TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chun nghành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơtơ

Đề tài:

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH QUẢN LÝ
NĂNG LƯỢNG TRÊN XE DÙNG ĐIỆN THOẠI

GVHD:
SVTH :
MSSV:
SVTH :
MSSV:

ThS. NGUYỄN TRỌNG THỨC
ĐẶNG VĂN CƯƠNG
13145040
PHẠM THÁI DUY
13145062

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ

VIỆT NAM

THUẬT TP. HCM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TP. Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 2017

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: ĐẶNG VĂN CƯƠNG

- MSSV: 13145040

Họ và tên sinh viên: PHẠM THÁI DUY

- MSSV: 13145062

Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơtơ

- Mã ngành đào tạo: 52510205

Tên tiếng Anh: Automotive Engineering Technology
Hệ đào tạo: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
Khóa: 2013

- Mã hệ đào tạo: K13145

Lớp: 131454B

1. Tên đề tài:

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG
TRÊN XE DÙNG ĐIỆN THOẠI
2. Nhiệm vụ đề tài:
1. Nghiên cứu về các nguồn điện chính trên ơtơ bao gồm máy phát điện và ắc quy.
2. Nghiên cứu các module, các linh kiện điện tử sử dụng trong mạch.
3. Nghiên cứu lập trình Arduino, lập trình App Inventor2 hiển thị lên điện thoại

Android.
4. Thiết kế mạch.
5. Xây dựng các thuật tốn dùng để lập trình Arduino và lập trình App Inventor2.
6. Viết thuyết minh cho đề tài.

3. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 31/03/2017
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 22/07/2017
TRƯỞNG BỘ MÔN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn: Điện – Điện tử Ôtô

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Cương

MSSV: 13145040

Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên: Phạm Thái Duy

MSSV: 13145062

Hội đồng:…………

Tên đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRÊN XE
DÙNG ĐIỆN THOẠI.
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật Ơtơ.
Họ và tên GV hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trọng Thức.
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN (không đánh máy)

2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu
có thể tiếp tục phát triển)
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................


.......................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

3. Đánh giá:



Điểm
TT
1.

Mục đánh giá

tối đa

Hình thức và kết cấu ĐATN

đạt được Kết
luận:

30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung

10



của các mục

2.

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10


Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

4.

Điểm

Được
phép
bảo vệ

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học

5

và kỹ thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành

15




phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với
những ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm

5

chuyên ngành…
3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

Không được phép bảo vệ

TP.HCM, ngày

tháng 07 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ mơn: Điện – Điện tử Ơtơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Cương

MSSV: 13145040

Hội

đồng…………
Họ và tên sinh viên: Phạm Thái Duy


MSSV: 13145062

Hội

đồng…………
Tên đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRÊN XE
DÙNG ĐIỆN THOẠI.
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật Ơtơ.
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) ThS. Vũ Đình Huấn.

Mã GV:

Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu
có thể tiếp tục phát triển)
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................


5. Câu hỏi:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

6. Đánh giá:


TT
1.

Mục đánh giá


Điểm

Điểm

tối đa

đạt được

Hình thức và kết cấu ĐATN

10


Được

của các mục

2.

Kết
luận:

30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung

7.

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài


10

phép

Tính cấp thiết của đề tài

10

bảo vệ

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học

5

và kỹ thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành

15

phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với
những ràng buộc thực tế.

Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm

5

chuyên ngành…
3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng 07 năm 2017


Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)




TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài:
THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH
QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRÊN XE DÙNG ĐIỆN THOẠI
Họ và tên sinh viên: ĐẶNG VĂN CƯƠNG

MSSV: 13145040

Họ và tên sinh viên: PHẠM THÁI DUY

MSSV: 13145062

Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơtơ.
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn. Đồ án tốt nghiệp
đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng: ...........................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Giảng viên hướng dẫn: .....................................................................................
..........................................................................................................................

