THÔNG SỐ VÀ ĐẠI LƯỢNG CHÍNH CỦA MỘT SỐ XE ĐẠP ĐIỆN HIỆN CÓ MẶT TRÊN THỊ TRƯỜNG VIỆT NAM
ĐIỆN HIỆN CÓ MẶT TRÊN THỊ TRƯỜNG VIỆT NAM
Trên thị trường Việt Nam hiện nay, nhiều hãng xe đạp điện nổi tiếng trong và ngoài nước đã xuất hiện, bao gồm các thương hiệu như Honda, Yamaha, Gaint, Brigestone, Hkbike và Asama, với thiết kế mẫu mã đẹp mắt.
Xe ngoài nước có nhiều màu sắc và mẫu mã đẹp, thu hút người tiêu dùng Tuy nhiên, chế độ bảo hành và bảo trì sau khi mua hàng thường không được đảm bảo.
Xe đạp điện trong nước thường có thiết kế đơn giản và màu sắc hạn chế, nhưng dịch vụ bảo hành và bảo trì sau khi mua hàng rất tận tâm Việc chọn lựa một chiếc xe đạp điện phù hợp với ngân sách và sở thích cá nhân không quá khó khăn Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu quả sử dụng, độ bền và sự tiện lợi là những yếu tố quan trọng mà người tiêu dùng cần chú ý.
Khi chọn xe, ngoài kiểu dáng và màu sắc ưa thích, các thông số kỹ thuật cũng rất quan trọng Những thông số này ảnh hưởng đến tốc độ, khả năng mang tải và quãng đường di chuyển của xe, giúp bạn lựa chọn phương tiện phù hợp nhất với nhu cầu của mình.
- Loại động cơ: động cơ 1 pha, 3pha
Công suất động cơ là yếu tố quan trọng liên quan đến khả năng mang tải Động cơ có công suất càng cao, như 250W, 350W, 380W, 500W, thì khả năng mang tải càng lớn, tuy nhiên lượng điện tiêu thụ cũng sẽ tăng theo.
Điện áp cung cấp cho động cơ thường là 24V, 36V hoặc 48V Khi điện áp tăng, số lượng bình ắc quy cần sử dụng cũng sẽ tăng theo.
Điện áp và dung lượng của bình ắc quy thường gặp là 12V/7ah, 12V/10ah, 12V/12ah Dung lượng này ảnh hưởng đến quãng đường di chuyển sau mỗi lần sạc đầy và thời gian cần thiết để sạc Tùy thuộc vào từng nhà sản xuất và cấu trúc của xe, việc lựa chọn bình ắc quy phù hợp là rất quan trọng.
1.2.1 Thông số kỹ thuật của xe đạp điện hãng Yamaha
Hình 1.1: Xe đạp điện Yamaha ICATS H1
Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật của xe Yamaha ICATS H1
Chiều dài chiều rộng chiều cao 1539mm 635mm 1015mm
Chiều cao yên xe 750mm Đường kính bánh xe Bánh trước:455mm,Bánh sau:455mm
Cách thức thao tác Tự động
Quãng đường đi được khi pin đầy 50km
Vận tốc tối đa 20km/h-30km/h
Phụ kiện xe Ắc quy 48V-15Ah
Sạc điện Tự động ngắt khi ắc quy đầy
Thời gian sạc 6-8giờ Điện áp 220v-50Hz Động cơ xe Động cơ 3 pha,Công suất 240W Điện áp động cơ 48V
Khả năng trở vật nặng 100kg
1.2.2 Thông số kỹ thuật của xe đạp điện hãng Bridgestone
Hình 1.2: Xe đạp điện Bridgestone MLI
Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật của xe Bridgestone MLI
Chiều dài Chiều rộng Chiều cao 1820mm 670mm 1046mm
Chiều cao yên xe 745~900mm Đường kính bánh xe Bánh trước:22” 1.95”,Bánh sau:24” 1.95”
Vận hành Đạp trợ lực
Cách thức thao tác Tự động
Quãng đường đi được khi pin đầy 60km
Vận tốc tối đa 30km/h
Phụ kiện xe Ắc quy Pin Lithium-ion
Sặc điện Tự động ngắt khi ắc quy đầy
Công suất 350W Động cơ xe Trơn bóng,đông cơ chổi than Điện áp động cơ 36V Điện áp 220V-50Hz
Khả năng chở vật nặng 120kg
1.2.3 Thông số kỹ thuật của xe đạp điện hãng Honda
Hình 1.3: Xe đạp điện Honda Harricane
Bảng 1.3: Thông số kỹ thuật của xe Honda Harricane
Chiều dài chiều rộng Chiều cao 1616×720×1010 mm
Chiều cao yên xe 724 mm Đường kính bánh xe Bánh trước: 16” 2.125, Bánh sau:
Vận hành Đạp trợ lực
Cách thức thao tác Tự động
Quãng đường đi được khi pin đầy 55km
Vận tốc tối đa 25km/h – 35km/h
Phụ kiện xe Ắc quy 48V -12Ah – 14Ah
Sạc điện Tự động ngắt khi ắc quy đầy
Công suất 350W Động cơ xe Động cơ 3fa Điện áp động cơ 48V Điện áp 220V-50Hz
Khả năng chở vật nặng 100kg
1.2.4 Thông số kỹ thuật của xe đạp điện hãng Gaint
Hình 1.4: Xe đạp điện Giant 133M
Bảng 1.4: Thông số kỹ thuật của xe Giant 133M
Chiều dài Chiều rộng Chiều cao 1588×605×1015 mm
Chiều cao yên xe 724 mm Đường kính bánh xe Bánh trước: 16” 2.525, Bánh sau:
Cách thức thao tác Tự động
Quãng đường đi được khi pin đầy 55km
Vận tốc tối đa 25km/h – 35km/h
Phụ kiện xe Ắc quy 48V -15Ah
Sặc điện Tự động ngắt khi ắc quy đầy
Công suất 250W Động cơ xe Động cơ 3fa Điện áp động cơ 48V Điện áp 220V-50Hz
Khả năng chở vật nặng 100kg
HÌNH DÁNG – KẾT CẤU XE ĐẠP ĐIỆN
Thị trường xe đạp điện hiện nay có hơn 14 loại với gần 60 mẫu mã đa dạng, từ xe có động cơ kéo đơn giản đến những mẫu thiết kế hiện đại với bình điện gắn trong thân xe Xe đạp điện Trung Quốc chỉ chiếm khoảng 10% thị trường, trong khi phần lớn còn lại là sự cạnh tranh giữa các thương hiệu nội địa như Hitasa, Yamaha, Miyata, Asama, Bridgestone, Songtian, Giant, Delta và Five Stars.
