Диодный мост за что отвечает в генераторе: Мост диодный: постоянный ток в автомобиле

проверка с помощью мультиметра или лампочки

Главным элементом электроцепи любого автомобиля является генератор. Даже если в машине установлена полностью заряженная АКБ, без генератора далеко уехать не выйдет. Таким образом, работоспособность этого узла необходимо постоянно контролировать. Чаще всего проблемы в его работе связаны с неисправностью диодного моста генератора.

Назначение и принцип работы

Прежде чем ответить на вопрос, как проверить диодный мост генератора, следует сделать небольшое отступление и рассказать об этом элементе чуть подробнее. Сегодня науке известно два типа электротока — переменный и постоянный. Главным различием между ними является направление движения заряженных частиц. Если в переменном токе они перемещаются в различных направлениях, то в постоянном лишь в одном. Кроме того, переменный ток можно передавать на большие расстояния, но многие электроприборы работают на постоянном токе.

Также следует помнить, что аккумуляторная батарея автомобиля может заряжаться только от постоянного тока. Именно для его выпрямления в генераторе и используется диодный мост. Это устройство состоит из нескольких полупроводниковых приборов — диодов, установленных в определенном порядке. С генератора выходит переменное напряжение и для получения постоянного тока важно непросто блокировать движение заряженных частиц в неправильную сторону, но и перенаправить их.

На клеммах фаз генератора, напряжение появляется поочередно, что позволяет отделить положительное от отрицательного. Так как один диод способен пропускать ток только в одном направлении, то к каждой клемме присоединено два полупроводниковых прибора. Хотя современные автомобили оснащаются генераторами более сложной конструкции, принцип их работы остается неизменным.

Основные неисправности

Именно диоды чаще всего оказываются основной причинной нарушения работоспособности генератора. Прозвонить это устройство необходимо после появления некоторых признаков. Среди них основными принято считать следующие:

• Генератор не может выдавать напряжение более 13,5 В.
• После запуска силовой установки на панели приборов загорается сигнальная лампа АКБ.
• Стрелка аналогового вольтметра перемещается в красную зону.
• Световая индикация АКБ не горит ни перед запуском двигателя, ни после этого.

Однако стоит помнить, что похожие признаки и у неисправного регулятора напряжения и менно это устройство стоит проверить в первую очередь. Вопрос, как проверить диодный мост мультиметром, также может возникнуть после появления других симптомов, например, при использовании приемника или CD -проигрывателя искажается звук, если силовая установка машины запущена.

Так как в автомобиле установлено два источника постоянного тока для обеспечения работы бортовой электроцепи — АКБ и генератор, то неисправность диодного моста непременно отразиться на ее работоспособности.

Причин для этого может быть много, но наиболее распространенными являются следующие:

• Из-за нарушения герметичности корпуса генератора на плату попала влага.
• Грязь или пыль, смешанные с маслом, проникли внутрь и замкнули мост.
• Произошла переполюсация контактов АКБ.

Способы проверки

Проверка диодного моста генератора может проводиться двумя наиболее популярными способами. Один из них не потребует наличия сложного оборудования и автолюбителю понадобится лишь лампа, рассчитанная на напряжение в 12 В. Кроме того, возможна проверка диодного моста мультиметром.

С помощью лампочки

Так как это наиболее простой способ, то начать стоит именно с него. В первую очередь предстоит собрать простую электроцепь, состоящую из АКБ и лампочки. Концы проводников, расположенные в разрыве цепи, следует зачистить, им предстоит выполнять роль щупов. Когда они подключаются к диоду в одной полярности, лампа должна загореться, а в ситуации с противоположным присоединением — никакой реакции последовать не будет. В таком случае полупроводниковый прибор следует считать исправным.

Также есть и второй способ проверки диодного моста с помощью этих подручных средств. При этом не нужно разбирать генератор, а все работы выполняются в четыре этапа:

• Импровизированные щупы подключаются к выходному контакту «30» и минусовой клемме. Если лампочка загорелась, то в цепи присутствует короткое замыкание.
• Отрицательная клемма батареи присоединяется к корпусу моста, а положительная через лампочку подключается к крепежному болту мостика. Любая реакция лампочки говорит о наличии проблем.
• Положительная клемма АКБ подключается к точке «30», а отрицательная — к крепежному болту. Если лампа не загорается, то мост исправен.
• Минусовой контакт батареи остается на прежнем месте, а плюсовой соединяется с точкой «61». Если лампочка начинает светиться, то в цепи имеются неисправности.

Проверка мультиметром

Этот прибор позволяет провести качественную проверку моста, но для этого предстоит снять генератор. Причина неисправности узла может крыться не только в диодном мостике, но и других элементах, например, обмотках или регуляторе напряжения. Так как процесс демонтажа генератора может отличаться в зависимости от модели автомобиля, то заострять на этом внимание сейчас не стоит.

Как только узел был снят и разобран, следует также демонтировать диодный мостик. Чтобы во время сборки устройства не перепутать ориентацию моста, на него и генератор стоит нанести метки с помощью краски. Перед началом проверки мультиметр необходимо перевести в режим изменения сопротивления с подачей звуковых сигналов. Затем следует подключить щупы к контактам полупроводникового прибора.

Необходимо проверить каждый диод и для этого один щуп следует соединить с центральной пластиной, а второй поочередно подключать к выводам полупроводникового устройства. Если мультиметр подает звуковые сигналы при любом подключении, то диод следует признать неисправным. После завершения проверки необходимо провести замену всех вышедших из строя элементов.

Диодный мост | Принцип работы, обозначение, виды

Что такое диодный мост

Словосочетание “диодный мост” образуется от слова “диод“. Значит, диодный мост – это радиодеталь, которая состоит из диодов. Здесь очень важно то, как соединены эти диоды, иначе диодный мост превратится просто в кучку из диодов.

Диод на электрических схемах обозначается вот так.

Самый простой диодный мост состоит из 4 диодов, которые соединяются вот так.

Эта рисунок также является самой распространенным обозначением диодного моста на электрических схемах.

Упрощенный вариант выглядит вот так.

Можно увидеть на схемах даже что-то типа этого.

 

Для правильной эксплуатации диодного моста, мы должны его правильно подсоединить. Правильное подключение диодного моста выглядит таким образом.

Как вы видите, на вход диодного моста мы подаем переменное напряжение, а на выходе диодного моста снимаем постоянное напряжение. Отсюда можно сделать вывод:

Диодный мост используется в схемах для того, чтобы получить из переменного тока постоянный ток.

Видео на тему: Что такое диодный мост:

Принцип работы диодного моста

Диод в цепи переменного напряжения

Итак, в статье про диод мы рассматривал, что будет на выходе диода, если подать на него переменный ток. Для этого мы даже собирали вот такую схему, где G – это синусоидальный генератор. С клемм X1 и X2 уже снимали сигнал.

Мы на диод подавали переменное напряжение.

А на выходе после диода получали уже вот такой сигнал.

То есть у нас получилось вот так.

Да, мы получили постоянный ток из переменного, но стоило ли это того? В этом случае у нас получился

постоянный пульсирующий ток, где половина мощности сигнала была вообще вырезана.

Как работает диодный мост в теории

Как вы знаете, переменный ток меняет свое направление несколько раз в секунду. Поэтому, его можно разбить на положительные полуволны и отрицательные полуволны. Положительные полуволны я пометил красным, а отрицательные – синим.

Для того, чтобы диодный мост работал, ему нужна какая-либо нагрузка. Пусть это будет резистор. Следовательно, когда на диодный мост приходит положительная полуволна, протекание тока через него будет выглядеть вот так.

Как вы видите, при положительной полуволне не задействованы диоды, которые я показал штриховой линией.

После положительной полуволны приходит отрицательная полуволна, и в этом случае протекание тока в диодном мосте выглядит так.

В этом случае, диоды, которые работали при положительной полуволне, при отрицательной полуволне они отдыхают). Эстафету принимает на себя другая пара диодов. Можно даже сказать, что в диодном мосте они работают попарно. Одна пара диодов работает на положительную полуволну, а другая пара – на отрицательную.

Обратите внимание на нагрузку. На нее всегда приходит одна и та же полярность тока при любом стечении обстоятельств.

Работа диодного моста на практике

Давайте и мы посмотрим, что получается на выходе диодного моста, если подать на него переменное напряжение. Для этого возьмем 4 простых кремниевых диода и соединим их в диодный мост. Важно, чтобы диоды были одной марки.

На вход диодного моста будем подавать переменное напряжение, и посмотрим, что у нас получается на выходе.

Итак, на вход я подаю вот такой сигнал.

 

На выходе получаю постоянное пульсирующее напряжение.

Здесь мы видим, что отрицательная полуволна в диодном мосте не срезается, а превращается в положительную. Мощность сигнала при этом не теряется, так как отрицательная полуволна просто инвертируется в положительную полуволну. Ну разве не чудо?

Наблюдательный читатель также может заметить, что амплитуда сигнала чуть-чуть просела. Если мы на вход подавали синусоидальный сигнал с амплитудой в 6 Вольт, то на выходе диодного моста имеем чуть меньше 6 Вольт, а точнее где-то 4,8 Вольта. Почему так произошло? Дело все в том, что на кремниевом диоде падает напряжение 0,6-0,7 Вольт. Так как переменное напряжение проходит через 2 диода при каждой полуволне, то на каждом диоде падает по 0,6 Вольт. 2×0,6=1,2 Вольта. 6-1,2=4,8 Вольта.

Теперь можно с гордостью нарисовать рисунок.

Виды диодных мостов

Примерно так выглядит импортный и советский диодные мосты.

 

Например, на советском показаны контакты, на которые надо подавать переменное напряжение значком ” ~ “, а контакты, с которых сниамем постоянное пульсирующее напряжение значком “+” и “-“.

Существует множество видов диодных мостов в разных корпусах.

Есть даже диодный мост для трехфазного напряжения.

Как вы могли заметить, такой трехфазный выпрямитель имеет пять выводов. Три вывода на фазы, а два другие – на постоянное напряжение.

Он собирается по так называемой схеме Ларионова и состоит из 6 диодов.

В основном трехфазные мосты используются в силовой электронике.

Характеристики диодного моста

Как мы уже с вами разобрали, в электронике встречаются диодные мосты в разных корпусах и имеют разные габариты.

Почему так? Дело в том, что каждый диодный мост обладает какими-то своими характеристиками, о которых мы и поговорим в этой главе.

Чтобы далеко не ходить, давайте рассмотрим диодный мост GBU6K и рассмотрим на его примере, как читать характеристики.

Для того, чтобы понять, что это за фрукт и с чем его едят, надо скачать на него техническое описание (даташит). Вот ссылка на этот диодный мост. Ниже рассмотрим основные характеристики диодного моста, которых будет достаточно для рядового электронщика.

Распиновка и корпус

Итак, на главной странице мы видим распиновку выводов. Распиновка – это какие выводы за что отвечают и как правильно их соединять с внешней цепью.

Как вы видите, на средний выводы подаем переменное напряжение, а с крайних выводов снимаем постоянное напряжение. Также на рисунке показано, как соединяются диоды в этом диодном мосте. Нам эта информация еще очень пригодится.

Чуть ниже мы видим вот такую табличку, которая показывает нам самые главные первичные характеристики.

Package – тип корпуса. Корпуса GBU выглядят вот так.

Максимальный ток

Итак, с этим разобрались. Далее следующий параметр. I_F(AV) – максимальный ток, который может “протащить” через себя этот диодный мост. В даташите есть таблички и графики, какие условия должны соблюдаться, чтобы мост смог протащить через себя этот ток без вреда для своего здоровья.

Поэтому, диодные мосты в больших металлических корпусах способны “протащить” через себя очень большую силу тока. Если же маленький диодный мост вставить в какой-нибудь мощный блок питания, то скорее всего он просто-напросто сгорит.

В промышленности в силовой электронике стараются использовать диодные моста большой мощности, например, вот такой диодный мост может “протащить” через себя силу тока в 50 Ампер.

 

Максимальное пиковое обратное напряжение

Грубо говоря, это обратное напряжение диода. Если его превысить, то произойдет пробой и диоду, а следовательно и диодному мосту, придет “кирдык”. Этому параметру также следует уделять внимание, когда вы будете выпрямлять сетевое напряжение. Если вы будете подавать на диодный мост 220 Вольт, то его пиковое значение будет составлять 310 Вольт (220 × √2). Так как у меня диодный мост GBU6K, то надо смотреть табличку ниже. Как вы видите, пиковое обратное напряжение диодов составляет 800 Вольт. Значит, такой диодный мост вполне подойдет для выпрямления сетевого напряжения.

 

Как проверить диодный мост

1-ый способ.

Как вы теперь знаете, однофазный диодный мост состоит из 4 диодов. Для того, чтобы узнать их расположение, мы должны скачать даташит на данный диод и посмотреть, как расположены диоды в данном диодном мосте. Например, для моего моста GBU6K диоды расположены вот так.

То есть все, что мне надо сделать – это просто прозвонить каждый диод с помощью мультиметра. Как это сделать, я писал еще в этой статье.

Второй способ.

Он же 100%. Но для этого потребуется осциллограф, ЛАТР или понижающий трансформатор, а также резистор, желательно 5-10 КОм. После того, как мы нашли его расположение выводов, на “+” и “-”  припаиваем резистор 5-10 КОм. С этих же выводов снимаем осциллограмму.

То есть все должно выглядеть вот так.

 

 

Смотрим осциллограмму

Значит, диодный мост исправен.

Диодный мост генератора

Диодный мост генератора в автомобилях выпрямляет переменное напряжение, которое поступает от обмоток статора генератора. То есть грубо говоря, без диодного моста получается трехфазный мини-генератор.

Диодный мост генератора ВАЗ 2110

В этой статье будем рассматривать диодный мост от генератора ВАЗ 2110.

Он сделан по схеме Ларионова с некоторым дополнением в виде 3 дополнительных диодов.

Как проверить диодный мост генератора

Для проверки диодного моста генератора есть два способа.

Проверка с помощью лампы накаливания

Этот способ считается самым простым, и все его могут применить, так как под рукой всегда найдется аккумулятор и лампа на 12 В. Иначе откуда у вас автомобильный генератор?)

Предварительно лучше запаять или прикрепить к лампе два провода, чтобы было проще производить проверку. Итак, собираем наш прибор для проверки диодного моста генератора из лампы и аккумулятора вот по такой схеме.

Далее, все что нам надо сделать – это просто проверить каждый диод. Итак, вспоминаем, что диод в одном направлении проводит электрический ток, а в другом нет. Получается, нам надо в каждый диод “тыкнуться” два раза, чтобы узнать исправен ли он. Так мы и сделаем.

Вместо аккумулятора у меня будет лабораторный блок питания на 12 Вольт, что в принципе не играет никакой роли. Мой “прибор” для проверки диодов выглядит вот так.

Красные крокодил – это плюс от аккумулятора, в моем случае – от блока питания, а черный – это минус.

Поехали! У нас имеется 9 диодов. Начнем, пожалуй, с больших диодов-таблеток, которые вмонтированы в металлические пластины. Цепляюсь одним выводом-крокодилом к пластине, на которой вмонтирован один конец диода

 

а другим выводом, который идет от лампы накаливания касаюсь другого вывода диода и вуаля! Лампа зажглась!

Теперь надо обязательно поменять выводы наших проводов с самопального прибора местами и снова повторить это действие.

Как вы видите, наша лампа не горит, и это замечательно! Потому что мы сейчас только что убедились в том, что наш диод абсолютно здоров и готов выполнять свою задачу на 100%.

Таким же образом проверяем все диоды таблетки.

Маленькие черные диоды проверяются точь-в-точь таким же способом.

Меняем выводы и убеждаемся, что диод рабочий.

Правила:

1) Если лампочка не горит ни так ни сяк, значит диод неисправен.

2) Если лампочка горит и так и сяк, значит диод тоже неисправен.

3) Если лампочка горит, а при смене щупов не горит, значит диод исправен.

Проверка с помощью мультиметра

Не у всех есть такой замечательный прибор, как мультиметр, но он должен быть у каждого уважающего себя электрика и электронщика.

В каждом хорошем мультиметре есть функция прозвонки диодов. Как я уже говорил, наш автомобильный диодный мост будет исправен, если все его диоды будут исправны.

Берем в руки мультиметр и ставим его в режим прозвонки диодов.

И начинаем проверять все диоды друг за другом на исправность. В одном направлении диод должен показать значение от 0,4 и до 0,7 Вольт. В нашем случае 0,552 Вольта, что вполне приемлемо.

Далее меняем щупы местами и видим, что мультиметр показывает нам OL, что говорит нам о том, что превышен предел измерения. Значит, диод жив и здоров).

Таким же образом проверяем все оставшиеся диоды.

Похожие статьи по теме “диодный мост”

Автомобильное зарядное устройство

Как получить постоянное напряжение из переменного

Как проверить диод и светодиод мультиметром

Простой блок питания

 

Что такое диодный мост [+ схема подключения], для чего нужен и как работает

Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.

Содержание статьи

Диодные мосты – важная часть электронных приборов, питающихся от бытовой электросети напряжением 220 В и частотой 50 (60) Гц. Его второе название – двухполупериодный выпрямитель. Диодный мост состоит из полупроводниковых выпрямительных диодов или из диодов Шоттки. Элементы могут отдельно распаиваться на плате. Однако современный вариант – объединение диодов в одном корпусе, который носит название «диодная сборка». Диодные мосты активно используются в электронике, трансформаторных и импульсных блоках питания, люминесцентных лампах. В сварочные аппараты устанавливают мощные полупроводниковые сборки, которые крепятся к теплоотводящему устройству.

Схема диодного моста из 4 диодов

Что такое диодный мост и из каких элементов он состоит

Диодный мост в схемах, применяемых в сетях с однофазным напряжением, состоит из четырех диодов, представляющих собой полупроводниковый элемент с одним p-n переходом. Ток в таком полупроводнике проходит только в одном направлении при подключении анода к плюсу источника, а катода – к минусу. Если подключение будет обратным, ток закрывается. Диодный мост для трехфазного электрического тока отличается наличием шести диодов, а не четырех. Существенные различия в принципе работы между мостовыми схемами для однофазных и трехфазных сетей отсутствуют.

Устройство диода

Диод Шоттки – еще один вид полупроводниковых элементов, используемых в диодных мостах. Его основным отличием является переход металл-полупроводник, называемый «барьером Шоттки». Как и переход p-n, он обеспечивает проводимость в одну сторону. Для изготовления устройств Шоттки применяют арсенид галлия, кремний и металлы: золото, платину, вольфрам, палладий. При приложении небольших напряжений – до 60 В – диод Шоттки отличается малым падением напряжения на переходе (не более 0,4 В) и быстродействием. При бытовом напряжении 220 В он ведет себя как обычный кремниевый выпрямительный полупроводник. Сборки из таких полупроводниковых устройств часто устанавливаются в импульсных блоках питания.

Как работает диодный мост: для чайников, просто и коротко

На вход диодного моста подается переменный ток, полярность которого в бытовой электросети меняется с частотой 50 Гц. Диодная сборка «срезает» часть синусоиды, которая для прибора «является» обратной, и меняет ее знак на противоположный. В результате на выходе к нагрузке подается пульсирующий ток одной полярности.

Обозначение диодного моста на схеме

Частота этих пульсаций в 2 раза превышает частоту колебаний переменного тока и равна в данном случае 100 Гц.

Работа диодного моста

На рисунке а) изображена обычная синусоида напряжения переменного тока. На рисунке б) – срезанные положительные полуволны, полученные при использовании выпрямительного диода, который пропускает через себя положительную полуволну и запирается при прохождении отрицательной полуволны. Как видно из схемы, одного диода для эффективной работы недостаточно, поскольку «срезанная» отрицательная часть полуволн теряется и мощность переменного тока снижается в 2 раза. Диодный мост нужен для того, чтобы не просто срезать отрицательную полуволну, а поменять ее знак на противоположный. Благодаря такому схемотехническому решению, переменный ток полностью сохраняет мощность. На рисунке в) – пульсирующее напряжение после прохождения тока через диодную сборку.

Пульсирующий ток строго назвать постоянным нельзя. Пульсации мешают работе электроники, поэтому для их сглаживания после прохождения диодного моста в схему нужно включить фильтры. Простейший тип фильтра – электролитические конденсаторы значительной емкости.

На печатных платах и принципиальных схемах диодный мост, в зависимости от того, как он устроен (отдельные элементы или сборка), может обозначаться по-разному. Если он состоит из отдельно впаянных диодов, то их обозначают буквами VD, рядом с которыми указывают порядковый номер – 1-4. Буквами VDS обозначают сборки, иначе –VD.

Чем можно заменить диодный мост-сборку

Вместо диодного моста, собранного в одном корпусе, можно впаять в схему 4 кремниевых выпрямительных диода или 4 полупроводника Шоттки. Однако вариант диодной сборки более эффективен, благодаря:

• меньшей площади, занимаемой сборкой на схеме;
• упрощению работы сборщика схемы;
• единому тепловому режиму для всех четырех полупроводниковых устройств.

Различные варианты сборки диодного моста

У такого схемотехнического решения есть и минус – в случае выхода из строя хотя бы одного полупроводника придется заменять всю сборку.

Для чего нужен диодный мост в генераторе автотехники

Диодный мост в генераторе

Это схемотехническое решение используется в электрических схемах автомобилей и мотоциклов. Диодный мост, устанавливаемый на генераторе переменного тока, нужен для преобразования вырабатываемого им переменного напряжения в постоянное. Постоянный ток служит для подзарядки АКБ и питания всех электропотребителей, имеющихся в современном транспорте. Требуемая мощность полупроводников в мостовой схеме определяется номинальным током, вырабатываемым генератором. В зависимости от этого показателя, полупроводниковые приборы разделяют на следующие группы по мощности:

• маломощные – до 300 мА;
• средней мощности – от 300 мА до 10 А;
• высокомощные – выше 10 А.

Для автотехники обычно применяют мосты из кремниевых диодов, способных отвечать эксплуатационным требованиям в широком температурном диапазоне – от -60°C до +150°C.

Чем заменить диодный мост в генераторе

В большинстве моделей авто- и мототехники мостовые сборки впаивают в алюминиевый радиатор, поэтому в случае выхода из строя их придется выпаивать и выпрессовывать из радиаторной пластины и заменять на новый. Поскольку это довольно сложная процедура, лучше избегать возникновения факторов, из-за которых сгорает диодный мост. Наиболее часто встречающиеся причины этой проблемы:

• на плату попала жидкость;
• грязь вместе с маслом проникла к полупроводникам и вызвала короткое замыкание;
• изменение положения полюсов контактов на АКБ.

Видео: принцип работы диодного моста

---

Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?

---

Другие материалы по теме

Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

самые распространенные ошибки — Российская газета

Слово генератор происходит от латинского generator (производитель) и представляет из себя узел, который преобразовывает механическую энергию в электрическую, обеспечивая постоянный и непрерывный заряд аккумулятора при работающем двигателе, а также подающий электропитание во время запуска мотора, когда стартер потребляет большое количество электроэнергии. При этом существует несколько простых способов «приговорить» генератор, совершив любую из нижеперечисленных ошибок.

Невнимание к аккумулятору

Нередко многие узлы автомобиля выходят из строя от банального невнимания, а именно нежелания хотя бы изредка поднимать капот и смотреть, что происходит в моторном отсеке. При таком раскладе вполне можно недосмотреть, что вы эксплуатируете автомобиль с неисправной или ослабленной клеммой или, как еще говорят, с плохой или пропавшей массой».

Из-за этого генератор начинает работать под большой нагрузкой, не выдавать заявленное напряжение и разогреваться до нештатных температур.

Не менее часто проблемы с генератором возникают, когда вы используете старый или поврежденный аккумулятор, в одной или нескольких «банок» которого имеет место короткое замыкание. В этом случае «гена» становится мощной паразитной нагрузкой в цепи генератора. Он опять-таки начинает перегреваться и рано или поздно выходит из строя — сгорают реле-регулятор, диодный мост, обмотка ротора и статора. А случается и такое — вы даете «прикурить» соседу по парковке, а в этот момент двигатель вашего автомобиля работает.

В этом случае генератор и электронный блок-контроллер электропитания получат экстремальную нагрузку от стартера второго автомобиля, и генератор, равно как блок-контроллер электропитания, могут не вынести издевательства. Ну и совсем, казалось бы, нелепый, но встречающийся сценарий — это когда при «прикуривании» или установке нового аккумулятора путают клеммы. При самом оптимистичном сценарии вам придется менять плавкие предохранители. Однако случается, что «переплюсовка» убивает диодный мост генератора, статор реле-регулятор и провода.

Залить генератор

Вывести генератор из строя с помощью воды вполне можно при мойке двигателя. Причем тут все зависит о того, как долго и как активно вы ездили, прежде чем приехали на мойку.

Из-за того, что в процессе езды генератор сильно нагревается, попадание воды на этот узел вызовет резкое охлаждение, и как вариант — появление трещин внутри изоляционного материала обмоток статора либо диодов.

А это в свою очередь может привести к коррозии диодного моста, окислению контактов диодов и как следствие — поломке генераторного устройства. Кто-то скажет — но ведь генератор заизолирован от воды. Иначе как бы джиперы форсировали глубокие броды!

Однако это верно, если речь идет о генераторе в хорошем состоянии — как минимум с лаком на обмотке статора. Если же в обмотке есть скрытые дефекты, «купание» «гены» может поставить на его дальнейшей работе точку. Кроме того, генератор боится соленой воды, грязи и масла. К примеру, подтекающий из сальников лубрикант может просочиться внутрь генератора, после чего графитовые щетки пропитаются маслом и станут жесткими.

Все это может спровоцировать искрение щеток, их быстрый износ, а также перегрев регулятора напряжения и блокировку щеток. Кроме того, сформировавшаяся пастообразная масса может стать токопроводной. А это значит, что при скоплении замасленных элементов между коллектором ротора и корпусом генератора вполне может произойти короткое замыкание.

Увеличение числа энергопотребителей

Нередки случаи, когда генератор сжигают меломаны, происходит все примерно следующим образом. Любители громкой музыки устанавливают в небольшую «легковушку» серьезный сабвуфер и множество динамиков без доработки штатной электрики автомобиля.

В результате при воспроизведении треков в стиле «тынц-тынц» в электросети возникают пиковые скачки, резко повышается токопотребление, генератор начнет сильно перегреваться и в конце концов выйдет из строя.

Чтобы исключить такой сценарий, не устанавливайте такую технику самостоятельно, а обратитесь к специалистам. Они, вероятнее всего, подключат усилитель через конденсатор (он сгладит скачки энергии) или установят более мощный или дополнительный генератор.

Или, как вариант, штатный генератор может сгореть на бездорожье, после того как джиперы некорректно задействуют лебедку, например, поднимая обороты двигателя в надежде «добыть» из генератора побольше электричества.

Отсюда правило, которое хорошо знают любители «оффроуда» — «лебедиться» нужно на холостых оборотах двигателя или чуть выше холостых, именно для того, чтобы сберечь генератор. Можно также поступить по следующей схеме — на время выключить лебедку и только тогда добавить оборотов, чтобы подзарядить аккумулятор.

Диодный мост генератора на ВАЗ 2110: замена своими руками, проверка состояния и частые неисправности

Содержание:

1. Функции
2. Причины неисправности
3. Проверка состояния
4. Замена

При включении генератора в работу, он производит постоянный ток. Но чтобы питать всех потребителей в автомобиле и подзаряжать аккумуляторную батарею, требуется переменный ток с четко определенной частотой.

Диодный мост выполняет функции по преобразованию постоянного тока в переменный. Это устройство также называется выпрямителем.

Внешний вид элемента

Диодные мосты могут иметь различную конструкцию. Однако автомобили преимущественно комплектуются трехфазными выпрямителями. Это обусловлено важными достоинствами, которыми они обладают. А именно:

• На выходе создается наиболее пульсирующее напряжение;
• Трехфазные устройства отлично подходят для полумостов и диодных мостов;
• Их конструкция позволяет дополнительно использовать конденсатор — фильтр для тока.

Функции

Давайте рассмотрим, какие функции выполняет в автомобиле диодный мост.

1. Преобразует постоянный ток в переменный. Это его главная функция, но не единственная.
2. Осуществляет блокировку проникновения тока на статорную обмотку. Тут элемент выполняет как бы роль одностороннего клапана.
3. Увеличивает запас прочности генератора, способствует защите от неблагоприятных факторов, воздействий, загрязнений.

Конструктивные особенности

• В заводском исполнении диодные мосты для ВАЗ 2110 представляют собой монолитные конструкции, которые отличаются надежностью, финансовой доступностью, компактными размерами;
• Существенный недостаток у заводского диодного моста только один — если сгорает один диод, выполнить замену одного элемента не представляется возможным. Приходится покупать новый заводской выпрямитель и менять его со старым местами;
• При отказе в работе диодного моста можно попробовать собрать его своими руками из разных диодов;
• В заводском исполнении выпрямитель имеет 4 или 6 диодов, а при самостоятельном изготовлении можно добавить еще один дополнительный. Так многие поступают;
• При установке дополнительного диода, используют не заводские элементы, а более мощные. Это позволяет им более длительный срок не сгорать.

Качество работы самодельного выпрямителя проверить сложно, из-за чего вмешательство в заводскую конструкцию может только навредить генератору. Тогда вместо покупки дешевых расходников, придется менять чуть ли не весь узел.

Расположение на генераторе

Причины неисправностей

Практика автомобилистов показывает, что замена диодного моста может быть вызвана различными причинами, но основной из них является все же особенность заводского изготовления.

Потому давайте детальнее познакомимся с причинами выхода из строя выпрямителя, которые могут повлечь за собой необходимость замены устройства.

Причина	Особенности
Заводское исполнение	Многие производители используют алюминиевые оболочки для диодов, которые не отличаются высоким качеством и надежностью. Выбирать рекомендуется стальные оболочки. Опыт специалистов и автомобилистов показывает, что самые лучшие выпрямители сегодня делают в Беларуси
Влага	Влага может проникнуть внутрь конструкции, привести к появлению окислений пространства между корпусом и диодами
Масло	Масло также приводит к нарушению функциональности устройства, если проникает внутрь конструкции генератора и конкретно на диодный мост
Путаница полярности АКБ	Если при подключении аккумуляторной батареи к зарядному устройству или при «прикуривании» вы случайно перепутаете полярность, это с высокой долей вероятности приведет к поломке, перегоранию моста
Слабый аккумулятор	Если аккумулятор не тянет, постоянно имеет слабый заряд, виновником может быть именно выпрямитель

Прежде чем приступать к замене устройства, необходимо для начала проверить генератор и мост, тем самым убедиться, что виновником проблем является именно выпрямитель.

Преимущества заводского выпрямителя

Многие считают, что при ремонте автомобиля лучше использовать аналоговые запчасти, которые стоят дороже, но обладают более высоким качеством. Это справедливое утверждение для многих запчастей, что уж скрывать.

Но если речь идет о выпрямителе, то для ВАЗ 2110 при замене лучше использовать заводской вариант, то есть монолитный диодный мост.

Объясняется это несколькими важными преимуществами. А именно:

• Доступная цена, что позволяет выполнить недорогой ремонт своими руками;
• Небольшие размеры, компактность устройства;
• Используемые диоды эффективно взаимодействуют друг с другом, их параметры совпадают оптимально;
• За счет качественной компоновки диодами, функционирование моста осуществляется в едином режиме нагрева. Это, в свою очередь, позволяет избежать перегрева с высокой долей вероятности;
• Простота замены и установки. Процедура легкая, что позволяет производить ремонт своими руками.

Проверка состояния

Проверка диодного моста выполняется достаточно просто даже самостоятельно. Ехать на станцию технического обслуживания нет никакой потребности.

Все, что вам необходимо, это наличие мультиметра.

1. Плюсовой щуп мультиметра подключаем к диодной шине.
2. Аналогично соединяем минусовой щуп с минусовым выводом диодного моста.
3. Теперь смотрим на показания прибора. Если все хорошо с выпрямителем, тогда на вашем мультиметре вы увидите показания, близкие к бесконечности. Если таковых не появляется, тогда с устройством возникли проблемы, придется его менять.
4. Но это не все. Теперь щупы следует поменять местами, то есть минус соединить с плюсом, а плюс с минусом.
5. Вновь обращаем внимание на наш мультиметр. Что вы там видите? Если отображается несколько сотен Ом, единиц измерения сопротивления, тогда узел работает нормально, он исправен.
6. Для проверки дополнительного диода, если таковой имеется, повторите те же действия, описанные выше в нашей инструкции.

Замена

Если проверки показали, что с диодным мостом что-то не так, не остается ничего другого кроме как заменить устройство. Сложного в этом ничего нет. Особенно, если вам уже приходилось разбирать генератор или по крайней мере извлекать его.

Действуйте по предлагаемому алгоритму, опирайтесь дополнительно на видео инструкции. Это поможет справиться с задачей.

1. Отключите аккумуляторную батарею. Для этого достаточно снять с нее минусовую клемму.
2. Отсоедините розовый провод, который отвечает за включение генератора. Чтобы сделать это, потребуется открутить крепежную гайку с плюсового болта.
3. Ослабьте немного натяжение верхней и нижней гайки, отвинтите натяжные болты, снимите ремень. Его можно пока отложить в сторонку.
4. Поверните ваш генератор на 90 градусов, после чего вы сможете демонтировать нижний крепежный болт.
5. Внимательно осмотрите корпус вашего генератора. Может потребоваться очистить корпус выпрямителя. При наличии загрязнений на нем и на соединениях, не лишним будет выполнить зачистку. Это позволит новому устройству функционировать более качественно и эффективно.
6. Постарайтесь максимально аккуратно, но в то же время тщательно зачистить внутренние части кольца.
7. Снимите старый диодный мост, после чего выполните процедуру обратной сборки.
8. Запустите двигатель, проверьте работоспособность нового выпрямителя.

Демонтированный элемент

Обратная сборка выполняется в строгой последовательности, учитывая при этом индивидуальные конструктивные особенности нового выпрямителя генератора.

Опираясь на предоставленные материалы и инструкцию по замене, вы должны без особых проблем справиться с поставленной задачей. Но при возникновении проблем обязательно обращайтесь к специалистам.

 Загрузка …

---

диодный мост генератора

Диодный мост генератора устанавливается на любом современном автомобиле или мотоцикле с генератором переменного тока и предназначен для выпрямления переменного тока (вырабатываемого генератором) в постоянный, который необходим для зарядки аккумуляторной батареи и для питания всех потребителей любого современного транспортного средства. В этой статье, больше рассчитанной на новичков, будет подробно описано, что из себя представляет диодный мост современных машин, его устройство, проверка работоспособности, возможный ремонт и другие нюансы.

Примерно в середине прошлого века начали появляться более мощные и в то же время более лёгкие генераторы переменного тока, взамен старых коллекторных генераторов постоянного тока. Но у новых более мощных генераторов не стало коллектора, работающего в качестве выпрямителя и потребовалось оснащать новые генераторы устройством, которое бы выравнивало пульсирующий переменный ток в постоянный, так необходимый для зарядки аккумулятора и питания потребителей автомобиля или мотоцикла.

Так и появился диодный мост генератора — состоящий из нескольких выпрямителей переменного тока — полупроводниковых диодов.

Основными элементами любого выпрямителя в современном генераторе автомобиля или мотоцикла являются полупроводниковые диоды, которые способны проводить ток только в одном направлении и тем самым выпрямлять его. Сам по себе полупроводниковый диод это и есть выпрямитель, который используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Но полупроводниковый выпрямительный диод применяют не только в генераторах переменного тока транспортных средств, а так же в различных цепях управления, в том числе и в сильноточных цепях, умножителях напряжения и других электронных устройствах.

Мощность диодов, применяемых в автомобильных генераторах (и не только) зависит от номинала максимального тока, который способен вырабатывать генератор. Выпрямительные диоды можно условно разделить на полупроводниковые приборы малой мощности (примерно до 300 mA), средней мощности (от 300 mА до 10 Ампер) и большой мощности (более 10 Ампер).

Подбор полупроводниковых выпрямительных диодов нужной мощности конечно же зависит от мощности автомобильного генератора и чем она больше, тем мощнее используемые диоды в генераторе. Ну а по типу используемого материала в полупроводниковых диодах, они бывают кремниевые и германиевые.

Кремниевые диоды имеют во много раз меньшие обратные токи и ощутимо более высокую величину допустимого обратного напряжения, которое может доходить даже и 1000, а иногда и 1500 Вольт, а у германиевых допустимый вольтаж составляет максимум 400 Вольт.

Разница ощутимая и в последнее время всё чаще начали применять кремниевые выпрямительные диоды. К тому же работоспособность кремниевых полупроводниковых диодов сохраняется при диапазоне температур от -60 до +150 градусов С, а у германиевых диодов диаппазон поменьше, от -60 до +85 градусов С.

В генераторах современных автомобилей и мотоциклов используют несколько диодов, закрепляемых на алюминиевых пластинах, служащих радиаторами охлаждения диодов (так называемый диодный мост или подкова, так как пластины имеют форму подковы). Сами диоды на большинстве авто-мото генераторов запрессовывают на заводе в алюминиевые радиаторные пластины, которые имеют чуть меньшие по диаметру отверстия, чем корпуса диодов.

И в случае ремонта ( о ремонте ниже) вышедшие из строя диоды нужно будет отпаять и затем выпрессовать. Но сначала нужно проверить их работоспособность и выявить неисправность.

Диодный мост генератора — устройство и проверка неисправности.

Диодный мост современного генератора (как проверить работоспособность генератора читаем тут) состоит из двух алюминиевых пластин, которые служат радиаторами охлаждения и которые изолированы друг от друга диелектриком. К каждой из двух пластин (на большинстве генераторов) подключены по три диода одним из своих выводов (на некоторых по 4 пары диодов).

Вторые выводы каждого из трёх диодов соединяются между собой общей точкой соединения (см. электросхему слева) и далее в каждой точке выводы ещё соединяются с тремя выводами трёхфазной обмотки статора генератора.

К этим же точкам ещё подключаются три дополнительных диода (более мелких — см. электросхему слева и видеоролик чуть ниже).

Ну и вторые выводы трёх дополнительных диодов (служащих для питания реле или обмотки возбуждения) соединяются в одну точку и подключаются к шине, а та в свою очередь подключается к проводу, идищему к реле-регулятору напряжения (как проверить исправность реле-регулятора я подробно описал вот здесь).

Вся схема подключена по мостовой схеме и поэтому и называется диодный мост генератора и именно диодный мост в целом и служит выпрямителем переменного тока генератора в постоянный ток, необходимый для зарядки батареи и питания потребителей.

У генератора могут быть несколько неисправностей, о которых можно почитать вот здесь (а о ремонте генератора читаем вот в этой статье) и одной из неисправностей генератора автомобиля, или мотоцикла, является выход из строя выпрямительных диодов.

При их проверке основываются на том, что выпрямительный диод — это электронный прибор, который в исправном состоянии в одном направлении пропускает ток, а в другом нет. И именно на этом и основана проверка исправности диодного моста генератора, которая буде описана ниже и которую так же можно посмотреть в видеоролике выше.

Для проверки полупроводниковых диодов потребуется снять диодный мост (подкову) с генератора и так же потребуется обыкновенный тестер мультиметр (как его выбрать новички могут почитать вот тут). Перед работой прибор следует включить в режим проверки диодов — тоесть установить переключатель в положении напротив значка, означающего диод. А провода щупов подключаем в гнёзда для замера сопротивления (как в показано видеоролике выше).

При проверке исправности диодного моста лучше всего проверять каждый диод по отдельности и для этого щупы тестера нужно подключать непосредственно к каждому диоду (один щуп, например красный, подключаем к корпусу (донышку) проверяемого диода, а второй чёрный щуп подключаем к выводу диода.

При этом мы видим на экране тестера какое то условное сопротивление ( на разных генераторах по разному и зависит от мощности — примерно в пределах 400 — 800 Ом) и это значит что проверяемый диод в этом направлении пропускает ток. Теперь следует поменять местам щупы тестера (красный щуп к выводу, а чёрный к корпусу проверяемого диода). При таком подключении щупов мы видим на экране тестера единицу, означающую, что в этом направлении диод заперт и не пропускает ток и это значит что такой диод исправен.

Аналогично проверяем остальные два диода, расположенные на этой же алюминиевой пластине. Все они должны работать так же, то есть при проверке пропускать ток только в одном направлении.

На второй пластине три других диода работают наоборот (подключены в обратной полярности и полупроводник развёрнут и подключен наоборот), но проверка их тестером отличается лишь тем, что при подсоединении красного щупа тестера к корпусу, а чёрного к выводу проверяемого диода, ток не должен проходить (тестер показывает единицу, означающую, что проверяемый диод закрыт), а если поменять местами щупы, то тестер должен показать сопротивление (ток проходит).  Проверяем также и два остальных диода, впресованных в эту же алюминиевую пластину.

Если же при подключениях щупов в любом виде к какому то диоду, цифровой тестер показывает единицу (в обоих направлениях) то такой диод пробит и его следует заменить. Если же при подключении щупов тестера в любом виде (в обоих направлениях) мы видим какое то значение на тестере, то такой диод имеет короткое замыкание и его тоже следует менять. Также проверяются и три дополнительных диода (маленьких).

Следует учесть, что при показаниях тестера (в положении когда ток проходит) должны быть сопротивления как можно ближе одинаковые по значениям. А чем больше отличия в показаниях тестера при проверке диодов одной пластины, тем больше вероятность неисправности диодов (тех, которые ощутимо отличаются по показаниям сопротивления от других диодов).

А допустимые отклонения при проверке каждого диода желательно не должны быть более 5 единиц в показаниях тестера и если какой то диод отличается по показаниям от остальных, то его желательно заменить, так как при больших токах, когда генератор будет работать, такой диод будет работать плохо и будут проблемы с зарядкой.

Чтобы заменить дефектный диод, его нужно отпаять и выпрессовать, затем запрессовать новый диод и припаять его — подробнее об этом я напишу ниже в разделе ремонт диодного моста.

Ну и ещё можно проверить диодный мост полностью, подключив оба щупа тестера к двум разным алюминиевым пластинам. При этом например красный щуп подключаем к одной из пластин, а чёрный к другой и видим , что тестер показывает какое то сопротивление. Далее меняем щупы местами и подключаем к тем же пластинам и при этом тестер должен показать единицу, то есть все диоды заперты, исправны и проводят ток только в одном направлении.

Если же при обоих подключениях щупов (при замене их местами) тестер показывает какое то значение сопротивления (близкое по значению при обоих подключениях щупов) то такой диодный мост генератора неисправен.

Следует сказать, что проверки с помощью тестера, которые я описал выше являются лишь примерными и более точную проверку следует производить под нагрузкой. Для этого следует подключить через диоды лампу (которая потребляет примерно пять ампер), согдасно приведённой мной электросхеме на рисунке слева и затем подать напряжение от аккумулятора.

И если лампа, при подключении к ней диодного моста будет гореть в одном направлении (при одной полярности) и гаснуть при другом направлении (при обратной полярности) то такой диодный мост можно считать исправным.

Диодный мост генератора : ремонт — замена неисправных диодов.

Проверив диодный мост вашего генератора, как было описано выше и выявив неисправные диоды, конечно же гораздо проще купить новый диодный мост и заменить его полностью. Для отечественных автомобилей он стоит не дорого, а вот для некоторых иномарок цена на новый диодный мост может неприятно удивить. И кто не хочет платить свои кровные, то есть смысл заменить только лишь вышедшие из строя диоды, которые стоят ощутимо дешевле всего диодного моста.

Для работы потребуется паяльник, мощностью не менее 50 ватт, стальная или легкосплавная трубка диаметром 12 — 15 мм. (зависит от диаметра диодов), выколотка (в качестве выколотки подойдёт медная, или латунная трубка, или пруток потоньше, диаметром 8-10 мм) а так же желательно использовать краску (лучше термостойкую кремнийорганическую краску) которой нужно будет потом покрыть места спаек, чтобы исключить коррозию олова.

Ну и конечно же потребуются сами новые диоды, которые имеют маркировку и номинал мощности такой же, как и вышедшие из строя диоды с вашего диодного моста. Следует отметить, что мощные диоды (на 50 ампер) в авто-магазинах найти не так то просто.

Максимум что вам могут предложить в большинстве магазинов — это диоды на 30 — 35 ампер, которые предназначены для не слишком мощных генераторов (80 — 100 А). Но мощные диоды можно найти и заказать в некоторых интернет магазинах (например в интернет-каталоге «CARGO»). Требуемый номинал диода можно вычислить по мануалу своего автомобиля.

Для мощных генераторов на 140 ампер, установленных на некоторых иномарках потребуется 12 диодов (6+6), а для более слабых по мощности генераторов на 80 ампер нужно будет найти всего 6 диодов (3+3). Но все диоды можно и не менять, а всего лишь заменить вышедшие из строя (как их проверить было написано выше)..

Основная трудность при замене диодов заключается в том, что они запрессованы в алюминиевые пластины с натягом и чтобы их заменить, потребуется выбить старые и затем запрессовать новые. Для того, чтобы выбить неисправный диод, следует сначала отпаять от него вывод (контактную пластину) и после этого аккуратно отогнуть контактную пластину.

Отпаяв и отогнув в сторону контактную пластину от вывода диода, затем для удобства отрезаем от диода вывод. Далее укладываем пластину (подкову) на трубку диаметром 12-15 мм, зажатую в тиски да так, чтобы диод, который нужно выбить, расположился внутри отверстия трубки, а пластина (подкова) полностью легла на торец трубки. Теперь следует упереть выколтку (трубка или пруток — диаметр 8 мм) в донышко диода и выбить его несильными ударами молотка.

После этого заново укладываем пластину на торец трубки (завальцовка на пластине, с отверстием от старого диода, тоже должна вставиться внутрь трубки) берём новый диод, устанавливаем его в отверстие от старого диода и опять же используем 8-ми миллиметровую медную трубку или пруток, уперев его в донышко нового диода и аккуратно запрессовываем его в отверстие пластины (подковы), нанося несильные удары по трубке.

Далее остаётся немного укоротить вывод нового диода и затем разогнуть контактную пластину, чтобы она коснулась (лучше наделась) на вывод нового диода и спаять их вместе. Место спайки желательно закрасить термостойкой краской. Заменив диоды, остаётся вернуть диодный мост на своё место под крышкой генератора и подсоединить все выводы (о правильной замене диодного моста показано в видео ниже).

Многих водителей интересует вопрос, почему выходит из строя один или несколько диодов в диодном мосту генератора. Причин может быть несколько, но наиболее частая причина — это попадание воды в полость генератора. Крышка, под которой расположен диодный мост генератора имеет вентиляционные отверстия, а генератор расположен на некоторых машинах в месте, которое омывается потоками воды. Чтобы хоть как то исключить попадание влаги на генератор дождливой осенью, желательно установить на свой автомобиль защиту картера.

Надеюсь данная статья будет полезна начинающим водителям, или ремонтникам, и поможет заменить, или отремонтировать диодный мост генератора, успехов всем.

Строение и принцип работы диодного моста генератора

 

«Автомобильные генераторы бывают двух видов: постоянного и переменного тока», — такую фразу можно прочитать в академических изданиях. В реальности автомобиль с генератором постоянного тока сегодня можно встретить разве что на выставке ретро-техники.

С 60-х годов прошлого века в автомобили устанавливают генераторы переменного тока. Узел выпрямления нужен, чтобы преобразовывать переменный ток в постоянный для питания автомобильных электроприборов. Зачем нужно было так заморачиваться и какие весомые преимущества есть у генераторов переменного тока — тема для отдельной статьи.

Что такое диодный мост и как он работает

Автомобильный генератор вырабатывает трехфазный переменный по величине и знаку ток (напряжение). Чтобы получить постоянную величину тока, в генераторах используют реле-регуляторы.

А чтобы получить ток, постоянный по полярности (+/-), используют диодные мосты, которые подключаются к обмоткам статора и преобразуют переменный ток в постоянный.

Т.е. диодный мост — это узел из выпрямительных полупроводниковых диодов, который выпрямляет переменный ток, вырабатываемый генератором.

Обмотка генератора вырабатывает три фазы тока, каждая из которых имеет форму синусоиды (волны). Часть полуволн заряжена положительно, вторая часть — отрицательно.

Полупроводниковые диоды имеют свойства пропускать ток только в одном направлении. Например, открываются на положительных полупериодах и закрываются на отрицательных.

 

Движение тока в генераторе

 

Как это работает в диодном мосте:

• переменный ток из обмоток периодически меняет направление движения в цепи;
• диоды пропускают его только в одном направлении;
• чтобы не было скачков, на каждую фазу устанавливается по два диода (силовое плечо), работающих в разных направлениях.

Поэтому в стандартной, «базовой» комплектации диодного моста всегда не меньше 6 диодов (по два на каждую фазу). И независимо от полярности тока в обмотках генератора на выходе всегда будет плюс, необходимый для работы электроприборов.

С диодного моста ток поступает в аккумулятор, а оттуда ко всем электроприборам.

Принципиальная конструкция и особенности диодного моста

Диодный мост представляет собой две алюминиевые пластины (плюсовая и минусовая), соединенные изоляционными втулками. На пластинах расположены разъемы для проводов, подключающихся к обмоткам статора и регулятору напряжения.

В каждую пластину запрессованы по три или четыре крупногабаритных диода — это силовой мост.

Чтобы генератор работал более стабильно и эффективно, к 6 (8) основным диодам, которые “выпрямляют” ток,  можно подключить 3 дополнительных слаботочных — они подают питание на реле-регулятор и обмотку возбуждения.

 

 

 

Схема диодного моста генератора

Виды диодных мостов

На современных автомобилях используют диодные мосты на 6 или 8 диодов.

Шестидиодный мост используют в генераторах с любым способом подключения обмоток статора — треугольником или звездой.

 

Подключение обмотки к диодному мосту треугольником

 

Восьмидиодные мосты используются только при обмотке статора звездой, т.к. дополнительное силовое плечо здесь подключено к нулевой точке статора.

Подключение обмотки к диодному мосту звездой

 

Это более мощные мосты: дополнительное силовое плечо повышает мощность генератора на 5-15%, зависит от оборотов двигателя.

И шести-, и восьмидиодные мосты могут быть:

• только с выпрямительными диодами. Здесь обмотка возбуждения питается от напряжения, которое снято с силовых выпрямителей;
• с 3-мя дополнительными диодами (9-ти или 11-ти диодные мосты). В этом случае питание регулятора и обмотки идет с вспомогательных диодов.

 

Схема на 8 диодов

 

Кроме того, диодные мосты отличаются по конструкции, способу крепления диодов, бывают разборными и неразборными. В диодных мостах используются полупроводниковые выпрямители, лавинные диоды или диоды Шоттки.

Как проверить и отремонтировать диодный мост

Неисправный генератор заявляет о себе недвусмысленно:

• Полностью заряженный с вечера аккумулятор на утро разрядился. Если его зарядить снова и завести двигатель, он разрядится через несколько минут.
• Генератор воет во время движения. ТОнальность воя меняется в зависимости от оборотов.
• Электроприборы сбоят.

Чтобы убедиться, что неисправен именно диодный мост, измерьте напряжение на выходе генератора — оно должно быть больше 13,5В и прозвоните генератор: если проблема в диодном мосте, “плюс” будет звенеть вместе с обмоткой.

Чтобы окончательно подтвердить предположения, езжайте на хорошее СТО — там мастера работают со спецоборудованием, которое позволяет найти обрывы, пробои, определить тип диодов, обнаружить их деградацию, напряжение обратного пробоя в лавинных диодах.  Такая подробная диагностика позволяет мастеру понять, какой диод нужен на замену, обнаружить деградирующие диоды и качественно отремонтировать генератор.

Если диодный мост разборной, специалисты заменят диоды, пришедшие в негодность. Если нет, придется полностью менять весь блок.

Что такое генераторные диоды и для чего они нужны?

по [email protected] 20. ноября 2018 04:14

Диоды — небольшая, но важная часть вашего дизельного генератора. Генератор работает путем преобразования механической энергии в электрическую в генераторе переменного тока. Внутри генератора переменного тока магнитное поле (перемещаемое механической энергией) преобразует механическую энергию в электрическую.

Что такое генераторные диоды?

Диоды — это устройства, помещенные в электрическую цепь постоянного тока.Они позволяют току легко двигаться в одном направлении, но не в другом. Когда диод вставлен в цепь таким образом, что позволяет току течь через цепь, он смещен в прямом направлении, а когда диод блокирует ток от завершения цепи, он смещается в обратном направлении. Как объясняет All About Circuits, «диод можно рассматривать как переключатель:« замкнут »при прямом смещении и« разомкнут »при обратном смещении».

Что делают диоды в генераторе переменного тока?

Диоды используются в процессе выпрямления или преобразования переменного тока в постоянный.Это возможно, потому что диоды пропускают ток только в одном направлении. Переменный ток, или переменный ток, включает ток, текущий как вперед, так и назад, создавая полную синусоидальную волну. Постоянный или постоянный ток движется только в одном направлении. Блокируя половину синусоидальной волны переменного тока, диоды эффективно преобразовывают ток в постоянный ток.

Этот процесс необходим для работы генератора переменного тока, поскольку магнитное поле зависит от мощности постоянного тока. Выход переменного тока возбудителя должен быть преобразован в мощность постоянного тока, прежде чем его можно будет использовать для выработки электроэнергии.Этот процесс происходит в автоматическом регуляторе напряжения генераторной установки. Регулятор согласовывает выходную мощность возбудителя с необходимой выходной мощностью, поэтому генератор не вырабатывает больше мощности, чем необходимо в данный момент. Это помогает предотвратить износ компонентов, в том числе диодов генератора.

Диоды в автоматическом стабилизаторе напряжения собраны в группу, называемую выпрямительными диодами. Имеется равное количество диодов с прямым и обратным смещением. Это позволяет генераторам использовать обе половины синусоидальной волны переменного тока.Когда мощность течет в одном направлении, она проходит через диоды с прямым смещением. Другая половина синусоидальной волны тока проходит через диоды с обратной связью. Вместе выпрямительные диоды позволяют магнитному полю использовать всю мощность переменного тока для выработки электричества, а не только половину мощности переменного тока.

60b9269c-6c8c-4dee-b6e3-dc934808d90b | 2 | 4.5

Теги:

Генератор

Принципиальная схема

, типы, работа и применение

Схема выпрямителя используется для преобразования переменного (переменного тока) в постоянный (постоянный ток).Выпрямители в основном подразделяются на три типа: полуволновые, двухполупериодные и мостовые выпрямители. Основная функция всех этих выпрямителей такая же, как преобразование тока, но они неэффективно преобразовывают ток из переменного в постоянный. Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением и мостовой выпрямитель эффективно преобразуют. Схема мостового выпрямителя — обычная часть электронных источников питания. Многие электронные схемы требуют выпрямленного источника питания постоянного тока для питания различных основных электронных компонентов от доступной сети переменного тока.Мы можем найти этот выпрямитель в широком спектре электронных устройств питания переменного тока, таких как бытовая техника, контроллеры двигателей, процесс модуляции, сварочные приложения и т. Д. В этой статье обсуждается обзор мостового выпрямителя и его работы.

Что такое мостовой выпрямитель?

Мостовой выпрямитель — это преобразователь переменного тока в постоянный (DC), который выпрямляет входной переменный ток сети в выход постоянного тока. Мостовые выпрямители широко используются в источниках питания, которые обеспечивают необходимое постоянное напряжение для электронных компонентов или устройств.Они могут быть сконструированы с четырьмя или более диодами или любыми другими управляемыми твердотельными переключателями.

Мостовой выпрямитель

В зависимости от требований к току нагрузки выбирается соответствующий мостовой выпрямитель. Номинальные характеристики и характеристики компонентов, напряжение пробоя, диапазоны температур, номинальный переходный ток, номинальный прямой ток, требования к установке и другие соображения принимаются во внимание при выборе источника питания выпрямителя для соответствующей области применения электронной схемы.

Конструкция

Конструкция мостового выпрямителя показана ниже. Эта схема может быть сконструирована с четырьмя диодами, а именно D1, D2, D3 и D4, а также с нагрузочным резистором (RL). Подключение этих диодов может быть выполнено по схеме с обратной связью для эффективного преобразования переменного (переменного тока) в постоянный (постоянный ток). Основное преимущество такой конструкции — отсутствие эксклюзивного трансформатора с центральным отводом. Таким образом, размер, как и стоимость, уменьшится.

Как только входной сигнал подается на два терминала, такие как A и B, сигнал постоянного тока может быть получен через RL.Здесь нагрузочный резистор подключен между двумя клеммами, такими как C и D. Расположение двух диодов может быть выполнено таким образом, что электричество будет проводиться двумя диодами в течение каждого полупериода. Пары диодов, такие как D1 и D3, будут проводить электрический ток в течение положительного полупериода. Точно так же диоды D2 и D4 будут проводить электрический ток в течение отрицательного полупериода.

Схема мостового выпрямителя

Основным преимуществом мостового выпрямителя является то, что он дает почти вдвое большее выходное напряжение, чем в случае двухполупериодного выпрямителя с трансформатором с центральным отводом.Но этой схеме не нужен трансформатор с центральным отводом, поэтому она напоминает недорогой выпрямитель.

Схема мостового выпрямителя состоит из различных каскадов устройств, таких как трансформатор, диодный мост, фильтрация и регуляторы. Как правило, комбинация всех этих блоков называется регулируемым источником постоянного тока, питающим различные электронные устройства.

Первым каскадом схемы является трансформатор понижающего типа, который изменяет амплитуду входного напряжения.В большинстве электронных проектов используется трансформатор 230/12 В для понижения напряжения сети переменного тока с 230 В до 12 В переменного тока. Схема мостового выпрямителя

Следующим этапом является диодно-мостовой выпрямитель, в котором используются четыре или более диодов в зависимости от типа мостового выпрямителя. При выборе конкретного диода или любого другого переключающего устройства для соответствующего выпрямителя необходимо учитывать некоторые особенности устройства, такие как пиковое обратное напряжение (PIV), прямой ток If, номинальное напряжение и т. Д. Оно отвечает за создание однонаправленного или постоянного тока на нагрузке путем проведения набор диодов для каждого полупериода входного сигнала.

Так как выход после диодных мостовых выпрямителей имеет пульсирующий характер, и для его создания как чистого постоянного тока необходима фильтрация. Фильтрация обычно выполняется с одним или несколькими конденсаторами, подключенными к нагрузке, как вы можете видеть на рисунке ниже, где выполняется сглаживание волны. Этот номинал конденсатора также зависит от выходного напряжения.

Последней ступенью этого стабилизированного источника постоянного тока является регулятор напряжения, который поддерживает выходное напряжение на постоянном уровне.Предположим, микроконтроллер работает при 5 В постоянного тока, но выход после мостового выпрямителя составляет около 16 В, поэтому для снижения этого напряжения и поддержания постоянного уровня — независимо от изменений напряжения на входе — необходим регулятор напряжения.

Работа мостового выпрямителя

Как мы обсуждали выше, однофазный мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, и эта конфигурация подключается через нагрузку. Чтобы понять принцип работы мостового выпрямителя, мы должны рассмотреть приведенную ниже схему в демонстрационных целях.

Во время положительного полупериода входных диодов переменного тока D1 и D2 смещены в прямом направлении, а D3 и D4 — в обратном. Когда напряжение, превышающее пороговый уровень диодов D1 и D2, начинает проводить — ток нагрузки начинает течь через него, как показано на пути красной линии на диаграмме ниже.

Работа схемы

Во время отрицательного полупериода входного сигнала переменного тока диоды D3 и D4 смещены в прямом направлении, а D1 и D2 — в обратном направлении. Ток нагрузки начинает течь через диоды D3 и D4, когда эти диоды начинают проводить, как показано на рисунке.

Мы можем заметить, что в обоих случаях направление тока нагрузки одинаковое, то есть вверх-вниз, как показано на рисунке — так однонаправлено, что означает постоянный ток. Таким образом, с помощью мостового выпрямителя входной переменный ток преобразуется в постоянный. Выходной сигнал на нагрузке с этим мостовым выпрямителем имеет пульсирующий характер, но для получения чистого постоянного тока требуется дополнительный фильтр, например конденсатор. Такая же операция применима для разных мостовых выпрямителей, но в случае управляемых выпрямителей срабатывание тиристоров необходимо для подачи тока на нагрузку.

Типы мостовых выпрямителей

Двухфазные выпрямители подразделяются на несколько типов в зависимости от следующих факторов: тип источника питания, возможности управления, конфигурация промежуточных цепей и т. Д. Мостовые выпрямители в основном подразделяются на однофазные и трехфазные. Оба эти типа далее подразделяются на неуправляемые, полууправляемые и полностью управляемые выпрямители. Некоторые из этих типов выпрямителей описаны ниже.

Однофазные и трехфазные выпрямители

Характер питания, т.е.То есть однофазное или трехфазное питание решает эти выпрямители. Однофазный мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов для преобразования переменного тока в постоянный, тогда как трехфазный выпрямитель использует шесть диодов, как показано на рисунке. Это могут быть неуправляемые или управляемые выпрямители, в зависимости от компонентов схемы, таких как диоды, тиристоры и т. Д.

Однофазные и трехфазные выпрямители

Неуправляемые мостовые выпрямители

В этом мостовом выпрямителе используются диоды для выпрямления входа, как показано на рисунке.Поскольку диод — это однонаправленное устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении. Такая конфигурация диодов в выпрямителе не позволяет мощности изменяться в зависимости от требований к нагрузке. Таким образом, этот тип выпрямителя используется в постоянных или фиксированных источниках питания.

Неуправляемые мостовые выпрямители

Управляемые мостовые выпрямители

В этом типе выпрямителя, преобразователя переменного / постоянного тока или выпрямителя — вместо неуправляемых диодов используются управляемые твердотельные устройства, такие как тиристоры, полевые МОП-транзисторы, IGBT и т.используются для изменения выходной мощности при разных напряжениях. Посредством срабатывания этих устройств в различные моменты времени выходная мощность на нагрузке изменяется соответствующим образом.

Управляемый мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель IC

Мостовой выпрямитель, такой как конфигурация выводов IC RB-156, обсуждается ниже.

Контакт-1 (фаза / линия): Это входной контакт переменного тока, где можно подключить фазный провод от источника переменного тока к этому фазовому контакту.

Контакт 2 (нейтраль): Это контакт входа переменного тока, на котором можно подключить нейтральный провод от источника переменного тока к этому нейтральному контакту.

Контакт 3 (положительный): Это выходной контакт постоянного тока, где положительное напряжение постоянного тока выпрямителя получается с этого положительного контакта.

Контакт 4 (отрицательный / земля): Это выходной контакт постоянного тока где напряжение земли выпрямителя получается с этого отрицательного вывода.

Технические характеристики

Подкатегории этого мостового выпрямителя RB-15 варьируются от RB15 до RB158. Из этих выпрямителей наиболее часто используется RB156.Технические характеристики мостового выпрямителя РБ-156 включают следующее.

• Выходной постоянный ток составляет 1,5 А
• Максимальное пиковое обратное напряжение составляет 800 В
• Выходное напряжение: (√2 × VRMS) — 2 В
• Максимальное входное напряжение составляет 560 В
• Падение напряжения для каждого моста составляет 1 В при 1 А
• Импульсный ток составляет 50 А

Этот RB-156 — наиболее часто используемый компактный, недорогой однофазный мостовой выпрямитель. Эта ИС имеет самое высокое напряжение переменного тока i / p, например 560 В, поэтому ее можно использовать для однофазной сети питания во всех странах.Максимальный постоянный ток этого выпрямителя — 1,5 А. Эта микросхема — лучший выбор в проектах для преобразования переменного тока в постоянный и обеспечивает до 1,5 А.

Характеристики мостового выпрямителя

Характеристики мостового выпрямителя включают следующие:

• Коэффициент пульсаций
• Пиковое обратное напряжение (PIV)
• КПД

Коэффициент пульсаций

Плавность выходного сигнала постоянного тока измеряется с помощью коэффициента. называется фактором пульсации.Здесь плавный сигнал постоянного тока можно рассматривать как сигнал постоянного тока o / p, включающий небольшое количество пульсаций, тогда как сигнал постоянного тока с высокой пульсацией можно рассматривать как сигнал постоянного тока с высокой частотой, включающий высокие пульсации. Математически его можно определить как долю пульсационного напряжения и чистого постоянного напряжения.

Для мостового выпрямителя коэффициент пульсаций может быть задан как

Γ = √ (Vrms2 / VDC) −1

Значение коэффициента пульсаций мостового выпрямителя составляет 0,48

PIV (пиковое обратное напряжение)

Пиковое обратное напряжение или PIV может быть определено как максимальное значение напряжения, которое исходит от диода, когда он подключен в состоянии обратного смещения в течение отрицательного полупериода.Мостовая схема включает четыре диода типа D1, D2, D3 и D4.

В положительном полупериоде два диода, такие как D1 и D3, находятся в проводящем положении, тогда как оба диода D2 и D4 находятся в непроводящем положении. Аналогично, в отрицательном полупериоде диоды, подобные D2 и D4, находятся в проводящем положении, тогда как диоды, подобные D1 и D3, находятся в непроводящем положении.

КПД

КПД выпрямителя в основном определяет, насколько правильно выпрямитель преобразует переменный ток (переменный ток) в постоянный (постоянный ток).КПД выпрямителя можно определить как; это соотношение мощности постоянного тока и мощности переменного тока. Максимальный КПД мостового выпрямителя составляет 81,2%.

η = DC o / p Power / AC i / p Power

Форма волны мостового выпрямителя

Из принципиальной схемы мостового выпрямителя мы можем сделать вывод, что ток через нагрузочный резистор одинаков на всем положительном и отрицательном полюсах. отрицательные полупериоды. Полярность сигнала постоянного тока o / p может быть либо полностью положительной, либо отрицательной.В данном случае это абсолютно положительно. Когда направление диода меняется на противоположное, может быть достигнуто полное отрицательное напряжение постоянного тока.

Таким образом, этот выпрямитель позволяет протекать ток в течение как положительных, так и отрицательных циклов сигнала переменного тока i / p. Формы выходных сигналов мостового выпрямителя показаны ниже.

Почему он называется мостовым выпрямителем?

По сравнению с другими выпрямителями, это наиболее эффективный тип выпрямительной схемы. Это тип двухполупериодного выпрямителя, как следует из названия, в этом выпрямителе используются четыре диода, которые соединены в виде моста.Поэтому такой выпрямитель называется мостовым выпрямителем.

Почему мы используем 4 диода в мостовом выпрямителе?

В мостовом выпрямителе четыре диода используются для создания схемы, которая обеспечивает двухполупериодное выпрямление без использования трансформатора с центральным отводом. Этот выпрямитель в основном используется для обеспечения двухполупериодного выпрямления в большинстве приложений.

Расположение четырех диодов может быть выполнено в замкнутом контуре для эффективного преобразования переменного тока в постоянный. Основным преимуществом такой схемы является отсутствие трансформатора с центральным отводом, поэтому размер и стоимость будут уменьшены.

Преимущества

К преимуществам мостового выпрямителя можно отнести следующее.

• Эффективность выпрямления двухполупериодного выпрямителя вдвое выше, чем у однополупериодного выпрямителя.
• Более высокое выходное напряжение, более высокая выходная мощность и более высокий коэффициент использования трансформатора в случае двухполупериодного выпрямителя.
• Пульсации напряжения низкие и более высокие частоты, в случае двухполупериодного выпрямителя требуется простая схема фильтрации
• Во вторичной обмотке трансформатора не требуется центральный отвод, поэтому в случае мостового выпрямителя требуется более простой трансформатор .Если повышение или понижение напряжения не требуется, можно даже отказаться от трансформатора.
• Для заданной выходной мощности в случае мостового выпрямителя можно использовать силовой трансформатор меньшего размера, поскольку ток как в первичной, так и во вторичной обмотке трансформатора питания протекает в течение всего цикла переменного тока.
• Эффективность выпрямления вдвое больше по сравнению с однополупериодным выпрямителем
• Он использует простые схемы фильтрации для высокой частоты и низкого напряжения пульсаций
• TUF выше по сравнению с выпрямителем с центральным отводом
• Центральный отводной трансформатор не требуется

Недостатки

К недостаткам мостового выпрямителя можно отнести следующее.

• Требуется четыре диода.
• Использование двух дополнительных диодов вызывает дополнительное падение напряжения, тем самым уменьшая выходное напряжение.
• Для этого выпрямителя требуется четыре диода, поэтому стоимость выпрямителя будет высокой.
• Схема не подходит, если необходимо выпрямить небольшое напряжение, потому что соединение двух диодов может быть выполнено последовательно и обеспечивает двойное падение напряжения из-за их внутреннего сопротивления.
• Эти схемы очень сложные
• По сравнению с выпрямителем с центральным отводом мостовой выпрямитель имеет большие потери мощности.

Применение — преобразование переменного тока в постоянный с помощью мостового выпрямителя

Регулируемый источник постоянного тока часто требуется для многих электронных приложений. Один из самых надежных и удобных способов — преобразовать имеющийся источник питания переменного тока в источник постоянного тока. Это преобразование сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока выполняется с помощью выпрямителя, который представляет собой систему диодов. Это может быть однополупериодный выпрямитель, который выпрямляет только половину сигнала переменного тока, или двухполупериодный выпрямитель, выпрямляющий оба цикла сигнала переменного тока.Двухполупериодный выпрямитель может быть выпрямителем с центральным отводом, состоящим из двух диодов, или мостовым выпрямителем, состоящим из 4 диодов.

Здесь демонстрируется мостовой выпрямитель. Устройство состоит из 4 диодов, расположенных таким образом, что аноды двух соседних диодов соединены для обеспечения положительного питания на выходе, а катоды двух других соседних диодов соединены для подачи отрицательного питания на выход. Анод и катод двух других соседних диодов подключены к плюсу источника переменного тока, тогда как анод и катод двух других соседних диодов подключены к минусу источника переменного тока.Таким образом, 4 диода расположены в виде моста, так что в каждом полупериоде два чередующихся диода проводят ток, создавая постоянное напряжение с отталкиванием.

Данная схема состоит из мостового выпрямителя, чей нерегулируемый выход постоянного тока подается на электролитический конденсатор через токоограничивающий резистор. Напряжение на конденсаторе контролируется с помощью вольтметра и продолжает увеличиваться по мере заряда конденсатора, пока не будет достигнут предел напряжения. Когда нагрузка подключается к конденсатору, конденсатор разряжается, обеспечивая необходимый входной ток для нагрузки.В этом случае в качестве нагрузки подключается лампа.

A Регулируемый источник питания постоянного тока

Регулируемый источник питания постоянного тока состоит из следующих компонентов:

• Понижающий трансформатор для преобразования переменного тока высокого напряжения в переменный ток низкого напряжения.
• Мостовой выпрямитель для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный ток.
• Схема фильтра, состоящая из конденсатора для удаления пульсаций переменного тока.
• Регулятор IC 7805 для получения регулируемого постоянного напряжения 5 В.

Понижающий трансформатор преобразует сетевое напряжение 230 В переменного тока в 12 В переменного тока.Это 12 В переменного тока подается на схему мостового выпрямителя, так что чередующиеся диоды проводят каждый полупериод, создавая пульсирующее напряжение постоянного тока, состоящее из пульсаций переменного тока. Конденсатор, подключенный к выходу, позволяет сигналу переменного тока проходить через него и блокирует сигнал постоянного тока, тем самым действуя как фильтр верхних частот. Таким образом, выходной сигнал через конденсатор представляет собой нерегулируемый фильтрованный сигнал постоянного тока. Этот выход может использоваться для управления электрическими компонентами, такими как реле, двигатели и т. Д. Регулятор IC 7805 подключен к выходу фильтра.Он дает постоянный регулируемый выход 5 В, который можно использовать для ввода многих электронных схем и устройств, таких как транзисторы, микроконтроллеры и т. Д. Здесь 5 В используется для смещения светодиода через резистор.

Это все о теории мостовых выпрямителей, их типах, схемах и принципах работы. Мы надеемся, что этот полезный материал по этой теме будет полезен при разработке студентами электронных или электрических проектов, а также при наблюдении за различными электронными устройствами или приборами.Благодарим вас за внимание и сосредоточенность на этой статье. И поэтому, пожалуйста, напишите нам для выбора требуемых характеристик компонентов в этом мостовом выпрямителе для вашего приложения и для получения любых других технических рекомендаций.

Теперь мы надеемся, что вы получили представление о концепции мостового выпрямителя и его применениях, если какие-либо дополнительные вопросы по этой теме или концепции электрических и электронных проектов оставьте комментарии в разделе ниже.

Фото:

Генераторный диодный мост и выпрямитель RSK6001 70A

Генераторный диодный мост и выпрямитель RSK6001 70A

• Модель: RSK6001 Набор
• Происхождение: Китай
• Гарантия: 1 год
• В наличии: Есть
• Описание продукта: Диоды на 70 А на основном блоке мостового выпрямителя Stamford RSK6001 можно проверить с помощью мультиметра.

Stamford Diode Rectifier RSK6001 отвечает за подачу питания на ротор генератора переменного тока, чтобы он мог наводить напряжение на главную обмотку генератора переменного тока Stamford.

Выпрямитель мостового генератора Stamford RSK6001 подходит для генераторов Stamford серии HC634, HC644, HC734, HC744 и Frame 8.

RSK6001 Генераторный мостовой выпрямитель RSK6001 включает:
положительных диодов * 3
отрицательных диодов * 3
Ограничитель перенапряжения (варистор) * 2

Диоды на основном выпрямительном мостовом блоке Stamford RSK6001 можно проверить с помощью мультиметра.Гибкие провода, подключенные к каждому диоду, следует отсоединить на конце клеммы и проверить прямое и обратное сопротивление. (См. Раздел 2, тестирование диодов). Узел выпрямителя разделен на две пластины, положительную и отрицательную, и главный ротор подключен через эти пластины. На каждой пластине расположены 3 диода, на отрицательной пластине — отрицательные диоды, а на положительной пластине — положительные диоды. Необходимо следить за тем, чтобы на каждой пластине были установлены три диода с одинаковой полярностью.При установке диодов на пластины они должны быть достаточно тугими, чтобы обеспечить хороший механический и электрический контакт, но не должны быть чрезмерно затянуты. Рекомендуемый момент затяжки составляет от 4,06 до 4,74 Нм (от 14 до 17 кг / см).

Ограничитель перенапряжения (варистор) выпрямителя RSK6001 Stamford Bridge представляет собой защитное устройство, которое предотвращает повреждение диодов главного выпрямителя при переходных процессах высокого напряжения. Переходные процессы высокого напряжения возникают из-за неисправностей в распределительной системе.Возврат переходного напряжения обратно к выходным клеммам генератора входит в основные обмотки статора и за счет взаимной индуктивности передается на обмотки главного ротора и основной выпрямительный узел.

Ограничитель перенапряжения мостового выпрямителя Stamford RSK6001 можно проверить с помощью мультиметра в диапазоне мегомов. Хороший ограничитель перенапряжения должен иметь очень высокое сопротивление (более 100 МОм в любом направлении). Неисправный ограничитель перенапряжения будет иметь либо разомкнутую цепь (обычно с признаками возгорания), либо короткое замыкание в обоих направлениях.

Главный выпрямитель диодного моста Stamford RSK6001 будет нормально работать, если это устройство удалено. Однако его следует заменить как можно скорее, чтобы избежать выхода диода из строя в случае дальнейших переходных состояний неисправности. Иногда очень высокий переходный процесс может полностью вывести из строя ограничитель перенапряжения. Это может быть результатом экстремальных условий неисправности, таких как молния (гроза), вблизи воздушных распределительных линий или несинхронизация фазы генератора при параллельном подключении к нескольким системам генераторов (или к электросети, энергосистеме и питанию).

Генераторный диодный мост и выпрямитель RSK6001

FAQ

Q1. Каковы ваши условия упаковки?
A: Обычно мы упаковываем наши товары в нейтральные белые коробки и коричневые картонные коробки. Если у вас есть юридически зарегистрированный патент
, мы можем упаковать товар в ваши фирменные коробки после получения ваших разрешительных писем.

2 кв. Каковы ваши условия оплаты?
A: T / T 30% в качестве депозита и 70% до доставки.Перед оплатой остатка мы покажем вам фотографии продуктов и упаковок
.

3 кв. Каковы ваши условия доставки?
A: EXW, FOB, CFR, CIF, DDU.

4 кв. Как насчет вашего времени доставки?
A: Обычно это занимает от 30 до 60 дней после получения авансового платежа. Конкретный срок доставки
зависит от позиции и количества вашего заказа.

Q5. Можете ли вы производить по образцам?
A: Да, мы можем изготовить по вашим образцам или техническим чертежам.Мы можем изготовить формы и приспособления.

Q6. Какова ваша политика в отношении образцов?
A: Мы можем предоставить образец, если у нас есть готовые детали на складе, но заказчик должен оплатить стоимость образца, а
— стоимость курьера.

Q7. Вы проверяете все свои товары перед доставкой?
A: Да, у нас есть 100% тест перед доставкой

Q8: Как сделать наш бизнес долгосрочным и хорошими отношениями?
А: 1. Мы сохраняем хорошее качество и конкурентоспособные цены, чтобы гарантировать нашим клиентам выгоду;
2.Мы уважаем каждого клиента как нашего друга, мы искренне ведем дела и подружимся с ними,
, независимо от того, откуда они.

Генераторный диодный мост и выпрямитель RSK6001

Комплект диодов моста выпрямителя напряжения генератора

70A RSK6001 для генератора Stamford

Диодный выпрямитель Stamford RSK6001 отвечает за подачу питания на ротор генератора переменного тока, чтобы он мог наводить напряжение на главную обмотку генератора переменного тока Stamford.

Выпрямитель мостового генератора Stamford RSK6001 подходит для генераторов Stamford серии HC634, HC644, HC734, HC744 и Frame 8.

RSK6001 Генераторный мостовой выпрямитель RSK6001 включает:
положительных диодов * 3
отрицательных диодов * 3
Ограничитель перенапряжения (варистор) * 2

Диоды на основном выпрямительном мостовом блоке Stamford RSK6001 можно проверить с помощью мультиметра. Гибкие провода, подключенные к каждому диоду, следует отсоединить на конце клеммы и проверить прямое и обратное сопротивление.(См. Раздел 2, тестирование диодов). Узел выпрямителя разделен на две пластины, положительную и отрицательную, и главный ротор подключен через эти пластины. На каждой пластине расположены 3 диода, на отрицательной пластине — отрицательные диоды, а на положительной пластине — положительные диоды. Необходимо следить за тем, чтобы на каждой пластине были установлены три диода с одинаковой полярностью. При установке диодов на пластины они должны быть достаточно тугими, чтобы обеспечить хороший механический и электрический контакт, но не должны быть чрезмерно затянуты.Рекомендуемый момент затяжки составляет от 4,06 до 4,74 Нм (от 14 до 17 кг / см).

Ограничитель перенапряжения (варистор) выпрямителя RSK6001 Stamford Bridge представляет собой защитное устройство, которое предотвращает повреждение диодов главного выпрямителя при переходных процессах высокого напряжения. Переходные процессы высокого напряжения возникают из-за неисправностей в распределительной системе. Переходное напряжение возвращается обратно к выходным клеммам генератора, входит в обмотки главного статора и за счет взаимной индуктивности передается на обмотки главного ротора и основной выпрямительный узел.

Ограничитель перенапряжения мостового выпрямителя Stamford RSK6001 можно проверить с помощью мультиметра на мегомном диапазоне. Хороший ограничитель перенапряжения должен иметь очень высокое сопротивление (более 100 МОм в любом направлении). Неисправный ограничитель перенапряжения будет иметь либо разомкнутую цепь (обычно с признаками возгорания), либо короткое замыкание в обоих направлениях.

Главный выпрямитель диодного моста Stamford RSK6001 будет нормально работать, если это устройство удалено. Однако его следует заменить как можно скорее, чтобы избежать выхода диода из строя в случае дальнейших переходных состояний неисправности.Иногда очень высокий переходный процесс может полностью вывести из строя ограничитель перенапряжения. Это может произойти из-за экстремальных условий неисправности, таких как молния (гроза), вблизи воздушных распределительных линий или несинхронизация фазы генератора при параллельном подключении к нескольким системам генераторов (или к электросети, энергосистеме и питанию).

Установка для выпрямительного моста Stamford

Диагностика неисправности выпрямителя

и отказоустойчивость бесщеточного стартер-генератора с двойным питанием

В этой статье представлен метод диагностики неисправности выпрямителя с анализом вейвлет-пакетов для повышения надежности отказоустойчивой четырехфазной бесщеточной генераторной установки с двойным питанием (DFBLSG).Приведены системные компоненты и принцип отказоустойчивости высоконадежного DFBLSG. И анализируется общая неисправность выпрямителя. Подробно описан процесс преобразования вейвлет-пакетов, алгоритм обнаружения / идентификации неисправностей. Были проведены эксперименты с отказоустойчивой производительностью и выходным напряжением для сбора энергетических характеристик с помощью датчика напряжения. Сигнал анализируется с помощью 5-слойных вейвлет-пакетов, и получается собственное значение энергии каждой полосы частот. Между тем, для повышения точности диагностики был введен допуск на собственные значения энергии.С помощью диагностики сбоев вейвлет-пакетов отказоустойчивый четырехфазный DFBLSG может обнаруживать обычную ошибку обрыва цепи и работать в отказоустойчивом режиме в случае сбоя. Результаты показывают, что методы анализа неисправностей в этой статье точны и эффективны.

1. Введение

Стартер-генератор может запускать двигатель и обеспечивать электроэнергию для авиации и автомобилей. Пусковой генератор переменной частоты разработан для самолета Boeing 787, представленного в [1].Импульсная реактивная машина (SRM) [2] и PM машина [3] также рассматривались как стартер-генераторы. Однако управляемая силовая электронная схема для импульсного генератора реактивного сопротивления очень сложна и дорога. А материал ПМ очень строг к рабочей температуре [4, 5]. И для SRM, и для PM машины трудно регулировать выходное напряжение, когда они работают как генераторы.

Бесщеточный стартер-генератор с двойной подачей питания (DFBLSG) — это новый тип бесщеточной машины постоянного тока, который происходит от машины с двойным выступом с постоянными магнитами с использованием обмотки возбуждения вместо стали с постоянными магнитами [6].Обмотки его якоря и обмотки возбуждения установлены на выступающих полюсах статора, и он имеет такую ​​же выступающую структуру ротора, как и ротор SRM. В качестве генератора DFBLSG не нуждается в информации о положении ротора и в электронной схеме управляемой мощности в генераторе SRM. DFBLSG имеет такие преимущества, как простая структура, низкая стоимость, высокая надежность и хорошая отказоустойчивость. Таким образом, он имеет хорошие перспективы применения во многих областях, включая ветроэнергетику, аэронавтику, космонавтику, автомобили и корабли [7].В частности, его можно использовать в качестве стартер-генератора в авиации, поскольку он имеет отличные характеристики как при выработке электроэнергии, так и при запуске [8, 9].

Отказоустойчивая схема системы машины показана на рисунке 1. Когда в системе реализована многофазная машина с более чем тремя фазами, она может продолжать работать даже с одной или двумя фазами холостого хода на мониторе датчиков отклонения. . Таким образом, необходимо построить систему отказоустойчивого приложения с датчиками обнаружения неисправностей и контроллером [10, 11].

Генераторный режим имеет особое значение для стартера и генератора. Выпрямитель, являясь слабым звеном системы бесщеточного генератора с двойным питанием, подвержен выходу из строя. Практика показывает, что неисправности выпрямителя можно разделить на короткое замыкание и обрыв цепи. Короткое замыкание приведет к остановке работы предохранителем [8]. При возникновении неисправности обрыва цепи несбалансированное рабочее состояние схемы выпрямления может вызвать изменение выходного напряжения, искажение фазного тока и даже сбой системы.Поэтому исследования по обнаружению неисправностей выпрямителя для бесщеточного стартер-генератора с двойным питанием имеют большое значение.

В последнее время появилось много различных методов диагностики неисправностей выпрямителей. Основная идея заключается в диагностике информации о неисправностях, содержащейся в выходном напряжении. Для обнаружения неисправности выпрямителя с 12 фазами предлагается подход на основе анализа напряжения с собственным значением напряжения в [12]. Расширенный фильтр Калмана используется для оценки неизвестных параметров модели нелинейных динамических систем [13].Преобразование Фурье и вейвлет-анализ использовались при диагностике неисправностей в [14–16]. В [14] был предложен новый метод обнаружения неисправностей коробки передач на основе биортогонального B-сплайнового вейвлета. А в [15] исследуется метод автоматической идентификации сигнала утечки нефтепровода. Вейвлет-анализ используется для обработки входного сигнала, потому что он имеет преимущество переменного размера окна анализа перед частотой [16].

В этой статье предложен отказоустойчивый четырехфазный DFBLSG и представлен метод диагностики неисправности выпрямителя с анализом вейвлет-пакетов.Приведены системные компоненты и принцип отказоустойчивости 12/9-полюсного высоконадежного DFBLSG. И анализируется общая неисправность выпрямителя. Подробно описан процесс преобразования вейвлет-пакетов, алгоритм обнаружения / идентификации неисправностей. Сигнал выходного напряжения, обнаруженный датчиком напряжения, используется как входной сигнал вейвлет-пакета. И были проведены эксперименты для сбора энергетических характеристик. Вейвлет-коэффициенты были получены из вейвлет-пакетного анализа сигналов напряжения короткого замыкания, а затем была обработана вейвлет-реконструкция каждой полосы частот.Между тем, для повышения точности диагностики был введен допуск на собственные значения энергии. С помощью диагностики сбоев вейвлет-пакетов отказоустойчивый четырехфазный DFBLSG может обнаруживать обычную ошибку обрыва цепи и работать в отказоустойчивом режиме в случае сбоя. Результаты показывают, что методы анализа неисправностей в этой статье точны и эффективны.

2. Компоненты системы и принцип действия

2.1. Компоненты системы

DFBLSG состоит из корпуса машины и ее контроллера, как показано на Рисунке 2.Для привода DFBLSG используется четырехфазный мостовой инвертор. Фаза A и фаза C соединяются последовательно и образуют независимый канал. Другой канал состоит из фазы B и фазы D. Датчики положения используются для определения положения ротора и скорости ротора в пусковом режиме. А датчик напряжения используется для обнаружения неисправности выпрямителя. Контроллер используется для управления выходным напряжением, вращением машины и обнаружением неисправностей.

Когда DFBLSG работает как генератор, все переключаемые лампы выключаются, и четырехфазное выходное напряжение выпрямляется восемью диодами.Выходное напряжение стабилизируется регулировкой тока обмотки возбуждения под контролем датчика напряжения.

Стартер-генератор может выдавать источник постоянного тока 14 В для двигателя, когда он работает как генератор. Аккумулятор 12 В постоянного тока может обеспечивать источник постоянного тока, когда машине требуется запустить двигатель.

2.2. Структура и принцип действия DFBLSG

На рисунке 3 показана структура новой четырехфазной фотографии. Это отличается от традиционной 12/8-полюсной трехфазной машины [17], потому что она имеет 12 полюсов статора и 9 полюсов ротора (Таблица 2).

Очевидно, что каждая фазная обмотка состоит из трех сосредоточенных катушек. Например, фаза A состоит из A1, A2 и A3, которые соединены последовательно, как показано на рисунке 3. Следует отметить, что направление фазной обмотки этой конфигурации отличается от топологии традиционной четырехфазной схемы. DFBLSG, который наматывает обмотки возбуждения вокруг четырех полюсов статора. Но оба они имеют то же направление, что и катушки возбуждения. Фазовые обмотки двух секций напрямую не соединены.Следовательно, есть два канала, которые обозначены как A, C и B, D.

2.3. Выпрямитель и его неисправность

Традиционный трехфазный генератор имеет три типа выпрямителей [18], а именно: полнополупериодный выпрямитель положительного напряжения, полуволновый выпрямитель и отрицательный полуволновой выпрямитель. Точно так же четырехфазный DFBLSG может также использовать вышеуказанные выпрямители. Четырехфазный мостовой выпрямитель, показанный на рисунке 4, который имеет два независимых выходных канала, исследуется, поскольку он обладает способностью изолировать повреждения.

Выпрямитель — это слабые места системы выработки электроэнергии. Возможные неисправности DFBLSG можно разделить на короткое замыкание и обрыв. Поскольку короткое замыкание очень опасно для системы, она должна быть защищена предохранителем. Следовательно, в этой статье в основном будут изучаться неисправности обрыва цепи диодов, включая обрыв цепи одного и двух диодов.

При возникновении открытых повреждений выходное напряжение искажается в соответствии с определенными законами.Например, когда D1 и D2 разомкнуты, выходное напряжение будет искажено в первой половине периода. Таким образом, открытые неисправности диода можно разделить на 4 типа в соответствии с законами искажения формы сигнала, как показано в таблице 1.

Два диода из разомкнутая цепь канала диода 904 разных каналов 904 разомкнутой цепи 904 Элемент Тип ошибки Пример T1 Один диод или два диода разомкнутой цепи одного контура D1, D3, D5, D7, D2, D4, D6, D8, D1D4, D3D2, D5D8, D7D6 T2 Два других диода или более одного и того же канала обрыв цепи D1D3, D5D7, D2D4, D6D8, D1D2, D3D4, D5D6, D7D8, D1D2D3 D1D5, D3D7, D2D6, D4D8, D1D6, D1D8, D3D6, D3D8, D5D2, D5D4, D7D2, D7D4 D1D2D5, D1D2D6

9024 9024 9024 904 904 904 904 904 9024 904 904 904 904 904 мм мм 12 Артикул Число полюсов ротора 9 Внешний диаметр статора (мм) 136 Внешний диаметр ротора (мм) 83.5 Воздушный зазор (мм) 0,25 Длина оси (мм) 40 Высота зуба статора (мм) 13,8 Высота бугеля Коэффициент дуги полюса статора 0,667 Коэффициент дуги полюса ротора 0,5 Номинальная мощность (Вт) 300 Номинальное напряжение (В)

3.Процесс обнаружения неисправности

На рисунке 2 напряжение обнаруживается датчиком напряжения, и аналоговый сигнал напряжения отправляется на DSP после согласования. Затем контроллер DSP проанализировал дискретизированный сигнал и сначала выбрал собственное значение энергии неисправности с помощью вейвлет-пакета. Затем собственное значение сравнивается с образцом, сохраненным в контроллере DSP. Если состояние неисправности достигнуто, DSP примет соответствующие решения и выведет сигнал индикации неисправности через порт ввода / вывода.

Процесс обнаружения неисправности включает следующие шаги.(1) Проанализируйте нормализованный сигнал выборки напряжения с помощью вейвлет-пакета, пусть будет разложенный слой, и извлеките вейвлет-коэффициент для каждой полосы [19]. Нормализованное уравнение массива можно описать как (2) Восстановить коэффициенты разложения вейвлет-пакета и извлечь сигнал из каждой полосы. (3) Вычислить собственные значения энергии сигнала каждой полосы в соответствии с где — амплитуда дискретных точек восстановленного сигнала. (4) Постройте характеристический вектор неисправности, который имеет элементы с энергией сигнала каждой полосы частот: Чтобы исключить влияние амплитуды напряжения, новый характеристический вектор должен быть построен с элементом И новый характеристический вектор показан как (5) Создайте образец файла ошибок.Мы должны собрать большое количество выборок экспериментальных данных, и тогда характеристический вектор неисправности может быть определен с помощью среднего статистического значения выборки.

Среднее статистическое значение может быть вычислено, где — количество экспериментов.

Вектор дискриминанта ошибок используется для описания диапазона допуска среднего статистического значения, а элемент может быть вычислен с помощью: где — стандартное отклонение выборки и — коэффициент допуска, обычно принимаемый равным 1.

Уравнение (6) устанавливает соответствие между вектором энергетической характеристики и состоянием неисправности. С полученным параметром режима неисправности в DSP сохраняется таблица, описывающая взаимосвязь между состоянием неисправности и параметром изменения. Тогда неисправности можно будет идентифицировать и отображать.

4. Эксперименты и выводы анализа вейвлет-пакетов

4.1. Опытный образец

Четырехфазный мостовой выпрямитель был построен на экспериментальном стенде. Протестирован опытный образец машины, работающий в штатном и неисправном состоянии.На рис. 5 (а) показана форма волны напряжения при отсутствии неисправности в машине. На рисунках 5 (b) и 5 ​​(c) показана форма волны напряжения с разомкнутой цепью одного диода. Два других диода или более одного и того же разрыва цепи канала, два диода разрыва цепи другого канала и три диода разрыва цепи другого канала показаны на рисунках 5 (d) –5 (f). , соответственно.

Уравнение для расчета пульсаций напряжения показано в

А полное гармоническое искажение (THD) напряжения выражается как

С помощью анализа быстрого преобразования Фурье формы волны напряжения, полученной с осциллографа, нормального напряжения и напряжения различных повреждений. Коэффициент пульсации и THD можно увидеть на рисунке 6.Как видно из рисунка, четырехфазный мостовой выпрямитель может выдерживать список неисправностей, приведенный в таблице 1. Но пульсации напряжения и THD очень высоки при неисправности разомкнутой цепи. Таким образом, своевременное обнаружение типа неисправности очень важно для нас, чтобы уменьшить негативное влияние этой пульсации напряжения.

На рисунке 7 представлены фотографии генератора и контроллера. На рисунке 8 (а) показана характеристика без нагрузки с четырехфазным полным мостом. И внешняя характеристика при другом повреждении показана на Рисунке 8 (b), когда ток возбуждения составляет 4А.Из рисунка видно, что генератор хорошо переносит неисправности обрыва цепи одного диода, потому что другой диод в той же ножке может выпрямлять положительный или отрицательный ток. Сравнивая кривые характеристик при различных неисправностях, выходное напряжение при однофазном обрыве цепи ниже, чем при обрыве одного диода. Характерные результаты экспериментов показывают тот же вывод с осциллограммами напряжения на Рисунке 5. Поскольку количество фазных обмоток относительно невелико, внешние характеристики машины «жесткие» по сравнению с обычными генераторами.В случае отказа DFBLSG может обеспечить отказоустойчивость за счет увеличения тока возбуждения или вывода относительно низкой мощности с тем же током возбуждения.

(а) Характеристика отсутствия нагрузки
(б) Внешняя характеристика
(а) Характеристика отсутствия нагрузки
(б) Внешняя характеристика

4.2. Анализ вейвлет-пакетов

Частота выборки выпрямленного напряжения составляет 50 кГц, длина выборки осциллографа — 2500, и выборка повторяется 10 раз.Согласно описанным выше методам диагностики, мы используем вейвлет db1 в качестве базовой волны для проведения анализа вейвлет-пакетов. Дерево декомпозиции вейвлет-пакетов показано на рисунке 9 и слой декомпозиции. В качестве примера на рис. 10 представлены результаты разложения вейвлет-пакетов для отличного диапазона. Поскольку форма волны описывает относительную величину энергии, она не имеет единицы измерения.

Статистика собственных значений энергии для каждого состояния отказа показана на рисунке 11. Из рисунка видно, что данные вектора элементов после 6-й гармоники почти равны нулю.Таким образом, эти собственные значения энергии полосы частот не имеют практического значения, и ими можно пренебречь.

С помощью (7) мы можем получить статистику допусков энергии-собственных значений для каждого состояния отказа (таблица 3).

0,00 0,00 0,007 27 9024 9024 9024 0 0,004 904 907 9024 9024 0 0,004 0 0,0027 D1 0,075 0,0023 0,008 0,004 0,004 D1D1 разомкнутая цепь D1D5 обрыв цепи 0,04 0,001 0,0003 0,0003 0,0003 D1D2D5 обрыв 0.16 0,05 0,0012 0,0006 0,0006

Если система в норме, энергетические характеристики всех диапазонов частот очень малы. Если D1 разомкнут, характеристика первой полосы частот высокая. Если D1 и D2 разомкнуты, энергетическая характеристика второй полосы частот выше, чем у первой полосы. Если на D1D5 имеется обрыв цепи, первая и вторая полосы частот почти одинаковы.Все энергетические характеристики очень высокие при неисправности обрыва цепи D1D2D5.

Эксперименты доказывают, что при выходе из строя схемы выпрямителя генератора результаты анализа вейвлет-пакетов напряжения в сигнале выборки могут быть использованы для диагностики неисправностей. При установленной взаимосвязи между энергетическими характеристиками и состоянием неисправности неисправность с разомкнутой цепью может быть обнаружена с помощью анализа вейвлет-пакетов.

5. Выводы

Бесщеточный стартер-генератор с двойным питанием имеет широкие перспективы применения в аэрокосмической и автомобильной промышленности, где требуется высокая надежность всей системы.Чтобы удовлетворить требованиям отказоустойчивости, в этой статье представлен четырехфазный DFBLSG, который имеет характеристики фазового резервирования, фазовой развязки и диагностики неисправностей. Как слабая часть системы, неисправности выпрямителя делятся на один диод или два диода одной разомкнутой цепи, два диода разомкнутой цепи того же канала, два диода разомкнутой цепи другого канала и три диода разомкнутой цепи. разомкнутая цепь канала.

Для обнаружения неисправности обрыва цепи выпрямителя представлен метод диагностики неисправности выпрямителя с анализом вейвлет-пакетов.Вейвлет-пакетный анализ может разложить сигнал напряжения на несколько слоев во всем частотном диапазоне. С помощью собственных значений энергии, извлеченных из полнополосного вейвлет-пакета, можно установить собственные векторы для описания различных неисправностей. Были проведены эксперименты с отказоустойчивой производительностью и выходным напряжением для сбора энергетических характеристик с помощью датчика напряжения. При установленной взаимосвязи между энергетическими характеристиками и состоянием неисправности неисправность с разомкнутой цепью может быть диагностирована с помощью анализа вейвлет-пакетов.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Эта статья финансируется Фондом естественных наук Шаньдуна (№ ZR2012EM011). Авторы хотели бы поблагодарить APSC в Нанкинском университете аэронавтики и астронавтики.

Диодные приложения (источники питания, регуляторы и ограничители напряжения) [Analog Devices Wiki]

6.1 выпрямитель

Выпрямитель — это электрическое устройство, которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC), процесс, известный как выпрямление. Выпрямители имеют множество применений, в том числе в качестве компонентов источников питания и в качестве детекторов амплитудной модуляции (детекторов огибающей) радиосигналов. В выпрямителях чаще всего используются твердотельные диоды, но при очень высоких напряжениях или токах могут использоваться и другие типы компонентов. Когда для выпрямления переменного тока используется только один диод (блокируя отрицательную или положительную часть формы волны), разница между термином «диод» и термином «выпрямитель» заключается просто в использовании.Термин выпрямитель описывает диод, который используется для преобразования переменного тока в постоянный. Большинство выпрямительных схем содержат несколько диодов в определенной конфигурации для более эффективного преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока, чем это возможно с одним диодом.

6.1.1 Полуволновое выпрямление

При полуволновом выпрямлении либо положительная, либо отрицательная половина волны переменного тока проходит, а другая половина блокируется. Поскольку только половина входного сигнала достигает выхода, его эффективность составляет только 50%, если используется для передачи энергии.Полупериодное выпрямление может быть достигнуто с помощью одного диода в однофазном питании, как показано на рисунке 6.1, или с помощью трех диодов в трехфазном питании.

Рисунок 6.1 Полупериодный выпрямитель с одним диодом

Выходное постоянное напряжение полуволнового выпрямителя при синусоидальном входе можно рассчитать по следующим идеальным уравнениям:

6.1.2 Двухполупериодное выпрямление

Двухполупериодный выпрямитель преобразует как положительную, так и отрицательную половины входного сигнала в одну полярность (положительную или отрицательную) на своем выходе.При использовании обеих половин формы волны переменного тока двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем полуволновое.

При использовании простого трансформатора без вторичной обмотки с отводом по центру требуются четыре диода вместо одного, необходимого для полуволнового выпрямления. Четыре расположенных таким образом диода называются диодным мостом или мостовым выпрямителем, как показано на рисунке 6.2. Мостовой выпрямитель также может использоваться для преобразования входа постоянного тока неизвестной или произвольной полярности в выход известной полярности. Обычно это требуется в электронных телефонах или других телефонных устройствах, где полярность постоянного тока на двух телефонных проводах неизвестна.Существуют также приложения для защиты от случайного переключения батарей в цепях с батарейным питанием.

Рисунок 6.2 Мостовой выпрямитель: двухполупериодный выпрямитель с 4 диодами.

Для однофазного переменного тока, если трансформатор с центральным ответвлением, то два диода, соединенные спина к спине (, т.е. анод-анод или катод-катод) могут образовать двухполупериодный выпрямитель. На вторичной обмотке трансформатора требуется вдвое больше обмоток, чтобы получить такое же выходное напряжение, как у мостового выпрямителя, описанного выше.Это не так эффективно с точки зрения трансформатора, потому что ток течет только в одной половине вторичной обмотки в течение каждого положительного и отрицательного полупериода входа переменного тока.

Рисунок 6.3 Двухполупериодный выпрямитель с центральным трансформатором с ответвлениями и 2 диодами.

Если включить вторую пару диодов, как показано на рисунке 6.4, то могут генерироваться напряжения как положительной, так и отрицательной полярности относительно центрального отвода трансформатора. Можно также рассматривать эту схему как такую ​​же, как добавление центрального ответвления ко вторичной обмотке в двухполупериодном мостовом выпрямителе, показанном на рисунке 6.2.

Рисунок 6.4 Двухполюсный двухполупериодный выпрямитель с центральным отводным трансформатором и 4 диодами.

ALM1000 Лабораторные диодные выпрямители

6.1.3 Сглаживание выхода выпрямителя

Полупериодное или двухполупериодное выпрямление не создает постоянного напряжения постоянного тока, как мы видели на предыдущих рисунках. Чтобы обеспечить стабильное постоянное напряжение от источника выпрямленного переменного тока, необходим фильтр или сглаживающая схема. В простейшей форме это может быть просто конденсатор, подключенный к выходу постоянного тока выпрямителя.По-прежнему останется некоторое количество пульсаций переменного тока, при котором напряжение не будет полностью сглажено. Амплитуда оставшейся пульсации зависит от того, насколько нагрузка разряжает конденсатор между пиками формы волны.

Рисунок 6.5 (a) RC-фильтр однополупериодного выпрямителя

Рисунок 6.5 (b) Двухполупериодный RC-фильтр выпрямителя

Размер конденсатора фильтра C ₁ представляет собой компромисс. Для данной нагрузки, R _L , конденсатор большего размера уменьшит пульсации, но будет стоить дороже и создаст более высокие пиковые токи во вторичной обмотке трансформатора и в источнике питания, питающем его.В крайних случаях, когда много выпрямителей загружено в цепь распределения мощности, для распределительной сети может оказаться затруднительным поддерживать правильно сформированную синусоидальную форму волны напряжения.

Для данной допустимой пульсации требуемый размер конденсатора пропорционален току нагрузки и обратно пропорционален частоте питания и количеству выходных пиков выпрямителя за цикл входа. Ток нагрузки и частота питания обычно находятся вне контроля разработчика выпрямительной системы, но на количество пиков на входной цикл может повлиять выбор конструкции выпрямителя.Максимальное пульсирующее напряжение, присутствующее в схеме полноволнового выпрямителя, определяется не только значением сглаживающего конденсатора, но и частотой и током нагрузки, и рассчитывается как:

Где:
В _{пульсации} — максимальное напряжение пульсаций на выходе постоянного тока
I _{Нагрузка} — постоянный ток нагрузки
F — частота пульсаций (обычно в 2 раза выше частоты переменного тока)
C — сглаживающий конденсатор

Однополупериодный выпрямитель, рисунок 6.5 (а) будет давать только один пик за цикл, и по этой и другим причинам используется только в очень небольших источниках питания и там, где важны стоимость и сложность. Двухполупериодный выпрямитель, рис. 6.5 (b), дает два пика за цикл, и это лучшее, что можно сделать с однофазным входом. Для трехфазных входов трехфазный мост будет давать шесть пиков за цикл, и даже большее количество пиков может быть достигнуто за счет использования трансформаторных цепей, размещенных перед выпрямителем, для преобразования в фазу более высокого порядка.

Чтобы еще больше уменьшить эту пульсацию, можно использовать π-фильтр LC (пи-фильтр), такой как показано на рисунке 6.6. Это дополняет накопительный конденсатор C ₁ последовательной катушкой индуктивности L ₁ и вторым фильтрующим конденсатором C ₂ , так что на выводах конечного конденсатора фильтра может быть получен более стабильный выходной сигнал постоянного тока. Последовательный индуктор имеет высокий импеданс на частоте пульсаций тока.

Рисунок 6.6 LC π-фильтр (пи-фильтр)

Более обычная альтернатива фильтру, необходимая, если для нагрузки постоянного тока требуется очень плавное напряжение питания, — это установка конденсатора фильтра с регулятором напряжения, который мы обсудим в разделе 6.3. Конденсатор фильтра должен быть достаточно большим, чтобы избежать падения пульсаций ниже напряжения падения используемого регулятора. Регулятор служит как для устранения последней пульсации, так и для устранения отклонений в характеристиках питания и нагрузки. Можно было бы использовать конденсатор фильтра меньшего размера (который может быть большим для сильноточных источников питания), а затем применить некоторую фильтрацию, а также регулятор, но это не обычная стратегия проектирования. Крайний вариант этого подхода — полностью отказаться от конденсатора фильтра и направить выпрямленный сигнал прямо во входной фильтр катушки индуктивности.Преимущество этой схемы состоит в том, что форма волны тока более плавная, и, следовательно, выпрямителю больше не приходится иметь дело с током в виде большого импульса тока только на пиках входной синусоидальной волны, а вместо этого подача тока распространяется на большую часть цикл. Обратной стороной является то, что выходное напряжение намного ниже — приблизительно среднее значение полупериода переменного тока, а не пиковое.

6.2 Выпрямители с удвоением напряжения

Простой однополупериодный выпрямитель может быть построен в двух версиях с диодом, направленным в противоположных направлениях: одна версия подключает отрицательную клемму выхода непосредственно к источнику переменного тока, а другая подключает положительную клемму выхода непосредственно к источнику переменного тока.Комбинируя оба из них с отдельными выходными сглаживающими конденсаторами, можно получить выходное напряжение, почти вдвое превышающее пиковое входное напряжение переменного тока, рисунок 6.7. Это также обеспечивает отвод посередине, что позволяет использовать такую ​​схему в качестве источника питания с разделенной шиной (положительной и отрицательной).

Рисунок 6.7 Простой удвоитель напряжения.

Вариант этого состоит в том, чтобы использовать два последовательно соединенных конденсатора для сглаживания выходного сигнала на мостовом выпрямителе, а затем установить переключатель между средней точкой этих конденсаторов и одной из входных клемм переменного тока.При разомкнутом переключателе эта схема будет действовать как обычный мостовой выпрямитель, а при замкнутом — как выпрямитель с удвоением напряжения. Другими словами, это позволяет легко получить напряжение примерно 320 В (+/- около 15%) постоянного тока из любой сети в мире, которое затем можно подать в относительно простой импульсный источник питания.

Обзор раздела:

• Выпрямление — это преобразование переменного тока (AC) в постоянный (DC).
  

• Полупериодный выпрямитель — это схема, которая позволяет приложить к нагрузке только один полупериод формы волны переменного напряжения, в результате чего на ней будет одна неизменяющаяся полярность.Результирующий постоянный ток, подаваемый на нагрузку, значительно «пульсирует».
  

• Двухполупериодный выпрямитель — это схема, которая преобразует оба полупериода формы волны переменного напряжения в непрерывную серию импульсов напряжения одинаковой полярности. Результирующий постоянный ток, подаваемый на нагрузку, не так сильно «пульсирует».
  

• Конденсаторы используются для сглаживания или фильтрации пульсаций, присутствующих в выпрямленном постоянном токе, а иногда используются более сложные фильтры с катушками индуктивности и конденсаторами.

6.3 Стабилитрон как регулятор напряжения

Стабилитроны широко используются в качестве источников опорного напряжения и шунтирующих стабилизаторов для регулирования напряжения в небольших цепях. При параллельном подключении к источнику переменного напряжения, такому как диодный выпрямитель, который мы только что обсудили, так что он имеет обратное смещение, стабилитрон проводит ток, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода. С этого момента относительно низкий импеданс диода поддерживает напряжение на диоде на этом значении.

Рисунок 6.8 Опорное напряжение на стабилитроне

В схеме, показанной на рисунке 6.8, типичный шунтирующий регулятор, входное напряжение, В _IN , стабилизируется до стабильного выходного напряжения В _OUT . Напряжение пробоя обратного смещения диода D _Z стабильно в широком диапазоне токов и удерживает В _OUT относительно постоянным, даже если входное напряжение может колебаться в довольно широком диапазоне.Из-за низкого импеданса диода при такой работе используется последовательный резистор R _S для ограничения тока в цепи.

В случае этой простой ссылки ток, протекающий в диоде, определяется с использованием закона Ома и известного падения напряжения на резисторе R _S .

Стоимость R _S должна удовлетворять двум условиям:

• R _S должен быть достаточно малым, чтобы ток через D _Z удерживал D _Z в обратном пробое.Значение этого тока указано в паспорте производителя для D _Z . Например, обычное устройство BZX79C5V6, 5,6 В 0,5? стабилитрон, имеет рекомендуемый обратный ток 5 мА . Если через D _Z существует недостаточный ток, то V _OUT будет нерегулируемым и будет меньше номинального напряжения пробоя. При расчете R _S необходимо сделать поправку на любой ток через любую внешнюю нагрузку, которая может быть подключена к V _OUT , не показанным на этой диаграмме.
  

• R _S должен быть достаточно большим, чтобы ток через D _Z не превысил номинальный максимум и не разрушил устройство. Если ток через D _Z равен I _D , его напряжение пробоя В _B и максимальная рассеиваемая мощность P _MAX , тогда:

Нагрузка может быть помещена на диод в этой опорной цепи, и пока стабилитрон остается в обратном пробое, диод будет обеспечивать стабильный источник напряжения для нагрузки.Стабилитроны в этой конфигурации часто используются в качестве стабильных эталонов для более сложных схем регулятора напряжения, включающих каскады буферного усилителя для подачи больших токов на нагрузку.

Шунтирующие регуляторы просты, но требования, чтобы балластный резистор R _S был достаточно малым, чтобы избежать чрезмерного падения напряжения во время наихудшего случая (низкое входное напряжение одновременно с большим током нагрузки), как правило, оставляет много тока, протекающего в диод, что делает стабилизатор довольно неэффективным с высокой рассеиваемой мощностью в режиме покоя, подходящим только для небольших нагрузок.

Эти устройства также встречаются, обычно последовательно с переходом база-эмиттер, в транзисторных каскадах, где можно использовать выборочный выбор устройства, сосредоточенного вокруг точки лавины или стабилитрона, для введения компенсационного температурного коэффициента балансировки PN перехода транзистора. Примером такого использования может быть усилитель ошибки постоянного тока, используемый в системе обратной связи цепи регулируемого источника питания.

В качестве примечания: стабилитроны также используются в устройствах защиты от перенапряжения для ограничения скачков переходного напряжения.Еще одно примечательное применение стабилитрона — использование шума, вызванного его лавинным пробоем, в генераторе случайных чисел, который никогда не повторяется.

Пример конструкции регулятора:

Требуется выходное напряжение 5 В и требуемый выходной ток 60 мА.

Сначала мы должны выбрать стабилитрон, В _Z = 4,7 В, что является ближайшим доступным значением.

Нам нужно определить номинальное входное напряжение, и оно должно быть на несколько вольт больше, чем В _Z .В этом примере мы будем использовать В _IN = 8V.

Как правило, мы выбираем номинальный ток через стабилитрон равным 10% от требуемого выходного тока нагрузки или 6 мА. Затем определяется ток I _max = 66 мА, который будет протекать через R _S (выходной ток плюс 10%).

Последовательный резистор R _S = (8 В — 4,7 В) / 66 мА = 50 Ом, мы бы выбрали R _S = 47 Ом, что является ближайшим стандартным значением.

Номинальная мощность резистора P _RS > (8В — 4.7 В) × 66 мА = 218 мВт, поэтому мы выбираем P _RS = 0,5 Вт

Максимальную мощность, которая может рассеиваться в стабилитроне при нулевом токе в выходной нагрузке, можно рассчитать как P _Z > 4,7 В × 66 мА = 310 мВт, поэтому мы бы выбрали P _Z = 400 мВт.

Лабораторная работа ADALM2000: стабилизатор стабилитрона

Упражнение 6.3.1

Для показанной схемы, если напряжение источника питания В _IN увеличивается, напряжение на нагрузочном резисторе R _L будет:

1. прибавка
   

2. уменьшение
   

3. осталось прежним

Для показанной схемы, если напряжение источника питания В _IN уменьшается, напряжение на нагрузочном резисторе R _L будет:

1. прибавка
   

2. уменьшение
   

3. осталось прежним

Для показанной схемы, если напряжение источника питания В _IN увеличивается, напряжение на последовательном резисторе R _S будет:

1. прибавка
   

2. уменьшение
   

3. осталось прежним

Для показанной схемы, если напряжение источника питания В _IN увеличивается, ток через нагрузочный резистор R _L будет:

1. прибавка
   

2. уменьшение
   

3. осталось прежним

Для показанной схемы, если напряжение источника питания В _IN уменьшается, ток через стабилитрон D _Z будет:

1. прибавка
   

2. уменьшение
   

3. осталось прежним

Для показанной схемы, если напряжение источника питания В _IN увеличивается, ток через последовательный резистор R _L будет:

1. прибавка
   

2. уменьшение
   

3. осталось прежним

Вернуться к предыдущей главе

Перейти к следующей главе

Вернуться к содержанию

Как работает выпрямитель?

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор: S.Hussain Ather

Вы можете задаться вопросом, как линии электропередач посылают электрические токи на большие расстояния для различных целей. И есть разные «виды» электричества. Электроэнергия, питающая электрические железнодорожные системы, может не подходить для бытовых приборов, таких как телефоны и телевизоры. Выпрямители помогают, преобразуя эти разные типы электричества.

Мостовой выпрямитель и выпрямительный диод

Выпрямители позволяют преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный (DC).Переменный ток — это ток, который переключается между течением вперед и назад через равные промежутки времени, в то время как постоянный ток течет в одном направлении. Обычно они используют мостовой выпрямитель или выпрямительный диод.

Все выпрямители используют P-N переходы , полупроводниковые устройства, которые позволяют электрическому току течь только в одном направлении от образования полупроводников p-типа с полупроводниками n-типа. Сторона «p» имеет избыток дырок (места, где нет электронов), поэтому она заряжена положительно.Сторона «n» отрицательно заряжена электронами в их внешних оболочках.

Многие схемы с этой технологией построены с мостовым выпрямителем . Мостовые выпрямители преобразуют переменный ток в постоянный, используя систему диодов, сделанных из полупроводникового материала, либо полуволновым методом, который выпрямляет одно направление сигнала переменного тока, либо полуволновым методом, который выпрямляет оба направления входного переменного тока.

Полупроводники — это материалы, которые пропускают ток, потому что они сделаны из металлов, таких как галлий, или металлоидов, таких как кремний, которые загрязнены такими материалами, как фосфор, в качестве средства контроля тока.Вы можете использовать мостовой выпрямитель для различных применений в широком диапазоне токов.

Мостовые выпрямители также имеют то преимущество, что они выдают больше напряжения и мощности, чем другие выпрямители. Несмотря на эти преимущества, мостовые выпрямители страдают от необходимости использовать четыре диода с дополнительными диодами по сравнению с другими выпрямителями, что вызывает падение напряжения, которое снижает выходное напряжение.

Кремниевые и германиевые диоды

Ученые и инженеры обычно используют кремний при создании диодов чаще, чем германий.Кремниевые p-n-переходы работают более эффективно при более высоких температурах, чем германиевые. Кремниевые полупроводники облегчают прохождение электрического тока и могут быть созданы с меньшими затратами.

Эти диоды используют p-n-переход для преобразования переменного тока в постоянный как своего рода электрический «переключатель», который позволяет току течь в прямом или обратном направлении в зависимости от направления p-n-перехода. Диоды с прямым смещением позволяют току продолжать течь, в то время как диоды с обратным смещением блокируют его. Это то, что заставляет кремниевые диоды иметь прямое напряжение около 0.7 вольт, так что они пропускают ток, только если он больше вольт. Для германиевых диодов прямое напряжение составляет 0,3 В.

Анодный вывод батареи, электрода или другого источника напряжения, где в цепи происходит окисление, снабжает отверстия катодом диода при формировании p-n перехода. Напротив, катод источника напряжения, где происходит восстановление, обеспечивает электроны, которые отправляются на анод диода.

Схема полуволнового выпрямителя

Вы можете изучить, как полуволновые выпрямители соединены в схемах, чтобы понять, как они работают.Полупериодные выпрямители переключаются между прямым и обратным смещением в зависимости от положительного или отрицательного полупериода входной волны переменного тока. Он отправляет этот сигнал на нагрузочный резистор, так что ток, протекающий через резистор, пропорционален напряжению. Это происходит из-за закона Ома, который представляет напряжение В как произведение тока I и сопротивления R в

В = IR

Напряжение на нагрузочном резисторе можно измерить как напряжение питания В _с , что равно выходному постоянному напряжению В _{на выходе} .Сопротивление, связанное с этим напряжением, также зависит от диода самой схемы. Затем схема выпрямителя переключается на обратное смещение, в котором она принимает отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока. В этом случае ток не течет через диод или схему, и выходное напряжение падает до 0. Таким образом, выходной ток является однонаправленным.

Схема двухполупериодного выпрямителя

••• Syed Hussain Ather

Двухполупериодные выпрямители, напротив, используют полный цикл (с положительными и отрицательными полупериодами) входного сигнала переменного тока.Четыре диода в схеме двухполупериодного выпрямителя расположены так, что, когда входной сигнал переменного тока является положительным, ток течет через диод от D ₁ к сопротивлению нагрузки и обратно к источнику переменного тока через Д ₂ . Когда сигнал переменного тока отрицательный, ток принимает вместо этого путь D ₃ -load- D ₄ . Сопротивление нагрузки также выводит напряжение постоянного тока от двухполупериодного выпрямителя.

Среднее значение напряжения двухполупериодного выпрямителя в два раза больше, чем у полуволнового выпрямителя, а среднеквадратичное значение напряжения (метод измерения переменного напряжения) двухполупериодного выпрямителя в √2 раза больше, чем у двухполупериодного выпрямителя. однополупериодный выпрямитель.

Компоненты и приложения выпрямителя

Большинство электронных устройств в вашем доме используют переменный ток, но некоторые устройства, такие как ноутбуки, перед использованием преобразуют этот ток в постоянный ток. В большинстве ноутбуков используется источник питания с переключаемым режимом (SMPS), который позволяет выходному напряжению постоянного тока больше мощности для размера, стоимости и веса адаптера.

SMPS работают с использованием выпрямителя, генератора и фильтра, которые управляют широтно-импульсной модуляцией (метод уменьшения мощности электрического сигнала), напряжением и током.Генератор — это источник сигнала переменного тока, по которому вы можете определить амплитуду тока и направление, в котором он течет. Затем адаптер переменного тока ноутбука использует это для подключения к источнику переменного тока и преобразует высокое напряжение переменного тока в низкое напряжение постоянного тока, форму, которую он может использовать для питания самого себя во время зарядки.

В некоторых выпрямительных системах также используется сглаживающая цепь или конденсатор, который позволяет им выдавать постоянное напряжение, а не то, которое изменяется во времени. Электролитический конденсатор сглаживающих конденсаторов может достигать емкости от 10 до тысяч микрофарад (мкФ).Для большего входного напряжения требуется большая емкость.

В других выпрямителях используются трансформаторы, которые изменяют напряжение, используя четырехслойные полупроводники, известные как тиристоры , наряду с диодами. Выпрямитель с кремниевым управлением , другое название тиристора, использует катод и анод, разделенные затвором и его четырьмя слоями, для создания двух p-n-переходов, расположенных один поверх другого.

Использование выпрямительных систем

Типы выпрямительных систем различаются в зависимости от приложений, в которых необходимо изменять напряжение или ток.Помимо уже рассмотренных приложений, выпрямители находят применение в паяльном оборудовании, электросварке, радиосигналах AM, генераторах импульсов, умножителях напряжения и схемах питания.

Паяльники, которые используются для соединения частей электрических цепей вместе, используют полуволновые выпрямители для одного направления входного переменного тока. Методы электросварки, в которых используются мостовые выпрямительные схемы, являются идеальными кандидатами для обеспечения стабильного поляризованного постоянного напряжения.

AM-радио, модулирующее амплитуду, может использовать полуволновые выпрямители для обнаружения изменений входящего электрического сигнала.В схемах генерации импульсов, которые генерируют прямоугольные импульсы для цифровых схем, используются полуволновые выпрямители для изменения входного сигнала.

No related posts.