Máy phát điện trên xe ô tô

Máy phát điện trên xe ô tô. Hiện nay máy phát điện được sử dụng khá nhiều trong các gia đình, bạn có biết máy chuyển hóa từ cơ năng sang điện như thế nào không? Có phải động cơ chạy là sản sinh ra dòng điện bạn dùng ngay được luôn hay phải qua nhiều công đoạn chuyển đổi mới ra được dòng điện xoay chiều 220V . Ở nội dung bài viết này mình xin chia sẻ đến các bạn nguyên lý hoạt động cũng như ứng dụng nguyên máy phát điện xoay chiều trong các ngành khác như : thủy điện, điện trên ô tô,,…

Chúng ta sẽ xem xét bên trong một máy phát điện và kiểm tra tất cả các bộ phận riêng lẻ của nó. Sau đó, chúng ta sẽ thảo luận về cách các bộ phận này phối hợp với nhau để thực hiện công việc mà máy phát điện dự kiến ​​làm.

Máy phát điện trên xe ô tô?

Trước hết, chúng ta hãy thảo luận về máy phát điện xoay chiều là gì và mục đích của nó. Theo định nghĩa, máy phát điện xoay chiều là một thiết bị biến đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện xoay chiều.

Máy phát điện trên ô tô

Trong ô tô, động cơ quay một dây đai truyền động làm quay một ròng rọc gắn với máy phát điện. Nhưng chờ một chút… Xe không yêu cầu điện áp một chiều sao? Thật vậy, nó có… nhưng chúng ta sẽ làm điều đó sau.

Máy phát điện thực sự tạo ra năng lượng cho xe. Khi máy phát điện quay, nó tạo ra điện áp một chiều chủ yếu để sạc pin cho xe. Pin cung cấp dòng điện lớn cần thiết để khởi động động cơ xe.

Khi xe đang chạy, máy phát điện sẽ hỗ trợ bằng cách cung cấp năng lượng để chạy hệ thống điện của xe.

Cấu tạo máy phát điện xoay chiều

Như bạn có thể tưởng tượng, có sự khác biệt trong cấu tạo máy phát điện và do đó, có một số thành phần khác nhau tùy thuộc vào nhà cung cấp.

Máy phát điện xoay chiều có ba thành phần chính và chúng là Rotor, stator và bộ chỉnh lưu. Có nhiều thành phần hơn và chúng ta sẽ đi đến những thành phần đó khi chúng ta tiến hành quá trình thảo luận của mình.

Cấu tạo máy phát điện xoay chiều

Rotor là gì?

Hãy bắt đầu với rôto. Một hệ thống ròng rọc đai truyền động quay rôto trên một trục trong khi động cơ xe đang chạy.

Rotor là gì

Ở trung tâm của rôto là một nam châm điện thường được gọi là cuộn dây trường. Vậy, nam châm điện là gì? Một nam châm điện gồm một đoạn dây dẫn điện dài quấn quanh một miếng kim loại nhiễm từ.

Điện áp được đặt vào cuộn dây tạo ra một dòng điện trong nó. Điều này tạo ra một từ trường xung quanh cuộn dây. Giống như một nam châm vĩnh cửu, có một cực Bắc và một cực Nam.

 

Cấu tạo rotor

Một rôto cũng có một loạt các miếng cực Bắc và Nam xen kẽ nhau đặt xung quanh các cuộn dây trường quấn quanh lõi sắt trên trục rôto.

Rotor máy phát điện

Stato máy phát điện

Rôto nằm gọn bên trong Stator. Stato là một bộ phận đứng yên của máy phát điện. Rôto quay bên trong stato mà không cần chạm vào nó. Trên mỗi đầu của trục có một chổi quét và một vòng trượt. Chúng ta sẽ nói về những điều đó sau.

Stator máy phát điện

Stator bao gồm ba cuộn dây cuộn dây riêng biệt với một đầu của mỗi cuộn dây được nối với nhau.

cấu tạo stator

Các cuộn dây cuộn dây stato đặt cách đều nhau một góc 120º quanh trục sắt.

stator

Được rồi… vậy bây giờ chúng ta đã có rôto này quay bên trong một stato bao gồm ba cuộn dây. Làm thế nào để tạo ra một điện áp?

Một nhà khoa học thông thái tên là Michael Faraday đã phát hiện ra rằng một điện áp có thể được tạo ra trong một cuộn dây nếu bạn di chuyển cuộn dây đó trong một từ trường.

Nếu cuộn dây đứng yên như trong stato, bạn sẽ nhận được điện áp cảm ứng trong cuộn dây nếu bạn di chuyển từ trường qua cuộn dây. Điều thú vị là, từ trường thay đổi càng nhanh thì càng gây ra nhiều điện áp.

Stator hoạt động

Rôto quay bên trong stato sẽ gây ra điện áp cảm ứng trên các cuộn dây của stato do từ trường quay.

Nguyên lý Stator hoạt động

Cổ góp và chuổi than

Chờ một chút… từ trường đến từ đâu? Đó là nơi mà các chổi than và cổ góp đi vào hình ảnh.

Cổ góp và chổi than

Hãy nhớ rằng chúng ta đã nói trước đó rằng rôto là một nam châm điện? Điều đó đúng khi chúng ta đặt một điện áp vào cuộn dây. làm sao chúng ta làm việc đó bây giờ? Chúng tôi đặt điện áp vào trường cuộn dây thông qua các vòng trượt.

Hoạt động chổi than và cổ góp

Bạn có thể hỏi… Điện áp trường đến từ đâu?  Chờ chút!… Chúng ta sẽ làm được điều đó trong thời gian ngắn.

Được rồi… quay lại rôto nam châm điện của chúng tôi đang quay bên trong stato. Sẽ có một điện áp cảm ứng trong mỗi cuộn dây stato. Các điện áp cảm ứng sẽ là xoay chiều vì cực điện từ thay đổi trong quá trình quay của rôto.

Chúng tôi kết thúc với ba điện áp mỗi điện áp lệch pha nhau 120 độ do các vị trí vật lý quanh co xung quanh lõi sắt stato.

Bây giờ chúng ta có ba điện áp xoay chiều được tạo ra bởi rôto quay của chúng ta. Nhưng, chúng ta cần điện áp một chiều để sạc pin và vận hành các thiết bị điện của xe.

Máy phát điện xoay chiều là gì

Chỉnh lưu dòng máy phát điện là gì

Được rồi… chúng ta hãy xem cách máy phát điện trên xe tạo ra điện áp một chiều. Làm cách nào để chuyển đổi AC sang DC? Bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu. Bộ chỉnh lưu là gì? Một bộ chỉnh lưu bao gồm một số điốt.

diot-chinh-luu

Hãy xem cách hoạt động của một diode. Nói một cách dễ hiểu, một diode chỉ cho phép dòng điện chạy theo một hướng. Một diode có hai thiết bị đầu cuối, cực dương và cực âm.

Nếu cực dương dương hơn cực âm, dòng điện sẽ chạy qua điốt. Nhưng nếu cực dương âm hơn cực âm, dòng điện sẽ không chạy qua điốt.

Nguyên lý hoạt động của diot

Được rồi, hãy xem điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta đặt điện áp xoay chiều vào một đoạn mạch có diode trong đó. Chúng tôi kết thúc với một điện áp đầu ra không phải là AC, mà là điện áp DC gập ghềnh. Nó không phải là một điện áp DC rất tốt, nhưng chúng tôi có thể khắc phục điều đó sau.

diot chỉnh dòng

Nếu chúng ta chuyển đổi AC sang DC, chúng ta đã thực hiện chỉnh lưu. Vì vậy, một diode là một loại chỉnh lưu.

Bộ chỉnh lưu phát điện có nhiều hơn một diode . Thường xuyên hơn không, bộ chỉnh lưu máy phát điện có sáu điốt. Sáu điốt được gắn trong vật liệu tản nhiệt để bảo vệ chúng khỏi cháy.

Bộ 6 diot

Tại sao rất nhiều điốt? Nhớ lại rằng chúng ta có ba điện áp xoay chiều được tạo ra trong các cuộn dây của stato. Tại sao không sử dụng cả ba hiệu điện thế này? Trên thực tế, các điốt được cấu hình theo cách mà chúng tôi chỉnh lưu và chuyển đổi cả hai nửa chu kỳ của mọi điện áp xoay chiều điện áp stato.

