«PRO» генератор. Часть 2. Анатомия диодного моста.
И снова здравствуйте! Продолжим «мурыжить» нашу тему про автомобильный генератор, кому интересно
Начало можно прочитать тут, а сегодня будем рассматривать выпрямитель напряжения (диодный мост или подкова). Ну и как оно работает и для чего вообще нужно?
Принцип действия диодного моста генератора
Для питания потребителей в бортовой сети автомобиля и обмотки возбуждения самого генератора во время работы самого двигателя, необходим электрический ток именно постоянного напряжения.
Функцию преобразования переменного тока, индуктируемого в обмотке статора генератора, в электрический ток постоянного напряжения выполняет как раз выпрямительный блок (диодный мост).
Принцип его действия основан на свойстве диодов пропускать электрический ток только в одном направлении. Электрический ток попадает в диодный мост через крепящиеся к нему выводы обмоток статора. Он протекает через диоды в одном направлении. Но никак обратно. Поэтому ток получается постоянный (выпрямленный).
На рисунке видно, что диоды бывают как «плюсовые» так и «минусовые». А называются они так, потому что вроде бы во внешне одинаковых диодах электрический ток течет в разные стороны, но всегда от «от плюса к минусу», и никак обратно.
Выпрямительный блок (диодный мост) состоит из двух алюминиевых теплоотводящих пластин, так называемых «плюсовой» и «минусовой» которые объединены в целую конструкцию через изоляционные втулки при помощи заклепок. Одна пластина (нижняя) соединена с «массой», через корпус генератора, другая (верхняя) с «плюсом», через выводы обмоток статора. Плюсовая пластина имеет три контакта для присоединения выводов обмоток статора и вывод через который подается напряжение к потребителям (вывод «30»).
В каждую из пластин впаяно по четыре диода, т.е. четыре положительных диода (Д104-20) и три отрицательных (Д104-20Х), рассчитанных на ток не более 20А. Положительные и отрицательные диоды объединены попарно. Помимо этого имеются три дополнительных диода (КД223А), рассчитанных на 2А. Они установлены на пластмассовом держателе, и питают обмотку возбуждения генератора через регулятор напряжения и щетки.
Эти три дополнительных диода отсекают ток АКБ в момент, когда двигатель не работает; отрицательные диоды взяты из основного (силового) мостика генератора.
Основные и дополнительные диоды объединены в общую шину, имеющую с одной стороны штекерный вывод (вывод 61 генератора) и вывод на регулятор напряжения с другой стороны.
Вот мы и подошли в плотную к самой диагностике диодного моста. При «прозвонке» диодов различают два типа повреждения диодов:
— Мы знаем, что электрический ток проходит через исправный диод только в одну сторону, а именно от «плюса к минусу», но если вдруг при проверке диода электрический ток проходит через диод в обоих направлениях, то такой тип повреждения диода называют «пробой диода».
— Если же электрический ток не проходит через диод в никаких направлениях вообще, то такой тип повреждения диода называют «обрыв диода».
Начнем с проверки проводимости силовых диодов диодного моста:
Всегда помним и не забываем, электрический ток движется «плюса к минусу», поэтому для проверки «отрицательных диодов» впресованных в нижнюю пластину диодного моста, мы «плюсовой» щуп мультиметра прикладываем к нижней пластине, а «минусовым» щупом проверяем показания на каждой из 4х соединительных пластин диодов (три из которых являются также местом крепления выводных клемм статора генератора). Показания должны укладываться в диапазон 400 — 700 Ом, и если щупы поменять местами, то мультиметр вообще ничего не должен показывать, на табло будет просто 1, т.е бесконечность. Из этого мы заключаем, что диоды исправны, показания находятся в диапазоне и электрический ток движется только в одну сторону, т.е «пробой диода» отсутствует.
Ну а для проверки проводимости «положительных» силовых диодов впресованных в верхнюю пластину диодного моста, мы «минусовой» щуп мультиметра прикладываем к верхней пластине, а «положительным» щупом проверяем показания на каждой из 4х соединительных пластин диодов. Далее также показания должны укладываться в диапазон 400 — 700 Ом, и если щупы поменять местами, то мультиметр вообще ничего не должен показывать, на табло будет просто 1, т.е бесконечность. Из этого мы заключаем, что и «положительные» диоды исправны, показания находятся в диапазоне и электрический ток движется только в одну сторону, т.е «пробой диода» отсутствует.
Ну и осталось проверить дополнительные диоды на проводимость и на «пробой».
Для проверки дополнительных диодов мы также мультиметр оставляем в режиме проверки диодов и «минусовой» щуп прислоняем к общей шине дополнительных диодов, а «плюсовой» щуп поочередно прислоняем к трем соединительным пластинам диодов, так как дополнительных диодов только три, и одна из этих пластин такого диода не имеет. Показания должны укладываться в диапазон 400 — 700 Ом. Ну а для проверки диодов на пробой, достаточно поменять щупы мультиметра местами и мультиметр вообще ничего не должен показывать, на табло будет просто 1, т.е бесконечность. Из этого мы заключаем, что и «дополнительные» диоды исправны, показания находятся в диапазоне и электрический ток движется только в одну сторону, т.е «пробой диода» отсутствует.
Ну вот мы полностью проверили силовые и дополнительные диоды диодного моста. На «обрыв» диоды в данном случае проверять не нужно, так как присутствуют показания измерений проводимости диодов. На этом все. Продолжение следует. Всем пока.
Диодный мост: устройство, принцип работы и сферы применения
Диодный мост электрического генератора представляет собой электросхему, в состав которой входят выпрямительные диоды. Она служит для выпрямления переменного напряжения в постоянное. Решить эту задачу может и единичный диод, но схема, собранная из нескольких полупроводников, является более эффективным техническим решением.
Устройство диодного моста
Чаще всего в схему моста монтируют диоды Шоттки, но это не единственно возможный вариант. Для этой цели могут использоваться и другие диоды с требуемыми рабочими характеристиками. Схема для одной фазы включает 4 (6, 12) элементов, которые могут впаиваться в плату поодиночке или сборкой. Сборка, объединяющая нужный перечень полупроводников в едином корпусе или на пластине, является технически прогрессивным вариантом.
Диодная сборка обладает рядом преимуществ, по сравнению с использованием одиночных полупроводников:
- Подборка компонентов осуществляется в заводских условиях, что обеспечивает их идентичность. При использовании отдельных диодов можно столкнуться с ситуацией, что характеристики полупроводников между собой отличаются. Это может негативно сказаться на функционировании выпрямителя.
- Полупроводниковая сборка заливается смолой – компаундом, который обеспечивает надежную защиту от влаги и вибраций.
- Все компоненты работают в едином рабочем режиме, что сводит к минимуму выход из строя отдельного полупроводника.
- Монтировать сборку гораздо проще, чем отдельные элементы.
У такого решения есть и определенные недостатки. В сборке сложно контролировать рабочие характеристики отдельного полупроводника и нельзя его заменить в случае выхода из строя. Но при правильном выборе элементов и соблюдении технологических правил при производстве сборка служит в течение длительного периода.
Принцип работы диодного моста
Назначение диодного выпрямителя – пропускать электрический ток в одном направлении и не допускать его обратное течение.
Основные этапы работы:
- На вход схемы направляется переменный ток с частотой 100 Гц.
- Диодный мост пропускает синусоидальный ток в прямом направлении. При этом часть синусоиды, которую схема считает обратной, меняет свой знак на противоположный.
- В результате на выходе получают пульсирующий ток с количеством пульсаций, равным удвоенной частоте входящего переменного тока.
Выпрямительный блок генератора с диодным мостом выполняется в виде двух теплоотводящих пластин, изготовленных из сплава на базе алюминия. Пластины могут располагаться отдельно друг от другу или соединяться в общую конструкцию через втулки-изоляторы. В каждую пластину впаивается по 3 пары положительных и отрицательных диодов.
Виды диодных мостов
Полупроводниковые выпрямители могут предназначаться для одно- и трехфазных сетей. Схемы для электросетей напряжением 220 В состоят из 4 полупроводников, напряжением 380 В – из 6 полупроводниковых элементов. Принцип работы выпрямителей для одно- и трехфазных сетей идентичны.
По мощности диодные мосты разделяют на следующие серии:
- малой мощности – значение номинального тока не превышает 0,3 А;
- средней – 0,3 А – 10 А;
- большой – свыше 10 А.
Одной из важных характеристик диодного выпрямителя является максимально допустимое напряжение, превышение которого может стать причиной выхода схемы из строя.
Сферы использования диодных мостов
Полупроводниковые выпрямители присутствуют в конструкциях генераторов электрического тока, в электрических системах трамваев, троллейбусов и метро, электровозов, в различном промышленном оборудовании. Их устанавливают в блоки питания ПК и ноутбуков, автомобильные генераторы, для питания которых требуется низкое выпрямленное напряжение.
Диодный мост генератора: схема, принцип работы, особенности
«Автомобильные генераторы бывают двух видов: постоянного и переменного тока», — такую фразу можно прочитать в академических изданиях. В реальности автомобиль с генератором постоянного тока сегодня можно встретить разве что на выставке ретро-техники.
С 60-х годов прошлого века в автомобили устанавливают генераторы переменного тока. Узел выпрямления нужен, чтобы преобразовывать переменный ток в постоянный для питания автомобильных электроприборов. Зачем нужно было так заморачиваться и какие весомые преимущества есть у генераторов переменного тока — тема для отдельной статьи.
Что такое диодный мост и как он работает
Автомобильный генератор вырабатывает трехфазный переменный по величине и знаку ток (напряжение). Чтобы получить постоянную величину тока, в генераторах используют реле-регуляторы.
А чтобы получить ток, постоянный по полярности (+/-), используют диодные мосты, которые подключаются к обмоткам статора и преобразуют переменный ток в постоянный.
Т.е. диодный мост — это узел из выпрямительных полупроводниковых диодов, который выпрямляет переменный ток, вырабатываемый генератором.
Обмотка генератора вырабатывает три фазы тока, каждая из которых имеет форму синусоиды (волны). Часть полуволн заряжена положительно, вторая часть — отрицательно.
Полупроводниковые диоды имеют свойства пропускать ток только в одном направлении. Например, открываются на положительных полупериодах и закрываются на отрицательных.
Движение тока в генераторе
Как это работает в диодном мосте:
- переменный ток из обмоток периодически меняет направление движения в цепи;
- диоды пропускают его только в одном направлении;
- чтобы не было скачков, на каждую фазу устанавливается по два диода (силовое плечо), работающих в разных направлениях.
Поэтому в стандартной, «базовой» комплектации диодного моста всегда не меньше 6 диодов (по два на каждую фазу). И независимо от полярности тока в обмотках генератора на выходе всегда будет плюс, необходимый для работы электроприборов.
С диодного моста ток поступает в аккумулятор, а оттуда ко всем электроприборам.
Принципиальная конструкция и особенности диодного моста
Диодный мост представляет собой две алюминиевые пластины (плюсовая и минусовая), соединенные изоляционными втулками. На пластинах расположены разъемы для проводов, подключающихся к обмоткам статора и регулятору напряжения.
В каждую пластину запрессованы по три или четыре крупногабаритных диода — это силовой мост.
Чтобы генератор работал более стабильно и эффективно, к 6 (8) основным диодам, которые “выпрямляют” ток, можно подключить 3 дополнительных слаботочных — они подают питание на реле-регулятор и обмотку возбуждения.
Схема диодного моста генератора
Виды диодных мостов
На современных автомобилях используют диодные мосты на 6 или 8 диодов.
Шестидиодный мост используют в генераторах с любым способом подключения обмоток статора — треугольником или звездой.
Подключение обмотки к диодному мосту треугольником
Восьмидиодные мосты используются только при обмотке статора звездой, т.к. дополнительное силовое плечо здесь подключено к нулевой точке статора.
Подключение обмотки к диодному мосту звездой
Это более мощные мосты: дополнительное силовое плечо повышает мощность генератора на 5-15%, зависит от оборотов двигателя.
И шести-, и восьмидиодные мосты могут быть:
- только с выпрямительными диодами. Здесь обмотка возбуждения питается от напряжения, которое снято с силовых выпрямителей;
- с 3-мя дополнительными диодами (9-ти или 11-ти диодные мосты). В этом случае питание регулятора и обмотки идет с вспомогательных диодов.
Схема на 8 диодов
Кроме того, диодные мосты отличаются по конструкции, способу крепления диодов, бывают разборными и неразборными. В диодных мостах используются полупроводниковые выпрямители, лавинные диоды или диоды Шоттки.
Как проверить и отремонтировать диодный мост
Неисправный генератор заявляет о себе недвусмысленно:
- Полностью заряженный с вечера аккумулятор на утро разрядился. Если его зарядить снова и завести двигатель, он разрядится через несколько минут.
- Генератор воет во время движения. ТОнальность воя меняется в зависимости от оборотов.
- Электроприборы сбоят.
Чтобы убедиться, что неисправен именно диодный мост, измерьте напряжение на выходе генератора — оно должно быть больше 13,5В и прозвоните генератор: если проблема в диодном мосте, “плюс” будет звенеть вместе с обмоткой.
Чтобы окончательно подтвердить предположения, езжайте на хорошее СТО — там мастера работают со спецоборудованием, которое позволяет найти обрывы, пробои, определить тип диодов, обнаружить их деградацию, напряжение обратного пробоя в лавинных диодах. Такая подробная диагностика позволяет мастеру понять, какой диод нужен на замену, обнаружить деградирующие диоды и качественно отремонтировать генератор.
Если диодный мост разборной, специалисты заменят диоды, пришедшие в негодность. Если нет, придется полностью менять весь блок.
Что такое диодный мост в генераторе
Диодный мост в конструкции генератора заменил коллектор, который когда-то выполнял функцию выпрямителя. С помощью диодного моста генератор стал более надежными мощным. Его задача – выравнивание пульсаций переменного тока и видоизменение его в постоянный ток.
Причина неисправности диодного моста
неисправный аккумулятор, низкая плотность электролита, замыкание между собой аккумуляторных банок;
неправильное «прикуривание» от другого автомобиля;
внешнее воздействие, попавшая в корпус генератора вода, грязь, повышенный нагрев.
Признаки сгоревшего диодного моста
Аккумулятор накануне был полностью заряжен, вы пришли в гараж – зарядка отсутствует, вновь зарядили аккумулятор, завели машину, аккумулятор разрядился через несколько минут, при этом генератор горячий до такой степени, что к нему невозможно прикоснуться.
Из-под капота раздается жуткий вой/свист, который меняет тональность при изменении числа оборотов двигателя, свист может появиться внезапно во время езды.
Во время поездки появилась ошибка ABSESP , что значит неисправность рулевого управления, перестает работать ГУР, руль поворачивается тяжело, аккумулятор садится.
Фары при езде тускнеют, акустика самопроизвольно отключается, кондиционер перестает работать.
Для того чтобы подтвердить свое мнение о том, что из строя вышел именно диодный мост, его нужно проверить. О неисправности диодного моста свидетельствуют следующие факторы:
· напряжение на выходе из генератора менее, чем 13,5 В;
· сигнальный индикатор во время запуска двигателя горит;
· при тестировании генератора мультиметром клемма плюс «звонится» вместе с обмотками.
Убедились, что неисправность кроется именно в диодном мосте. Теперь надо найти и определить какой именно диод вышел из строя.
Проверка диода – как делать правильно
Исходя из того, что диод – это полупроводниковый прибор, который пропускает ток только в одном направлении начнем проверку.
· Диодный мост необходимо снять. Диоды проверять нужно по отдельности, отсоединенными от общей схемы. