Преобразование переменного тока в постоянный
Для того чтобы генератор переменного тока был способен заряжать батарею и обеспечивать питание других компонентов транспортного средства, требуется преобразовать переменный ток в постоянный. Самый подходящий электронный компонент для этой задачи- кремниевый диод. Если переменный ток одной фазы пропустить через диод, на выходе диода появится полуволна, как показано на рис. 6.8. В этом примере диод позволяет проходить к положительному полюсу батареи только половине полупериодов волны. Отрицательные полупериоды блокируются.
На рис. 6.9 показано, что мостовой выпрямитель с четырьмя диодами выпрямляет обе полуволны однофазного напряжения. Диод часта рассматривается как односторонний клапан для электрического тока. И хота это хорошая аналогия, важно помнить,
что диод хорошего качества блокирует обратный ток с напряжением приблизительно 400 В, а для того, чтобы диод начал проводить в прямом направлении, требуется небольшое напряжение - около 0,6 В.
Чтобы выпрямлять напряжение трехфазной машины, потребуется шесть диодов. Они тоже связаны в виде моста, как показано на рис. 6.10. Мост состоит из трех «пропускающих» и трех «запирающих» диодов. Форма выходного напряжения, создаваемого этой цепью, приселена на рисунке совместно
с сигналами трех фаз.
В блок выпрямителя часто вводятся еще три диода, выпрямляющих положительную полуволну напряжения. Они обычно меньше главных диодов и используются только для того, чтобы питать малым током обмотку возбуждения магнитного поля
в роторе. Дополнительные диоды известны как экстра-диоды, диоды магнитного поля или диоды возбуждения. На рис. 6.11 показан выпрямитель с девятые диодами.
Вследствие значительных токов, текущих через главные диоды, им требуется радиатор для отвода тепла, чтобы предохранить их от термического повреждения. В некоторых случаях вместо одного
диода ставят нескольких соединенных параллельно, чтобы они бег повреждения выдерживали большие токи. Диоды в блоке выпрямителя служат для предотвращения обратного тока от батареи к генератору. Они также позволяют нескольким генераторам переменного тока работать параллельно
без синхронизации, так как ток не может течь от одного генератора к другому. На рис. 6.12 приведены конструкции некоторых выпрямителей.
Когда используется статор с соединением обмоток «звезда», сумма напряжений в нейтральной точке звезды теоретически равна 0 В. Однако на практике из-за небольших погрешностей в конструкции статора и ротора и в этой точке возникает
потенциал. Этот потенциал (напряжение) известен как третья гармоника и показан на рис. .6.13. Его частота - утроенная основная частота фазной обмотки. Подключить к центру звезды два дополнительных диода, один в прямом и один в обратном включении, можно извлечь дополнительную мощность.
Прирост мощности достигает 15%.
На рис. 6.14 показана полная схема электрогенератора
при использовании главного выпрямителя с восемью диодами и тремя диодами возбуждения поля. На схеме показан также регулятор напряжения, который будет рассмотрен в следующем
разделе. Индикаторная лампочка, помимо основной функции предупреждения о неисправности генератора, служит для подачи начального тока возбуждения в обмотку ротора. Генератор не всегда может самовозбуждаться, поскольку остаточный магнетизм обычно недостаточен для создания такого напряжения, которое преодолеет прямое смешение диодов выпрямителя (0,6 или <) J В).
Типичная мощность лампочки индикатора- 2 Вт. Многие изготовители также подключают параллельно лампочке резистор, чтобы усилить возбуждение генератора и гарантировать его работ)', если лампочка сгорит. Лампочка, предупреждающая об отсутствии заряда, погаснет, когда в обмотку ротора пойдет ток от диодов возбуждения, поскольку в этом случае на обоих выводах лампочки возникнет одно и то же напряжение (разница потенциалов на лампочке станет равной 0 В).
