Bộ chỉnh lưu và điều chỉnh hiệu điện thế (regulator/rectifier) là một phần quan trọng trong hệ thống điện xe máy, giúp chuyển đổi và ổn định điện áp. Việc hiểu rõ chức năng của bộ phận này giúp duy trì sự hoạt động ổn định và bảo vệ các thiết bị điện trên xe. Theo dõi Phần 1: tại đây

4. Sự chỉnh lưu và điều chỉnh hiệu điện thế (regulator/rectifier)

a. Hệ thống chỉnh lưu dòng điện một pha AC:

– Chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ

– Hệ thống này sử dụng điot và là hệ thống đơn giản nhất chuyển đổi điện từ xoay chiều (AC) sang một chiều (DC). Bởi vì điot chỉ cho dòng điện đi theo một chiều, phần hiệu điện thế âm của dòng xoay chiều sẽ bị cắt đi. Chỉ phần hiệu điện thế dương đi qua điot khi có dòng một pha. Do chỉ sử dụng một nửa chu kỳ nên nó được gọi là chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ. Nó được ứng dụng trong các đời xe phân khối nhỏ.

– Chỉnh lưu một pha cả chu kì được sử dụng ở các xe hạng trung, so với hệ thống chỉnh lưu một pga nửa chu kỳ thì dòng điện sinh ra lớn hơn.

Để chỉnh lưu dòng AC thành dòng DC thì các điot được bố trí như hình dưới đây.
Với chu kì dương, dòng điện sẽ đi qua D1, sạc cho bình điện rồi quay trở lại D2, đường đi mũi tên trắng như hình vẽ. Ở chu kì âm, dòng điện sẽ qua D3 sạc cho bình điện rồi quay trở lại D4 như hình dưới, đường đi được kí hiệu bằng mũi tên đen vì vậy, nó chuyển đổi toàn bộ dòng một chiều thành dòng xoay chiều. Qúa trình trên được gọi là chỉnh lưu một pha cả chu kì.

b. Công tắc chỉnh lưu SCR/ Bộ chỉnh lưu (cục sạc):

Cục sạc được sử dụng phổ biến ở các xe phân khối thấp nó sử dụng SCR* như một công tắc để chỉnh lưu dòng điện và hiệu điện thế được điều khiển với ZD (điot zenno). Cấu trúc của nó đơn giản nhưng tác dụng ổn định hiệu điện thế có thể đạt được.

Đầu ra từ máy pháy xoay chiều AC được đưa vào cổng SCR1, là mạch điều khiển hiệu điện thế DC. Khi hiệu điện thế bình điện giảm so với hiệu điện thế ở cổng vào thì dòng điện từ cổng sẽ tới cực âm và bật công tắc SCR1 ON. Khi SCR1 được mở thì dòng điện từ bộ điều áp tới bình điện.

*SCR: là từ viết tắt của Silicon Controlled Rectifier” hay còn gọi là thyristor.Khi hiệu điện thế đầu vào của dòng AC chuyển từ dương sang âm, thì chiều của hiệu điện thế thyristor bị đảo ngược, khi đó hiệu điện thế âm bị cắt đi.

Khi đầu hiệu điện thế đầu ra tăng lên và đạt được mức cho phép của điốt, (ZD1, ZD2), thì điốt zen nơ nối mát (ngắt mạch) đầu ra của bộ chỉnh lưu, điều khiển hiệu điện thế. Hệ thống sẽ gây ra hiện tượng quá sạc nếu mát bị đứt hay bị rút giắc ra.

c. Chức năng điều khiển điện áp:

Một số hệ thống có mạch điện ngoài điều khiển hiệu điện thế của đèn lái, hệ thống này cũng ổn áp hiệu điện thế sạc cho bình điện. Vì lí do này nên việc thêm một mạch điều khiển điện thế cho đèn lái là không cần thiết.

Hiệu điện thế đến đèn lại được nhận ra bởi mạch điện điều chỉnh hiệu điện thế AC. Nếu giá trị hiệu điện thế vượt quá mức cho phép thì dòng điện sẽ được sẽ được dẫn qua cổng SCR2. Sau đó SCR2 sẽ chuyển sang ON, nó sẽ nối thông hiệu điện thế âm với mát, để điều khiển hiệu điện thế.

