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. 3.7, 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 малоэффективен, потому что нижний полупериод тока просто теряется.
Рис. 3.7. Однополупериодный выпрямитель генератора переменного тока.
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 мостом.
Рис. 3.8(а). Схема и работа двухполупериодного выпрямителя генератор переменного тока.
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(б).
Рис. 3.8(б). Схема и работа двухполупериодного выпрямителя генератор переменного тока.
При смене полярности выводов генератора ток на аккумулятор пойдет через другую пару диодов (см. рис. 3.8(в)).
Рис. 3.8(в). Схема и работа двухполупериодного выпрямителя генератор переменного тока.
Таким образом, на аккумулятор пройдут обе полуволны синусоиды. На рис. З.9 показан для сравнения результирующий ток на выходе как одно-, так и двухполупериодного выпрямителя.
Однополупериодный выпрямитель
Двухполупериодный выпрямитель
Рис. 3.9. Ток на выходе генератора переменного тока и выпрямителя.
Одна из возможных конструкций двухполупериодного выпрямителя показана на рис. 3.10. Отдельные элементы выпрямителя называются диодами.
Рис. 3.10. Одна из конструкций двухполупериодного выпрямителя генератора переменного тока.
6. Трехфазный выпрямитель имеет тот же принцип действия, что и двухполупериодный.
На рис. 3.11 показано соединение трехфазного генератора с трехфазным выпрямителем.
Рис. 3.11. Трехфазный выпрямитель генератора переменного тока. Показан момент, когда на фазе R напряжение максимально.
Поскольку генератор имеет три пары полюсов, выпрямленный ток будет состоять из шести полуволн синусоид за один оборот генератора (см. рис. 3.12) и средний ток будет лишь не намного ниже пиковых значений каждой полуволны.
Имейте в виду, что приведенные схемы еще не являются схемами зарядки аккумулятора, поскольку они должны быть дополнены устройствами регулирования выходных параметров генератора.
Рис. 3.12. Напряжение или ток на выходе трехфазного выпрямителя генератора переменного тока.
7. Генератор делается трехфазным, чтобы с максимальной пользой использовать габариты статора, так что практически весь статор занят обмотками. Каждая из обмоток работает как однофазная, т.е. дает на выходе одну синусоиду напряжения.
8. Некоторые французские фирмы выпускают однофазные генераторы для автомобилей, которые не требуют большого потребления тока. Однофазные генераторы дешевле трехфазных и, к тому же требуют установки только однофазного двухполупериодного выпрямителя.
