Mẹo & Hướng dẫn
Mô tả ngắn gọn về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống sạc xe điện.
Ngày 28 tháng 7 năm 2021
Chia sẻ:
Cấu trúc hệ thống
Các thành phần chính
Hệ thống sạc xe hơi bao gồm những gì?
- Máy phát điện.Máy phát điện là nguồn điện chính cho các thiết bị điện của xe. Trong điều kiện hoạt động bình thường, nó cung cấp điện cho các thiết bị điện ngoại trừ bộ khởi động và sạc pin.
- Ắc quy.Ắc quy là thiết bị điện lớn nhất trên xe. Vai trò chính của nó là cung cấp năng lượng cho bộ khởi động, hệ thống đánh lửa và các thiết bị điện quan trọng khác trong quá trình khởi động động cơ, và cung cấp năng lượng cho các thiết bị khi động cơ không hoạt động hoặc hoạt động ở tốc độ thấp.
- Bộ điều chỉnh điện áp.Bộ điều chỉnh điện áp điều chỉnh điện áp đầu ra của máy phát điện sao cho điện áp đầu ra được duy trì trong khoảng 13,8-14,4 volt.
- Hệ thống đèn báo sạc.Hệ thống chỉ báo sạc chủ yếu đề cập đến vôn kế hoặc đèn báo sạc trên bảng điều khiển. Nó cho biết máy phát điện có hoạt động bình thường hay không.
Máy phát điện và ắc quy
Vai trò của nguồn cung cấp điện
Trách nhiệm đối với máy phát điện và ắc quy
Khi động cơ hoạt động bình thường, hầu hết điện năng trên xe được cung cấp bởi máy phát điện. Khi còn điện dư, máy phát điện sẽ sạc cho ắc quy. Công suất của máy phát điện ô tô thông thường khoảng 0,8-1,5 kW, đủ đáp ứng nhu cầu điện của xe trong hầu hết các trường hợp, và ắc quy sẽ bổ sung khi lượng điện do máy phát điện tạo ra không đủ.
Ở một số động cơ dung tích nhỏ, khi máy phát điện tạo ra nhiều điện năng hơn và tạo ra tải trọng cao hơn, động cơ có thể bị rung lắc do tải trọng tăng lên. Động cơ sẽ tự động tăng tốc độ để tăng công suất.
Hầu hết các máy phát điện ô tô là máy phát điện xoay chiều ba pha sử dụng bộ chỉnh lưu silicon, sử dụng điốt silicon làm bộ chỉnh lưu để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Cấu trúc chính bao gồm rôto, stato, cơ cấu chổi than và vòng trượt, bộ chỉnh lưu cầu ba pha, ổ trục, quạt và các nắp đầu trước và sau. Rôto tạo ra từ trường, stato dẫn dòng điện, và bộ chỉnh lưu chuyển đổi dòng điện xoay chiều ba pha thành điện áp một chiều xung nhịp. Công suất phát điện của máy phát điện tăng theo tốc độ động cơ.
Ắc quy cũng giúp ổn định điện áp của hệ thống cung cấp điện. Nó tương đương với một tụ điện lớn, hấp thụ điện áp quá tải tức thời trong mạch để bảo vệ các thiết bị điện. Khi động cơ hoạt động bình thường, điện áp đầu ra của máy phát điện cao hơn điện áp của ắc quy ô tô, vì vậy máy phát điện cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện ngoại trừ bộ khởi động và sạc điện cho ắc quy. Ắc quy sử dụng năng lượng dự trữ bên trong để chủ yếu vận hành bộ khởi động khi động cơ khởi động.
Nguyên lý hoạt động
Kích thích và chỉnh lưu
Hệ thống sạc xe hơi hoạt động như thế nào?
Khi bật công tắc đánh lửa, ắc quy cung cấp dòng điện kích thích cho rôto của máy phát điện, và rôto tạo ra từ trường. Sau đó, động cơ khởi động và dẫn động máy phát điện hoạt động. Cuộn dây stato cắt các đường sức từ của cuộn dây rôto, tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha, được chuyển đổi thành dòng điện một chiều sau khi chỉnh lưu bằng silicon và xuất ra bên ngoài.
Lúc này, do tốc độ máy phát điện thấp, dòng điện kích thích được cung cấp bởi ắc quy. Khi tốc độ máy phát điện ngày càng cao, công suất phát điện càng lớn, và dòng điện cuộn dây rôto được cung cấp bởi chính dòng điện của máy phát điện. Hiện tượng này được gọi là “tự kích thích”.
Khi động cơ hoạt động bình thường, máy phát điện cũng chạy ở tốc độ cao cùng với động cơ, cung cấp năng lượng điện cho các thiết bị điện của xe, và năng lượng dư thừa được sử dụng để sạc pin. Khi pin đầy, bộ điều chỉnh điện áp sẽ ngắt dòng điện kích thích của rôto và máy phát điện ngừng tạo ra điện. Khi điện áp pin giảm xuống đến một giá trị nhất định, bộ điều chỉnh điện áp sẽ kết nối lại dòng điện kích thích và máy phát điện tiếp tục tạo ra điện.
Quá trình này lặp đi lặp lại để đảm bảo hoạt động bình thường của các thiết bị điện trên xe và giữ cho ắc quy luôn được sạc đầy. Để đảm bảo xe có thể tạo ra điện ngay cả ở tốc độ thấp, tốc độ máy phát điện thường gấp 2,5-3 lần tốc độ động cơ, vì vậy ngay cả khi động cơ không hoạt động, máy phát điện vẫn có thể tạo ra điện bình thường.
Lỗi và bảo trì
Chỉ báo sạc và kiểm tra hàng ngày
Các lỗi và kiểm tra thường gặp của hệ thống sạc
Nếu đèn báo sạc sáng lên hoặc kim đồng hồ đo điện áp thấp hơn 24V khi xe đang chạy, điều đó có nghĩa là máy phát điện không sạc hoặc lượng điện sạc quá thấp, và hệ thống sạc cần được bảo dưỡng.
Các lỗi thường gặp của hệ thống sạc ô tô bao gồm không sạc được, sạc quá mức và sạc không đủ. Nguyên nhân chính của các lỗi này là do tiếp xúc đường dây kém và hỏng máy phát điện. Nói chung, các máy phát điện hiện đại được tích hợp rất cao và không thể tháo rời và sửa chữa trong điều kiện bình thường; chúng chỉ có thể được thay thế toàn bộ.
Trong quá trình sử dụng, không được dùng phương pháp nối đất tức thời đầu ra máy phát điện để xác định xem máy phát điện có tạo ra điện hay không, và không được tháo pin hoặc các thiết bị điện lớn khác khi máy phát điện đang hoạt động ở tốc độ cao. Nếu không, điện áp đột biến có thể làm hỏng các linh kiện điện tử chính xác.
Trong quá trình bảo dưỡng hàng ngày, hãy thường xuyên kiểm tra kết nối giữa máy phát điện và ắc quy để đảm bảo kết nối chắc chắn và đáng tin cậy, không bị rỉ sét ở các mối nối. Cũng cần kiểm tra độ căng của dây đai máy phát điện. Nếu dây đai quá lỏng, tốc độ máy phát điện có thể quá thấp để tạo ra điện năng. Nếu dây đai quá căng, nó có thể dễ làm hỏng dây đai và ổ bi của máy phát điện.