Phần hiệu điện thế âm sinh ra sẽ không bao giờ sử dụng để sạc cho bình điện, nó có ảnh hưởng xấu đến hiệu quả của quá trình sạc bình điện.
Cắt đi phần âm của hiệu điện thế cũng có nghĩa là cắt đi một phần năng lượng trong tổng năng lượng tới đèn lái.

d. Chỉnh lưu hoàn toàn ba pha:

Hệ thống chỉnh lưu 3 pha sử dụng 6 điot, sóng đầu ra ổn định hơn so với các chỉnh lưu 1 pha.

Chỉnh lưu 3 pha chủ yếu sử dụng cho các xe có phân khối lớn với tải trọng điện lớn. Không có cuộn dây của đèn trước trong hệ thống.

Máy phát điện xoay chiều với nam châm vĩnh cửu thì SCR có cơ chế hoạt động giống như loại một pha.

Khi hiệu điện thế bình điện đạt ở giá trị giới hạn, thì công tắc SCR đặt ở vị trí ON, cắt dòng điện 3 pha từ máy phát và điều khiển hiệu điện thế sạc.

Đường nhận ra hiệu điện thế bình điện có thể nằm bên trong tiết chế chỉnh lưu như thấy ở hình dưới, do vậy không có đường dây màu đen.

e. Tiết chế chinh lưu 3 pha loại kích:

Đầu ra tiết chế được điều khiển bởi dòng điện của cuộn kích. Vì vậy nó được hợp nhất với tiết chế chỉnh lưu. Mạch điện nhận ra hiệu điện thế bình điện, khi hiệu điện thế yếu thì mạch điều khiển mở transitor sang vị trí ON. Tại vị trí này thì dòng điện từ bình điện qua công tắc khởi động tới cuộn kích, transitor rồi trở về mát. Khi có từ trường trong rôto thì xuất hiện dòng điện xoay chiều.

Khi dòng điện sạc vuợt qua một giá trị cụ thể, mạch điều khiển sẽ ngắt mạch transitor, ngắt dòng điện ở cuộn kích và dòng điện từ máy phát. Bởi vì hiệu điện thế biến đổi bằng cách chuyển trạng thái ON/OFF theo chu kỳ, hiệu điện thế trung bình được hiện thị nếu sóng một chiều DC được đo bằng đồng hồ đo điện, hiệu điện thế này sẽ nhỏ hơn hiệu điện thế cực đại

Ở hệ thống này, nếu tách rời hay ngắn mạch ở cuộn kích, thì máy phát điện không thể hoạt động đúng cách. Ngược lại, khi dây mát bị đứt thì hiệu điện thế của hệ thống không thể kiểm soát và gây ra hiện tượng quá sạc.

f. Tiết chế chỉnh lưu:

Diode ở trong tiết chế chỉnh lưu chuyển dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều, đồng thời chúng cũng sinh ra nhiệt trong quá trình này. Khi bị quá nhiệt thì tụ điện trong tiết chế chỉnh lưu có thể bị hỏng, vì vậy cần phải làm mát chúng để phòng chống hiện tượng quá nhiệt.

Rất nhiều tiết chế chỉnh lưu có các cánh tản nhiệt như hình bên, khi xe chạy thì khí đi qua các cánh tản nhiệt này và làm mát cho các phần bán dẫn bên trong. Một vài loại chúng tản nhiệt qua các vật khác mà chúng được gắn vào (như qua các hệ thống khung) mà không sử dụng các cánh tản nhiệt. Nếu hệ thống thông gió bị hỏng thì tụ sẽ bị hỏng làm cho hệ thống sạc bị ảnh hưởng. Tránh đưa giẻ cũng như ni lông vào chỗ tiết chễ chỉnh lưu, nếu không nó sẽ bị quá nhiệt.

Sự ổn định của hệ thống điện trên xe máy phụ thuộc nhiều vào bộ chỉnh lưu và điều chỉnh hiệu điện thế. Bảo dưỡng đúng cách bộ phận này không chỉ kéo dài tuổi thọ xe mà còn đảm bảo an toàn cho người dùng.