I 1J и J

1 Л 1 1 1 1

Направление тока

4-

180 270 360 450

Угол поворота ротора в градусах Рис. 3.4. Непряжение на выходе генераторе переменного тока

Рис. 3.5. Трехфазный генератор и непряжение на его выходах

относительно друга. Еспи полный оборот ротора составляет 360°, то нетрудно сосчитать, что при равномерном размещении трех пар катушек в статоре, смешение э.д.с. составит 120° (см. рис. 3.5). Э.д.с, сгенерированные вращающимся магнитным полем, в каждой из катушек будут совершенно одинаковы, но они будут отстоять друг от друга на время, необходимое для поворота ротора от одной пары катушек к другой, т.е. от 1 -й до 2-й, от 2-й до 3-й, от 3-й до 1 -й и т.д.

4 Концы катушек обычно соединяют в звезду или треугольник (см. рис. 3.6). Оба вида соединения широко используются в автомобильных генераторах переменного тока, но чаше применяется соединение в звезду .

5 Соединение в звезду дает более высокое напряжение между любой парой выводов по сравнению с одной парой полюсов, однако оно не достигает удвоенного напряжения одной пары, поскольку между парами полюсов имеется смешение по времени (или сдвиг

Соединение в звезду

ЗчСазныйвыход Соединение в треугольник

3-фазный выход

Рис. 3.6. Соадинение катушек в звезду и треугольник

В этом налравпении ток не проходит

Клиноременный привод

Ток проходит только в этом направлении

Генератор переменного тока

Рис. 3.7. Однополупериодный выпрямитель

фаз). Реально напряжение на любой паре выводов (или, как его принято называть, линейное напряжение) составляет 1.732 от фазного напряжения [т.е. напряжения на выводах одной пары катушек).

При соединении катушек в треугольник линейное напряжение будет равно фазному, но зато линейный ток составит 1.732 тока одной перы катушек. Поэтому в случаях, когда от генератора требуется получить большой ток, его катушки соединяют в трекгольник .

5 Выпрямители

1 Аккумуляторная батарея автомобиля служит для хранения запаса электрической энергии и является устройством постоянного тока. Аккумулятор снабжает потребители энергии постоянным током и требует для своей подзарядки также постоянный ток.

2 Перед тем, как использовать энергию генератора переменного тока в автомобиле, необходимо преобразовать переменный ток в постоянный. Как видно из рис. 3.4, ток генератора движется по цепи сначала в одну сторону, затем в другую. Если убрать нижнюю полуволну синусоиды, то ток станет пульсирующим, но зато не будет менять направления. Для аккумулятора такая пульсация не имеет значения, а если к выходу генератора подключить амперметр, то он покажет среднее значение постоянного тока.

3 Устройство, которое пропускает ток в одном направлении и не пропускает в другом, называется выпрямителем. Современные выпрямители выполнены из полупроводниковых материалов и имеют высокий коэффициент полезного действия. На рис. 3.7 показана простейшая схема подключения генератора переменного тока к нагрузке через диодный выпрямитель. Выпрямитель пропускает только верхнюю полуволну тока, отсекая нижнюю, поэтому с выпрямителя на нагрузку поступает пульсирующий ток всегда одного направления. По очевидным причинам такой выпрямитель известен под названием однополупериодного. Выпрямитель такого типа прост, но мало эффективен, потому что нижний полупериод тока просто теряется.

4 Более эффективным является двухполупериодный выпрямитель, который использует обе полуволны синусоиды тока генератора. Для его реализации требуется четыре диода (см. рис. 3.8,а). Собранный по такой схеме выпрямитель называют мостиковым.

5 Ток от генератора проходит через диоды выпрямителя только в направлении стрелки, но не наоборот. Так, если верхний вывод генератора в некоторый момент имеет положительное напряжение, то ток от него пойдет на зарядку аккумулятора через одну пару диодов, как показано на рис. 3.8,6. При смене полярности выводов генератора ток на аккумулятор пойдет чераз другую пару диодов (см. рис. 3.8,в). Таким образом, на аккумулятор пройдут обе полуволны синусоиды. На рис. З.Э показан для сравнения результирующий ток на выходе как одно-, так и двухполупериодного выпрямителя. Одна из возможных конструкций двухпопупериодного выпрямителя показана на рис. 3.10. Отдельные элементы выпрямителя называются диодами.

Мостиковый выпрямитель

Генератор

Маправпение выпрямленного тока

Аккумулятор

Направление выпрямленного

< / /Х Аккумулятор

Рис. 3.8. Схеме и работа двухполупариодного выпрямителя