được trang bị thêm các thiết bị đầu cuối: thiết bị đầu cuối FR và thiết bị đầu cuối G. Đầu cuối Fr được sử dụng để phản hồi điều kiện sạc tới mô-đun điều khiển động cơ, trong khi đầu cuối G được sử dụng để điều khiển dòng điện cuộn kích thích, cuối cùng là điều khiển đầu ra của máy phát điện.
Mục đích của đầu cuối G là để tránh động cơ bị tải đột ngột do tải điện được bật trong quá trình chạy không tải. Đầu tiên, bộ điều khiển tăng tốc độ không tải trước khi cho phép tăng công suất phát của máy phát điện, do đó tránh được tốc độ không tải giảm mạnh. Đầu cuối FR của máy phát điện đưa trạng thái BẬT / TẮT của cuộn trường máy phát điện vào ECM hoặc PCM.
Đáp lại tín hiệu này, PCM cảm nhận dòng điện đầu ra của máy phát điện và điều khiển servo Bộ điều khiển bước không hoạt động theo dòng điện đầu ra (tải điện). Điều này ngăn cản sự thay đổi tốc độ chạy không tải có thể do tải điện gây ra. Máy phát điện tạo ra công suất khi bóng bán dẫn trong Bộ điều chỉnh IC được BẬT (được điều khiển trực tiếp hoặc được điều khiển qua đầu cuối G nếu được trang bị) để cung cấp dòng điện (dòng điện trường) cho cuộn dây trường.
Khi Transistor được gây ra ở trạng thái TẮT, công suất do máy phát điện tạo ra sẽ giảm nhanh chóng. Do đó, kích thước của dòng điện đầu ra của máy phát điện phụ thuộc vào tỷ lệ mà bóng bán dẫn công suất được BẬT (chế độ BẬT). Điện áp tại cực FR thấp khi bóng bán dẫn nguồn BẬT và cao khi bóng bán dẫn TẮT. Do đó, nhiệm vụ BẬT của bóng bán dẫn công suất trong Bộ điều chỉnh IC hoặc dòng điện đầu ra có thể được giám sát tại cực FR của máy phát điện.
Đối với máy điện (máy phát và động cơ), kích thước sẽ nhỏ lại nếu tốc độ hoạt động lớn. Vì vậy, để giảm kích thước của motor khởi động người ta thiết kế chúng để hoạt động với tốc độ rất cao, sau đó qua hộp giảm tốc để tăng moment.
Loại này được sử dụng nhiều trên xe đời mới. Phần motor điện một chiều có cấu tạo nhỏ gọn và có số vòng quay khá cao. Trên đầu trục của motor điện có lắp một bánh răng nhỏ, thông qua bánh răng trung gian truyền xuống bánh răng của hôp truyền động (hộp giảm tốc). Khớp truyền động là một khớp bi một chiều có ba rãnh, mỗi rãnh có hai bi đũa đặt kế tiếp nhau. Bánh răng của khớp đầu trục của khớp truyền động được cài với bánh răng của bánh đà (khi khởi động) nhờ một relay gài khớp. Relay gài khớp có một ty đẩy, thông qua viên bi đẩy bánh răng vào ăn khớp với bánh đà. Một số hãng sử dụng máy khởi động có cơ cấu giảm tốc kiểu bánh răng hành tinh như trên hình 3.4 sau:
