Что делает диодный мост в генераторе

Дио́дный мо́ст — электрическое устройство, предназначенное для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий (постоянный). Такое выпрямление называется двухполупериодным [1] .

Что делает диодный мост в генераторе

Что делает диодный мост в генератореСодержание

Порядок работы [ править | править код ]

На вход (Input) схемы подаётся переменное напряжение (не обязательно синусоидальное). В каждый из полупериодов ток проходит только через 2 диода, 2 других — заперты:

Что делает диодный мост в генератореЧто делает диодный мост в генератореЧто делает диодный мост в генератореЧто делает диодный мост в генераторе

В результате, на выходе (DC Output) получается напряжение, пульсирующее с частотой, вдвое большей частоты питающего напряжения:

Что делает диодный мост в генераторе

Эта же схема может быть использована при питании ответственных нагрузок постоянным током в целях их защиты от переполюсовки.

Выпрямитель [ править | править код ]

Что делает диодный мост в генератореПреимущества [ править | править код ]

Двухполупериодное выпрямление с помощью моста (по сравнению с однополупериодным) позволяет:

  • получить на выходе напряжение с повышенной частотой пульсаций, которое проще сгладить фильтром на конденсаторе
  • избежать постоянного тока подмагничивания в питающем трансформаторе
  • увеличить коэффициент использования габаритной мощности трансформатора (для однополупериодного выпрямителя он составляет около 0,45, так как через нагрузку протекает только один полупериод переменного тока), что позволяет сделать его магнитопровод меньшего сечения.

Недостатки [ править | править код ]

  • Происходит двойное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямлением (прямое напряжение диода × 2 ≈ 1 В), это иногда нежелательно в низковольтных схемах. Одновременно удваиваются потери энергии (рассеяние тепла) на выпрямительных диодах, что ощутимо снижает КПД мощных низковольтных (на напряжение в несколько вольт) выпрямителей. Частично этот недостаток может быть преодолён за счет использования диодов Шоттки с малым падением напряжения. Также меньшими потерями энергии при мощном низковольтном выпрямлении обладает двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, в котором ток в каждом полупериоде протекает не через два, а через один диод.
  • При перегорании одного из диодов схема превращается в однополупериодную, что может быть не замечено вовремя, и в устройстве появится скрытый дефект.

Конструкция [ править | править код ]

Что делает диодный мост в генератореМаркировка [ править | править код ]

  • материал диодов:
  • 1 или Г — германий или его соединения
  • 2 или К — кремний или его соединения
  • 3 или А — соединения галлия
  • 4 или И — соединения индия
  • Ц — мост
  • число (2…4 цифры) Обозначают порядковый номер разработки данного типа моста.
  • буква
  • Диодный мост генератора устанавливается на любом современном автомобиле или мотоцикле с генератором переменного тока и предназначен для выпрямления переменного тока (вырабатываемого генератором) в постоянный, который необходим для зарядки аккумуляторной батареи и для питания всех потребителей любого современного транспортного средства. В этой статье, больше рассчитанной на новичков, будет подробно описано, что из себя представляет диодный мост современных машин, его устройство, проверка работоспособности, возможный ремонт и другие нюансы.

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

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

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

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

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

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

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

    Читайте также:  Копировальные шайбы для фрезера макита

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

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

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

    Диодный мост генератора — устройство и проверка неисправности.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Читайте также:  Термообработка стали хвг закалка отпуск

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

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

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

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

    Диодный мост генератора : ремонт — замена неисправных диодов.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Что делает диодный мост в генераторе

    Нормальная работа любого автомобиля зависит не только от состояния мотора и КПП, но и от функционирования многих других составляющих. Одним из таковых компонентов считается генераторное устройство, использующееся для заряда АКБ и питания всех потребителей авто во время движения. Что являет собой диодный мост узла, какой принцип функционирования генератора и какова его схема подключения — узнайте в этой статье.

    Привод и крепление

    Для начала уделим внимание составляющим и принципиальной схеме узла. Привод конструкции осуществляется от шкива коленвала посредством эксплуатации ременной передачи. Чем больше будет шкив генератора по размерам, тем больше оборотов сможет он выдавать. Соответственно, это означает, что агрегат сможет осуществлять передачу большего тока для потребителей.

    Читайте также:  Как сделать подставку под паяльник

    В большей части современных машин шкив генератора, как правило, вращается под воздействием поликлиновых ремней. Такие ремешки характеризуются большей гибкостью, а благодаря их эксплуатации генераторный узел может быть оснащен шкивом с меньшим размером. Сама натяжка таким ремешком производится при помощи натяжных роликов, эта процедура производится с отключенным узлом.

    Что делает диодный мост в генераторе

    Схема конструкции с обозначением компонентов

    Основные составляющие конструкции?

    Какое устройство и принцип работы генератора автомобиля? Узнав о конструкции, вы сможете понять, как собрать генератор своими руками.

    Итак, из чего состоит генератор:

    1. Как мы уже сообщили, основной составляющей конструкции автомобильного генератора является его шкив. Этот компонент необходим для осуществления передачи механической энергии от силового агрегата к валу механизма в результате эксплуатации ремешка.
    2. Корпус агрегата, где находится общая схема генератора. Непосредственно оболочка состоит из двух частей. Одна крышка генератора вмонтирована рядом с валом и считается передней. Еще одна крышка генератора расположена со стороны контактных колец. И одна, и вторая крышка генератора предназначены для фиксации статора, монтажа устройства на силовом агрегате. Помимо этого, крышка генератора дает возможность поставить подшипниковые элементы ротора. Сзади можно увидеть выпрямительный узел, щетки, устройство регулятора напряжения, а также разъем генератора для соединения с электросетью.
    3. Ротор — это компонент, представляющий железный вал с монтированными на нем двумя железными втулками. Следует отметить, что между данными втулками находится обмотка возбуждения, к разъемам которой подсоединены контактные кольца генератора. Что касается именно колец, то эти узлы обычно оснащаются медными кольцами цилиндрической формы.
    4. Статорный механизм представляет собой пакет, собранный из железных листов в виде трубы. В пазах этого компонента системы находится трехфазная обмотка и именно в ней происходит выработка мощности узла.
    5. Диодный мост генератора. По факту в любом устройстве, даже собранном своими силами, диодный мост генератора является одним из главных элементов. Диодный мост генератора необходим для соединения в одном месте шести диодов, которые, в свою очередь, поделены на два теплоотвода — плюс и минус.
    6. Устройство регулятора напряжения или таблетка генератора. Этот компонент необходимо для поддержания оптимального уровня напряжения в электросети транспортного средства в определенных пределах. Регулятор должен производить регулировку при изменении уровня электронагрузки, частоты вращения роторного механизма, а также температуры воздуха за бортом.
    7. Щеточный механизм представляет собой узел пластиковой конструкции. В этом узле находятся специальные пружинные щетки, которые непосредственно контактируют с кольцами роторного устройства.
    8. Крышка диодного механизма.
    9. Крепление генератора. Кронштейн генератора позволяет надежно зафиксировать узел.
    10. Продольная дифференциальная защита генератора, предназначена для защиты механизма от возможных замыканий в обмотке статора (автор видео — D Style Audio .Студия Автозвука).

    Принцип работы

    Теперь рассмотрим принцип функционирования узла. Когда водитель начинает поворачивать ключ в замке для запуска двигателя, на обмотку осуществляется подача напряжения, этому способствуют щетки механизма и его контактные кольца. В обмотке устройства образуется магнитное поле, а роторный механизм начинает движение при воздействии коленвала. При этом в обмотках статора также образовывается магнитное поле ротора.

    В результате этого на выводах обмоток появляется напряжение. А когда достигается нужная частота вращения коленвала, обмотка начинает питаться от генераторного узла. Иными словами, механизм начинает работать в режиме самовозбуждения. При этом переменное напряжение, образованное на выводах обмоток, начинает преобразовываться в постоянное, этому способствует работы выпрямительного блока.

    В данном состоянии узел осуществляет обеспечение бортовой сети необходимым уровнем напряжения. Это напряжение необходимо для нормальной работы потребителей энергии, а также аккумулятора (автор видео о работе узла — Ваня Ваничкин).

    Что касается регулятора напряжения, то он начинает работать тогда, когда изменяется нагрузка, а также частота вращения коленвала. Этот элемент осуществляет регулировку времени для активации обмотки возбуждения. Время активации устройства может быть снижено, когда снижается внешняя нагрузка и увеличивается частота вращения шкива механизма. Соответственно, время включения обмотки увеличится, когда возрастет нагрузка на бортовую сеть и повысится частота вращения коленвала.

    В том случае, если потребителей энергии будет больше и напряжение увеличит возможности генераторного узла, в работу вступает аккумулятор, который компенсирует недостаток напряжения. Чтобы водитель всегда мог знать о неисправностях устройства, на приборной панели есть соответствующая лампочка в виде аккумулятора — если она горит при запущенном двигателе, нужно проверить АКБ или сам механизм.

    Схема

    Что делает диодный мост в генераторе

    Схема подключения с обозначением элементов

    Выше представлена схема, основные ее элементы:

    1. Выключатель зажигания.
    2. Конденсатор для подавления помех импульсов.
    3. АКБ.
    4. Индикатор, свидетельствующий о поломке узла.
    5. Плюсовые диоды выпрямительного блока.
    6. Минусовые диоды этого же элемента.
    7. Диоды обмотки.
    8. Обмотки трех фаз статорного устройства.
    9. Ротор.
    10. Щетки узла.
    11. Реле регулятор.
    12. Положительный вывод механизма В+.
    13. Отрицательный вывод В-.

    Заключение

    По своей конструкции это достаточно сложный механизм, поэтому если вы столкнулись с его неработоспособностью, несколько раз подумайте — стоит ли его ремонтировать своими руками. Если в процессе ремонта будут допущены ошибки, это может отрицательно отразиться на функционировании агрегата в целом. Иногда лучше доверить эту процедуру специалисту. На нашем ресурсе есть несколько статей касательно ремонта механизма, вы можете найти их в этом разделе . С процедурой ремонта на примере автомобиля ВАЗ 2110 вы можете ознакомиться здесь.

    Извините, в настоящее время нет доступных опросов.

    Видео «Как правильно снять крышку устройства»

    Как снимается крышка генератора — подробная инструкция на примере автомобиля Лада Калина приведена на видео ниже (автор — канал RasH19).