2.2 Трифазний випрямляч генератора

Характер зміни Е.Р.С. обмотки статора залежить від кривої розподілу магнітної індукції в зазорі, що визначається формою полюса. Форма полюса, як правило, робиться такою, щоб форма Е.Р.С. наближалась до синусоїди. Розглядаючи процес випрямлення, можна оперувати напругами фаз:

;

;

де - максимальне значення фазної напруги;

- кутова частота обертання.

Змінний струм генератора перетворюється на постійний з допомогою випрямляча, який має шість діодів (рис. 1.2, а), що створюють трифазну місткову схему. Перша група – це діоди , і , катоди яких з’єднані між собою, створюють позитивний полюс випрямленої напруги.

У кожний момент часу працюють два діоди – по одному з кожної групи. В першій групі струм проводить той діод, анод якого перебуває під найбільшим потенціалом; у другій групі струм проводить діод, катод якого перебуває під найменшим потенціалом.

Наприклад, в інтервалі часу струм протікає від фази А до фази В через діод , що має найбільший потенціал аноду в першій групі, навантаження та діод , який має найменший потенціал у другій групі. В момент замість діода починає працювати діод , а діод проводить струм ще одну шосту періоду до момент . Потім на зміну діода приступає до роботи діод . Отже, кожний діод пропускає струм протягом однієї третини періоду.

R_н

VD6

VD1

ОЗ

VD4

VD3

VD2

VD5

B

+

-

C

A

а)

U_B

U

0

U_C

U_A

U_d

t₃

t

t₂

t₁

б)

Рис. 1.2. Трифазний випрямляч генератора:

а – схема генераторної установки;

б – графік зміни напруги щодо часу

Трифазна місткова схема випрямлення струму забезпечує відносно не великі пульсації випрямленної напруги. Так, випрямлена напруга визначається координатами між верхніми та нижніми дугами фазних напруг , і (рис. 1.2, б). Тому випрямлена напруга пульсуюча і частота пульсації в 6 разів більша, ніж частота змінної напруги, тобто:

,

Максимальне значення випрямленої напруги становить , а мінімальне - . Пульсація випрямленої напруги:

Середнє значення випрямленої напруги з періодом пульсації Т/6 можна визначити за формулою:

Пульсацію випрямленої напруги можна виразити через середнє значення випрямленої напруги:

Наприклад, при середньому значенні випрямленої напруги 14В пульсація становить 1,95В. При цьому максимальне значення досягає 14,65В, а мінімальне – 12,7В.

З підключенням до генератора активного навантаження протікає струм:

Середнє значення випрямленого струму:

2.3 Генератори з додатковими випрямлячами для обмотки збудження

У генераторах, в яких обмотка збудження споживає струм від акумуляторної батареї, при тривалій зупинці автомобіля відбувається не велике розрядження акумуляторної та нагрівання обмотки збудження.

Нині випускаються генератори з живленням обмотки збудження від трьох додаткових діодів, що забезпечують автоматичний захист від розрядження акумуляторної батареї на обмотку збудження.

Додатковий випрямляч (рис.1.3) має одне плече з трьох додаткових діодів, що забезпечують автоматичний захист від розрядження акумуляторної батареї на обмотку збудження.

Додатковий випрямляч (рис. 1.3) має одне плече з трьох діодів . Обмотка збудження в цьому випадку здобуває струм від генератора через додатковий випрямляч і плече основного випрямляча . Проте, оскільки практично немає залишкового магнітного потоку в генераторах змінного струму, то самозбудження генераторів не відбувається. Тому в початкових періодах обертання ротора струму невеликої сили, що надходить через лампу (рис.1.3) від акумуляторної батареї, є достатнім для

РН

S

С

Ш

В

Б

GB

VD1

G

R

EL

VD2

VD3

VD4

VD5

VD6

VD9

VD8

VD7

+

_

Рис. 1.3. Схема генераторної установки з додатковим випрямлячем

збудження генератора, але водночас він не має значно впливати на розрядження акумуляторної батареї. Паралельно до лампочки підключається резистор, щоб у разі її перегоряння генератор збуджувався.

Лампочка одночасно є й елементом контролю роботи здатності генераторної установки. На стоянці автомобіля при включенні вимикача запалювання лампочка загоряється. Після запуску двигуна, коли напруга акумуляторної батареї буде близька до напруги генератора, лампочка гасне. Якщо при працюючому двигуні цього не відбувається, то генераторна установка несправна. Оскільки додатковий випрямляч запобігає протіканню струму збудження через контакти вимикача запалювання, то надійність і ресурс вимикача збільшується.