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, có nhiều hãng xe đạp điện nổi tiếng cả trong và ngoài nước, với thiết kế đẹp mắt như Honda, Yamaha, Gaint, Brigestone, Hkbike và Asama.
Xe ngoại nhập thường có màu sắc đa dạng và mẫu mã đẹp mắt, thu hút sự chú ý của người tiêu dùng Tuy nhiên, chế độ bảo hành và bảo trì sau khi mua hàng lại không được đảm bảo tốt.
Xe đạp điện trong nước thường có thiết kế đơn giản và màu sắc hạn chế, nhưng dịch vụ bảo hành và bảo trì rất tận tâm Việc lựa chọn xe đạp điện phù hợp với ngân sách và sở thích cá nhân không quá khó khăn Tuy nhiên, người tiêu dùng thường quan tâm đến hiệu quả sử dụng, độ bền và tính tiện lợi của sản phẩm.
Khi lựa chọn xe, ngoài kiểu dáng và màu sắc yêu thích, các thông số kỹ thuật đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến tốc độ, khả năng chở tải và quãng đường di chuyển.
- 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 cao hơn, như 250W, 350W, 380W, hoặc 500W, sẽ có khả năng mang tải lớn hơn, tuy nhiên, lượng điện tiêu thụ cũng sẽ tăng theo.
Điện áp cung cấp cho động cơ thường là 24V, 36V hoặc 48V; với điện áp càng cao, số lượng bình ắc quy cần sử dụng cũng sẽ tăng theo.
Điện áp và dung lượng của bình ắc quy rất đa dạng, chẳng hạn như 12V/7ah, 12V/10ah và 12V/12ah Dung lượng của bình ắc quy ảnh hưởng trực tiếp 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 thiết kế 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 có hơn 14 loại và gần 60 mẫu mã khác nhau, từ xe có môtơ kéo đơn giản đến những mẫu thiết kế gọn gàng với bình điện tích hợp Xe đạp điện Trung Quốc chiếm khoảng 10% thị trường, trong khi các hãng sản xuất nội địa như Hitasa, Yamaha, Miyata, Asama, Bridgestone, Songtian, Giant, Delta và Five Stars đang cạnh tranh mạnh mẽ.
Xe đạp điện Trung Quốc có thiết kế bắt mắt, mạnh mẽ và chắc chắn, mang dáng dấp của xe máy Với hai giảm xóc trước và sau, đặc biệt là giảm xóc sau được trang bị bằng một giảm xóc cối chắc chắn hoặc hai phuộc nhún hai bên, xe đảm bảo sự ổn định khi di chuyển và giảm thiểu độ xóc trên các đoạn đường xấu, phù hợp với địa hình Việt Nam.
Bánh xe được thiết kế kiểu bánh mập với vành gang đúc cỡ 480, giúp người già và phụ nữ dễ dàng sử dụng Bình ắc quy được đặt bên trong, không lộ ra ngoài và được lắp ngay dưới yên, mang lại sự thuận tiện khi sạc điện hoặc tháo lắp.
Hệ thống đèn của xe được thiết kế hiện đại, với cụm đèn pha và đèn xi-nhan liền mạch, tạo sự tiện lợi cho người điều khiển Đèn pha và đèn xi-nhan được bố trí ở hai bên tay lái, dễ dàng sử dụng Mặt trên của xe có công tơ mét với đèn báo hiệu điện ắc quy và tốc độ Phía sau, 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 tích hợp phanh đĩa và phanh bát, mang lại sự an toàn hơn khi xe di chuyển ở tốc độ cao.
Xe Trung Quốc thường không có xích hộp trong thiết kế xích trần, điều này khiến cho khả năng kín nước của xe trở nên hạn chế Khi gặp trời mưa hoặc ngập nước, nước dễ dàng xâm nhập vào động cơ, gây hỏng hóc cho xe Bộ điều tốc được đặt dưới gầm xe, vì vậy khi ngập nước, nó cũng dễ bị hư hại.
Xe đạp điện hiện nay có nhiều mẫu mã và kiểu dáng đa dạng, phù hợp với nhiều lứa tuổi từ học sinh, sinh viên đến người già Với thiết kế nhỏ gọn và đẹp mắt, xe có kiểu dáng độc đáo, dễ dàng tháo lắp và được trang bị đèn sáng ở cả trước và sau Khung xe làm bằng nhôm chắc chắn, yên xe có thể điều chỉnh kích thước theo chiều cao người sử dụng, cùng với hệ thống phanh trước và sau an toàn Bánh xe nhỏ gọn và giảm xóc hiệu quả, xe đạp điện là sự lựa chọn lý tưởng cho giới 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, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng Bình ắc quy dễ dàng tháo ra và thiết kế chắc chắn đảm bảo độ bền Yên xe có thể điều chỉnh theo chiều cao, cùng với phanh trước và phanh sau an toàn, tay ga dễ sử dụng, phù hợp với mọi người Ngoài việc di chuyển, xe đạp này còn lý tưởng cho việc rèn luyện sức khỏe.
Xe đạp điện không có bàn đạp, chỉ hoạt động bằng điện, có thiết kế bắt mắt và tinh tế, rất phù hợp với người cao tuổi.
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 phát điện có lõi thép đặt ở rotor, được phay rãnh để quấn dây Mỗi cuộn dây 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 kết nối rotor với động cơ sơ cấp để quay rotor Khi rotor quay trong từ trường phần cảm, sức điện động xuất hiện trong cuộn dây và được cổ góp cùng chổi than nắn thành điện áp một chiều Ngược lại, trong chế độ động cơ, điện một chiều cũng được cấp cho cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng, tạo ra dòng điện chạy trong phần ứng, từ đó tạo ra momen quay rotor nhờ tác động với từ trường.
Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo động cơ điện một chiều.
Phương trình cân bằng sđđ của động cơ
Khi một 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 khiến rotor quay Đồng thời, trong cuộn dây 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, được biểu diễn bằng hàm =f(M) khi dòng kích từ Ikt giữ hằng số.
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 bị bão hòa và đặc tính cơ không còn trùng với đường hyperbol nữa Điều này cũng áp dụng cho 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 đóng vai trò chủ yếu Trong trường hợp động cơ nối thuận, sức điện động (stđ) của hai cuộn dây cùng chiều, với cuộn song song giữ vai trò chính Khi so sánh đặc tính cơ của động cơ kích từ hỗn hợp với động cơ nối tiếp, ta nhận thấy rằng động cơ hỗn hợp có tốc độ không tải, do từ thông nối tiếp bằng không nhưng từ thông của cuộn song song vẫn tồn tại 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, bao gồm động cơ kích từ song song (đường 1), động cơ nối tiếp (đường 2), động cơ hỗn hợp nối thuận (đường 3) và động cơ nối tiếp nối ngược (đường 4), giúp dễ dàng so sánh Hình 3 trình bày 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 của động cơ được xác định bằng công thức Ikđ = U / Rdm, trong đó U là điện áp và Rdm là điện trở của động cơ.
Vì Rt nhỏ, nên Ikđ có giá trị lớn (20 ÷ 25), dẫn đến sự tăng dòng đột ngột gây ra tia lửa điện ở cổ góp, làm xuất hiện xung cơ học và 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 nấc khởi động đầu tiên cần được chọn để đảm bảo dòng phần ứng không quá lớn và momen khởi động không quá nhỏ Khi dòng phần ứng giống nhau, 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 theo hình sao để đảm bảo cuộn kích từ luôn nhận được điện áp định mức, nhằm đạt hiệu suất tối ưu 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 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 của động cơ Việc điều chỉnh tốc độ thông qua việc thay đổi điện áp nạp chỉ có thể làm 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 công thức = M.(Rt + R đc), trong đó nếu thay đổi R đc, ta có thể thay đổi tốc độ động cơ khi M là hằng số.
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 rất hẹp và phụ thuộc vào tải, với tải lớn thì phạm vi điều chỉnh sẽ rộng hơn Tuy nhiên, không thể thực hiện điều chỉnh ở vùng gần tốc độ không tải và điều chỉnh này gây tổn hao lớn Nghiên cứu cho thấy, để 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 hoạt động lâu dài, không nên sử dụng điện trở khởi động (chỉ hoạt động ngắn hạn) cho mục đích này 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 được giữ cố định, dòng kích từ sẽ thay đổi và dẫn đến sự tăng lên của từ thông Thực tế, khi từ thông giảm, dòng điện ở rotor sẽ tăng nhưng không ảnh hưởng đến 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 đến một thời điểm mà tốc độ không còn tăng được nữa, nguyên nhân là 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 được giảm kích thước từ xuống giá trị thấp vì điều này có thể dẫn đến việc chỉ còn từ dư khi tải tăng tốc độ quá lớn Thông thường, người ta thiết kế bộ điện trở điều chỉnh để đảm bảo rằng mạch từ không bao giờ 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, cũng như do mật độ ở chổi than không đồng nhất.
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, mang lại hiệu suất cao hơn Loại động cơ này không cần chổi than và vành trượt, do đó tiết kiệm chi phí bảo trì Bên cạnh đó, chúng ta có thể điều chỉnh đặc tính của động cơ bằng cách thay đổi tính chất của nam châm kích từ và cách bố trí nam châm 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, được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu, có giá thành cao do chi phí sản xuất nam châm Tuy nhiên, với sự phát triển công nghệ, giá thành nam châm có thể giảm trong tương lai Động cơ này được điều khiển bởi bộ điều khiển với đầu ra dạng xung vuông và cảm biến Hall bên trong để xác định vị trí rotor, làm tăng chi phí đầu tư Mặc dù vậy, việc sử dụng động cơ BLDC cho phép điều khiển tốc độ và mô men một cách dễ dàng và chính xác hơn.
Nam châm sắt từ dễ bị từ hóa và khử từ, đồng thời khả năng tích từ không cao và đặc tính 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
Khác với động cơ một chiều truyền thống, động cơ một chiều không chổi than (BLDC) có cấu trúc đặc biệt với phần ứng đứng yên trên stator và phần cảm quay trên rotor Stator bao gồm lõi sắt được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện và dây quấn, trong đó cuộn ứng được đặt trong các rãnh của stator giống như động cơ một chiều thông thường Rotor của động cơ BLDC thường sử dụng nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường cần thiết cho hoạt động.
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 hiếm như AlNiCo, NdFeB, và SmCO, vì chúng có từ dư lớn, độ ổn định cao khi nhiệt độ tăng, và khó bị khử từ Sự phát triển công nghệ chế tạo nam châm đã cải thiện đáng kể các đặc tính từ của nam châm vĩnh cửu, nâng cao chất lượng sản phẩm Điều này đã thúc đẩy việc chế tạo và ứng dụng động cơ BLDC ngày càng nhiều.
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 với 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 giữa rotor và stator: động cơ rotor bên trong (interior rotor) và động cơ rotor bên ngoài (exterior rotor) Đặc biệt, động cơ nam châm dán ngoài bề mặt rotor là một trong những loại phổ biến.
Máy điện sử dụng nam châm vĩnh cửu trên bề mặt rotor được coi là động cơ cực từ ẩn, với thiết kế và cấu trúc stator cùng các cuộn dây tương tự như máy điện đồng bộ truyền thống Nam châm vĩnh cửu được gắn chặt vào rotor, tuy nhiên, do độ thẩm từ của nam châm rất nhỏ so với sắt, nên ảnh hưởng của khe hở không khí lên máy là đáng kể Trong quá trình phân tích máy điện đồng bộ với nam châm vĩnh cửu, thường giả định rằng khe hở không khí là đồng dạng.
Hình 2.11: Kiểu rotor nam châm dán ngoài bề mặt
Trong trường hợp nam châm gắn trên bề mặt rotor, độ thẩm từ tăng từ 1,02-1,2, với cường độ từ trường lớn, cho phép bỏ qua hiện tượng cực lồi và điện cảm từ hóa trên trục d và q (L md = Lmq = Lm) Khe hở không khí lớn dẫn đến điện cảm đồng bộ nhỏ (Ls = Lsl + Lm) và giảm thiểu phản ứng phần ứng Hệ quả là hằng số điện của cuộn stator nhỏ, và nam châm có thể có nhiều hình dạng khác nhau, trong đó nam châm dạng cung tạo từ thông ổn định và mômen ít dao động Đối với động cơ có nam châm vĩnh cửu bên trong rotor, nam châm có thể được đặt vuông góc hoặc chéo, cho phép vận hành hiệu quả trong vùng từ trường yếu Tuy nhiên, do khe hở không khí không đồng dạng, việc điều khiển 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 trong một pha Phương trình điện áp một pha được tính tại điểm trung tính của hệ thống Đối với động cơ 3 pha nối sao Y, dạng sóng điện áp vào là toàn cho kỳ, nên tại mỗi thời điểm, luôn có hai cuộn dây đồng thời có dòng điện chạy qua.
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, với điện áp một chiều V dc được cung cấp vào bộ biến đổi điện áp.
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 KEdc, được định nghĩa qua công thức E fL-L = 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 xác định bởi số cặp cực và số vòng quay của rotor Khi sử dụng dây quấn nối Y, tại mỗi thời điểm, dòng điện chỉ chạy qua hai trong ba cuộn dây của stator Do dòng điện DC kích từ bằng 0, công thức 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 được 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 rotor được xác định thông qua 3 cảm biến Hall Tín hiệu từ cảm biến này được lọc và đệm trước khi gửi đến 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 tạo 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, với chân 19, 20, 21 là đầu ra dòng điện 3 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 tại chân 9 và 15 Mạch dao động được điều chỉnh tần số thông qua điện trở RT trên chân 8, 10 và tụ điện CT trên chân 10 và mass Chân 8 cung cấp điện áp chuẩn, chân 3 nhận tín hiệu đảo chiều quay, và chân 22 dùng để chọn góc pha cho tín hiệu đầu ra Chân 7 kiểm soát dòng ra, IC hoạt động với chân 16 nối mass và nguồn Vcc vào chân 18 và 17, trong khi chân 23 nhận tín hiệu tạo tác dụng phanh.
Hình 2.28 : Cấu tạo IC MC33035
Sơ đồ khối của MC33035, như thể hiện trong hình 2.29, cho thấy tín hiệu điều khiển và hồi tiếp từ cảm biến Hall được đưa vào khối giải mã vị trí Rotor Khối này thực hiện việc giải mã tín hiệu từ ba cảm biến Hall và cung cấp xung điều khiển tương ứng, được minh họa trong hình 2.30 MC33035 điều chỉnh tốc độ động cơ thông qua việc điều chỉnh độ rộng xung của ba 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 và chân dao động tam giắc, với dao động trên R T và C T, cùng chân số 13 - đầu vào PWM MC33035 so sánh hai tín hiệu analog trong khi tín hiệu giao tiếp từ vi xử lý là PWM Mô hình điều khiển tốc độ động cơ được thực hiện bằng cách nâng tín hiệu PWM lên mức áp cao và đưa vào chân số 13, như thể hiện trong hình 2.32, với VA nhận tín hiệu PWM từ vi xử lý và VB=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 đơn giản bao gồm khuếch đại điện áp trên điện trở R s và điện trở đo dòng qua MOSFET Điện áp tại điểm ITRIP, sau khi được khuếch đại, chứa thông tin về dòng điện qua MOSFET và được so sánh với điện áp tham chiếu từ op amp LM358 Giá trị tham chiếu được thiết lập để đảm bảo khi động cơ hoạt động bình thường, nó lớn hơn điện áp tại điểm ITRIP Khi xảy ra quá dòng, điểm ITRIP sẽ kích hoạt BLDC controller ngắt tín hiệu cổng ra Tín hiệu quá dòng cũng được truyền về vi xử lý thông 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 bằng tay ga sử dụng linh kiện bán dẫn hoạt động theo hiệu ứng Hall, cho phép tăng giảm tốc độ xe Ngoài ra, khóa điện cũng đóng vai trò quan trọng trong việc làm thắng xe.
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 IC TL494 điều chỉnh công suất dưới dạng xung điều biến độ rộng, với mạch tạo sóng tam giác và mạch lấy mẫu chuyển tín hiệu thành xung PWM Mạch tạo mức áp ổn định 5V làm mẫu cho các tầng so áp và mạch cắt nguồn khi phanh xe Xe đạp sử dụng motor DC hoặc motor cảm ứng từ để tạo nguồn quay điện.
Trong mạch điều khiển động cơ, diode được sử dụng để dập điện áp nghịch phát ra từ các cuộn cảm Tầng công suất thường sử dụng transistor MOSFET và hoạt động theo xung điều biến độ rộng (PWM) tại cực Cổng Tín hiệu PWM được khuếch đại qua các transistor loại hai mối nối, kích thích vào cực Cổng của MOSFET Để lấy tín hiệu cho mạch hồi tiếp nghịch, một điện trở nhỏ Ohm được đặt trên cực Nguồn Tác dụng của hồi tiếp nghịch là ổn định hoạt động của mạch điều khiển trong IC494, giúp điều chỉnh lực quay của 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 chỉnh tốc độ động cơ BLDC thông qua tín hiệu từ cảm biến vị trí roto Hall Mạch nguồn được cung cấp bởi LM7815, tạo ra nguồn 15V cho các khâu hoạt động của mạch điều khiển IC MC33035 phát tín hiệu điều chỉnh độ rộng xung 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 hoạt động của MC33035.
NGUỒN ẮC QUY
Ắc quy là nguồn điện thứ cấp thiết yếu trong công nghiệp và đời sống hàng ngày, mặc dù nguồn điện xoay chiều hiện nay rất ổn định Trong các nhà máy điện và trạm biến áp, ắc quy cung cấp điện cho các thiết bị quan trọng như bảo vệ rơle, tự động hóa, điều khiển và tín hiệu Do đó, nguồn điện thao tác cần có 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 khả năng dự trữ lớn.
Nguồn thao tác trong các nhà máy và trạm biến áp thường là một chiều để đảm bảo độ tin cậy trong cung cấp điện và thiết kế thiết bị thứ cấp gọn nhẹ Mặc dù nguồn một chiều có giá thành cao và vận hành phức tạp, ắc quy vẫn được sử dụng rộng rãi nhờ vào tính đáng tin cậy của chúng Ắc quy không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài, giúp duy trì hoạt động của thiết bị điện thứ cấp 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 mạch điện được đóng, ắc quy phóng ra dòng điện một chiều nhờ vào phản ứng hóa học giữa các vật liệu trên bản cực và axit sulfuric trong chất điện giải Sau một thời gian sử dụng, năng lượng dự trữ 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.
2.3.1 Cấu tạo chung của một bình ắc quy
Bình ắc quy bao gồm nhiều tế bào được bọc trong vỏ cao su cứng hoặc nhựa cứng Mỗi tế bào có hai bản cực cơ bản: bản cực dương và bản cực âm.
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 xếp xen kẽ, trong đó nhóm bản cực âm thường nhiều hơn một bản so với bản cực dương, dẫn đến 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 qua các bản cực Sự 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 của tế bào một cách liên tiếp Cuối cùng, nắp đậy của 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 này có bản cực nối xuyên qua tấm ngăn cách từng tế bào, giúp cải thiện hiệu suất hoạt động nhờ vào thiết kế ngăn và nắp đậy kín 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 bình ắc quy, cần mở nắp để khí có thể thoát ra Mỗi tế bào ắc quy có điện thế 2V, do đó, 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 thường mắc nối tiếp các tế bào ắc quy với nhau.
2.3.2 Chu trình phóng điện của ắc quy
Khi bình ắc quy được kết nối để tạo ra một mạch điện khép kín, quá trình phóng điện bắt đầu với dòng điện chảy ra từ bình ắc quy Dòng điện này được sinh 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 diễn ra, dung dịch trong ắc quy sẽ loãng dần và sunfat chì sẽ tích tụ ở bản cực Đến một thời điểm nhất định, phản ứng hóa học sẽ chấm dứt, khiến ắc quy không còn khả năng tạo ra điện, và ta nói rằng ắc quy đã hết điện Để sử dụng lại, cần sạc ắc quy bằng một nguồn điện bên 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 phản ứng, sunfat chì ở hai bản cực phân tách thành chì (Pb) và sunfat (SO4), trong khi nước phân tách thành hydro (H) để tạo ra axit sulfuric (H2SO4) Đồng thời, oxy kết hợp với chì ở bản cực dương để tạo ra chì oxit (PbO2).
Nước là yếu tố thiết yếu trong phản ứng hóa học của bình ắc quy Việc sử dụng nước tinh khiết để châm bình ắc quy là một vấn đề gây tranh cãi, nhưng nước cất được xem là lựa chọn tốt nhất Nước có tạp chất có thể làm giảm tuổi thọ và cản trở hiệu suất hoạt động của ắc quy.
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 phần tử nhưng không chứa dung dịch điện giải cho đến khi sử dụng, do đó nó rời khỏi nhà máy trong tình trạng khô Khi được 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 qua dung dịch điện giải H2SO4 yếu Sau khi sạc, các bản cực được rửa sạch trong nước và sấy khô trước khi lắp vào bình ắc quy.
Bình ắc quy khô giữ được tình trạng sạc điện khi không bị ẩm ướt xâm nhập vào các tế bào Để đảm bảo hiệu suất, cần đặt bình ở nơi thoáng mát và khô ráo Ắc quy khô có thể được kích hoạt bằng cách châm nước điện giải vào bình trong điều kiện bình thường.
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 đầu tiên quan trọng Nếu điện thế đạt 12V hoặc cao hơn, ắc quy có thể sử dụng được Trong trường hợp điện thế nằm trong khoảng từ 10V đến 12V, cần sạc lại bình ắc quy Nếu điện thế dưới 10V, bình ắc quy có thể gặp sự cố.
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 ra; nếu điện áp tại chân 2 tăng lên do bất kỳ lý do nào, điện áp ra sẽ giảm hoặc có thể 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 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 hoặc thay đổi trị số 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 tại chân 4 Việc đồng pha giữa tần số dòng và tần số dao động nguồn là rất quan trọng, đảm bảo rằng khi dòng tiêu thụ nguồn hoạt động, Mosfet nguồn sẽ mở kịp thời để cung cấp điện, từ đó giúp điện áp ra không bị sụt áp khi có tải cao.
Chân 6 là chân dao động ra, với chức năng điều chỉnh độ rộng xung vuông, giúp thay đổi thời gian ngắt mở của Mosfet Sự thay đổi này sẽ ảnh hưởng đến điện áp ra, tạo ra sự linh hoạt trong việc điều khiển hệ thống.
Chân 7 là chân Vcc, nhận 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) là chân từ 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 thường thiết kế mạch bảo vệ kết nối với chân 8, nhằm đảm bảo khi có sự cố nguồn, chân 8 sẽ mất điện, dẫn đến việc ngắt 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 thực hiện bằng cách sử dụng các tầng khuếch đại toán thuật (Op-Amp), cho phép hiển thị mức áp thông qua các Led Mạch này thường được dùng để hiển thị chỉ số mức áp của nguồn pin ắc quy.
Mạch điện bao gồm R1 (3.6K) và diode Zener 11V để tạo ra mức áp chuẩn Các điện trở chia áp R3 (12K), R4 (1K), R5 (1K), R6 (1K), R7 (20K) tạo ra các mức áp ngưỡng cho các tầng so áp Tín hiệu từ dây đen qua mạch chỉnh áp với R8 (17K), chiết áp W (10K) và R9 (12K) được đưa vào các tầng so áp Khi điện áp vào một tầng so áp cao hơn mức ngưỡng, Led sẽ sáng lên Mạch hiển thị mức áp với các Led mắc nối tiếp sẽ sáng dần lên C1 là tụ lọc nhiễu tần cao trong mạch cấp áp chuẩn.