..........................................................................................................................
Giảng viên phản biện: .......................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Tp. HCM, ngày

tháng năm 2017


LỜI CẢM ƠN
Xuyên suốt quá trình nghiên cứu đồ án, kể từ lúc mới nhận tên đề tài cho đến những
lúc sắp hồn thành, nhóm chúng em đã gặp khơng biết bao nhiêu là khó khăn, bao nhiêu
là thử thách. Để hồn thành đồ án này một cách thành cơng, chúng em đã nhận được
nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ, gia đình và bạn bè.
Trước hết em xin gởi tới các thầy cơ khoa Cơ khí Động lực trường Đại học Sư phạm
Kỹ thuật TP.HCM lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu sắc. Với sự
quan tâm, tận tình chỉ dạy của thầy cơ đến nay em đã hồn thành được đồ án.
Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
thầy giáo – ThS.Nguyễn Trọng Thức đã quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành đồ
án tốt nghiệp trong thời gian qua.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật TP.HCM nói chung, các thầy cơ trong Bộ mơn Điện - điện tử ơtơ nói riêng đã dạy
dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có
được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập
và làm đồ án.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã ln tạo điều kiện, quan
tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Với điều kiện về thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của sinh viên nên
không thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý
kiến của các thầy cơ để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình để được

hoàn thiện hơn.
Chân thành cảm ơn!

i


TÓM TẮT
“Thiết kế chế tạo mạch quản lý năng lượng trên xe dùng điện thoại” dùng để
nghiên cứu các thông số tính tốn cơ bản của ắc quy và tạo ra bộ tiết chế thông minh với
nền tảng kiến thức về máy phát điện và ắc quy trên ô tô.
Để thực hiện được đề tài này, nhóm đã tham khảo các tài liệu trên mạng, tham khảo
các thông số trên ắc quy do nhà sản xuất qui định. Với bộ tiết chế, nhóm đã tiến hành đo
đạc các giản đồ xung trên tiết chế cũ gắn trên máy phát để từ đó đưa ra được giải pháp để
xây dựng 1 bộ tiết chế mới.
Sau thời gian nghiên cứu đề tài thì nhóm đã đạt được các kết quả:
•

Đo được các thơng số của bình ắc quy và hiển thị trên điện thoại, giúp người dùng có thể

dễ dàng theo dõi tình trạng ắc quy như thế nào.
• Thiết kế được phần mềm trên điện thoại Android.
Thiết kế được bộ tiết chế mới có thể điều khiển sạc theo 3 chế độ High, Medium,
Low.

ii


MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH


12


DANH MỤC CÁC BẢNG

13


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
SOC

State Of Charge

CCA
HCA

Cold Cranking Amps
Hot Cranking Amps

RPM
SPI

Revolutions Per Minute
Serial Peripheral Bus

14


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Đặt vấn đề.
Toàn cầu hóa, hội nhập sẽ kéo theo sự phát triển mạnh mẽ của các ngành, lĩnh vực
trên toàn thế giới. Trong xu thế đang bước vào cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 - kỷ
nguyên của kết nối vạn vật, đòi hỏi sự lớn lên mạnh mẽ của các ngành liên quan và các
khối ngành công nghiệp kỹ thuật cũng chịu ảnh hưởng rất sâu sắc. Ngày nay, rất nhiều
những công nghệ hiện đại ứng dụng hiệu quả trong cuộc sống, góp phần làm cho đời
sống con người trở nên tiện nghi hơn.
Trong những năm gần đây, con người đã khai thác rất nhiều các ứng dụng liên quan
đến công nghệ số. Smartphone đã thành công trong việc bước vào đời sống như là một
thiết bị khơng thể thiếu. Bởi vì sự tiện nghi của nó, người dùng có thể kết nối, theo dõi
các thông tin một cách dễ dàng, nhanh chóng.
Ở nước ta, lượng ơtơ sử dụng ngày càng gia tăng, và sẽ là phương tiện di chuyển
chính của người dân Việt Nam trong tương lai. Nhưng càng phát triển thì người dùng
càng địi hỏi nhiều tính năng, nhiều thơng tin hơn về chiếc xe mà họ đang sử dụng. Việc
biết được các thông tin này giúp họ chủ động hơn trong việc sử dụng, sẽ hạn chế được
những rắc rối có thể xảy ra trên mỗi chuyến đi.
Và việc được biết thông tin về nguồn điện - sự sống của mỗi chiếc xe sẽ giúp người
dùng an tâm hơn về tình trạng của xe mọi lúc mọi nơi.
1.2 Lý do chọn đề tài.
Công nghệ ngày càng phát triển, đời sống con người ngày càng cao vì thế yêu cầu
làm sao để mọi thơng tin chính xác nhất đến được tay người tiêu dùng. Hoặc cải tiến các
thiết bị làm cho các thiết bị đó thơng minh hơn. Điều này sẽ giúp đảm bảo cho cuộc sống
con người trở nên giá trị hơn.
Ơtơ là ngành cơng nghiệp ln ln địi hỏi phải có sự đổi mới, nghiên cứu ra những
cơng nghệ mới, gắn liền với điều đó thì việc nâng cao hiệu quả của các hệ thống trên xe
là điều thiết yếu. Một trong những hệ thống rất cần để khai thác tối đa đó là hệ thống điện
(chú trọng đến nguồn điện) trên xe. Một hệ thống mà phải đảm bảo được việc cung cấp
điện cho toàn bộ điện trên xe, một hệ thống mà phải hiển thị được các thơng tin một cách
chính xác nhất sẽ giúp người dùng tránh được những sự cố ngoài ý muốn.
Với những vấn đề cùng với những ý tưởng liên quan thì đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế

chế tạo mạch quản lý năng lượng trên xe dùng điện thoại” sẽ giải quyết được bài toán
nêu trên. Đây là một đề tài nếu nghiên cứu thành cơng thì sẽ rất giúp ích trong việc theo

15


dõi được hết thông tin về nguồn điện trên xe, với lí do đó chúng em đã quyết định đi theo
nghiên cứu đề tài này với mục đích cuối cùng là có thể chủ động kiểm sốt được tình
trạng hoạt động của nguồn điện trên ôtô.
1.3 Mục tiêu đề tài.
Mục tiêu của đề tài này là thiết kế ra một bộ tiết chế thơng minh hơn, đo được các
dịng điện từ máy phát điện đến ắc quy, sử dụng phần mềm lập trình Arduino. Mọi thơng
tin đo đạc, tính tốn được sẽ được hiển thị lên điện thoại sử dụng hệ điều hành Android
nhờ lập trình App Inventor2. Từ các thông tin trên người dùng sẽ điều khiển được việc
sạc điện cho ắc quy cũng như theo dõi được tình trạng sức khỏe của ắc quy.
1.4 Phương pháp nghiên cứu.
Để hồn thành được đồ án này thì rất nhiều phương pháp nghiên cứu đã được sử dụng
đến như phương pháp thu thập dữ liệu, phương pháp thử nghiệm ……thông qua việc tìm
hiểu nghiên cứu các tài liệu trên các trang mạng, các diễn đàn.
1.5 Ý nghĩa thực hiện.
Đề tài đã giúp giải quyết được vấn đề theo dõi tình trạng nguồn điện trên xe mà cụ
thể là theo dõi được tình trạng sức khỏe của ắc quy. Và đây cũng là nền tảng tốt cho
những ai muốn nghiên cứu khai thác hết các ứng dụng về máy phát điện và ắc quy.
1.6 Giới hạn đề tài.
• Chỉ có thể biết được dung lượng SOC mà khơng tính tốn được tình trạng sức khỏe của
•

accu.
Đề tài mới chỉ thử nghiệm trên mơ hình, chưa kiểm tra hoạt động khi gắn trực tiếp trên xe
để thử trong thời gian dài.


16


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC NGUỒN ĐIỆN CHÍNH TRÊN XE

•
•

Hệ thống điện là một hệ thống quan trọng trên các loại phương tiện ngày nay,
chúng được sử dụng trong ngành ôtô. Hệ thống điện bao gồm thiết bị chứa năng
lượng điện (ắc quy), thiết bị sản xuất ra nguồn năng lượng điện (máy phát điện) và
các tải tiêu thụ điện (bóng đèn, ECU, máy khởi động, hệ thống thơng tin….).

•

Để duy trì hoạt động cho các phụ tải điện trên ôtô, cần phải có bộ phận tạo ra
nguồn năng lượng điện cung cấp cho chúng. Nguồn năng lượng này được lấy từ
đâu? Để biết được câu trả lời này thì chúng ta cần phải hiểu thêm một ít về nguồn
điện trên ơtơ.

•

Trên ơtơ có 2 nguồn năng lượng tạo ra điện chính đó là ắc quy (accu) và máy phát
điện:

•

Accu có nhiệm vụ cực kì quan trọng mà hiện nay chưa có nguồn nào có thể thay thế được
đó là cung cấp năng lượng cực lớn để khởi động xe (dịng đề hay dịng khởi động). Ngày

nay trên xe ơtơ, accu cịn có nhiệm vụ cung cấp điện cho một số thiết bị công suất nhỏ

khi động cơ không hoạt động như radio, đèn tín hiệu, kèn….
• Đối với máy phát điện thì nhiệm vụ chính là tạo ra năng lượng điện và dùng để cung cấp
điện cho hầu hết các thiết bị điện trên xe, nhiệm vụ thứ hai cũng rất quan trọng đó là sạc
điện cho accu mỗi khi động cơ hoạt động (bởi vì mỗi lần động cơ khởi động, accu mất
một phần năng lượng rất lớn mà không thể tự sinh ra được).
2.1 Giới thiệu về máy phát điện (Alternator).
2.1.1 Chức năng.
•

Như đã nói ở trên, ôtô được trang bị một số hệ thống điện và thiết bị điện để đảm

bảo an toàn và tiện nghi. Chúng cần điện năng trong suốt quá trình hoạt động cũng như
cả khi động cơ đã dừng. Máy phát điện ra đời để thực hiện chức năng này, sử dụng sự
quay của động cơ để tạo ra điện. Nguồn điện đó chỉ cho phép máy phát điện khi hoạt
động phát ra với nguồn điện áp tiêu chuẩn là từ 13.8V đến 14.2V đối với hệ thống cung
cấp điện áp là 12V.
•

17


•

•

Hình 2.1: Máy phát điện trên hệ thống cung cấp điện trên xe.
Máy phát điện giữ vai trò then chốt và thực hiện 3 chức năng sau đây: phát


•

điện, chỉnh lưu, hiệu chỉnh điện áp (tiết chế).

•

•
•

Hình 2.2: Các bộ phận đảm nhiệm chức năng quan trọng trên máy phát.

Phát điện: Rotor của máy phát điện là nam châm điện, stator là các cuộn dây. Khi rotor

quay sẽ tạo ra từ trường tương tác lên dây quấn stator làm phát sinh ra điện.
• Chỉnh lưu: Dịng điện sinh ra là dịng điện xoay chiều khơng thể sử dụng trực tiếp cho
các thiết bị điện mà phải được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều (linh kiện điện tử
diode sẽ thực hiện chức năng này).
• Tiết chế vi mạch: Đảm bảo điện áp đầu ra luôn là một hằng số (14.2V) kể cả khi tốc độ
máy phát có thay đổi.
2.1.2 Phân loại.
•
•
•
•

Hiện nay, người ta thường sử dụng các loại máy phát điện sau:

Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu.
Máy phát điện kích thích bằng điện từ có vịng tiếp điện (sử dụng phổ biến trên ơtơ).
Máy phát điện kích thích bằng điện từ khơng có vòng tiếp điện.


18


2.1.3 Cấu tạo máy phát điện.

•

•

Hình 2.3: Cấu tạo máy phát điện.

•

•
•

Hình 2.4: Rotor và Stator của máy phát điện.

2.1.3.1 Rotor.

•

Rotor được đặt bên trong phần ứng Stator.

•

Gồm 2 má cực từ có gắn các cặp nam châm hình móng ngựa (bên cực S, bên cực
N) bao bọc bên ngoài, bên trong là các cuộn dây phần cảm được gắn lên trục. Khi
có dịng kích từ đi vào trong cuộn dây thì 2 má cực từ trở thành nam châm điện.


•

Rotor được dẫn động thơng qua puly của động cơ nhờ dây đai, khi Rotor quay sẽ
tạo ra các từ trường xen kẽ Bắc, Nam, Bắc, Nam.

•

19


•
•

Hình 2.5: Rotor.

2.1.3.2 Stator.

Là nơi đưa điện áp ra ngồi của máy phát điện, nó cũng chính là 1 phần khung của

•

tồn bộ máy phát điện. Từ trường do Rotor tạo ra - sự thay đổi này sẽ làm cho
Stator phát ra điện áp và độ mạnh yếu tức điện áp mạnh hay yếu phụ thuộc vào tốc
độ quay của Rotor.

•

•


Hình 2.6: Stator.

•

Bao gồm 3 cuộn dây 3 pha, mỗi cuộn dây sẽ đặt ở mỗi vị trí khác nhau.

•

Một khung sắt gồm nhiều lá thép ghép lại là nơi tập trung từ trường (Laminated
Iron Frame).

•

Các đầu cuộn dây sẽ tạo ra dịng điện xoay chiều (AC) dạng hình sin chồng lên
nhau tương ứng với 3 tín hiệu của 3 cuộn dây A, B, C.

•

Kết quả cuối cùng là dịng điện xoay chiều 3 pha được tạo ra từ Stator và được
đưa đến bộ chỉnh lưu.

•

•
•

Hình 2.7: Tín hiệu điện AC dạng sóng sin.

Có 2 cách đấu cuộn dây Stator : mắc theo kiểu hình sao và mắc theo kiểu hình tam
giác.


20


•

•
•

Hình 2.8: Cách đấu dây Stator

2.1.3.3 Bộ chỉnh lưu.

•

•
•

Hình 2.9: Bộ chỉnh lưu.

