Máy phát điện ô tô và nguyên lý hoạt động

Máy phát điện ô tô là gì? Nguyên lý hoạt động của nó ra sao? Bạn đã từng đặt ra những câu hỏi đó hoặc bị ai đó hỏi mà không biết trả lời như thế nào. Trong bài viết hôm nay, Thetips sẽ đi sâu vào khía cạnh này. Giúp cho bạn có cái nhìn toàn diện hơn về ứng dụng của máy phát điện trong đời sống.

1. Máy phát điện ô tô là gì?

1.1. Khái niệm

Máy phát điện ô tô là thiết bị nằm trong khoang máy động cơ. Có nhiệm vụ cung cấp điện năng phục vụ cho hoạt động bình thường của xe như ắc quy hay hệ thống đèn xe, còi xe, điều hòa… Đây là một bộ phận quan trọng, không thể thiếu trên ô tô. Nó mang đến sự tiện nghi trong quá trình sử dụng cũng như đảm bảo an toàn cho tài xế khi lái xe.

1.2. Chức năng

• Phát điện

Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ khi một nam châm quay trong một cuộn dây sẽ tạo ra suất điện động (điện áp) trong cuộn dây.

• Chỉnh dòng xoay chiều thành dòng một chiều

Các thiết bị điện trên ô tô sử dụng dòng điện một chiều nên máy phát sẽ cần phải chỉnh lưu dòng điện.

• Chỉnh điện áp đầu ra

Dòng điện được tạo ra dựa trên nguyên lý quay một nam châm trong cuộn dây. Vì vậy mà dòng điện sẽ phụ thuộc vào tốc độ của nam châm tức tốc độ của động cơ (vì nó dẫn động từ trục khuỷu động cơ). Cho nên dòng điện sẽ thay đổi theo tốc độ của động cơ. Chính vì vậy mà cần phải điều áp dòng điện ra sao cho ổn định và phù hợp với các thiết bị điện.

1.3. Cấu tạo máy phát điện ô tô

• Rotor

Roto là một nam châm quay bên trong cuộn dây Stato. Sinh ra từ trường biến thiên để tạo ra lực điện trường trong cuộn dây. Cuộn dây được quấn xung quanh 6 cặp lõi cực (12 cực từ) và lực điện từ được tạo ra khi có dòng điện chạy bên trong. Vì cường độ dòng điện chạy vào roto tăng dần, nên cũng sẽ sinh ra nhiệt. Tùy vào mỗi loại máy phát mà chúng có thể trang bị thêm quạt gió đồng trục với Rotor hoặc chỉ cần thiết kế vỏ bên ngoài tản nhiệt tốt.

• Stato

Stato tạo ra dòng điện xoay chiều 3 pha trong máy phát điện ô tô. Nhờ thay đổi từ thông bởi roto quay. Stato gồm có lõi và cuộn dây được đặt trong khung phía trước. Vì stato tạo ra nhiệt nhiều hơn bất kỳ một bộ phận nào khác trong máy phát điện xoay chiều. Nên người ta sử dụng vỏ cách nhiệt để bảo vệ các cuộn dây.

• Chổi than và cổ góp

Chổi than được làm từ Graphit kim loại được sử dụng để giảm điện trở và điện trở tiếp xúc và đồng thời chống được sự ăn mòn.

• Bộ chỉnh lưu

Bộ nắn dòng thực hiện chức năng chỉnh lưu đầy đủ toàn bộ chu kỳ. Để chuyển toàn bộ dòng điện xoay chiều 3 pha được tạo ra từ các cuộn dây stato thành dòng điện một chiều nhờ 6 điốt hoặc (8 điốt với các điốt ở điểm trung tính).

• Bộ điều áp (tiết chế)

Điều chỉnh điện áp ra sao cho ổn định.

2. Nguyên lý hoạt động

Có nhiều phương pháp tạo ra dòng điện. Trong những máy phát điện ô tô người ta sử dụng cuộn dây và nam châm làm phát sinh ra dòng điện trong cuộn dây. Sức điện động sinh ra trên cuộn dây càng lớn khi

• Số vòng dây quấn càng nhiều,
• Nam châm càng mạnh.
• Tốc độ quay của nam châm càng nhanh.
• Khi nam châm được mang lại gần cuộn dây, từ thông xuyên qua cuộn dây tăng lên. Ngược lại, khi đưa cuộn dây ra xa, đường sức từ xuyên qua cuộn dây giảm xuống.

Đó là những gì chúng ta vừa dựa trên lý thuyết về vật lý cơ bản. Còn trong thực tế được ứng dụng:

• Nam châm vĩnh cửu được thay thế bằng nam châm điện. Ban đầu khi khởi động xe sẽ lấy điện từ acquy.
• Có thêm lõi thép sẽ làm tăng từ thông qua cuộn dây.
• Sinh ra từ thông móc vòng làm từ thông thay đổi liên tục.

Đi đôi với ắc quy, máy phát điện cũng là một bộ phận cực kỳ quan trọng. Nó có thể được mua dễ dàng tại những cửa hàng bán phụ tùng ô tô thay thế. Có 2 loại máy phát điện ô tô có số lượng tìm kiếm và mua nhiều nhất là: Máy phát điện ô tô 12V và 24V. Cũng giống như các tổ máy thông thường, trên thị trường cũng có bán các loại máy cũ với giá tốt hơn để cho người dùng lựa chọn.