Xe đạp điện Trung Quốc nổi bật với thiết kế bắt mắt, mang lại cảm giác khỏe khoắn và chắc chắn, tương tự như một chiếc xe máy Xe được trang bị hai hệ thống giảm xóc trước và sau, trong đó giảm xóc sau có thể là một giảm xóc cối mạnh mẽ hoặc hai phuộc nhún hai bên, giúp xe vận hành ổn định hơn và giảm thiểu độ xóc khi di chuyển trên các đoạn đường xấu, phù hợp với địa hình Việt Nam.
Bánh xe có thiết kế bánh mập với vành gang đúc cỡ 480, giúp người già và phụ nữ sử dụng dễ dàng hơn Bình ắc quy được tích hợp bên trong, không lộ ra ngoài và được lắp ngay dưới yên, mang lại sự thuận tiện khi sạc điện và tháo lắp.
Hệ thống đèn của xe được thiết kế hiện đại với cụm đèn pha và đèn xi-nhan liền mạch, mang lại sự tiện lợi trong việc điều khiển Công tắc đèn pha và đèn xi-nhan được bố trí ở hai bên tay lái, dễ dàng sử dụng Mặt trên có công tơ mét hiển thị đèn báo hiệu điện của bình ắc quy và tốc độ xe khi di chuyển Phía sau xe, cụm đèn hậu, đèn báo phanh và đèn xi-nhan được sắp xếp gọn gàng và hợp lý.
Yên xe được thiết kế giống như yên xe máy, cho phép chở thêm người Hệ thống phanh kết hợp giữa phanh đĩa và phanh bát, đảm bảo an toàn hơn khi xe vận hành ở tốc độ cao.
Xe Trung Quốc có thiết kế xích trần mà không có xích hộp, điều này làm cho xe dễ bị hỏng khi gặp nước Do thiết kế kín nước, khi đi trong mưa hoặc ngập nước, nước có thể xâm nhập vào động cơ, gây hư hỏng Bộ điều tốc được đặt dưới gầm xe cũng dễ bị hỏng khi xe ngập nước.
Xe đạp điện hiện nay có nhiều mẫu mã và kiểu dáng đa dạng, phù hợp với từng độ tuổi như học sinh, sinh viên và người già Với thiết kế nhỏ gọn, đẹp mắt và độc đáo, xe dễ dàng tháo lắp và được trang bị đèn sáng ở cả phía trước và sau Khung xe làm từ nhôm chắc chắn, yên xe có thể điều chỉnh độ cao để phù hợp với người sử dụng Hệ thống phanh trước và sau đảm bảo an toàn, bánh xe nhỏ gọn cùng giảm xóc hiệu quả, rất thích hợp cho các bạn trẻ.
Xe đạp thể thao với thiết kế độc đáo và mạnh mẽ, trang bị nút bật đèn trước và đèn báo hiệu lượng điện, cùng bình ắc quy dễ dàng tháo ra Thiết kế chắc chắn, yên có thể điều chỉnh chiều cao, phanh trước và sau an toàn, tay ga dễ sử dụng, phù hợp cho mọi đối tượng Ngoài ra, xe còn là lựa chọn lý tưởng để vận động và rèn luyện sức khỏe.
Xe đạp điện không có bàn đạp, chỉ chạy bằng điện, thường có thiết kế bắt mắt và sang trọng Loại xe này rất phù hợp cho người cao tuổi, mang lại sự tiện lợi và phong cách.
Hình 1.5: Kết cấu của xe đạp điện
Bảng 1.5: Tên các ký hiệu trên hình 1.5
1 Lốp 7 Bình điện 13 Càng trước
2 Vành 8 Cọc yên 14.Để chân
3 Nan hoa 9 Tay ga 15 Đùi
4 Chắn bùn sau 10 Phốt tăng 16.Hộp xích
Phân loại động cơ điện một chiều
Động cơ điện 1 chiều phân loại theo kích từ thành những loại sau:
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều
Động cơ điện một chiều có cấu trúc gồm 3 bộ phận chính: phần cảm, phần ứng, cổ góp và chổi than
Phẩn cảm là bộ phận tạo ra từ trường đặt ở stato, thông thường phần cảm là một nam châm điện gồm có cực từ N-S và cuộn dây kích từ
Phần ứng của máy có lõi thép đặt ở rotor với rãnh phay để cuốn dây Mỗi cuộn dây được kết nối với hai lá góp của cổ góp điện Trong chế độ máy phát, cần cấp điện một chiều cho cuộn kích từ và nối rotor với động cơ sơ cấp để quay rotor Khi rotor quay trong từ trường phần cảm, sức điện động sẽ xuất hiện trong cuộn dây và được cổ góp cùng chổi than nắn thành sđđ một chiều Ngược lại, trong chế độ động cơ, cần cấp điện một chiều cho cả cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng, khi đó dòng điện trong phần ứng sẽ tương tác với từ trường phần cảm, tạo ra mô men quay cho rotor.
Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo động cơ điện một chiều.
Phương trình cân bằng sđđ của động cơ
Khi máy điện một chiều đã kích từ được kết nối vào lưới điện, cuộn cảm ứng sẽ tạo ra dòng điện Dòng điện này tương tác với từ trường, sinh ra lực theo quy tắc bàn tay trái, tạo ra momen điện từ giúp rotor quay với tốc độ nhất định Đồng thời, trong cuộn dây sẽ xuất hiện sức điện động cảm ứng.
Eư =ke (2.1) Ở chế độ quá độ, khi n,I ư thay đổi ta có phương trình sau:
U ư +(-e ư )+(-L a di ư /dt)=i ư R ư (2.2) Ở chế độ ổn định (n = const, Iư = const) ta có:
Trong đó: E ư : sức điện động phần ứng
Iư: dòng điện phần ứng.
Đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều
a Đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập và song song
Đường đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập và song song thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ và mô men điện từ, với công thức =f(M) khi Ikt được giữ cố định.
Dòng kích từ được xắc định bằng:
Ikt =Ukt /Rkt , =ktikt (2.4) Phương trình đặc tính cơ điện:
=(Uư – Iư Rư)/k (2.5) Trong đó: 0 =Uư /klà tốc độ không tải
k 2 b Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp
Hình 2.3: Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp
Trong máy này: Ikt=Iư
Khi 0 < Iư < Iđm – Máy chưa bão hoà
Trong phạm vi dòng tải nhỏ hơn hoặc bằng dòng định mức, đặc tính của động cơ có dạng hyperbol Khi dòng điện Iư vượt quá dòng định mức Iđm, máy sẽ rơi vào trạng thái bão hòa, dẫn đến đặc tính cơ không còn trùng với đường hyperbol nữa Điều này đặc biệt quan trọng trong việc hiểu đặc tính cơ của động cơ kích từ hỗn hợp.
Động cơ kích từ hỗn hợp có hai cuộn kích từ: cuộn nối tiếp và cuộn song song, với đặc tính cơ tương tự như động cơ nối tiếp hoặc song song, tùy thuộc vào cuộn nào chi phối Trong động cơ nối thuận, điện áp của hai cuộn dây cùng chiều, nhưng cuộn song song đóng vai trò chính Khi so sánh với động cơ kích từ nối tiếp, động cơ kích từ hỗn hợp cho thấy tốc độ không tải khác biệt, với từ thông nối tiếp bằng không nhưng từ thông song song không bằng không, dẫn đến tốc độ không tải Khi dòng tải tăng, từ thông cuộn nối tiếp tác động, khiến đặc tính cơ mang tính chất động cơ nối tiếp Hình 2.4 minh họa đặc tính n=f(I) của các loại động cơ khác nhau, giúp dễ dàng so sánh Hình 3 thể hiện rõ hơn đặc tính cơ của động cơ kích từ hỗn hợp.
Khởi động động cơ một chiều
Khởi động trực tiếp là phương pháp đưa động cơ vào lưới điện mà không cần thiết bị phụ trợ Dòng khởi động được tính toán theo công thức: Ikđ = U / R dm, trong đó U là điện áp, R là điện trở và dm là thời gian khởi động.
Do Rt nhỏ, giá trị Ikđ rất lớn (20 25) Iđm, dẫn đến sự tăng dòng đột ngột gây ra tia lửa điện ở cổ góp, tạo ra xung cơ học và làm giảm điện áp lưới Phương pháp này hầu như không được sử dụng Một phương pháp khác là khởi động bằng điện trở khởi động.
Hình 2.5: Đặc tính cơ khởi động dùng điện trở khởi động
Người ta đưa vào rotor 1 điện trở có khả năng điều chỉnh và gọi là điện trở khởi động dòng khởi động bây giờ có giá trị:
Điện trở khởi động được ngắt dần khi tốc độ tăng, và cần chọn nấc khởi động đầu tiên sao cho dòng phần ứng không quá lớn và momen khởi động không quá nhỏ Đối với cùng một dòng phần ứng, động cơ kích từ nối tiếp sẽ có momen khởi động lớn hơn so với động cơ kích từ song song.
Khi sử dụng động cơ kích từ song song với điện trở khởi động, cần nối sao cho cuộn kích từ luôn được cấp điện áp định mức nhằm đảm bảo hiệu suất tối đa Nếu mạch kín từ có điện trở điều chỉnh, điện trở này phải được ngắn mạch trong quá trình khởi động.
Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều
Các phương pháp điều chỉnh tốc độ
- Thay đổi điện áp nguồn nạp
- Thay đổi điện trở mạch rotor
- Thay đổi từ thông n a Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn nạp
Khi cho U ư = var thì o = var, và nếu Mc = const, chúng ta có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ Sự thay đổi điện áp nạp sẽ ảnh hưởng đến các đặc tính cơ song song Việc điều chỉnh tốc độ thông qua thay đổi điện áp nạp chỉ cho phép giảm tốc độ, vì mỗi cuộn dây đã được thiết kế với U đm, do đó không thể tăng điện áp đặt lên cuộn dây Hình vẽ minh họa đặc tính cơ của động cơ khi U ư = var.
Hình 2.6: Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn nạp b Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rotor
Để điều chỉnh độ giảm tốc độ, ta có thể thay đổi R đc trong công thức = M.(Rt + R đc) Khi M giữ hằng số, việc điều chỉnh R đc sẽ ảnh hưởng đến tốc độ động cơ.
Hình 2.7: Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rotor
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở mạch phần ứng có những ưu khuyết điểm sau:
- Dễ thực hiện, giá thành rẻ
- Điều chỉnh tương đối láng
Phạm vi điều chỉnh tốc độ của hệ thống này khá hẹp và phụ thuộc vào tải, với tải lớn giúp mở rộng phạm vi điều chỉnh Tuy nhiên, việc điều chỉnh ở gần tốc độ không tải không khả thi và tiêu tốn nhiều năng lượng Nghiên cứu cho thấy, khi giảm 50% tốc độ định mức, tổn hao trên điện trở điều chỉnh chiếm đến 50% công suất đầu vào Do điện trở điều chỉnh tốc độ phải hoạt động lâu dài, nên không thể sử dụng điện trở khởi động, vốn chỉ hoạt động trong thời gian ngắn, để làm điện trở điều chỉnh tốc độ Một phương pháp khác để điều chỉnh tốc độ là thay đổi từ thông.
Hình 2.8: Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông
Khi M và U đều không đổi, dòng kích từ sẽ thay đổi, dẫn đến việc tăng tốc độ Cụ thể, khi từ thông giảm, dòng điện ở rotor tăng lên, nhưng điều này không làm thay đổi biểu thức, vì điện áp ở Rt chỉ chiếm một phần nhỏ so với điện áp phần ứng Do đó, khi từ thông giảm, tốc độ sẽ tăng; tuy nhiên, nếu tiếp tục giảm dòng kích từ, sẽ có một thời điểm tốc độ không thể tăng thêm nữa do momen điện từ của động cơ giảm.
Phương pháp này chỉ thực hiện khi từ thông giảm tốc độ còn tăng
Trên hình vẽ biểu diễn đặc tính cơ khi từ thông thay đổi
- Phương pháp thay đổi từ thông để điều chỉnh tốc độ rất láng và kinh tế
- Không điều chỉnh tốc độ ở dưới tốc độ định mức
Không nên giảm kích thước từ xuống mức giá trị không, vì điều này có thể dẫn đến tình trạng chỉ còn từ dư khi tải tăng tốc độ quá lớn Thường thì, người ta thiết kế bộ điện trở điều chỉnh để đảm bảo rằng mạch từ luôn được giữ kín và không bị hở.
Tổn hao và hiệu suất máy điện một chiều
Trong máy điện có hai loại tổn hao: tổn hao chính và tổn hao phụ
+ Tổn hao cơ (tổn hao ổ bi, tổn hao ma sát ở cổ góp, ma sát với không khí)
+ Tổn hao sắt từ trong cuộn rotor và stator, trong cuộn phụ, cuộn khử trong mạch kích từ
+ Tổn hao ở hai lớp tiếp xúc của chổi than và vành khuyên
Tổn hao phụ trong lõi thép và đồng bao gồm tổn hao dòng xoáy, tổn hao nối cân bằng, và tổn hao do phân bố từ trường không đều, cùng với mật độ không đồng nhất ở chổi than.
Hiệu suất của động cơ được tính như sau:
P 1 P Trong đó: P : Tổng hợp các tổn hao của máy
Động cơ điện BLDC (Brushless DC motor)
2.1.2.1 Giới thiệu chung về động cơ BLDC Động cơ DC không chổi than-BLDC (Brushles Dc motor) là một dạng động cơ đồng bộ tuy nhiên động cơ BLDC kích từ bằng một loại nam châm vĩnh cửu dán trên rotor và dùng dòng điện DC ba pha cho dây quấn phần ứng stator Cũng giống như động cơ đồng bộ thông thường, các cuộn dây BLDC cũng được đặt lệch nhau 120 điện trong không gian của stator Các thanh nam châm được dán chắc chắn vào thân rotor làm nhiệm vụ kích từ cho động cơ Đặc biệt điểm khác biệt về hoạt động của động cơ BLDC so với các động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu khác là đông cơ BLDC bắt buộc phải có cảm biến vị trí rotor để cho động cơ hoạt động Nguyên tác điều khiển của động cơ BLDC là xắc định vị trí rotor để điều khiển dòng điện vào cuộn dây stator tương ứng, nếu không động cơ không thể tự khởi động hay thay đổi chiều quay Chính vì nguyên tác điều khiển dựa vào vị trí rotor như vậy nên động cơ BLDC đòi hỏi phải có một bộ điều khiển chuyên dụng phối hợp với cảm biến Hall để điều khiển động cơ a Ưu điểm Động cơ DC không chổi than BLDC (Brushles DC motor) có các ưu điểm của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu như: tỷ lệ momen/quán tính lớn, tỷ lệ công suất trên khối lượng cao
Động cơ được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu giúp giảm tổn hao đồng và sắt trên rotor, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động Loại động cơ này không cần chổi than và vành trượt, giúp tiết kiệm chi phí bảo trì Ngoài ra, chúng ta có thể điều chỉnh đặc tính động cơ bằng cách thay đổi tính chất của nam châm kích từ và cách bố trí của chúng trên rotor.
Một số đặc tính nổi bật của động cơ BLDC khi hoạt động:
- Mật độ từ thông khe hở không khí lớn
- Tỷ lệ công suất/khối lượng máy điện cao
- Tỷ lệ momen/quán tính lớn (có thể tăng tốc nhanh)
- Vận hành nhẹ nhàng(dao động của momen nhỏ)thậm chí ở tốc độ thấp
- Mômen điều khiển được ở vị trí bằng không
- Vận hành ở tốc độ cao
- Có thể tăng tốc và giảm tốc trong thời gian ngắn
- Kết cấu gọn b Nhược điểm
Động cơ BLDC có giá thành cao do sử dụng nam châm vĩnh cửu, nhưng công nghệ hiện nay đang giúp giảm chi phí này Động cơ được điều khiển bởi bộ điều khiển với điện ngõ ra dạng xung vuông và có cảm biến Hall bên trong để xác định vị trí rotor, điều này làm tăng chi phí đầu tư Tuy nhiên, việc này cho phép điều khiển tốc độ và mô men của động cơ một cách dễ dàng và chính xác hơn.
Nam châm sắt dễ bị từ hóa nhưng khả năng tích từ thấp và dễ bị khử từ, đồng thời tính chất từ giảm khi nhiệt độ tăng Tuy nhiên, với sự phát triển của nam châm hiếm hiện nay, những nhược điểm này đã được cải thiện đáng kể.
2.1.2.2 Cấu tạo động cơ BLDC
Động cơ một chiều không chổi than (BLDC) khác với động cơ một chiều truyền thống, khi mà phần ứng đứng yên nằm trên stator và phần cảm quay nằm trên rotor Stator bao gồm lõi sắt được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện và dây quấn, với cuộn ứng được đặt trong các rãnh của stator giống như ở động cơ một chiều thông thường Rotor thường được cấu tạo từ nam châm vĩnh cửu.
Hình 2.9: Cấu tạo của động cơ BLDC của Micrichip
2.1.2.3 Cấu trúc động cơ BLDC
Nam châm vĩnh cửu dùng để kích từ thường là nam châm điện từ hoặc nam châm hiếm như AlNiCo, NdFeB, SmCO Hiện nay, nam châm hiếm được ưa chuộng hơn nhờ vào từ dư lớn, tính ổn định từ tính khi nhiệt độ tăng và khả năng chống khử từ Công nghệ chế tạo nam châm ngày càng phát triển, cải thiện đáng kể các đặc tính từ, nâng cao chất lượng nam châm Điều này góp phần thúc đẩy việc sản xuất và ứng dụng động cơ BLDC.
Có hai kiểu rotor trong động cơ dựa trên cách dán nam châm: rotor có nam châm dán trên bề mặt bên ngoài (rotor-surface-mounted magnet) và rotor có nam châm nằm bên trong (interior magnets).
Hình 2.10: Nam châm được đặt trên rotor của động cơ BLDC a,b,c: nam châm dán bề mặt ngoài rotor d,e,f,g: nam châm đặt bên trong rotor
Có hai kiểu động cơ dựa trên vị trí tương đối của rotor và stator: động cơ rotor nằm bên trong (interior rotor) và động cơ rotor nằm bên ngoài (exterior rotor) Một loại động cơ đặc trưng là động cơ nam châm dán trên bề mặt rotor.
Máy điện sử dụng nam châm vĩnh cửu gắn trên rotor được coi là một động cơ cực từ ẩn, với thiết kế và cấu trúc stator cùng cuộn dây tương tự như máy điện đồng bộ truyền thống Nam châm vĩnh cửu được lắp chặt trên bề mặt rotor, nhưng do độ thẩm từ của nam châm rất nhỏ so với sắt, nên ảnh hưởng của khe hở không khí đến hiệu suất máy là rất lớn Trong quá trình phân tích máy điện đồng bộ sử dụng nam châm vĩnh cửu, giả thiết thường được đưa ra là khe hở không khí là đồng dạng.
Hình 2.11: Kiểu rotor nam châm dán ngoài bề mặt
Khi các thanh nam châm được gắn trên bề mặt rotor, độ thẩm từ tăng từ 1,02-1,2, tạo ra cường độ từ trường lớn, cho phép bỏ qua hiện tượng cực lồi và điện cảm từ hóa trên các trục Với khe hở không khí lớn, điện cảm đồng bộ nhỏ, giúp loại bỏ hiện tượng phản ứng phần ứng, dẫn đến hằng số điện của cuộn stator nhỏ Nam châm dán trên rotor có thể có nhiều hình dạng, trong đó nam châm dạng cung tạo ra từ thông ổn định và mômen ít dao động Đối với động cơ có nam châm vĩnh cửu bên trong rotor, việc đặt nam châm vuông góc hoặc chéo nhau giúp giảm thiểu ảnh hưởng của khe hở không khí, cho phép vận hành dễ dàng trong vùng từ trường yếu Tuy nhiên, do khe hở không khí không đồng dạng, việc điều khiển trở nên phức tạp hơn với mômen tạo ra bao gồm cả thành phần cơ bản và cưỡng bức.
Hình 2.12: Kiểu rotor nam châm nằm bên trong
2.1.2.4 Phương trình mô hình toán cho động cơ BLDC a Phương trình điện áp tức thời
Phương trình điện áp Kirchhoff cho động cơ đồng bộ: v 1=ef+R1ia+Ls (2.12) Trong đó: ef là sức điện động cảm ứng tức thời của cuộn dây một pha
R1 là điện trở của cuộn dây một pha
I a là dòng điện tức thời của một pha dây quấn stator
Ls là cảm kháng của dây quấn trên một pha, và đây là phương trình điện áp một pha tính tại điểm trung tính của hệ thống Trong động cơ 3 pha nối sao Y, khi dạng sóng điện áp vào là toàn cho kỳ, luôn có hai cuộn dây cùng có dòng điện chạy qua tại một thời điểm nhất định.
Do đó phương trình điện áp có dạng: v 1 =e fA -e fB +2R 1 i a +2L s (2.13) Trong đó: e fA -e fB là điện áp cảm ứng dây e fAB , có thể viết lại e fL-L v 1 =(e fA -e fB )+2R 1 i a +2L s (2.14)
Động cơ BLDC sử dụng dòng điện một chiều cho cuộn dây phần ứng, cho phép chúng ta bỏ qua cảm kháng của cuộn dây Điện áp một chiều V dc được đưa vào bộ biến đổi điện áp, với v 1 = V dc.
Phương trình được viết lại cho động cơ BLDC: Đối với điện áp dạng bán sóng: ia(t)= (2.15) Đối với dạng điện áp toàn sóng: ia(t)= (2.16)
Nếu xét đến cảm kháng Ls và giả thiết e fL-L =EfL-L gần bằng hằng số thì phương trình được viết lại như sau: i a (t)= (1-e.R 1 L 1 t )+I a0 e.(R 1 /L 1 )t (2.17)
Trong đó: I a0 là dòng điện tại thời điểm t=0 b Sức điện động cảm ứng
Sức điện động cảm ứng EMF của cuộn dây được tính theo công thức của tốc độ rotor n: Đối với điện áp bán sóng:
E f =C Edc f n=K Edc n (2.18) Đối với điện áp toàn sóng:
Hằng số sức điện động cảm ứng, ký hiệu là C Edc f hoặc K Edc, được xác định bởi công thức E fL - C Edc f n = K Edc n Trong đó, kích từ của nam châm vĩnh cửu được coi là không đổi với f = const.
CEdc được xắc định theo công thức:
Với : k w1 là hệ số dây quấn
N1 số vòng dây quấn của một pha p số cặp của động cơ c Mômen điện từ
Mômen điện từ của động cơ BLDC được xắc định giống như của động cơ DC có chổi than:
Td=CTdc fIa=KTdcIa (2.21) Trong đó: C Tdc f =K Tdc là hằng số mômen
Hằng số moomen được xắc định theo công thức:
C Tdc = (2.22) d Vận tốc dài của rotor
Vận tốc dài m/s được tính theo công thức: v= =2 pn (2.23)
Trong động cơ BLDC, sức điện động và mômen được tạo ra phụ thuộc vào số cặp cực và số vòng quay của rotor Khi sử dụng dây quấn nối Y, tại một thời điểm, dòng điện chỉ chạy qua hai trong ba cuộn dây của stator Do dòng điện DC kích từ bằng 0, công thức tính sức điện động tương tự như động cơ DC.
Sức điện động cảm ứng E fL-L là tổng sức điện động của hai cuộn dây nối tiếp, trong khi điện áp Vdc là điện áp DC cung cấp cho bộ điều khiển.
Xét điều kiện lý tưởng với từ thông dạng hình chữ nhật không đổi
Bmb=const trong giai đoạn 0 x ta có từ thông cảm ứng từ: f=Li dx= LiBmg (2.25)
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Sơ đồ nguyên lý phần điều khiển BLDC cho thấy vị trí rotor được đọc qua 3 cảm biến Hall Tín hiệu này được lọc nhiễu và đệm trước khi đưa vào bộ điều khiển BLDC và mạch Hall pulses Bộ điều khiển BLDC sử dụng tín hiệu từ vi điều khiển và cảm biến Hall để phát ra tín hiệu điều khiển cho Mosfet driver, nhằm điều khiển động cơ Mạch Hall pulses bao gồm 2 cổng X-OR, hoạt động như một encoder, tạo ra xung tương ứng khi động cơ quay.
Hình 2.27 : Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển BLDC
IC MC33035 có cấu tạo 24 chân, trong đó chân 19, 20, 21 là đầu ra dòng điện ba pha, và chân 4, 5, 6 nhận tín hiệu ba pha Các chân ra khác bao gồm chân 24, 1, 2, trong khi cảm biến dòng được kết nối với chân 9 và 15 Mạch dao động được điều chỉnh tần số qua điện trở RT trên chân 8, 10 và tụ điện CT trên chân 10 và mass Chân 8 cung cấp mức điện áp chuẩn, chân 3 nhận tín hiệu đảo chiều quay, và chân 22 dùng để chọn góc pha của tín hiệu ra Chân 7 kiểm soát dòng ra, IC hoạt động với chân 16 nối mass và nguồn Vcc tại chân 18 (cũng như chân 17) Cuối cùng, chân 23 nhận tín hiệu tạo tác dụng phanh.
Hình 2.28 : Cấu tạo IC MC33035
Sơ đồ khối của MC33035 hiển thị trong hình 2.29, trong đó tín hiệu điều khiển và tín hiệu hồi tiếp từ các cảm biến Hall được đưa vào khối giải mã vị trí rotor Khối này giải mã tín hiệu từ ba cảm biến Hall và cung cấp xung điều khiển tương ứng như mô tả trong hình 2.30 MC33035 điều chỉnh tốc độ động cơ thông qua việc điều chỉnh độ rộng xung 3 khóa tầng dưới.
Hình 2.29 : Sơ đồ khối chức năng của IC MC33035
Hình 2.30: Giá trị cổng ra của MC33035
Trên hình 2.31 là hình ảnh độ rộng xu ng của IC33035
Hình 2.31 minh họa độ rộng xung của MC33035, được tạo ra từ bộ so sánh điện áp giữa chân số 10 (dao động tam giác) và chân số 13 (đầu vào PWM) MC33035 thực hiện so sánh hai tín hiệu analog, trong đó giao tiếp từ vi xử lý đến MC33035 sử dụng tín hiệu PWM Mô hình điều khiển tốc độ động cơ hoạt động bằng cách nâng tín hiệu PWM lên mức áp cao và đưa vào chân số 13 Như thể hiện trong hình 2.32, tín hiệu PWM từ vi xử lý được nhận tại VA, trong khi VB bằng 0.
Hình 2.32: Điều khiển PWM theo 2 cổng vào
Trong mạch điều khiển động cơ này còn có phần báo quá dòng điện, nhằm bảo vệ FET trong trường hợp quá dòng Sơ đồ nguyên lý hình 2.33
Hình 2.33: Mạch bảo vệ quá dòng cho MOSFET
Mạch bao gồm khuếch đại điện áp trên điện trở R s và điện trở đo dòng qua MOSFET, với điện áp tại điểm ITRIP (sau khuếch đại) chứa thông tin về dòng điện qua MOSFET Điện áp này được so sánh với điện áp tham chiếu từ op amp LM358, được thiết lập để lớn hơn điện áp tại ITRIP trong điều kiện động cơ hoạt động bình thường Khi xảy ra quá dòng, điểm ITRIP sẽ tác động để BLDC controller ngắt tín hiệu cổng ra, đồng thời tín hiệu quá dòng cũng được truyền về vi xử lý qua opto cách ly Pc917.
2.2.1 Sơ đồ khối mạch xe đạp điện
Hình 2.34: Sơ đồ khối mạch xe đạp điện
Hệ thống điều khiển xe với tay ga, sử dụng linh kiện bán dẫn hoạt động theo hiệu ứng Hall, là một loại cảm ứng từ trường giúp tăng giảm tốc độ Bên cạnh đó, khóa điện cũng đóng vai trò quan trọng trong việc làm thắng xe, đảm bảo an toàn khi sử dụng.
Xe hoạt động với nguồn ắc-quy 36V, sử dụng mạch ổn áp với transistor và diode Zener để cung cấp điện áp ổn định cho các mạch điện khác Mạch đo mức áp nguồn hiển thị bằng Led và báo hết nguồn, cùng với nhiều mạch chỉ báo khác IC TL494 điều chỉnh công suất theo dạng xung điều biến độ rộng, với mạch tạo sóng tam giác và mạch lấy mẫu để chuyển tín hiệu thành xung PWM Mạch tạo ra điện áp ổn định 5V làm mức áp mẫu cho các tầng so áp và có mạch cắt nguồn khi phanh xe Xe đạp cần nguồn quay bằng điện, thường sử dụng motor DC hoặc motor cảm ứng từ.
Để bảo vệ mạch điều khiển, motor cần sử dụng diode để dập điện áp nghịch từ các cuộn cảm Tầng công suất thường sử dụng transistor MOSFET, hoạt động theo xung điều biến độ rộng (PWM) từ cực Cổng Tín hiệu PWM này được khuếch đại bởi các transistor hai mối nối, kích thích vào cực Cổng của MOSFET Một điện trở nhỏ được đặt trên cực Nguồn để lấy tín hiệu cho mạch hồi tiếp nghịch, giúp ổn định hoạt động của mạch điều khiển trong IC494 và duy trì lực quay ổn định cho động cơ.
2.2.2 Mạch điều khiển tốc độ động cơ xe đạp điện
Mạch điều khiển xe đạp điện sử dụng IC MC33035 để điều khiển động cơ BLDC thông qua tín hiệu từ cảm biến vị trí roto Hall Mạch nguồn sử dụng LM7815 cung cấp nguồn 15V cho các khâu hoạt động của mạch điều khiển IC MC33035 điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách tạo tín hiệu PWM, với các chân 2, 1, 24, 21, 20, 19 được kết nối tới 3 IC IR2103 để điều khiển 6 MOSFET IRF3205 trong 3 pha của động cơ Các chân 4, 5, 6 nhận tín hiệu từ IC Hall để điều khiển MC33035.
NGUỒN ẮC QUY
Ắc quy là nguồn điện thứ cấp quan trọng trong ngành công nghiệp và đời sống hàng ngày, mặc dù điện xoay chiều hiện nay rất ổn định Tại các nhà máy điện và trạm biến áp, ắc quy cung cấp điện cho các thiết bị như bảo vệ rơle, tự động hóa, điều khiển, tín hiệu, và ánh sáng sự cố Do đó, nguồn điện thao tác cần đảm bảo độ tin cậy cao, công suất lớn và điện áp ổn định Để đạt được điều này, các nguồn và lưới điện phân phối dòng thao tác cần có độ dự trữ lớn.
Nguồn thao tác có thể là một chiều hoặc xoay chiều, nhưng để đảm bảo độ tin cậy trong cung cấp điện và thiết kế của các thiết bị thứ cấp gọn nhẹ tại các nhà máy và trạm biến áp lớn, nguồn thao tác một chiều thường được ưa chuộng, mặc dù giá thành cao và vận hành phức tạp Ắc quy, với vai trò là nguồn thao tác một chiều, được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện và trạm biến áp nhờ vào tính tin cậy của nó, không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài, đảm bảo rằng các thiết bị điện thứ cấp vẫn hoạt động hiệu quả ngay cả khi mất điện từ lưới điện chính.
Bình ắc quy là thiết bị lưu trữ năng lượng cho hệ thống điện, cung cấp nguồn điện cho mạch điện khi được kết nối Khi được kích hoạt, ắc quy phóng ra dòng điện một chiều thông qua các thiết bị nối với các cực của nó Dòng điện này được tạo ra nhờ phản ứng hóa học giữa các vật liệu trên bản cực và axit sulfuric trong bình, hay còn gọi là chất điện giải Sau một thời gian sử dụng, năng lượng trong ắc quy sẽ dần cạn kiệt, nhưng có thể được sạc lại bằng cách cho dòng điện từ bên ngoài đi theo chiều ngược lại với chiều phát điện của bình.
2.3.1 Cấu tạo chung của một bình ắc quy
Bình ắc quy được cấu tạo từ nhiều tế bào, được bảo vệ bởi vỏ bọc bằng cao su hoặc nhựa cứng Mỗi tế bào bao gồm các bản cực dương và cực âm, là những đơn vị cơ bản tạo nên chức năng của bình ắc quy.
Những bản cực này có những vật liệu hoạt hóa nằm trong các tấm lưới phẳng Bản cực dương sau khi sạc là peroxit chì (PbO2) có mầu nâu
Một nhóm bản cực được hàn lại với nhau vào một đai một cách nối tiếp
Bản cực Bản cực âm
Hình 2.36: Cấu trúc chung của một tế bào ắc quy
Các bản cực âm và dương được sắp xếp xen kẽ, với nhóm bản cực âm thường có số lượng nhiều hơn một bản cực dương, dẫn đến việc bản cực âm nằm bên ngoài nhóm Các bản cực được ngăn cách bởi những tấm ngăn xốp, cho phép chất điện giải di chuyển nhanh chóng giữa các bản cực Sắp xếp này được gọi là một phần tử (element).
Sau khi sắp xếp các bộ phận, chúng được đặt vào một ngăn trong vỏ bình ắc quy Bình ắc quy có nắp đậy mềm, và các lắp tế bào được đặt lên trên Tiếp theo, những phiến nối được hàn vào để kết nối các cực liên tiếp của tế bào, tạo thành một chuỗi nối liên tiếp Cuối cùng, nắp đậy bình ắc quy được hàn chặt lại.
Bình ắc quy có nắp đậy chung giúp giảm thiểu sự ăn mòn trên vỏ bình Các bình ắc quy với bản cực nối xuyên qua tấm ngăn cách giữa các tế bào hoạt động hiệu quả hơn nhờ vào thiết kế kín của bản nối và nắp đậy Đầu nối chính của ắc quy bao gồm cực âm và cực dương, trong đó cực dương lớn hơn cực âm để tránh nhầm lẫn giữa các điện cực.
Nắp thông hơi được đặt trên nắp mỗi tế bào Những nắp này có 2 mục đích:
- Để đậy kín tế bào ắc quy, khi cần kiểm tra hay thêm nước người ta sẽ mở nắp đậy này
Khi sạc ắc quy, cần mở nắp để khí có thể thoát ra Mỗi tế bào ắc quy có điện thế 2V; ắc quy 6V gồm ba tế bào mắc nối tiếp, trong khi ắc quy 12V có sáu tế bào mắc nối tiếp Để đạt được điện thế cao hơn, người ta thực hiện việc mắc nối tiếp các tế bào.
2.3.2 Chu trình phóng điện của ắc quy
Khi bình ắc quy được kết nối để tạo thành mạch điện khép kín, quá trình phóng điện bắt đầu với dòng điện chảy ra từ bình ắc quy Dòng điện này được tạo ra nhờ các phản ứng hóa học diễn ra bên trong bình.
Oxy trong bản cực dương kết hợp với hidro trong axit để tạo thành nước,
Pb ở bản cực dương kết hợp với gốc sunfat chì
Hình 2.37: Cách thức bình ắc quytạo ra dòng điện
Khi quá trình phóng điện trong ắc quy diễn ra, dung dịch sẽ loãng dần và sunfat chì tích tụ ở bản cực, dẫn đến việc phản ứng hóa học dừng lại và ắc quy không còn tạo ra điện Để sử dụng lại ắc quy, cần phải sạc nó bằng nguồn điện ngoài với cường độ phù hợp.
Khi làm việc bình ắc quy đóng vai trò như một máy phát điện Điều này xảy ra như sau:
Bình ắc quy cung cấp điện cho hệ thống điện và trở nên phát điện
Máy phát điện cung cấp dòng điện ngược lại cho bình ắc quy, nói cách khác là sạc ắc quy
Mạch điều hòa điện thế, giới hạn điện thế sạc trong 1 phạm vi an toàn để ắc quy không bị sạc ở mức độ quá lớn
Những phản ứng hóa học xẩy ra trong chu kỳ sạc ngược lại với phản ứng trong chu kỳ xả điện
Trong quá trình điện phân, sunfat chì ở hai bản cực phân tách thành chì (Pb) và sunfat (SO4), trong khi nước phân tách thành hydro (H2) tạo ra axit sulfuric (H2SO4) Đồng thời, oxy kết hợp với chì ở bản cực dương để tạo ra chì dioxide (PbO2).