Sơ đồ dòng 6 diot chỉnh lưu

Bộ ba diode

Nhớ lại trước đó trong bài này chúng ta đã đề cập đến vòng trượt và chổi than nằm ở đầu nào của trục rôto? Hãy nói về những gì họ làm.

Như chúng ta đã thảo luận trước đó, cuộn dây trường rôto là một nam châm điện. Làm thế nào để nó trở thành một nam châm điện? Một điện áp một chiều được đặt qua các vòng trượt từ hai nguồn khác nhau.

Nguồn đầu tiên là từ ắc quy khi khởi động động cơ. Nguồn thứ hai là từ chính máy phát điện khi rôto quay thông qua một bộ phận được gọi là bộ ba điốt.

Được rồi… chúng ta hãy thảo luận về bộ ba diode và một thành phần khác được gọi là bộ điều chỉnh điện áp.

Bộ ba điốt có tất cả các hình dạng và kích thước khác nhau nhưng tất cả đều có ba điốt bên trong.

Bộ 3 diot chỉnh lưu

Chính xác giống như bộ chỉnh lưu, các cực đầu vào bộ ba diode được kết nối với mỗi đầu ra điện áp stato. Đầu ra của mỗi diode được kết nối với nhau. Bộ ba diode chuyển đổi một phần điện áp đầu ra của stato thành điện áp một chiều.

Vòng lặp diot chỉnh lưu

Bộ điều chỉnh điện áp

Đầu ra của bộ ba diode được đưa đến bộ điều chỉnh điện áp và trở thành điện áp cung cấp năng lượng cho nam châm điện rôto khi động cơ đã được khởi động và đang chạy.

Bộ điều chỉnh điện áp

Bộ điều chỉnh điện áp trông như thế nào? Cũng giống như bộ chỉnh lưu, bộ điều chỉnh điện áp có tất cả các hình dạng và kích thước khác nhau tùy thuộc vào nhà cung cấp và kiểu máy phát điện.

Bộ chỉnh lưu

Nếu bạn nhớ lại, rôto quay càng nhanh, thì điện áp tạo ra trong stato càng nhiều.

Bộ điều chỉnh điện áp là một thiết bị điện tử hoạt động giống như một bộ theo dõi điện áp của máy phát điện vì nó theo dõi điện áp của pin.

Mục đích của bộ điều chỉnh điện áp là điều chỉnh điện áp cung cấp năng lượng cho nam châm điện sao cho điện áp đầu ra của stato được giữ tương đối không đổi bất kể tốc độ quay của rôto.

Chỉnh lưu dòng

Tại sao chúng ta muốn điện áp stato không đổi? Điện áp stato được chỉnh lưu và sau đó được sử dụng để sạc pin. Pin và các thiết bị điện khác có thể bị hỏng nếu điện áp quá cao!

Làm thế nào để tất cả các bộ phận hoạt động cùng nhau?

Ok… Có vẻ như chúng tôi đã mô tả tất cả các bộ phận của máy phát điện. Vì vậy… chúng ta hãy xem tất cả các bộ phận hoạt động cùng nhau như thế nào:

– Công tắc ition Ign cho phép pin cung cấp năng lượng cho rôto

– Rotor quay nhanh hơn khi động cơ quay lên…

– Điện áp stato tăng

– Điện áp sạc pin đầu ra của Bộ chỉnh lưu tăng lên

– Bộ điều chỉnh điện áp cảm nhận sự gia tăng điện áp của pin

– Bộ điều chỉnh điện áp làm giảm điện áp cung cấp năng lượng cho nam châm điện, và cuộn dây

– Điện áp ra của Stato giảm

Xin lưu ý rằng mô tả, bản vẽ và hình ảnh động của chúng tôi có thể không khớp chính xác với máy phát điện của bạn. Như với bất kỳ thiết bị điện nào, có các cấu hình khác nhau.

Cảm ơn các bạn đã xem bài viết. Bài viết được dịch lại từ realpars.com

Bài viết tham khảo : Contactor là gì?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *