Как проверить диодный мост не снимая генератор: Как проверить диодный мост генератора авто

Содержание

проверка генератора мультиметром без снятия


Электрооборудование автомобиля – это важнейшая часть, без которой невозможна эксплуатация ни одной машины. Неисправности генератора влекут за собой сбои в работе проводки, ламп габаритов и поворотов, бортового компьютера или прочей электроники, внешнего и внутреннего освещения. Неправильно работающий генератор выдает нестабильный заряд, чем нарушает нормальную работу аккумулятора и быстро выводит его из строя. Эксплуатировать автомобиль с нерабочим электрооборудованием нельзя, так как это является причиной быстрого износа электроники, а в некоторых случаях может привести к ДТП. Поэтому неисправности генератора нужно диагностировать, после чего обращаться к специалистам.

Главные неисправности

Генератор представляет собой электромеханическое оборудование, поэтому он может выходить из строя как механически, так и электрически. Среди механических поломок стоит отметить:

  • Разрушение креплений или корпуса;
  • Износ подшипников;
  • Износ пружин или прижимного привода.

Повреждения креплений корпуса возможны при неправильной эксплуатации автомобиля. Неаккуратная езда по бездорожью, большой скоростной режим или наезд на препятствия могут стать причиной неисправности. Кроме того, к поломкам в корпусе может привести эксплуатация неисправного автомобиля, с поломанным стабилизатором, неправильно работающим двигателем, подвеской или выхлопной системой.

Износ механической части генератора происходит от частого использования и большой интенсивности работы. Факторами, сильно влияющими на степень износа подвижных частей генератора, являются влажность, загрязненность воздуха. Износ приводит к заклиниванию механической части и перебоям, а позднее и полной неработоспособности генератора.

К электрическим относятся

  • Обрыв обмотки;
  • Неисправности реле регулятора;
  • Неработоспособность диодного моста;
  • Замыкания и пробои в цепи.

Причиной поломок также является неправильная эксплуатация автомобиля или загрязненность воздуха. Соли, которыми посыпаются дороги, излучают пары, вредные для автомобиля. Кроме того, причиной неисправности, особенно электрического оборудования может послужить низкое качество деталей.

Диагностика неисправностей генератора детально описана в видео

Основная информация

Генераторы используются для получения электрической энергии. Они трансформируют другую энергию, при помощи которой получается электрический ток, появляющийся в проводнике за счет электродвижущей силы (ЭДС). Это сила заставляет направлено перемещаться заряженные частицы, которые называются электронами. Электрон имеет отрицательный заряд. При помещении проводника в электромагнитное поле и совершении им движений образуется разность потенциалов.

Это условие можно рассматривать и с обратной стороны: при воздействии движущегося равномерно или равноускоренно в проводнике начинает генерироваться ток. Это явление называется электромагнитной индукцией, получившее широкое применение при изготовлении различных видов устройств и электрических машин. На этом принципе сделаны трансформаторы, электродвигатели и генераторы тока.

Генератор тока — это разновидность электрической машины, преобразующей энергию различного типа в электрическую. Для того чтобы проверить работу генератора на автомобиле, нужно ознакомиться с его устройством и принципом действия.

Устройство электрогенератора

Генераторы любого типа одинаковы по конструктивному исполнению, но есть и некоторые различия. Устройство состоит из таких основных частей:

  1. Корпус.
  2. Неподвижная часть или статор.
  3. Подвижная часть или ротор (иногда ротор называют еще и якорем).
  4. Коробка соединительных проводов.

Корпус является главной частью любого генератора, так как в нем осуществляется крепление основных узлов и механизмов. В нем происходит установка подшипников, продлевающих срок службы электрогенератора (далее ЭГ) и смягчающих удары при вращении ротора. Корпус устройства изготавливается из прочного сплава. Кроме того, он служит для защиты от механических повреждений, попадания пыли, влаги и отрицательного влияния внешних факторов.

Статор, имеющий магнитные полюса, выполняется из специальной электротехнической обмотки. Магнитные полюса — это обмотки, состоящие из определенного количества витков провода, диаметр которого подбирается расчетным путем.

Ротор приводит в движение сторонняя сила, при его вращении образуется разность потенциалов. Напряжение (U) или разность потенциалов поступает через кольца в коробку соединительных проводов. С коробки отводится для дальнейшего преобразования в более качественное напряжение.

Принцип работы

Принцип действия основывается на законе электромагнитной индукции. При вращении в однородном магнитном поле происходит образование U на роторе. Работа ЭГ состоит из следующих моментов:

  1. При условии, что ротор является магнитом, который образует электромагнитное поле с заданным магнитным потоком Ф, это поле воздействует на обмотки статора, и в нем начинает генерироваться ток.
  2. Со статора, представляющего катушки, снимается U и передается в распределительную коробку для дальнейшего преобразования. Хотя в некоторых моделях нет необходимости делать его.

Основные признаки неисправности генератора

Неправильная работа генератора сопровождается перебоями работы аккумулятора или других автомобильных электроприборов. К наиболее распространенным неполадкам относятся:

  • Свечение лампы разрядки, низкий заряд аккумулятора работающего автомобиля;
  • Слишком большой заряд аккумулятора или его полная разрядка за короткое время;
  • Тусклое свечение фар, изменение интенсивности свечения

Эти признаки не обязательно говорят о поломках генератора. Подобные симптомы у неисправностей аккумулятора, так как эти устройства работают в паре. Также причиной могут быть проблемы в проводке – пробои и плохие контакты.

Кроме основных неисправностей генератора может иметь место его нестабильная работа. Плохое зажигание авто, резкое снижение или увеличение заряда аккумулятора также могут говорить о неисправностях генератора. Однако при этом точно сказать причину способна только диагностика электрических сетей автомобиля.

Признаки генераторных проблем

  • При запущенном движке или постоянно горит, или мигает лампочка, контролирующая заряд аккумулятора.
  • Батарея самопроизвольно разряжается или выкипает;
  • Фары светят тусклее, чем положено;
  • Работа мотора сопровождается дребезжанием или негромким непрерывным писком. Как вариант, генератор может подвывать;
  • С набором оборотов движка яркость фар резко увеличивается. Такое явление считается нормальным при перегазовке на холостом ходу. Однако по достижении фарами нормальной яркости интенсивность меняться больше не должна. Если вы газуете – они горят ярче, отпускаете педаль – они тускнеют, значит, генератор явно нездоров.

Проверка регулятора напряжения

Регулятор напряжения или электромагнитное реле выполняет роль верхнего предела электрического тока, выдаваемого генератором. При поломках этой части прекращается зарядка аккумулятора или на него поступает слишком большой ток. В первом случае возможны перебои с работой фар и проводки автомобиля, а в последующем машина может не завестись из-за недостаточного напряжения для пуска двигателя. Второй случай опасен для аккумулятора и всех электроприборов, так как слишком высокое напряжение способны вывести их из строя.

Существует 2 способа проверки генератора: первый производится при работающем двигателе. К генератору подсоединяются клеммы мультиметра, происходит определение выдаваемой силы тока. При избыточных значениях разности потенциалов (более 14,8 В) регулятор неисправен и подлежит ремонту или замене, а при недостаточном – неисправно реле или проводка. При работающем двигателе следует включить фары или внутреннее освещение машины. Это не должно слишком сильно влиять на показания мультиметра.

Второй способ – демонтаж реле и полная проверка с помощью мультиметра, схемы проверки реле. «Минус» подсоединяется к массе генератора, а «плюс» замыкается на клеме с маркировкой «B». Лампа, выполняющая роль нагрузки, подсоединяется к щеткам реле. Далее подается напряжение в 12–13 В, при этом лампа должна загореться, а при повышении до 14–14,5 В погаснуть. В случае обрыва лампа не загорится, а при пробое – будет гореть и при высоком напряжении.

Последовательность первоначальной проверки

Первоначальный контроль работоспособности можно произвести без демонтажа генератора. Для этого устанавливаюм переключатель мультиметра на режим «постоянное напряжение 20В». Далее подключить черный щуп к минусовой клемме АКБ, красный – к плюсовой. После этого необходимо запустить двигатель, дать выйти ему на режим стабильных холостых оборотов. Считаются нормальными показания мультиметра в пределах от 13,5 до 14,5 Вольт.

Если мультиметр показывает значение меньше 12,8 Вольт, процесс заряда, либо не идет вообще, либо ток заряда крайне мал. Генератор работает в нештатном режиме. При напряжении больше 14,8 Вольт идет перезаряд аккумуляторной батареи. Это может привести к закипанию электролита, увеличению концентрации кислоты, разрушению пластин АКБ.

Чтобы проконтролировать напряжение на выходе генератора, необходимо в разрыв цепи от клеммы 30 на генераторе (место контакта с толстым проводом, ведущим к положительной клемме аккумулятора либо стартеру) включить автомобильную лампу.

Далее подключить мультиметр в режиме «=20V» красным щупом к контакту 30 генератора, черным — к зачищенному контакту на двигателе или кузове. Завести двигатель. Показания на мультиметре не должны быть более 15,5 Вольт при любом нажатии на педаль акселератора. В противном случае дальнейшая эксплуатация генератора опасна для электрооборудования автомобиля.

При проверке следует оценить степень натяжения ремня генератора. По упрощенной методике это можно сделать, надавливая на ремень пальцем.

Величина прогиба должна находиться в пределах 0,5 – 1 сантиметр. Одновременно следует проверить степень износа ремня. Для определения причин нештатной работы генератора, выполнения ремонтных работ требуется демонтаж генератора.

Как проверить диодный мост генератора, не снимая его с автомобиля

Диодный мост генератора выполняет роль преобразователя переменного тока в постоянный. Его неисправность приводит к постоянным миганиям лампочек и быстрым приходом электрооборудования в нерабочее состояние. Для проверки диодного моста от него отключаются все провода, в том числе и масса. В первую очередь проводится проверка на замыкание: положительный заряд от источника питания подаётся на выход «30», а отрицательный – к корпусу. Бесконечное – сопротивление говорит об исправности диодного моста. В противном случае отрицательный щуп крепится к скобам. Таким образом можно вычислить место пробоя. Для восстановления диодного моста его придется снять и разобрать, однако в большинстве случаев проще произвести полную замену детали.

В случае, если мост исправен, но генератор неработоспособен, оборудование придется разбирать для более детального осмотра и точного определения причины поломки.

Причины нарушения процесса зарядки аккумуляторной батареи

Основной параметр в процессе зарядки АКБ – ток заряда. От его величины зависят многие параметры.

Скорость восполнения емкости

Бытует мнение, что для нормальной зарядки аккумулятора ток заряда должен составлять 10% от его емкости, т.е. при емкости аккумуляторной батареи 50 Ампер*часов ток заряда будет составлять 5 Ампер. При таких условиях полностью разряженный аккумулятор будет набирать свою емкость до номинала 10 часов.

Представьте, вас завели от проводов другой машины в зимнее время, и для того, чтобы дать полностью зарядиться автомобильному аккумулятору, необходимо 10 часов подряд ездить на машине, то есть проехать километров пятьсот.

Считается, что для восполнения заряда аккумулятора до номинального значения достаточно проехать 30 километров в нормальном цикле, а в условиях городских пробок наполовину меньше. То есть, если ваша работа находится на расстоянии более 10-ти километров от дома, этого вполне достаточно, чтобы не беспокоиться о дозаряде АКБ вне машины.

Иной случай, когда работа рядом с домом. Вы потратили емкость при запуске авто, быстро доехали до работы, затем также домой. Через неделю-другую у вас разрядился аккумулятор. И совсем не потому, что что-то не в порядке с машиной, просто такой ритм езды.

В этом случае следует подумать о прогреве двигателя даже в теплое время года только для того, чтобы аккумулятор был всегда в заряженном состоянии.

Вернемся к току заряда. Если на автомобиле достаточно проехать 30 километров для полного заряда аккумулятора, а не 500, как в примере, следовательно, и ток заряда генератора автомобиля не 5 Ампер, а значительно выше.

Долговечность АКБ

Нормальный срок службы аккумуляторной батареи – более пяти лет. Подержанные автомобили, пригнанные из-за границы имеют на борту вполне рабочие аккумуляторы семи-девятилетней выдержки. Там, правда, и условия хранения авто другие, и температура зимой побольше.

Есть три причины невысокой долговечности АКБ: нарушение режима заряда аккумулятора, качество аккумуляторной батареи, человеческий фактор, проще говоря, лень.

Начнем с первой. Если аккумулятор заряжается не на полную емкость постоянно, то пластины подвергаются процессу сульфатации. Сульфатацию, или образование сернокислого свинца на пластинах, можно сравнить с язвой желудка у человека, только у людей ее можно лечить, а аккумуляторная язва лечению практически не поддается.

Есть различные методики полного разряда-заряда, заряд импульсными токами. Может на какие-то проценты восстановление есть, но если аккумулятор лег полностью, то увы…

Качество АКБ зависит от производителя. Современные технологии влияют только на увеличение емкости батареи при уменьшении размеров и массы, соответственно, количества свинца.

Как выбрать аккумулятор лучшего качества? Если есть два разных экземпляра с одинаковой емкостью, пусковым током, стоимостью, покупать лучше тот, что тяжелее, там больше свинца, он прослужит дольше.

Про человеческий фактор. Самая главная ошибка, совершаемая владельцами автомобилей, — поставить автомобиль на стоянку осенью вместе с аккумулятором до весны.

Если несколько месяцев аккумулятор проведет в разряженном, даже не полностью заряженном состоянии, да еще в холоде при пониженной плотности электролита, вряд ли он доживет до весны.

Если вы периодически используете автомобиль зимой, то регулярно (пару раз в неделю) необходимо заводить автомобиль и прогревать его не менее пятнадцати минут, проверяя напряжение зарядки.

Если же зимой автомобиль не эксплуатируется, лучше аккумулятор с автомобиля снять, полностью зарядить и хранить в теплом помещении, раз в месяц осуществляя подзаряд.

При каждодневной эксплуатации транспортного средства необходимо производить регулярную проверку зарядки аккумуляторной батареи от генератора.

Износ подшипников генератора

Сняв корпус, покрутите ротор генератора. Если он крутится неохотно, время от времени бьется о корпус или клинит, вероятнее всего неисправен один или сразу два подшипника. Обычно это заметно и без диагностики. Эта деталь при поломке издает характерный шум, похожий на свист, возможно с потрескиванием.

Проверку необходимо осуществлять максимально тщательно: подшипники могут иметь довольно сильный люфт, продолжая выполнять основную функцию. Однако само наличие зазора говорит об их износе и скором выходе из строя, поэтому не стоит тянуть с заменой.

Почему генератор выходит из строя?

Собственно генератор имеет несложное строение, если хотите, то это обычный электродвигатель (только сделан с учетом на большую генерацию тока), попробуйте покрутить обычный электродвигатель и присоединить к нему лампочку или светодиод, то он начнет гореть – вот вам и элементарный генератор тока.

У меня как-нибудь будет статья, в которой я вам расскажу — из чего состоит генератор. НО сегодня просто и утрированно — это ротор (подвижная часть), статор (неподвижная часть), щеточный узел, реле-регулятора, ну и конечно же корпус в котором все это дело находится.

А теперь собственно поломки.

Проверяем обмотку ротора

Для определения неисправностей обмотки ротора генератора необходимо полностью разобрать деталь. Далее проводится диагностика при помощи мультиметра. Концы измерительного прибора подсоединяются к кольцам ротора, после чего деталь диагностируется на наличие сопротивления. При нормальной работоспособности оборудования оно будет находиться в районе 1,8 Ом. Слишком большое сопротивление говорит об обрыве катушки, а слишком маленькое – о пробоях обмотки ротора.

После этого следует поднести один из щупов к кольцу ротора, а другой замкнуть на корпус. Исправное оборудование будет выдавать бесконечное сопротивление

Как проверить генератор на работоспособность обмоток статора

Обмотка статора во многом похожа на обмотку ротора по своей конструкции. Поэтому диагностика обмоток статора аналогична. Вначале щупы подсоединяются к клеммам. Сопротивление должно быть небольшим, отличным от нулевого, но и не стремящимся к большим числам. При замыкании на корпус сопротивление должно стать бесконечно большим. В первом случае имеет место обрыв контакта, нарушение работоспособности катушек, а во втором – наличие пробоев, нарушение изоляции.

Износ щеток генератора

Щетка генератора представляет собой незаметное и довольно простое устройство. Это графитовый стержень, обеспечивающий токоотведение. Неисправность щетки грозит слишком высоким напряжением, а это в свою очередь – быстрым износом аккумулятора и перегоранием электроприборов или попросту включением блокировки и невозможностью эксплуатации автомобиля.

Ввиду простоты устройства для диагностики щеток достаточно детального внешнего осмотра. При износе деталь просто вытирается, поэтому ее необходимо своевременно менять. Исправная щетка выступает из гнезда на 5 сантиметров и больше.

Проверка тока отдачи

  1. Чтобы измерить ток отдачи нужно охватить зондом провод, который идет к зажиму «30» («В+»).
  2. Затем, заведите двигатель и произведите измерение, во время замера мотор должен работать на высоких оборотах. Включайте электроприборы по очереди и делайте замер для каждого потребителя отдельно.
  3. Затем подсчитайте показания.
  4. Следующий тест необходимо проводить со всеми одновременно включенными потребителями энергии. Величина замера не должна быть ниже суммы показаний каждого из потребителя, когда вы измеряли каждый из них по очереди, допускается расхождение 5 А в меньшую сторону.

Как проверить генератор автомобиля?

С момента запуска двигателя, в работу включается генератор. Это устройство питает бортовую сеть авто, систему зажигания и заряжает аккумуляторную батарею. Если он выйдет из строя, машина сможет работать еще некоторое время, пока не сядет батарея. Этот буферный запас хода дает возможность принять меры, если возникли подозрения в неработоспособности данного узла. Может быть выполнена проверка автомобильного генератора на предмет корректности его работы. Данное устройство не всегда работает стабильно, его выходные параметры могут отличаться. Это влияет на работу бортовых электроприборов и устройства системы зажигания. Если проверка генератора автомобиля покажет его неработоспособность, необходимо отправляться домой или в ближайший автосервис для решения данной проблемы.

Как проверить генератор на авто

Чтобы определить работоспособность устройства с наименьшими потерями времени, многих интересует, как проверить генератор на машине не снимая его. Для демонтажа данного узла необходим инструмент, навыки работы с ним и немного времени. Конечно, снятие изделия позволит после проверки выполнить его обслуживание и чистку, но это не обязательно. Поэтому проще, когда возможна проверка генератора на автомобиле. Для этого потребуется мультиметр. Этот прибор широко востребован, а потому, если его нет у вас, он может быть у знакомых. С помощью данного устройства необходимо измерить напряжение на клеммах аккумулятора при заглушенном двигателе. Идеальные показания колеблются в пределах 12,5-12,7 вольт, что означает хорошее состояние батареи.

Теперь следует запустить двигатель и снова померить напряжение на холостых, которое должно колебаться в пределах 13,8-14,5 В. Это один из самых точных способов того, как проверить работает генератор на машине или нет, так как соответствие напряжения этим параметрам говорит о том, что устройство функционирует нормально и его мощности хватает для питания бортовой сети и зарядки аккумулятора. Но это поверхностная проверка, так как выполняется она без нагрузки. Если вас интересует, как проверить генератор на работоспособность на машине, увеличив нагрузку на бортовую сеть, все просто – необходимо использовать электрическое оборудование. Поочередно следует включить осветительные приборы, автомагнитолу, кондиционер или печку. Все это дополнительно нагружает сеть, а потому, при нормально работающем генераторе, напряжение снизится до 13,7-13,8 вольт.

Допускается кратковременное снижение напряжения ниже этих значений, но если оно менее 13 вольт, значит генератор не функционирует или некорректно работает, и питание идет от аккумулятора. Проверка генератора на машине возможна и без мультиметра, но для этого придется открутить левую клемму аккумулятора. Затем завести двигатель и дать небольшую нагрузку, включив фары. После этого открученную клемму необходимо снять с батареи. Если машина продолжила работать и фары не стали светить тусклее, значит проверка работы генератора прошла успешно. Остановка двигателя после снятия клеммы означает неработоспособность данного узла.

Как проверить генератор, снятый с автомобиля

Выше мы рассмотрели, как проверить генератор в домашних условиях не снимая его с автомобиля. Если выяснится, что он функционирует некорректно или вообще не работает, придется его демонтировать и проверять вне машины, чтобы определить причину поломки. Рассмотрим, как проверить автомобильный генератор, диагностируя каждую его деталь.

Щетки и контактные кольца

Необходимо проверить высоту и диаметр данных деталей. Допускается минимальная высота щеток не менее 4,5 мм, а диаметр кольца не должен быть меньше 12,8 мм. Если параметры деталей меньше этих значений, это и есть проблема неработоспособности генератора. Их следует заменить, чтобы восстановить устройство.

Диодный мост

Не многие знают, как проверить исправность генератора путем диагностики диодного моста. Для этого необходимо измерить сопротивление обеих пластин в его конструкции поочередно. Если проводимость диодов фиксируется только в одном направлении, значит устройство исправно работает и причину поломки генератора следует искать в других деталях.

Регулятор напряжения

Еще один способ того, как проверить снятый генератор, заключается в диагностике регулятора напряжения. Для этого к его щеткам нужно подключить лампочку на 12 вольт, а на массу устройства и его плюсовую клемму подать напряжение. Если все нормально, лампочка будет гореть и погаснет при увеличении напряжения до 15 В.

Статор генератора

Если вы не знаете, как проверить генератор автомобиля тестируя его статор, объясним в двух словах. Необходимо проверить его обмотку, откинув диодный мост. Сопротивление 0,2 Ом между выводами считается нормальным. Сопротивление между обмоткой и нулевым проводом должно быть не менее 0,3 Ом. Если значения меньше, статор не пригоден к эксплуатации.

Теперь, зная, как проверить работает ли генератор, его не обязательно снимать. Демонтировать придется только в том случае, когда тестирование показало отрицательный результат. Если с диагностикой возникают трудности, обращение в автосервис компании Oiler поможет их обойти. Тут знают как проверить работу генератора и отремонтировать его в случае необходимости.

Как найти неисправность генератора не снимая его с автомобиля: Блог автолюбителя Николая Ваганова




В связи с удачным устранением проблемы в генераторе, решил подытожить опыт и написать отдельные статьи по диагностике и устранению неисправностей на примере генератора 9412.3701 от ВАЗ-2107.
Если вы точно установили, что неисправен именно генератор, то вооружаемся мультиметром или контрольной лампочкой (отверткой), подключенной к аккумулятору.

Рис.1

Сначала снимаем положительную «+» клемму с аккумулятора во избежание случайного замыкания, затем отсоединяем все контакты от генератора и, отогнув защелки, снимаем его заднюю крышку (конструкция которых это предусматривает). Таким образом, мы можем провести общую проверку диодного моста и статорной обмотки, а также ротора. Для проверки регулятора напряжения необходимо снять его с генератора автомобиля.


Рис.2
Итак, приступим: переключаем мультиметр в режим «прозвонки диодов/проверки целостности цепи».

Рис.3 

1. Вначале проверяем генератор на наличие короткого замыкания на «массу».

Прижимаем положительный «+» щуп мультиметра к выводу «30» генератора, а отрицательный «-» щуп к его корпусу. В исправном состоянии диодный мост не пропускает ток в этом направлении, звуковой сигнал отсутствует, а лампочка не загорается.

Рис.4 «1» — Сопротивление стремится к бесконечности — ток не проходит
При сигнализации или загорании контрольной лампы, мы имеем короткое замыкание диодного моста или обмотки статора на 
«массу»
.) Чтобы исключить при этом статор, необходимо снять диодный мост с генератора.

2. Проверяем положительные диоды на «пробой».

Положительный «+» щуп мультиметра прижимаем к выводу «30» генератора, отрицательный «-» к выводам обмотки и диодов (генераторы типа 9412.3701, где болты изолированы от выводов текстолитовыми шайбами и замыкают на «массу»), или одному из болтов крепления моста (генераторы типа 37.3701, где болты соединены с выводами, но изолированны от «массы» — Рис.5).


Рис.6
Рис.6
Если диоды исправны, то сопротивление стремится к бесконечности, а лампочка не загорается. Если даже один из них «пробит», то лампочка загорается, мультиметр подает звуковой сигнал. При смене полярности они должны пропускать ток. 

3. Проверяем отрицательные диоды на «пробой».

Для этого прижимаем положительный «+» щуп мультиметра к выводам обмотки и диодов (генераторы типа 9412.3701), или к болтам крепления моста (генераторы типа 37.3701 — Рис.5). Отрицательный «-» прижимаем к корпусу генератора. 


Рис.7
Если сопротивление стремится к бесконечности и отсутствует звуковой сигнал, лампа не горит – отрицательные диоды исправны. При смене полярности они должны пропускать ток.

4. Проверяем дополнительные диоды на «пробой».

Прижимаем положительный «+» щуп мультиметра к входу «61»

 генератора. Отрицательный «-» щуп к выводам обмотки и диодов (генераторы типа 9412.3701), или к болтам крепления моста (генераторы типа 37.3701 — Рис.5). Если сопротивление стремится к бесконечности и отсутствует звуковой сигнал, лампа не горит – дополнительные диоды исправны. При смене полярности они должны пропускать ток.


Рис.8
Для определения обрыва в диоде также придется снять диодный мост с генератора.

Стоит отметить, что проверка диодов мультиметром и в меньшей степени лампочкой, при которой диоды проверяются под нагрузкой,  не являются на 100% эффективным методом. Для этого существуют более точные приборы, такие как осциллограф.

Если диодный мост исправен, то переходим к проверке обмотки статора.
5. Проверяем обмотку статора на обрыв.

Попеременно соединяем щупы мультиметра между всеми тремя выводами обмотки статора.


Рис.9 «000» — ток проходит по цепи

Звуковой сигнал или загоревшаяся лампа во всех трех случаях говорит нам о целостности обмотки.

6. Проверяем замыкание обмотки статора на «массу».

Соединяем щуп с одним из выводов обмотки, а другой с корпусом генератора. Если сопротивление стремится к бесконечности, отсутствует звуковой сигнал, лампа не горит — замыкание отсутствует.

Рис.10

7. Проверяем обмотку статора на межвитковое замыкание.

Для этого переводим мультиметр в режим измерения сопротивления «200 Ом» и подсоединяем щупы между всеми тремя выводами обмотки статора. Сопротивление должно составлять 0,2-1,2 Ом и быть одинаковым между всеми тремя выводами.


Рис.11

Для проверки обмотки ротора необходимо снять щеточный узел с регулятором напряжения.

8. Проверяем обмотку ротора на обрыв.

Для этого подсоединяем щупы к контактным кольцам ротора — мультиметр должен издать звуковой сигнал, а индикаторная лампочка соответственно загореться, что говорит о целостности цепи.

Рис.12

9. Проверяем замыкание ротора на «массу». 

Один щуп подсоединяем к контактному кольцу, а второй к корпусу генератора. Если «Сопротивление стремится к бесконечности», нет звукового сигнала, лампа не горит, то все в порядке.


Рис.13

10. Проверим обмотку ротора на межвитковое замыкание.

Переводим прибор аналогично в режим измерения сопротивления «200 Ом», и подсоединяем щупы к контактным кольцам. Обмотка ротора должна имеет сопротивление 1,5 — 5,0 Ом, в зависимости от типа генератора.

Рис.14
При обнаружении одной из выше перечисленных проблем, необходимо снять генератор и произвести его ремонт или замену вышедшей из строя детали. В следующей статье я расскажу как правильно найти пробитый диод и проверить реле-регулятор на исправность.

Подписывайтесь на блог! Удачи на дорогах!

Проверка исправности генератора ВАЗ 2110

Малейший сбой в работе генератора ВАЗ 2110 напрямую влияет на работу всей автомобильной системы. Тот запас энергии, который есть в аккумуляторе авто, нужен для запуска двигателя после простоя машины и для обеспечения работы аварийных систем, поэтому надолго его не хватит.

Регулярное техническое обслуживание и комплексная проверка всех систем автомобиля способны значительно снизить риск возникновения аварийных ситуаций. Несложные способы проверки параметров автомобильного генератора давно опробованы на практике. Справиться с проверкой сможет даже начинающий автолюбитель, если придерживаться несложного алгоритма.

Генератор ВАЗ 2110 — проверяем параметры, находим неисправность

Есть простая последовательность действий, которая поможет точно выявить неисправность в генераторной системе автомобиля. В большинстве случаев удаётся диагностировать неисправность, не снимая генератор с автомобиля. В условиях автомобильной мастерской или специализированного сервисного центра генератор предпочтительно демонтировать, для более детальной проверки.

Первый этап проверки — контрольная лампа на приборном щитке. Она светится, пока включена электрическая цепь системы зажигания. Когда лампа продолжает светится после запуска двигателя, это явный признак неполадок: либо оборваны провода электросистемы авто, либо проблема с ремнем привода генератора.

Примечание: слабое натяжение ремня привода генератора сопровождается посторонними шумами (писком или гулом) при работе двигателя автомобиля. Не лишним будет проверка блока предохранителей бортовой сети, в частности предохранитель генераторной группы. И диагностика контактов — держателей.

Второй этап проверки — это замер параметров всех компонентов генератора:

  • напряжение     в электросистеме авто должно быть не менее 12 вольт при запущенном двигателе;

  • замер уровня напряжения на клемме генератора с обозначением «61» считается успешным, если прибор покажет значение порядка 6 вольт;

  • проверить работоспособность реле генератора можно при помощи лампочки, напряжением на 12 вольт, и дополнительного блока питания. Лампа подключается к клеммам щёток генератора. Блок питания «плюсом» подключается к выходу реле (на штекер), провод блока с полярностью «минус» традиционно     подключается на корпус авто. Если напряжение с блока питания увеличивается     до 16 вольт, а контрольная лампа продолжает светится — реле нужно заменить;    

  • проверяется выпрямительный блок генератора — диодный мост. Мультиметр включается в режим проверки сопротивления. Диодный мост должен пропускать ток только в одном направлении: сопротивление минимальное, а если поменять щупы местами, то     сопротивление цепи на максимуме. Если нет — диодный мост под замену;    

  • проверка контактных колец и обмоток. Сопротивление обмоток не должно быть меньше 4,5 Ом, проверяется оно мультиметром или омметром).     Не должно быть короткого замыкания     обмотки на корпус, или безгранично большого сопротивления.

Почему генератор ВАЗ 2110 должен быть исправным?

Безопасность при движении автомобиля обеспечивается полной работоспособностью всех узлов и агрегатов. Некорректная работа генератора приводит к падению напряжения в бортовой сети. И как следствие — целый ряд проблем, связанных с отказом генераторной системы. Например:

  • происходит     недозаряд аккумулятора, он быстро разряжается и снова начинается цикл заряда. Это значительно снижает термин его эксплуатации;

  • при перезарядке аккумулятора, а такое может произойти при поломке электронных компонентов генератора, возможно закипание электролита и выход из строя аккумулятора;

  • пробой обмоток генератора приводит к его неработоспособности. В отдельных случаях пробой и дальнейший нагрев проводов в результате короткого замыкания может стать причиной возгорания в подкапотном пространстве;     

  • выходное напряжение на клеммах генератора во время работы двигателя и после его остановки остаётся неизменным — нет заряда аккумулятора;

  • аккумулятор заряжается от генератора, но при увеличении оборотов двигателя напряжение в бортовой сети автомобиля проседает.     В итоге работу потребителей обеспечивает один аккумулятор.     

Следовательно, если Вы столкнулись с поломкой генератора ВАЗ 2110, лучше не медлить и приобрести новое исправное устройство.

Как проверить генератор мультиметром — Авто портал. Познавай, учись и мечтай…

Автомобильный генератор может выйти из строя по следующим обстоятельствам:

  • износ втулок ротора катушки возбуждения;
  • неисправность регулятора напряжения;
  • пробой диодов выпрямительного моста;
  • замыкание либо обрыв обмоток;
  • неисправность коллекторной территории.

Большая часть из этих неисправностей возможно диагностировать, не снимая генератор с автомобили, потому, что эта работа в некоторых машинах требует наличия специнструмента, доступ со стороны дна, сложных слесарных операций.

Диагностирование износа втулок ротора катушки возбуждения

Износ втулок ротора (якоря) катушки возбуждения приводят к повышению трения скольжения, и как результат, перегреванию генератора, уменьшению коэффициента нужного действия преобразования механической энергии в электрическую, повышению нагрузки на двигатель автомобиля.

Видео — как проверить зарядку аккумулятора от генератора:

В самом критическом случае вероятен заклинивание ротора и разлом втулки. Это может привести к обрыву ремня генератора, что в собственную очередь может привести к значительным проблемам с двигателем.

Как раз исходя из этого своевременная профилактика генератора начинается с втулок. Время от времени вместо них употребляются подшипники, не смотря на то, что втулки надежнее.

Износ втулок в большинстве случаев диагностируют по характерному железному звону при работе генератора, повышению растяжения ремня генератора.

Несложнее снять ремень и рукой проверить биение шкива генератора, двигая его перпендикулярно оси. Наличие кроме того маленького люфта говорит о необходимости замены втулок либо подшипников.

Неисправность регулятора напряжения

Регулятор напряжения снабжает постоянный уровень напряжения на выводах генератора при разных оборотах двигателя. В случае если взглянуть на типовую схему генератора, регулятор напряжения руководит током катушки возбуждения.

Генератор представляет собой саморегулирующую совокупность. В случае если возрастают обороты, напряжение на регуляторе возрастает, он сокращает ток, протекающий через катушку возбуждения. В соответствии с закону индукции значительно уменьшается напряжение на катушках статора, следовательно, и напряжение на выходе генератора.

Видео — как проверить генератор на машине не снимая:

При обычной работе генератор снабжает при трудящемся двигателе стабильное напряжение на аккумуляторе в пределах от 13,3 до 14,5 Вольт независимо от оборотов двигателя.

Превышение, как и меньший уровень напряжения, говорит о вероятной неисправности регулятора, его нужно контролировать.

Конструктивно регулятор возможно сделан в форме блока со щетками или без них.

Время от времени его именуют «пилюлей» либо «шоколадкой».

Как правило его легко демонтировать, не снимая генератор, и проверить в домашних или гаражных условиях. Типовая схема проверки регулятора напряжения изображена на рисунке.

В качестве лампы 6 возможно применять любую салонную лампочку. 1 – аккумулятор, 2 — реле-регулятор, 3 – электронный блок, 5 – клемма для подключения узкого провода, идущего к  генератору. В случае если лампа светится, следовательно, регулятор трудится.

Но в случае если наряду с этим напряжение заряда аккумулятора более 15 Вольт, регулятор напряжения все равно нужно поменять.

Видео — проверка генератора на автомобиле мультиметром:

Кроме этого нужно поменять регулятор, в случае если очень сильно изношены щетки. Но, если вы владеете некоторым опытом ремонта электроинструмента, возможно попытаться поменять изношенную щетку (лучше обе щетки сходу).

Фактически в половине случаев неисправность генератора обусловлена отказом регулятора напряжения.

Пробой диодов выпрямительного моста

Пожалуй, это самая страшная и тяжело ликвидируемая неисправность. Частенько она происходит при переполюсовке аккумулятора. Это, в то время, когда клеммы аккумулятора подключают в обратной полярности.

Наряду с этим смогут перегореть еще пара предохранителей и блоков автомобиля.

Видео — проверка генератора дома:

В большинстве случаев диоды выходят из строя парами, поскольку пробой одного влечет подачу прямого напряжения на последовательный диод. В то время, когда диод пробивается, его сопротивление делается практически нулевым.

В этом случае генератор начинает перегреваться, возрастает нагрузка на аккумулятор. Пробой диодного моста может привести к замыканию электропроводки, возгорание.

В случае если из области генератора чувствуется запах гари, генератор чрезмерно нагревается, срочно отключайте все провода, идущие к генератору, в особенности толстый провод. Шепетильно их изолируйте и следуйте к месту стоянки.

Видео — как проверить диодный мост на генераторе авто:

Проверить пробой диодов выпрямительного моста легко. Генератор обязан «прозваниваться», как диод. Для этого переключите мультиметр в положение «Диод».

После этого отсоедините все клеммы от генератора. Сперва щупы мультиметра включите между клеммой толстого провода и массой автомобиля в одном, после этого обратном направлении. В одном направлении должно «звониться» (сопротивление от 200 до 1000 Ом, как у диодов в прямом включении), в обратном нет (сопротивление большое, свыше сотни килоОм).

Само собой разумеется, лучше снять генератор, разобрать его, демонтировать диодный мост и прозвонить любой диод по отдельности.

Время от времени диодные мосты генераторов именуют «подкова», светло из-за чего. Кругленькие (6 штук)– это силовые диоды, они в большинстве случаев перегорают, их поменять тяжело. При их монтаже употребляется не пайка, а сварка. На худой конец, неисправную несколько из них возможно , не меняя. Генератор будет все равно трудиться, хоть и не на полную мощность.

Диоды цилиндрической формы обслуживают регулятор напряжения. Выходят из строя реже, но контролировать кроме этого нужно, как обрисовано выше.

Замыкание либо обрыв обмоток

В случае если обрыв обмотки еще возможно как-то найти посредством мультиметра, да и то, разобрав генератор, то замыкание диагностируется не хорошо, поскольку сопротивление обмоток мало.

Видео — как проверить трудится ли генератор на машине не снимая:

Главный показатель неисправности обмоток генератора – изменение цвета лаковой изоляции бронзовых проводников обмотки генератора. При повышенных токах замыкания цвет проводов делается существенно чернее. Это сопровождается запахом гари при эксплуатации генератора.

Возможно дать генератор на перемотку, но стоит это на данный момент дорого. В случае если имеется возможность приобрести подобный либо с совпадающими посадочными размерами от другого автомобиля, лучше не перематывать.

Изменение цвета обмоток возможно найти визуально. В генераторе большое количество технологических отверстий для охлаждения, при хорошем освещении возможно изучить цвет обмоток.

Неисправность коллекторной территории

Коллектор – это латунные цилиндрические контакты возбуждающей обмотки, по которым движутся щетки

В большинстве случаев они изнашиваются неравномерно. Это ведет к искрению в области щеток, перегреву коллектора, еще большему изнашиванию коллектора и щёток.

В ходе обслуживания генераторов коллекторы растачивают и шлифуют. Вечно это запрещено, исходя из этого по окончании нескольких ремонтов коллекторы меняют.

Видео — стремительная проверка генератора не устанавливая на авто:

Диагностировать изношенность коллектора возможно при разобранном генераторе. В случае если снять регулятор напряжения со щетками, возможно пальцем прощупать область коллектора. Если она «горбатая», направляться думать о профилактике.

Найти искрение щеток при заведенном двигателе, а это свидетельство изношенности коллектора, возможно ночью, отключив все осветительные устройства.

Генератор – один из самые консервативных узлов автомобиля. Его конструкция фактически не изменялась уже более пятидесяти лет. В случае если своевременно проводить регламентные работы (чистка, замена подшипников либо втулок, ремня, щеток), он прослужит продолжительно.

Как действенны присадки для восстановления двигателя конкретно неизвестно.

Как верно выбрать масло для двигателя и на какие конкретно показатели направляться обращать внимание.

Главные показатели неисправности http://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/priznaki-neispravnosti-dpdz.html датчика дроссельной заслонки.

Видео — как прозвонить генератор мультиметром:

В обязательном порядке к прочтению:

Как верно проверить генератор


Статьи как раз той тематики,которой Вы интересуетесь:

Как мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный? Объяснение уравнений

1 Что делает мостовой выпрямитель?

Мостовой выпрямитель преобразует переменный ток, вырабатываемый генератором переменного тока, в постоянный ток для питания электрооборудования и компонентов.

Схема мостового выпрямителя использует однонаправленную проводимость диодов , делит четыре диода на две группы и проводит соответственно в соответствии с полярностью вторичного напряжения трансформатора и соединяет положительную клемму вторичного напряжения трансформатора с верхней клеммой. сопротивления нагрузки отрицательная клемма соединяется с нижним концом сопротивления нагрузки, так что на нагрузке всегда можно получить однонаправленное пульсирующее напряжение.

Схема мостового выпрямителя мощная. Например, зарядить аккумуляторную батарею. Ограничьте обратный ток батареи к генератору, чтобы защитить генератор от перегорания обратным током.

2 Из чего состоит мостовой выпрямитель?

2.1 Как работает мостовой выпрямитель?

Рис. 1. Типовая схема мостового выпрямителя

В положительном полупериоде D1 и D3 включены, D2 и D4 выключены.

В отрицательный полупериод u2 D1 и D3 выключены, а D2 и D4 включены.

Из рисунка 1 нетрудно увидеть, что обратное напряжение каждого диода в этой мостовой схеме равно максимальному значению вторичного напряжения трансформатора, что вдвое меньше, чем в схеме двухполупериодного выпрямителя. Таким образом, мостовой выпрямитель является усовершенствованием диодного однополупериодного выпрямителя.

2.2 Как рассчитать мостовой выпрямитель

Расчет основных параметров схемы мостового выпрямителя.

3 Почему мостовой выпрямитель такой мощный?

Схема мостового выпрямителя преодолевает недостатки , заключающиеся в том, что схема двухполупериодного выпрямителя требует, чтобы вторичная обмотка трансформатора имела центральный отвод, а диод должен выдерживать большое обратное давление, но используются еще два диода.В связи с быстрым развитием полупроводниковых приборов и низкой стоимостью сегодня на практике широко используются схемы мостовых выпрямителей.

Следует отметить, что диод в качестве компонента выпрямителя следует выбирать в соответствии с различными методами выпрямления и требованиями к нагрузке. Если вы сделаете неправильный выбор, вы не сможете безопасно работать или даже сожжете диоды.

4 Как мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный?

Для упрощения диод трактуется как идеальная модель, то есть прямое сопротивление проводимости равно нулю, а обратное сопротивление бесконечно.Схема мостового выпрямителя также может рассматриваться как разновидность схемы двухполупериодного выпрямителя. Обмотки трансформатора подключаются к четырем диодам по вышеописанной методике. D1~D4 представляют собой четыре одинаковых выпрямительных диода, соединенных в виде моста, поэтому их называют мостовыми выпрямительными схемами. Используя направляющую функцию диода, вторичный выход может быть направлен на нагрузку даже в отрицательный полупериод. Конкретный способ подключения показан на рисунке. Из рисунка видно, что в положительном полупериоде ток направляется D1 и D3 для прохождения через RL сверху вниз, а в отрицательном полупериоде ток течет по D2 и D4 для прохождения через RL от сверху донизу.Для достижения двухполупериодного выпрямления в этой структуре, если на выходе одинаковое постоянное напряжение, вторичной обмотке трансформатора требуется только половина обмотки по сравнению с двухполупериодным выпрямлением. Однако, если на выходе должен быть такой же ток, диаметр провода обмотки должен быть соответственно увеличен. Что касается пульсации, то она точно такая же, как и в схеме двухполупериодного выпрямителя.

Рис. 2. Упрощенная схема мостового выпрямителя

Преимущества схемы мостового выпрямителя заключаются в высоком выходном напряжении, малом напряжении пульсаций и низком максимальном обратном напряжении, которое может выдержать лампа.В то же время, поскольку силовой трансформатор подает ток на нагрузку в положительном и отрицательном полупериодах, силовой трансформатор используется полностью.

Поскольку выходное напряжение схемы выпрямителя содержит более крупные пульсирующие компоненты, чтобы максимально уменьшить его, необходимо максимально сохранить постоянную составляющую, чтобы выходное напряжение было близко к идеальному постоянному току. Эта мера является фильтрующей. Фильтрация обычно достигается за счет накопления энергии конденсаторами или катушками индуктивности.

5 частей мостовых выпрямителей

5.1 Индуктивная фильтрация

Схема фильтрации катушки индуктивности использует такую ​​характеристику, что ток на обоих концах катушки индуктивности не может внезапно измениться. Соедините индуктор и нагрузку последовательно, чтобы сгладить выходной ток. С энергетической точки зрения, когда ток, обеспечиваемый источником питания, увеличивается (вызванный увеличением напряжения источника питания), дроссель L накапливает энергию; когда ток уменьшается, энергия высвобождается для сглаживания тока нагрузки, поэтому индуктор L оказывает сглаживающее действие.

Рис. 3. Схема фильтрации дросселя

Преимущества

: большой угол проводимости выпрямительного диода, малый пиковый ток и относительно плоские выходные характеристики.

Недостатки: Железный сердечник тяжелый и громоздкий, вызывает электромагнитные помехи. Однако он подходит только для случаев низкого напряжения и сильного тока.

5.2 Конденсаторная фильтрация

Конденсаторная фильтрующая цепь предназначена для подключения конденсатора большой емкости параллельно нагрузке в цепи выпрямителя.Из-за эффекта зарядки и разрядки конденсатора и наличия напряжения на конденсаторе степень пульсации выходного напряжения UL схемы выпрямителя значительно снижается, а форма сигнала становится почти гладкой, что играет роль фильтрации.

Форма сигнала выходного напряжения фильтра конденсатора мостового выпрямителя показана на рис. 4 (фактически отфильтрованный выходной сигнал). В этой схеме конденсаторного фильтра чем больше емкость конденсатора или чем больше сопротивление нагрузки, тем медленнее разряд конденсатора и тем плавнее выходное напряжение.Кроме того, снижается пульсационная составляющая и увеличивается среднее значение выходного напряжения.

Рис. 4. Цепь конденсаторной фильтрации

Важно отметить, что из-за влияния напряжения конденсатора фильтра диодная проводимость схемы фильтра однофазного емкостного входного выпрямителя представляет собой уже не полный полупериод проводимости, а узкий импульс, что делает выбор параметра схемы выпрямительного диода и схемы выпрямителя индуктивного входа очень разные.

5.3 Составная фильтрация

Составной фильтр представляет собой фильтрующую схему, представляющую собой комбинацию индуктивности и конденсатора или резистора и конденсатора. Принцип работы такой же, как у фильтра с одним конденсатором и фильтра индуктивности, за исключением того, что форма выходного сигнала более плавная, а нагрузка почти равна напряжению питания сухой батареи.

Рис. 5. Схема фильтрации соединений

6 Расчет мостового выпрямителя

6.1) Пиковый ток

Пиковый ток через нагрузку, если диод имеет прямое сопротивление, то

Здесь мы получаем двойное прямое сопротивление. Если предположить, что все диоды имеют одинаковое прямое сопротивление, то два диода используются для полупериода, и два прямых сопротивления могут быть выражены в формуле.

6.2) Выходной ток

Где Idc — ток, протекающий через нагрузку, а Im — пик переменного тока.

6.3) Выходное напряжение постоянного тока

Где Vdc — выходное постоянное напряжение, Idc — постоянный ток, протекающий по цепи, а R — нагрузка, подключенная к цепи.

6.4) Среднеквадратичное значение выходного тока

6.5) Форм-фактор

Где Vavg — это среднее значение напряжения постоянного тока

6.6) Выходная частота

Где fout — выходная частота, а fin — входная частота или частота источника питания.

6.7) Частота выпрямления

6.8) Коэффициент пульсации

6.9) Коэффициент использования трансформатора

7 Анализ отказов цепей мостового выпрямителя положительного полупериода
Разомкнутая цепь Отказ Анализ
Обрыв провода заземления. Нет выхода постоянного напряжения Ток диода выпрямительного моста в цепи не может образовать петлю, и цепь не может работать.
Один диод открыт. Однонаправленное пульсирующее падение напряжения постоянного тока Положительный или отрицательный полупериод входного напряжения переменного тока не выпрямляется в однонаправленное пульсирующее постоянное напряжение.
Два диода с разных сторон открываются одновременно. Нет выходного напряжения Ни положительный полупериод, ни отрицательный полупериод входного напряжения переменного тока не выпрямляются в однонаправленное пульсирующее постоянное напряжение, а выходное напряжение равно 0 В.

 

Исследование формы выходного сигнала генератора с нагрузкой выпрямителя с учетом угла перекрытия коммутации

Целью данной статьи является изучение влияния схемы неуправляемого выпрямителя на форму выходного сигнала генератора с учетом угла перекрытия коммутации. На примере генератора с неявнонаправленными постоянными магнитами (ПМ), непосредственно подключенного к схеме неуправляемого выпрямителя, устанавливается эквивалентная схема генератора с нагрузкой выпрямителя и анализируется процесс коммутации схемы выпрямителя при влиянии угла перекрытия коммутации Считается.Формы выходных сигналов выходной стороны генератора получены аналитическим методом, методом моделирования цепи, методом моделирования, связанного с полевой цепью, и экспериментальным методом. Достоверность методов анализа демонстрируется путем сравнения. По результатам аналитического анализа известны характеристики формы выходного сигнала под влиянием угла перекрытия коммутации. Существование угла перекрытия коммутации приводит к тому, что форма волны напряжения становится вогнутой или выпуклой, увеличивается время проводимости обмотки и возникает разность фаз между формой волны напряжения и формой волны тока.Анализируется влияние синхронной индуктивности и дополнительной индуктивности на форму выходного сигнала и коэффициент гармонических искажений. Исследование этой статьи обеспечивает теоретическую основу для улучшения формы выходного сигнала генератора с выпрямительной нагрузкой.

1. Введение

Распределенная система электроснабжения в качестве основного источника питания или резервного источника питания широко используется во многих областях, таких как судовые электродвигатели, ветроэнергетика, авиация, аварийные ситуации, шахты и нефтехимия.Когда потребность в мощности для распределенного энергоснабжения велика, часто применяется метод электроснабжения при параллельной работе синхронных генераторных установок с электрическим возбуждением. В этом методе электропитания необходимо использовать двойные замкнутые контуры с постоянной частотой и постоянным напряжением, а также необходимо сбалансировать активную мощность и реактивную мощность каждого набора с устройством распределения нагрузки, а система управления является сложной. При использовании системы электропитания с шиной постоянного тока распределение нагрузки каждого комплекта может быть достигнуто путем простой регулировки амплитуды выходного напряжения генератора, и нет необходимости поддерживать постоянную частоту выходного напряжения генератора, а регулировка амплитуды может быть достигается за счет регулировки скорости вращения первичного двигателя [1].Это создает удобные условия для применения генератора с постоянными магнитами, обладающего высоким КПД, простой конструкцией, большой плотностью крутящего момента и многими другими преимуществами, а также способствует развитию распределенной системы электропитания постоянного тока. В распределенной системе электроснабжения постоянного тока имеется выпрямитель, и наличие выпрямителя вызовет искажение выходных сигналов со стороны переменного тока системы электроснабжения и серьезно повлияет на работу генератора [2, 3].

Большое внимание уделялось проблеме гармонического загрязнения со стороны переменного тока, вызванного нелинейными нагрузками, такими как цепь выпрямителя.Ориентируясь на различные типы генераторов и методы выпрямления, исследователи используют различные методы для анализа выходных характеристик распределенной системы электропитания постоянного тока. Выпрямитель с широтно-импульсной модуляцией является лучшим выбором из-за высококачественных форм выходных сигналов на стороне переменного тока и высокого коэффициента мощности, но стоимость высока, а управление сложно [4, 5]. В настоящее время широко используемый неуправляемый выпрямитель будет приносить гармоническое загрязнение на сторону электросети, а коэффициент мощности низкий, а наличие большого количества гармоник приведет к увеличению потерь в линии электропередач и оборудовании, снизит эффективность производство электроэнергии, передача и электрооборудование, а также усиливают вибрацию и шум оборудования [6–8], поэтому вопрос о том, как улучшить качество сигналов на стороне электросети в цепи неуправляемого выпрямителя, был предметом исследований.В работе Чжана и Ву [9] анализируются рабочие характеристики синхронного генератора электрического возбуждения с неуправляемой нагрузкой выпрямителя и путем численного моделирования получены формы сигналов напряжения и тока на стороне переменного тока. В работах [10–13] установлена ​​эквивалентная схемная модель системы электрогенератора с неуправляемой выпрямительной нагрузкой и проанализировано взаимное влияние гармоник напряжения и тока. В исследовании Meyer et al. В [14] характеристики формы волны тока со стороны электросети анализируются с помощью моделирования Simulink, когда в зарядной ячейке электромобиля используется метод неуправляемого выпрямителя, а качество формы волны тока улучшается за счет использования устройства компенсации гармоник.В исследовании Zhang et al. В работе [15] выходные характеристики генератора с двойным явно выраженным электрическим возбуждением анализируются с помощью метода связанного моделирования с полевой цепью, а точность проверяется экспериментально.

Таким образом, основными методами исследования выходных характеристик стороны переменного тока распределенной системы электропитания постоянного тока являются в основном метод анализа, метод моделирования схемы, метод моделирования с полевой цепью и экспериментальный метод. В этой статье в качестве примера используется неявнополюсный генератор с постоянными магнитами и неуправляемой выпрямительной схемой, а формы выходного напряжения и тока генератора получены с использованием вышеуказанных методов.Механизм влияния выходных сигналов генератора, на который влияет схема выпрямителя, анализируется с помощью процесса решения аналитического метода, который обеспечивает необходимые условия для изучения способов улучшения выходных сигналов распределенного источника питания постоянного тока. Сравнение форм сигналов напряжения и тока, полученных каждым методом, показывает относительную согласованность каждого метода, а также иллюстрируют преимущества и ограничения каждого подхода.

2. Эквивалентная схема генератора с постоянными магнитами

Независимо от того, подключен ли генератор к выпрямительной нагрузке через трансформатор или нет, из-за последовательного соединения индуктивности в цепи процесс коммутации не может быть завершен мгновенно в естественной точке коммутации, и возникает явление задержки, а время задержки выражается электрическим углом , который называется углом перекрытия коммутации.В течение периода коммутации общее напряжение, вызванное двухфазным коротким замыканием, ограничивается, что увеличивает содержание гармоник выходного напряжения и увеличивает нехарактерные гармоники выходного тока, что приводит к существованию разности фаз между формой волны выходного напряжения и форма выходного тока. Поэтому необходимо проанализировать влияние параметров генератора на угол перекрытия коммутации. При подключении к выпрямленной нагрузке через трансформатор последовательно с нагрузкой включается только индуктивность рассеяния трансформатора, значение которой можно считать постоянным.При непосредственном соединении генератора с выпрямленной нагрузкой из-за наличия собственной индуктивности, индуктивности рассеяния и взаимной индуктивности обмоток эквивалентный расчет ряда индуктивностей в цепи затруднен. Из-за того, что воздушный зазор явнополюсного генератора с постоянными магнитами не является равномерным, собственная и взаимная индуктивность обмоток также изменяются в зависимости от положения ротора, поэтому сложно получить эквивалентную схему явнополюсного генератора с постоянными магнитами [16].

Для более точного качественного анализа влияния угла перекрытия коммутации на форму выходного напряжения и тока генератора необходимо определить схему замещения и параметры сопротивления и индуктивности генератора. В случае неявнополюсного генератора с постоянными магнитами перед построением математической модели делаются следующие допущения: магнитное поле воздушного зазора без нагрузки генератора является синусоидальным, и влияние магнитного поля реакции якоря на магнитное поле возбуждения пренебрегается, то есть ЭДС холостого хода генератора синусоидальна, а амплитуда постоянна, а проницаемость постоянного магнита постоянна, и аналогично проницаемости воздуха магнитное сопротивление статора и ротора расслоением сердцевины пренебрегают [17].Уравнения напряжения трехфазных обмоток генератора с постоянными магнитами могут быть выражены как и , , и – суммарные реактивные потокосцепления якоря обмоток А-фазы, В-фазы и С-фазы соответственно, и есть

В формуле, , , и – собственные индуктивности А-фазы, В -фазы и обмотки фазы С соответственно, , , , , , и — взаимные индуктивности между обмотками фазы А, фазы В и фазы С, и , , и — токи фазы А, обмотки фазы B и фазы C; исходя из вышеприведенных допущений, в формуле имеется

, а – индуктивность рассеяния и индуктивность возбуждения фазной обмотки; Возьмем фазу A в качестве примера:

В формуле называется синхронной индуктивностью, а векторное уравнение напряжения обмотки статора можно получить путем суммирования приведенных выше формул вывода:

Эквивалентная схема генератора с неявнополюсными постоянными магнитами можно получить по формуле (5).Когда ток в обмотке резко меняется, наличие синхронной индуктивности будет препятствовать этому изменению, что приводит к возникновению угла перекрытия коммутации, поэтому величина угла перекрытия коммутации связана с собственной индуктивностью, индуктивностью рассеяния. и взаимная индуктивность обмоток якоря. Поскольку на роторе генератора с ПМ нет обмотки возбуждения и демпфирующей обмотки, переходная индуктивность генератора с ПМ равна таковой в установившемся режиме при пренебрежении вихретоковым эффектом [18].

3. Анализ процесса коммутации в схеме неуправляемого выпрямителя

При изучении влияния схемы неуправляемого выпрямителя на формы выходного напряжения и тока генератора во многих источниках анализируется рабочий процесс схемы неуправляемого выпрямителя на основе разные предположения. В работе Дая и др. В работе [19] анализируется процесс коммутации двухполюсного генератора электрического возбуждения с неявнополюсными полюсами и выводятся аналитические формулы для времени коммутации, величины угла коммутационного перекрытия и коммутационного падения напряжения.Предполагается, что ток на стороне постоянного тока прямой, как и в других источниках. Когда постоянный ток является прямым в качестве предварительного условия, выходной ток на стороне переменного тока также является постоянным в течение периода некоммутации. Для упрощения эквивалентной схемы и облегчения аналитического анализа на примере резистивной нагрузки эквивалентная схема неявнополюсного генератора с постоянными магнитами и неуправляемой выпрямительной схемой показана на рис. 1.


При нормальной работе выпрямительной схемы , два диода в одной и той же фазе не могут включаться одновременно, и если есть состояние, что угол перекрытия коммутации >60°, то должно быть состояние, что угол перекрытия коммутации <60°, и генератор находится в состоянии асимметричное и ненормальное рабочее состояние.Поэтому исследование в данной работе ограничит значение угла коммутационного перекрытия в диапазоне 0<  <60°. Угол перекрытия коммутации приведет к тому, что группа с общим анодом или группа с общим катодом будут проводить два диода одновременно, а рабочее состояние трехфазного выпрямительного моста будет изменено с 6 на 12, а продолжительность каждого состояния связана с значение угла перекрытия коммутации. Осциллограммы обратной ЭДС холостого хода трехфазных обмоток в течение одного цикла показаны на рисунке 2, примите среднеквадратичное значение как .В соответствии с симметрией структуры схемы необходимо исследовать форму выходного напряжения и тока только в положительном полупериоде обмотки А-фазы. Предполагается, что начальная точка угла перекрытия коммутации является естественной точкой коммутации, а влиянием фазного сопротивления статора пренебрегается. В случае выходное напряжение обмотки фазы А возрастает от нуля в начале координат.


В течение периода 0 ∼  в соответствии с условиями проводимости диодов проводят только диоды D5 и D6, и эквивалентная схема, показанная на рисунке 1, может быть упрощена до режима 1, показанного на рисунке 3, а переходное напряжение и текущие уравнения цепи:

В течение периода  ∼  + , в соответствии с условиями проводимости диодов, проводят ток только диоды D1, D5 и D6, и эквивалентная схема, показанная на рисунке 1, может быть упрощена до модального варианта 2, показанного на рисунке 3; в отличие от внезапного увеличения тока и внезапного уменьшения тока можно временно считать, что  =  с небольшим изменением, то есть  = 0, а уравнения переходного напряжения и тока цепи равны

В течение  +  ∼  периода, согласно условиям проводимости диодов, только диоды D1 и D6 являются проводящими, и эквивалентная схема, показанная на рисунке 1, может быть упрощена до модального 3, показанного на рисунке 3, C-фаза в состоянии отсечки, есть  = –, и уравнения переходного напряжения и тока цепи:

В течение периода  ∼  + , в соответствии с условиями проводимости диодов, проводят ток только диоды D1, D2 и D6, и эквивалентная схема, показанная на рисунке 1, может быть упрощена до показанной модальной 4 на рисунке 3, фаза B и фаза C в состоянии короткого замыкания, можно временно считать, что  =  с небольшим изменением, то есть  = 0.Уравнения переходного напряжения и тока схемы:

В течение периода  +  ∼ , в соответствии с условиями проводимости диодов, проводят только диоды D1 и D2, и эквивалентная схема, показанная на рисунке 1, может быть упрощена до модальной, аналогичной модальной. 3, показанный на Рисунке 3. Уравнения переходного напряжения и тока цепи: упрощено до модального, аналогичного модальному 2, показанному на рисунке 3.Уравнения переходного напряжения и тока схемы:

В течение  +  ∼  периода в соответствии с условиями проводимости диодов проводят только диоды D2 и D3, и эквивалентная схема, показанная на рисунке 1, может быть упрощена до модальной, аналогичной модальной. 1, показанной на рис. 3, и с теми же уравнениями переходного напряжения и тока.

Приведенные выше результаты анализа показывают, что под влиянием угла перекрытия коммутации положительный полупериод осциллограмм выходного напряжения и тока генератора при .При , согласно периодичности и непрерывности схемы, начальная точка периода  +  ∼  будет находиться в следующем периоде времени, а начальная точка модального 1 рабочего состояния – , а остальные интервалы кусочно неизменны. Остальные периоды остаются прежними, и уравнения переходного напряжения и тока для каждого периода остаются прежними.

4. Влияние неконтролируемого выпрямления на форму выходного сигнала генератора
4.1. Аналитический анализ формы выходного сигнала генератора

При анализе процесса коммутации схемы неуправляемого выпрямителя приведены выражения мгновенных значений выходного напряжения генератора и тока обмотки фазы А в положительном полупериоде.Используя эти выражения, можно изобразить форму волны выходного напряжения и тока генератора, чтобы можно было более интуитивно понять влияние схемы выпрямителя на форму выходной волны на стороне переменного тока. Для эффективного построения сигнала необходимо определить значение угла перекрытия коммутации и граничные условия каждого сегмента.

Из уравнений напряжения и тока периода  ∼  +  можно получить выражение для тока обмотки фазы A:

По модулю 1, когда фаза B находится в нормально проводящем состоянии, и период одновременной проводимости А-фазы и С-фазы, ток В-фазы изменяется мало, и можно предположить, что .Согласно граничному условию и приведенным выше формулам можно получить выражения угла перекрытия коммутации:

Используя вышеприведенное приближение, можно рассчитать точнее, чем

Точный угол перекрытия коммутации можно получить, подставив в формулу (13 ), и результат можно сделать более точным за счет повторных итераций.

В течение  +  ∼  периода согласно уравнению тока можно получить выражение для тока: граничное условие.

Выражения напряжения и тока в течение  ∼  +  периода легко получаются по их уравнениям напряжения и тока, а метод решения выражений напряжения и тока в течение  +  ∼  периода аналогичен методу решения в течение  ∼   +  периода, а метод решения выражений напряжения и тока в течение  ∼  +  периода аналогичен методу решения в течение  ∼  периода. Используя выражения и граничные условия для напряжения и тока, можно получить формы выходного напряжения и тока генератора при условии, что известны противо-ЭДС холостого хода, синхронная индуктивность, номинальная частота и эквивалентное сопротивление нагрузки генератора.Номинальные параметры существующего прототипа приведены в таблице 1. Чтобы сделать соотношение периодов более разумным для удобства наблюдения, при моделировании и экспериментальном исследовании заданное значение сопротивления составляет 5 Ом, что составляет примерно половину нагрузки. . Выходное напряжение и токовые формы волны а-фазы намотки в пределах одного цикла можно получить, как показано на рисунке 4.


Параметры Значения (кВт)

Номинальная мощность 100
Синхронная индуктивность 0.32
Конец индуктивности 0,025
фазы обратной ЭДС 220
Номинальная частота 100


5. Численное моделирование выхода генератора в Waveform

На переднем плане формы сигналов напряжения и тока на стороне переменного тока генератора с ПМ с неявнополюсными полюсами и выпрямленной нагрузкой получены и проанализированы с использованием аналитического метода; однако это основано на большом количестве идеализированных предположений, и неизбежно будут некоторые отклонения, и когда принимается прямополюсный генератор с постоянными магнитами или принимается во внимание фильтрующий элемент, ситуация усложняется.Из-за нелинейности и нестационарности силовых электронных устройств традиционные методы анализа не могут удовлетворить требованиям статического и динамического анализа. Для более точного исследования можно использовать технологию схемотехнического моделирования, а при наличии в системе генератора необходимо установить эквивалентную модель генератора [20]. Чтобы облегчить разработку схемы моделирования, некоторые программы моделирования содержат эквивалентную модель генератора. Формы выходного напряжения и тока генератора можно получить путем моделирования схемы с использованием эквивалентной схемы выпрямительно-генераторной установки, показанной на рисунке 1.

Несмотря на то, что метод моделирования схемы избегает допущения идеализации и приближенного решения при выводе формул выходного напряжения и тока генератора, генератор моделируется эквивалентно, что не может точно отразить сложные изменения электромагнитного поля генератора во времени и пространстве. Без учета влияния гармонического магнитного поля и магнитного поля реакции якоря на магнитное поле воздушного зазора нельзя учитывать влияние насыщения магнитопровода на параметры двигателя.Более того, точность параметров генератора будет напрямую влиять на точность результатов анализа. Отличные характеристики метода конечных элементов при решении таких сложных задач широко используются, и эквивалентная модель генератора в цепи заменяется моделью конечных элементов, которая преобразуется в связанное моделирование с полевой цепью, а установленные имитационная модель, связанная с цепью возбуждения, показана на рис. 5. Скорость генератора регулируется путем изменения значения настройки модуля настройки скорости первичного двигателя.Поскольку двумерная имитационная модель методом конечных элементов не учитывает влияние конечной индуктивности и фазового сопротивления, концевая индуктивность , и фазовое сопротивление , и должны быть добавлены к выходной стороне генератора. Формы сигналов выходного напряжения и тока генератора, полученные с помощью аналитического метода, метода моделирования схемы и метода моделирования, связанного с возбуждением, показаны на рисунках 6 и 7 соответственно.




На рисунках 6 и 7 видно, что формы сигналов тока, полученные тремя методами, очень близки, с небольшими различиями.Разница в формах напряжения между аналитическим методом и методом моделирования схемы очень мала, и объясняется точность аналитической формулы напряжения и тока и достоверность процесса вывода формулы. Форма волны напряжения, полученная методом моделирования связи полевой цепи, явно отличается от формы, полученной двумя другими методами, главным образом скоростью падения напряжения в фазе коммутации и пиковым значением выходного напряжения. Основная причина заключается в том, что, хотя магнитное поле воздушного зазора генератора было синусоидальным, форма волны обратной ЭДС генератора без нагрузки все еще содержит гармонические составляющие.Кроме того, магнитное поле реакции якоря в дальнейшем приведет к асимметрии магнитного поля воздушного зазора и ослабит магнитное поле воздушного зазора в целом. Влияние падения напряжения импеданса уменьшит пиковое значение напряжения.

6. Экспериментальная проверка формы выходного сигнала генератора

Для проверки достоверности вышеуказанных методов анализа была построена экспериментальная платформа выпрямительно-генераторной установки для измерения формы выходного сигнала прототипа. Использование двигателя с переменной частотой приводит в действие генератор, работающий с номинальной скоростью, такой же, как заданное значение моделирования, а при тестировании значение сопротивления нагрузки настраивается на то же значение, что и настройка моделирования.Формы выходного напряжения и тока генератора показаны на рисунках 8 и 9 соответственно. При сравнении можно обнаружить, что измеренные формы сигналов напряжения и тока хорошо согласуются с формами сигналов, полученными предыдущими методами, а формы сигналов, полученными методом сопряжения возбуждения, более близки к измеренным, что также объясняет точность приведенного выше анализа. .



7. Оптимизация качества формы выходного сигнала генератора форма волны вогнутая.Во время коммутации отсечки фазы А наличие угла перекрытия коммутации приводит к выпуклости формы сигнала напряжения. Во время коммутации фаз B и C форма волны напряжения также имеет вогнутое явление. Следовательно, наличие угла перекрытия коммутации вызывает серьезные искажения формы выходного напряжения генератора. Согласно формам выходного тока генератора, мы можем видеть, что наличие угла перекрытия коммутации приведет к увеличению времени проводимости обмотки, что приведет к разнице фаз между формой волны напряжения и формой волны тока.Когда синхронная индуктивность отличается, выходное напряжение генератора, формы тока и соответствующая скорость гармонических искажений показаны на рисунках 10 и 11 соответственно. Как видно из рисунков 10 и 11, с увеличением синхронной индуктивности усугубляются искажения формы выходного напряжения и улучшаются искажения формы выходного тока.



Для улучшения выходных сигналов генератора наиболее часто используется схема пассивного фильтра, показанная на рис. , а конденсаторы C 1 =  C 2 =  C 3 включены в цепь параллельно, а влияние величины емкости и величины индуктивности на качество осциллограмм напряжения и тока генератора анализируется методом моделирования [21]. ].


При моделировании схемы степень искажения формы волны напряжения и формы волны тока генератора изменяется в зависимости от значений индуктивности и емкости, которые показаны на рисунках 13 и 14 соответственно. Основные коэффициенты мощности выходной стороны генератора изменяются в зависимости от значений индуктивности и емкости, которые показаны на рис. 15.




Из рис. качество форм напряжения и тока генератора.Увеличение индуктивности фильтра может значительно снизить степень искажения форм сигналов напряжения и тока, но при этом уменьшится основной коэффициент мощности. Увеличение конденсатора фильтра может уменьшить степень искажения форм сигналов напряжения и тока и улучшить основной коэффициент мощности. Высококачественные формы напряжения и тока генератора, а также высокий коэффициент мощности могут быть получены путем выбора емкости и индуктивности фильтра.

8. Заключение

В данной работе исследуется форма выходного сигнала генератора с выпрямительной нагрузкой.На основе схемы замещения проанализирован процесс коммутации схемы неуправляемого выпрямителя с учетом угла перекрытия коммутации, а также влияние параметров генератора выпрямителя на угол перекрытия коммутации и аналитическое выражение угла перекрытия коммутации дано. Формы выходного напряжения и тока генератора получены с помощью аналитического метода, метода моделирования схемы, метода моделирования, связанного с полевой цепью, и экспериментального метода, соответственно, и объясняются преимущества и ограничения этих методов.Сравнение форм выходного напряжения и тока, полученных разными методами, показало, что метод моделирования, связанный с возбуждением, хорошо согласуется с экспериментальным методом.

В этой статье обобщается влияние схемы выпрямителя на формы выходного напряжения и тока генератора, а также анализируется влияние синхронной индуктивности на форму выходного сигнала и коэффициент гармонических искажений генератора. С увеличением разности мощностей генератора и нагрузки выпрямителя влияние угла перекрытия коммутации становится меньше.Влияние значения емкости и значения индуктивности на качество сигналов напряжения и тока генератора анализируется путем моделирования схемы пассивного фильтра. Увеличение индуктивности фильтра может значительно снизить степень искажения форм сигналов напряжения и тока, но при этом уменьшится основной коэффициент мощности. Увеличение конденсатора фильтра может уменьшить степень искажения форм сигналов напряжения и тока и улучшить основной коэффициент мощности. Исследование данной статьи имеет ориентировочное и справочное значение для применения генератора с выпрямительной нагрузкой.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

(PDF) Обнаружение неисправности вращающегося диода и его защита в бесщеточном генераторе переменного тока

International Journal of Engineering & Technology

к внезапному приложению нагрузки в 0.Через 5 мин в роторе генератора возникает всплеск напряжения

, при использовании MOV в качестве защитного устройства

уровень всплеска снижается с 720 до 260 вольт, как показано на рис. 27

. Следовательно, использование MOV в качестве защитного устройства пиковое напряжение

может быть значительно снижено.

8. Заключение

Обнаружение неисправности диода с использованием метода выходного напряжения и пульсаций

Представлены методы коэффициента

. Из результатов моделирования

сделан вывод, что метод выходного напряжения может обнаружить неисправность диода

и определить тип возникшей неисправности (диоды

в нормальном состоянии, разомкнутая цепь или короткое замыкание) для холостого хода и балансировки.

Активировал нагрузку R, но не смог обнаружить нелинейную нагрузку.Метод коэффициента пульсации

может обнаружить отказ диода, но не может различить

тип неисправности, возникшей при отсутствии нагрузки, сбалансированной резистивной нагрузке и нелинейной

нагрузке. Метод коэффициента пульсации более подходит, так как он

не зависит от типа подключенной нагрузки. Защита блока вращающихся диодов

в бесщеточном генераторе представлена ​​с помощью разрядного резистора

и MOV. Результаты моделирования доказывают, что MOV

имеют превосходные возможности фиксации напряжения и время отклика

по сравнению с разрядным резистором.Следовательно, схема защиты MOV

дает лучшие результаты. работа

Ссылки

[1] Zouaghi, T., & Poloujadoff, M. (1998). Моделирование поведения многофазного бесколлекторного возбудителя

при неисправности диода.IEEE Trans-

Действия по преобразованию энергии, 13(3), 214-220.

[2] Batzel, T.D., Swanson, DC, & Defenbaugh, JF (2003, август).

Прогностическая диагностика основной обмотки возбуждения и узла вращающегося выпрямителя в бесщеточном синхронном генераторе. In Diagnostics-

tics for Electric Machines, Power Electronics and Drives, 2003.

SDEMPED 2003. 4-й Международный симпозиум IEEE (стр. 349-

354).IEEE

[3] Sottile, J., Trutt, F.C., & Leedy, A.W. (2006). Контроль состояния-

бесщеточных трехфазных синхронных генераторов с износом обмотки статора

или цепи ротора. IEEE Transactions on Industry

try Applications, 42(5), 1209-1215.

[4] Салах М., Бача К., Чаари А. и Бенбузид М.Э.Х. (2014).

Бесщеточный трехфазный синхронный генератор с вращающимся диодом

Условия отказа.IEEE Transactions on Energy Conversion, 29(3),

594-601.

[5] Салах, М., Бача, К., и Чаари, А. (2013, март). Обнаружение отказов вращающихся диодов бесколлекторных возбудителей

путем спектрального анализа основного выходного напряжения

. В области электротехники и программного обеспечения,

(ICEESA), Международная конференция 2013 г. (стр. 1-6).

IEEE.

[6] Na, W. (2011, июль). Контроллер с прямой связью для бесколлекторной системы возбуждения

во время работы при обрыве цепи диода.In Power-

Общее собрание энергетического общества, 2011 IEEE (стр. 1-4). IEEE.

[7] Макардл, М. Г., и Морроу, Д. Дж. (2004). Неинвазивное обнаружение отказа вращающегося диода бесщеточного возбудителя

. IEEE Transactions on Energy-

Energy Conversion, 19(2), 378-383.

[8] Грей Д., Чжан З., Апостойя К. и Сюй К. (июнь 2009 г.). Подход на основе нейронной сети

для обнаружения неисправностей в бесщеточном возбуждении

синхронного двигателя.In Electro/Information Technology-

ogy, 2009. eit’09. Международная конференция IEEE (стр. 423-428).

IEEE.

[9] Рахнама, М., и Вахеди, А. (2016, январь). Обнаружение отказа вращающегося диода

в системе бесщеточного возбудителя синхронного

генератора электростанции. В тепловых электростанциях (ТЭЦ), 2016 6-я конференция

на (стр. 6-11). IEEE.

[10] Буй, Х.К., Брациковски, Н., Хекке, М., Дзаппеллини, К.L.,

и Ducreux, JP (2017). Моделирование бесколлекторного

синхронного генератора большой мощности (BLSG) с вращающимся выпрямителем с помощью индукторной сети для анализа и диагностики неисправностей. IEEE Transactions

по отраслевым приложениям, 53(5), 4327-4337.

4 вещи, которые необходимо знать о мостовом выпрямителе

1) Как работает мостовой выпрямитель?

Мостовой выпрямитель представляет собой разновидность двухполупериодного выпрямителя, который может преобразовывать переменный ток (переменный ток) в постоянный (постоянный ток).Он использует не менее 4 диодов для выпрямления переменного тока, и на рисунке ниже показано, как работает выпрямление.

 

Рис. 1. Протекание тока мостового выпрямителя (а) во время положительного полупериода входного сигнала переменного тока;
(б) во время отрицательного полупериода входного сигнала переменного тока (Источник: BYJU’S)

 

На рис. 1 показан мостовой выпрямитель с подачей на него сигнала переменного тока. На рис. 1(а) показано время, когда сигнал переменного тока находится в положительном полупериоде, а на рис. 1(б) показано время, когда сигнал переменного тока находится в отрицательном полупериоде.Из рис. 1(а) видно, что диоды D1 и D3 смещены в прямом направлении, а диоды D2 и D4 смещены в обратном направлении; и на рис. 1(b) диоды D2 и D4 смещены в прямом направлении, а диоды D1 и D3 смещены в обратном направлении в течение отрицательного полупериода.

Посмотрите на выходной сигнал постоянного тока, мы можем обнаружить, что ток всегда течет от клеммы B к D, поэтому VBD всегда положительный. И так происходит исправление. В результате мостовой выпрямитель уменьшит входное напряжение почти на 1.4В (2 диодных капли).

 

2) Каковы характеристики мостового выпрямителя?

Основными характеристиками мостового выпрямителя являются коэффициент пульсаций , пиковое обратное напряжение (PIV) и КПД .

1. Коэффициент пульсаций
Поскольку любой входной сигнал переменного тока представляет собой синусоидальный сигнал, выходной сигнал постоянного тока после выпрямления будет пульсирующим, а коэффициент, используемый для измерения гладкости сигнала, называется коэффициентом пульсаций. Обычно коэффициент пульсации равен 0.48 в мостовом выпрямителе. Конденсатор можно использовать для сглаживания выходного сигнала постоянного тока и снижения коэффициента пульсаций.

Рис. 2 (а) Мостовой выпрямитель со сглаживающим конденсатором;
(b) форма напряжения выходного сигнала постоянного тока со сглаживающим конденсатором или без него
(Источник: BYJU’S, Electronics Tutorials)

 

2. Пиковое обратное напряжение (PIV)
Пиковое обратное напряжение (PIV) — это пиковое напряжение на диоде, когда он смещен в обратном направлении. В идеале PIV мостового выпрямителя совпадает с выходным напряжением постоянного тока; практически разница между PIV и выходным напряжением равна 0.7В, т. е. PIV = VBD(выход) + 0,7В.

Рис. 3 Взаимосвязь между PIV и VBD(out) (Источник: InstrumentationTools.com)

 

3. Эффективность
Эффективность мостового выпрямителя показывает, насколько эффективно работает мостовой выпрямитель. Он определяется как выходная мощность постоянного тока, деленная на входную мощность переменного тока.
η=выход PDC/вход PAC.

 

3) Какие бывают мостовые выпрямители?

1. Однофазные и трехфазные мостовые выпрямители
4 диода в мостовом выпрямителе, рассмотренном выше, являются базовым случаем, и этот тип мостового выпрямителя является однофазным.Другой тип мостового выпрямителя представляет собой трехфазный выпрямитель с 6 диодами. Трехфазные мостовые выпрямители используются для трехфазных источников питания. При перекрытии 3-х синусоид выходная мощность трехфазного мостового выпрямителя больше, PIV больше, а коэффициент пульсаций меньше.

Рис. 4 Однофазный (слева) и трехфазный (справа) мостовой выпрямитель (Источник: ELPROCUS)

 

2. Неуправляемые и управляемые мостовые выпрямители
Мостовые выпрямители, использующие для выпрямления диоды, называются неуправляемыми мостовыми выпрямителями.Неуправляемый мостовой выпрямитель может обеспечить фиксированное выходное напряжение постоянного тока из заданного входного сигнала переменного тока. Мостовые выпрямители, использующие для выпрямления другие управляемые устройства, такие как MOSFET, SCR и IGBT, называются управляемыми мостовыми выпрямителями. Управляемый мостовой выпрямитель может обеспечить регулируемое выходное напряжение постоянного тока.

 

4) Каковы области применения мостовых выпрямителей?

Любое приложение, которому необходимо преобразовать входной переменный ток в выходной постоянный, может использовать мостовые выпрямители в цепи.Распространенными областями применения являются источники питания, умножители напряжения, генераторы импульсов, AM-радиосигналы, электросварка и т. д.

 

Мостовые выпрямители на TECHDesign

Вы можете напрямую приобрести высококачественные мостовые выпрямители от известного ведущего поставщика PANJIT на сайте TECHDesign. PANJIT предлагает на ваш выбор однофазные неуправляемые мостовые выпрямители, включая мостовые выпрямители общего назначения и мостовые выпрямители Шоттки. Здесь представлены продукты с различными характеристиками для различных областей применения.Приходите и покупайте прямо сейчас!

 

➔ Найти больше Выбор редакции

 

Продолжить чтение

Функция выпрямителя в системе питания генератора переменного тока — Новости

Функция выпрямителя в системе питания генератора переменного тока

В реальной жизни мы часто связываемся с производителями выпрямителей, в основном из-за того, что мы широко используем выпрямители. Будь то в повседневной жизни или в промышленности, нам необходимо использовать выпрямитель в процессе работы, что может повысить эффективность и снизить затраты.Независимо от того, что мы используем, следует заметить, когда все его правильное использование и техническое обслуживание, как это может задержать время его использования, поэтому мы хотим внимательно прочитать руководство по эксплуатации перед использованием выпрямителя, как это может решить, какая проблема в процессе использования Примечание. Я не знаю, знакомы ли вы с Rectifier или нет. Сегодня мы узнаем о роли выпрямителя в системе питания генератора переменного тока.

В соответствии с небольшим знанием, высокочастотный выпрямитель в системе электропитания генератора переменного тока, роль которого заключается в том, что генератор переменного тока преобразует переменный ток в постоянный (постоянный), чтобы реализовать источник питания и электрооборудование для зарядка батареи; Во-вторых, ограничить обратный ток батареи обратно к генератору и защитить генератор от прогорания тока.Кремниевый диод с односторонними проводящими свойствами, то есть на обоих концах кремниевого диода с определенным напряжением (положительный, положительный ответ на мощность диода, отрицательный ответ на катод диода), проводимость диода, токи, с другой стороны, диод не проводящий, без прохождения электрического тока.

Таким образом, ток может проходить только в одном направлении. Люди используют эту характеристику диода, чтобы сделать выпрямитель. Когда переменное напряжение добавляется к высокочастотному выпрямителю, допускается прохождение только положительной половины недели переменного тока, а отрицательная половина недели не проходит, поэтому пульсирующий постоянный ток выводится на отрицательном конце выпрямителя.

В современной жизни вокруг нас много производителей выпрямителей, в основном потому, что мы очень популярны у них, так много поставщиков на рынке. Как правило, нам нужно знать все показатели, прежде чем покупать выпрямитель, чтобы мы могли выбрать продукты, подходящие для наших продуктов. Независимо от того, что мы используем, мы должны обращать внимание на правильный способ его использования и следовать инструкциям, чтобы избежать несчастных случаев и повлиять на нашу работу. Сегодня производитель выпрямителя сообщает вам режим охлаждения выпрямителя.

На днях мы просмотрели некоторую информацию и видим, что современные методы охлаждения, обычно используемые в выпрямителях, включают естественное охлаждение, чистое охлаждение вентилятором, естественное охлаждение и охлаждение вентилятором. Естественное охлаждение не имеет механических повреждений и имеет высокую надежность; Нет потока воздуха, меньше пыли, хорошо рассеивается тепло; Отсутствие шума и т.д. Чисто вентиляторное охлаждение имеет малый вес и низкую стоимость. Сочетание вентилятора и естественного охлаждения эффективно снижает объем и вес оборудования, а вентилятор имеет большой срок службы и высокую адаптивную способность.Как говорится, успех или неудачу определяют детали, поэтому мы хотим внимательно прочитать руководство по эксплуатации, прежде чем использовать Rectifier, что это за инструкция, в основном имеет эффект инструкции, повышает эффективность работы, чтобы достичь лучших результатов.

Как источники питания превращают переменный ток в постоянный в электронных схемах

Задача преобразования переменного тока в постоянный называется выпрямлением, , а электронная схема, выполняющая эту работу, называется выпрямителем .Наиболее распространенным способом преобразования переменного тока в постоянный является использование одного или нескольких диодов , тех удобных электронных компонентов, которые позволяют току проходить в одном направлении, но не в другом.

Хотя выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, результирующий постоянный ток не является постоянным напряжением. Правильнее было бы назвать его «пульсирующим постоянным током». Хотя пульсирующий постоянный ток всегда движется в одном и том же направлении, уровень напряжения имеет отчетливую пульсацию, немного повышаясь и понижаясь синхронно с формой волны переменного напряжения, подаваемого на выпрямитель.

Для многих цепей постоянного тока значительная пульсация в источнике питания может привести к неисправности цепи. Следовательно, требуется дополнительная фильтрация, чтобы «сгладить» пульсирующий постоянный ток, поступающий от выпрямителя, для устранения пульсаций.

Существует три различных типа схем выпрямителей, которые вы можете построить: однополупериодные, двухполупериодные и мостовые. Далее описывается каждый из этих трех типов выпрямителей.

Однополупериодный выпрямитель

Самый простой тип выпрямителя состоит из одного диода.Этот тип выпрямителя называется однополупериодным выпрямителем , потому что он передает только половину входного переменного напряжения на выход.

Когда переменное напряжение положительное на катодной стороне диода, диод пропускает ток на выход. Но когда переменный ток меняет направление и становится отрицательным на катодной стороне диода, диод блокирует ток, так что на выходе не появляется напряжение.

Однополупериодные выпрямители достаточно просты в изготовлении, но не очень эффективны.Это связано с тем, что весь отрицательный цикл входного переменного тока блокируется однополупериодным выпрямителем. В результате выходное напряжение равно нулю в половине случаев. Это приводит к тому, что среднее напряжение на выходе составляет половину входного напряжения.

Обратите внимание на резистор с маркировкой R L . Этот резистор на самом деле не является частью схемы выпрямителя. Вместо этого он представляет собой сопротивление нагрузки, которая в конечном итоге будет помещена в цепь, когда источник питания будет использоваться.

Двухполупериодный выпрямитель

Двухполупериодный выпрямитель использует два диода, что позволяет ему пропускать как положительную, так и отрицательную сторону входного переменного тока.Диоды подключены к трансформатору.

Обратите внимание, что двухполупериодный выпрямитель требует использования трансформатора с отводом от средней точки. Диоды подключены к двум внешним отводам, а центральный отвод используется в качестве общей земли для выпрямленного постоянного напряжения. Двухполупериодный выпрямитель преобразует обе половины синусоидальной волны переменного тока в постоянный ток с положительным напряжением.

Результатом является постоянное напряжение, частота импульсов которого в два раза превышает частоту входного переменного напряжения. Другими словами, если предположить, что на вход подается бытовой ток с частотой 60 Гц, на выходе будет пульсирующий постоянный ток с частотой 120 Гц.

Мостовой выпрямитель

Проблема с двухполупериодным выпрямителем заключается в том, что для него требуется трансформатор с отводом от средней точки, поэтому он вырабатывает постоянный ток, равный лишь половине общего выходного напряжения трансформатора.

Мостовой выпрямитель преодолевает это ограничение за счет использования четырех диодов вместо двух. Диоды расположены в виде ромба так, что на каждой половине синусоиды переменного тока два диода пропускают ток к положительной и отрицательной сторонам выхода, а два других диода блокируют ток.Мостовой выпрямитель не требует трансформатора с отводом от середины.

Выход мостового выпрямителя имеет импульсный постоянный ток, как и выход двухполупериодного выпрямителя. Однако используется полное напряжение вторичной обмотки трансформатора.

Вы можете построить мостовой выпрямитель, используя четыре диода, или вы можете использовать мостовой выпрямитель IC, который содержит четыре диода в правильном расположении. ИС мостового выпрямителя имеет четыре контакта: два для входа переменного тока и два для выхода постоянного тока.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель, емкостные фильтры, полупериодный выпрямитель

Узнайте о двухполупериодном мостовом выпрямителе, двухполупериодном выпрямителе, двухполупериодном выпрямителе, трансформаторах с центральным отводом, диодах, нагрузке, осциллографе, форме волны, постоянном и переменном токе, токе напряжения, конденсаторах, дросселирующем резисторе, чтобы узнать, как работают двухполупериодные мостовые выпрямители.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube.

Это двухполупериодный мостовой выпрямитель. Он используется для питания наших электронных схем, поэтому в этой статье мы подробно узнаем, как они работают.

Электричество опасно и может привести к летальному исходу, вы должны иметь квалификацию и компетентность для выполнения любых электромонтажных работ .

Что такое мостовой выпрямитель

Полные мостовые выпрямители выглядят так, есть много форм и размеров, но по сути они состоят из 4-х диодов в определенном расположении.Обычно они выровнены в конфигурации Dimond, но их также можно выровнять другими способами, такими как эти.

Мы обычно находим их представленными на инженерных чертежах, подобных этому.

Это символ диода. Стрелка указывает в направлении обычного тока. Это показывает, что электричество переменного тока является входом, а электричество постоянного тока является выходом.

Мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. Почему это важно? Поскольку розетки в наших домах обеспечивают переменный ток, а наши электронные устройства используют постоянный ток, поэтому нам необходимо преобразовывать переменный ток в постоянный ток.

Например, зарядное устройство для ноутбука берет переменный ток из розетки и преобразует его в постоянный для питания ноутбука. Если вы посмотрите на адаптер питания для вашего ноутбука и электронных устройств, на этикетке производителя указано, что он преобразует переменный ток в постоянный. В этом примере указано, что ему требуется входное напряжение от 100 до 240 В, с символом электричества переменного тока, и он будет потреблять 1,5 ампер тока. Затем он будет выдавать 19,5 В постоянного тока и 3,33 А тока. Обратите внимание, что здесь также указано 50–60 Гц, это частота переменного тока, и мы рассмотрим ее через мгновение.

В электричестве переменного тока напряжение и ток постоянно меняют направление между прямым и обратным. Это потому, что в генераторе переменного тока есть магнитное поле, которое толкает и притягивает электроны в проводах. Следовательно, оно меняется между положительными и отрицательными значениями по мере того, как оно течет вперед и назад, напряжение не является постоянным, даже если мультиметр показывает, что это так. Если мы начертим это, мы получим синусоидальный узор. Напряжение изменяется между пиковым положительным и пиковым отрицательным значением, когда максимальная интенсивность магнитного поля проходит через катушки провода.

Этот пример достигает 170 В на своих пиках, поэтому, если мы нанесем эти значения на график, мы получим положительные и отрицательные пики 170 В. Если мы возьмем среднее значение этих значений, мы получим ноль вольт. Это не очень полезно, поэтому умный инженер решил использовать среднеквадратичное значение напряжения. Это то, что вычисляют наши мультиметры, когда мы подключаем их к электрическим розеткам.

Чтобы найти пиковое напряжение, мы умножаем среднеквадратичное значение напряжения на квадратный корень из 2, что примерно равно 1,41.
Чтобы найти среднеквадратичное напряжение, мы делим пиковое напряжение на 0.707.

Например, здесь у меня есть розетки для Северной Америки, Великобритании, Австралии и Европы. Этот мультиметр показывает основные формы волны, и когда я подключаюсь к любой из них между фазой и нейтралью, мы видим синусоидальную волну, указывающую на то, что это электричество переменного тока. Обратите внимание, что британская и европейская розетки имеют напряжение 230 В, австралийская — 240 В, но все три имеют частоту 50 Гц, однако в североамериканской розетке указано 120 В при частоте 60 Гц.

Частота измеряется в герцах, но это всего лишь означает, что синусоида повторяется 60 раз в секунду в электрических системах Северной Америки и 50 раз в секунду в остальном мире.Напряжение ниже в североамериканской системе и составляет 120 В, тогда как в остальном мире оно составляет 230-240 В. Таким образом, пиковое напряжение каждой электрической системы выглядит следующим образом.

В электричестве постоянного тока напряжение постоянно, и в положительной области электроны не меняются местами, все они движутся только в одном направлении. Итак, если я измерю эту батарею, мы увидим плоскую линию в положительной области около 1,5 В, так что это электричество постоянного тока.

Эта солнечная панель также производит постоянный ток, мы можем видеть, что она дает плоскую линию около 4 В на мультиметре.Мы можем использовать этот адаптер для измерения USB-порта, мы видим, что он обеспечивает около 5 В, и если мы построим это с помощью другого мультиметра, мы снова увидим постоянную плоскую линию, указывающую, что это электричество постоянного тока.

Это двухполупериодный мостовой выпрямитель. На этих входных клеммах мы видим около 12 В переменного тока с синусоидой. И на этих выходных клеммах мы видим около 14 В постоянного тока. Итак, это устройство преобразует переменный ток в постоянный. Напряжение немного выше из-за конденсатора, и мы увидим, почему это позже в этом видео.

Это только преобразует переменный ток в постоянный, он не преобразует постоянный ток в переменный. Для этого нам нужен инвертор, в котором для этого используются специальные электронные компоненты, но мы не будем рассматривать это в этой статье.

Кстати, мы подробно рассмотрели, как работают инверторы в нашей предыдущей статье, проверьте это ЗДЕСЬ.

Как это работает

Выпрямитель состоит из диодов. Диод — это полупроводниковый прибор, который позволяет току течь через него, но только в одном направлении.Итак, если мы подключим эту лампу к источнику постоянного тока, она загорится. Мы можем поменять местами провода, и он все равно будет светиться. Если я поставлю диод на красный провод и подключу его к плюсу, он снова загорится. Но теперь, когда я переключаю провода, диод блокирует ток, и лампа остается выключенной. Таким образом, он позволяет току течь только в одном направлении, и мы можем использовать это для управления направлением тока в цепи для формирования электричества постоянного тока.

Однополупериодный выпрямитель

Если мы посмотрим на источник переменного тока с понижающим трансформатором, который снижает напряжение, электроны текут вперед и назад.Итак, нагрузка испытывает синусоиду. Нагрузкой может быть что угодно: резистор, лампа, двигатель и т. д.

Если бы мы вставили диод, то диод пропускал бы ток только в одном направлении, поэтому теперь нагрузка имеет пульсирующую форму волны. Отрицательная половина синусоиды заблокирована. Мы можем перевернуть диод, чтобы заблокировать положительную половину и разрешить только отрицательную половину. Таким образом, это полупериодный выпрямитель. Технически выход постоянного тока, потому что электроны текут только в одном направлении, это просто не очень хороший выход постоянного тока, поскольку он не совсем плоский.

Здесь у меня есть резистор, который подключен к источнику переменного тока низкого напряжения. Мы видим на осциллографе синусоиду переменного тока. Когда я подключаю диод последовательно с этим, осциллограф показывает пульсирующую картину в положительной области. Если я переверну диод, осциллограф покажет пульсирующую картину в отрицательной области.

Если я подключу две лампы параллельно, одну с диодом, мы увидим, что лампа без диода ярче, потому что она использует полную форму волны. Другая лампа тусклее, потому что она использует только половину этой.Если мы посмотрим на это в замедленном режиме, мы увидим, что лампа, подключенная к диоду, мерцает больше из-за разрывов в мощности.

Таким образом, мы можем использовать это для простых схем, таких как освещение или зарядка некоторых батарей, но мы не можем использовать его для электроники, так как компоненты нуждаются в постоянном питании, иначе они не будут работать правильно.

Мы можем добавить конденсатор параллельно нагрузке, чтобы улучшить выходной сигнал. Мы рассмотрим это позже в этой статье. Лучшим улучшением является использование двухполупериодного выпрямителя, и есть два основных способа сделать это.

Двухполупериодный выпрямитель

Мы можем создать двухполупериодный выпрямитель, просто используя трансформатор с отводом от середины и два диода. Трансформатор с центральным отводом просто имеет еще один провод на вторичной стороне, который подключен к центру катушки трансформатора, что позволяет нам использовать всю длину трансформатора или только его половину.

Поскольку ток в переменном токе постоянно меняется на противоположный, в то время как в положительной или прямой половине ток течет через диод 1 в нагрузку, а затем возвращается к трансформатору через центральный ответвленный провод.Диод 2 блокирует ток, поэтому он не может вернуться сюда. Поэтому используется только половина катушки трансформатора. В обратной или отрицательной половине ток течет через диод 2, через нагрузку и затем обратно в трансформатор. Диод 1 блокирует ток.

Ток течет в одном направлении через нагрузку, поэтому он считается постоянным, но все равно пульсирует, хотя разрывов нет. Отрицательная половина была преобразована в положительную половину. Форма сигнала не гладкая, поэтому нам нужно применить некоторую фильтрацию, например конденсатор.Мы рассмотрим это подробно позже в этой статье.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Наиболее часто используется двухполупериодный мостовой выпрямитель. Здесь используются 4 диода. Источник переменного тока подключается между диодами 1 и 2, нейтраль между 3 и 4. Положительный выход постоянного тока подключается между диодами 2 и 3, а отрицательный — между диодами 1 и 4.

В положительной половине синусоиды ток течет через диод 1, через нагрузку, через диод 2 и обратно в трансформатор.В отрицательной половине ток течет через диод 3, через нагрузку, через диод 1 и обратно к трансформатору. Таким образом, трансформатор подает синусоидальную волну переменного тока, но нагрузка испытывает волнистую форму волны постоянного тока, потому что ток течет в одном направлении.

В этой схеме мы можем видеть выпрямленную форму волны на осциллографе. Но это не плоский выход постоянного тока, поэтому нам нужно улучшить его, добавив фильтрацию.

Фильтрация

Использование выпрямителя приведет к пульсациям формы сигнала.Чтобы сгладить это, нам нужно добавить несколько фильтров.

Основной метод заключается в простом добавлении электролитического конденсатора параллельно нагрузке. Конденсатор заряжается при повышении напряжения и накапливает электроны. Затем он высвобождает их во время уменьшения, поэтому пульсации уменьшаются. Осциллограф покажет пики каждого импульса, но теперь напряжение не уменьшается до нуля, оно медленно снижается, пока импульс снова не зарядит конденсатор. Мы можем еще больше уменьшить это, используя конденсатор большей емкости или используя несколько конденсаторов.

В этом простом примере вы можете увидеть, как светодиод гаснет, как только отключается питание. Но если я поставлю конденсатор параллельно светодиоду, он останется включенным, потому что теперь конденсатор разряжается и питает светодиод.

В этой схеме у меня подключена лампа в качестве нагрузки. Осциллограф показывает волнистую форму волны. Когда я добавляю небольшой конденсатор на 10 микрофаррад, мы видим, что это очень мало меняет форму сигнала. Когда я использую конденсатор на 100 мкФ, мы видим, что провал больше не достигает нуля вольт.На 1000 мкФ пульсации очень маленькие. При 2200 мкФ он почти полностью гладкий, хотя его можно было бы использовать для многих схем. Мы также могли бы использовать несколько конденсаторов, здесь у нас есть конденсатор на 470 мкФ, который имел некоторое значение, но если я использую два конденсатора параллельно, мы видим, что форма волны значительно улучшается.

При использовании конденсатора необходимо разместить на выходе резистор для разрядки. Это высокоомный резистор, который разряжает конденсатор, когда цепь отключена, чтобы обеспечить нашу безопасность.Обратите внимание на эту схему, когда я включаю ее, конденсатор быстро заряжается до более чем 15 В. Когда я выключаю его, выход постоянного тока все еще составляет 15 В, потому что нагрузки нет, поэтому энергия все еще сохраняется. Это может быть опасно, если напряжение высокое. В этом примере я ставлю на выход резистор 4,7кОм, мы видим, что конденсатор заряжается до 15В, а когда я его выключаю, конденсатор быстро разряжается. Электроны проходят через резистор, который разряжает конденсатор.

Мы также видим, что без конденсатора выходное напряжение ниже входного из-за падения напряжения на диодах.

Здесь у нас есть простой двухполупериодный мостовой выпрямитель. На входе мы видим 12В переменного тока, на выходе имеем 10,5В постоянного тока. Напряжение на выходе ниже из-за диодов. Каждый диод имеет падение напряжения около 0,7 В. Если мы посмотрим на эту схему, с диодом и светодиодом. Мы можем измерить диод, чтобы увидеть падение напряжения около 0,7 В. Ток в нашем мостовом выпрямителе должен проходить через 2 диода на положительной половине и 2 на отрицательной половине. Таким образом, падение напряжения складывается и составляет около 1.от 4 до 1,5 В. Таким образом, выход уменьшается.

Однако, если мы подключим конденсатор к выходу, мы увидим, что выходное напряжение теперь выше, чем входное напряжение. Как это возможно? Это связано с тем, что вход переменного тока измеряет среднеквадратичное значение напряжения, а не пиковое напряжение. Пиковое напряжение в 1,41 раза выше среднеквадратичного напряжения. Конденсаторы заряжаются до пикового напряжения, а затем освобождаются. Из-за диодов по-прежнему наблюдается небольшое падение напряжения, поэтому выходное напряжение меньше пикового входного, но оно все равно будет выше входного среднеквадратичного значения.

Например, если бы на входе было среднеквадратичное значение 12 В, пиковое напряжение было бы 12 В, умноженное на 1,41, что равно 16,9 В.

Здесь и здесь падение 0,7 В. Таким образом, из 16,9 вычесть 1,4 В будет 15,5 В. Конденсаторы заряжаются до этого напряжения. Это только приблизительный ответ, количество пульсаций и фактическое падение напряжения на диодах приведут к тому, что в реальности оно будет немного отличаться, но мы видим, что выход выше, чем вход.

Другим распространенным фильтром является размещение двух конденсаторов параллельно с последовательной катушкой индуктивности между ними.Это используется для цепей с большими нагрузками. Первый конденсатор сглаживает пульсации. Катушка индуктивности противодействует изменению тока и пытается поддерживать его постоянным, а второй конденсатор, который намного меньше, затем сглаживает последние оставшиеся пульсации.

Дополнительно к выходу можно подключить стабилизатор напряжения. Это очень распространено и допускает некоторые изменения на входе, но обеспечивает постоянное выходное напряжение. Это снова имеет конденсаторы по обе стороны от регулятора, чтобы обеспечить плавный выход постоянного тока.Вот реальная версия, которая подключена к источнику переменного тока 12 В, и мы видим, что она имеет выходное напряжение около 5 В постоянного тока.

Вы можете научиться собирать свой собственный регулятор напряжения в нашей предыдущей статье ЗДЕСЬ.


.

Оставить ответ