Sử dụng diode silic để chỉnh lưu, các diode được lắp trên tấm tản nhiệt bằng hợp
kim nhơm.

•

Cứ mỗi 2 diode - diode âm và diode dương được đấu nối tiếp nhau và được nối
với mỗi đầu của một cuộn dây Stator.

•


6 hoặc 8 diode được sử dụng để chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành
dòng điện 1 chiều (DC). 3 diode dương được ép chặt lên tấm tản nhiệt phải cách
mass với vỏ của máy phát điện, và trên tấm tản nhiệt có lắp cọc dương B. 3 diode
âm còn lại được lắp trên tấm tản nhiệt nối chung với mass.

•

Diode được sử dụng trong máy phát điện sẽ hoạt động ở cả 2 nửa chu kỳ (dương
và âm), biến đổi tín hiệu điện áp xoay chiều thành một chiều. Quá trình này được
gọi là chỉnh lưu toàn chu kỳ.

21


•

•
•

Hình 2.10: Sơ đồ của bộ chỉnh lưu.

Ngun lí chỉnh lưu của máy phát điện xoay chiều 3 pha đấu theo kiểu

hình sao lệch nhau 120º.
•

Khi Rotor quay ở α = 30º. Điện áp trên FIII dương nên có dịng dương chạy từ cuộn dây III
tới diode 3 và về dương accu, điện áp trên F II âm nên có dòng âm chạy từ âm accu qua

diode 5 đến cuộn dây II.

• Khi Rotor quay ở α = 30º – 60º. Điện áp trên FI dương nên có dịng dương chạy từ cuộn
dây I tới diode 1 và về dương accu, điện áp trên F II âm nên có dịng âm chạy từ âm accu
qua diode 5 đến cuộn dây II.
• Khi Rotor quay ở α = 180º. Điện áp trên FII dương nên có dịng dương chạy từ cuộn dây II
tới diode 2 và về dương accu, điện áp trên FIII âm nên có dịng âm chạy từ âm accu qua
diode 6 đến cuộn dây III.

22


•

•
•

Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu.

Do máy phát điện trên ôtô hoạt động dựa vào tốc độ của động cơ, nên để tận dụng

được năng lượng điện sinh ra ở những vùng tốc độ lớn thì người ta thường gắn thêm 2
diode trung hòa giúp cho máy phát điện tăng thêm 10-15% hiệu suất.

23


•

•
•


•

Hình 2.12: Sơ đồ mạch máy phát điện chỉnh lưu dùng 8 diode.
2.1.3.4 Tiết chế vi mạch.

Tiết chế dùng để điều chỉnh dịng điện kích từ (đến cuộn Rotor) để kiểm sốt điện
áp phát ra. Do đó, mặc dù tốc độ của máy phát thay đổi thì điện áp ở các thiết bị
điện vẫn phải duy trì khơng đổi và tuỳ theo sự thay đổi cường độ dòng điện trong
mạch cần phải điều chỉnh. Trong máy phát điện xoay chiều việc điều chỉnh như
trên được điều chỉnh bởi bộ tiết chế (tiết chế bán dẫn hoặc tiết chế vi mạch).
•

a) Ngun lý điều chỉnh.

•

•

Hình 2.13: Tự điều khiển dịng điện.

•

24


•
•

Hình 2.14: Ngun tắc tiết chế.


Nhìn chung cường độ dịng 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 khơng 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 điện xoay chiều trên xe là lực từ trường (Rotor). Trong thực tế việc thay đổi
cường độ dòng điện đi vào cuộn dây Rotor (dịng 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 ln ổn định khi tốc
độ quay của Rotor thay đổi và khi dịng điện sử dụng thay đổi.

•

b) Tự điều khiển đối với dịng 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 điện vượt quá một tốc độ nhất định (tự điều khiển) vì vậy khi tải vượt
q dịng điện ra cực đại thì điện áp sụt. Một đặc tính khác của máy phát điện
xoay chiều là dịng 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 khơng đổi.
•

•

c) Phân loại tiết chế vi mạch.

Có 2 kiểu thiết kế bộ tiết chế vi mạch :

•

Cuộn kích từ trong máy phát điện được nối trực tiếp với mass hay còn gọi là mass chờ.

•

Nhiệm vụ cịn lại là tiết chế điều khiển nhịp dương để kích cuộn kích từ.
Cuộn kích từ trong máy phát điện được nối trực tiếp với dương (cực B) hay còn gọi là
dương chờ. Nhiệm vụ còn lại là tiết chế điều khiển nhịp mass để kích cuộn kích từ.

25