Nước đóng vai trò quan trọng trong phản ứng hóa học của bình ắc quy Việc sử dụng nước tinh khiết để châm bình là một vấn đề gây tranh cãi, trong khi nước cất được coi là lựa chọn tốt nhất Nước có tạp chất không chỉ làm giảm tuổi thọ của ắc quy mà còn cản trở hiệu suất vận hành của nó.
2.3.3 Các loại bình ắc quy
Có hai loại bình ắc quy là loại khô và loại ướt
2.3.3.1 Bình ắc quy loại khô
Bình ắc quy được sản xuất với đầy đủ các thành phần nhưng không chứa dung dịch điện giải cho đến khi được sử dụng, vì vậy nó rời khỏi nhà máy trong tình trạng khô Khi kích hoạt, bình ắc quy hoạt động giống như ắc quy ướt Tại nhà máy, các bản cực được sạc bằng dòng điện một chiều khi ngâm trong dung dịch điện giải H2SO4 loãng Sau khi sạc, các bản cực được lấy ra, rửa sạch bằng nước và sấy khô trước khi lắp vào bình ắc quy.
Bình ắc quy khô giữ được tình trạng sạc điện khi không khí ẩm không xâm nhập vào các tế bào bên trong Để đảm bảo hiệu suất, loại bình này nên được đặt ở nơi thoáng mát và khô ráo Ắc quy khô được kích hoạt bằng cách châm nước điện giải vào bình trong điều kiện thường, giúp nó hoạt động hiệu quả.
Đổ nước điện giải vào tới mức quy định
Đo trọng lượng riêng nước điện giải
Để yên vài phút kiểm tra lại mức chất lỏng trong từng ngăn Nếu cần châm thêm nước điện giải
Kiểm tra điện thế hở mạch của ắc quy là bước quan trọng Nếu điện thế đạt 12V trở lên, ắc quy có thể sử dụng Trong trường hợp điện thế từ 10V đến 12V, cần sạc lại bình ắc quy Nếu điện thế dưới 10V, ắc quy có thể gặp vấn đề nghiêm trọng.
MẠCH SẠC ẮC QUY XE ĐIỆN SỬ DỤNG IC UC3842
Trên hình 2.38 là hình ảnh mạch sạc ắc quy xe điện sử dụng IC UC3842
Hình 2.38: Mạch sạc ắc quy xe điện sử dụng IC UC3842
Mạch sạt nguồ n 24VDC vẽ lại theo mạch thị trường 2008 ( TPT )
IC UC3842 có 8 chân và nhiệm vụ của các chân như sau:
Chân 1 (COMP) là chân nhận điện áp so sánh, có điện áp tỉ lệ thuận với điện áp đầu ra Trong mạch nguồn, chân 1 không nhận điện áp hồi tiếp mà chỉ kết nối qua một điện trở (R) sang chân số 2.
Chân 2 (V FB) là chân nhận điện áp hồi tiếp, có khả năng hồi tiếp qua quang hoặc trực tiếp từ cuộn hồi tiếp sau cầu phân áp Điện áp hồi tiếp tại chân 2 tỷ lệ nghịch với điện áp đầu ra; nếu điện áp về chân 2 tăng lên do lý do nào đó, điện áp đầu ra sẽ giảm hoặc bị ngắt.
- Chân 3 (Current sense): chân cảm biến dòng, chân này theo dõi điện áp ở chân S của đèn mosfet, nếu dòng qua mosfet tăng => điện áp chân S sẽ tăng
Khi điện áp ở chân 3 tăng đến ngưỡng 0,6V, dao động sẽ bị ngắt Đồng thời, điện trở ở chân S giảm xuống khoảng 0,22 ohm Nếu điện trở này tăng lên hoặc thay đổi giá trị lớn hơn, nguồn sẽ bị ngắt khi có tải.
Chân 4 (Rt/Ct) kết nối với R-C để tạo ra dao động, với tần số dao động phụ thuộc vào tri số R-C Việc đồng pha giữa tần số dòng và tần số dao động nguồn đảm bảo rằng khi dòng tiêu thụ nguồn hoạt động, Mosfet nguồn sẽ mở kịp thời, từ đó cung cấp điện năng và ngăn chặn hiện tượng sụt áp khi điện áp cao chạy.
Chân 6 là chân dao động ra, cho phép điều chỉnh độ rộng xung vuông nhằm thay đổi thời gian ngắt mở của Mosfet, từ đó ảnh hưởng đến điện áp ra.
Chân 7 là chân Vcc, với điện áp cung cấp từ 12V đến 14V Nếu điện áp giảm xuống dưới 12V, dao động có thể bị ngắt Điện áp cho chân 7 được cấp qua trở mồi và khi nguồn hoạt động, điện áp này được bổ sung từ cuộn hồi tiếp sau khi đã được chỉnh lưu và lọc.
Chân 8 (Vref) của IC cung cấp điện áp chuẩn 5V, thường được sử dụng để cấp nguồn cho chân dao động số 4 Để bảo vệ mạch, người ta thiết kế các mạch bảo vệ kết nối với chân 8, nhằm ngắt nguồn khi có sự cố xảy ra, từ đó ngăn chặn tình trạng hỏng hóc cho chân dao động.
- Mạch hiển thị chỉ mức áp nguồn của ắc quy
Hình 2.39: Mạch hiển thị mức áp nguồn ắc quy
Các tầng so áp có thể được thiết kế bằng cách sử dụng các tầng khuếch đại toán thuật (Op-Amp) để hiển thị mức áp Mạch này thường được áp dụng để hiển thị chỉ số mức áp của nguồn pin ắc quy thông qua đèn LED.
Mạch điện bao gồm R1 (3.6K) và diode Zener 11V để tạo ra mức điện áp chuẩn Các điện trở chia áp R3 (12K), R4 (1K), R5 (1K), R6 (1K) và R7 (20K) tạo ra các mức điện áp ngưỡng cho các tầng so áp Tín hiệu được lấy từ dây đen qua mạch chỉnh áp với R8 (17K), chiết áp W (10K) và R9 (12K), điện áp này được đưa vào các tầng so áp Khi điện áp vào một tầng so áp cao hơn mức ngưỡng, LED sẽ phát sáng Với các LED mắc nối tiếp, mạch hiển thị mức điện áp sẽ sáng dần lên C1 là tụ lọc nhiễu tần cao trên mạch cấp điện áp chuẩn.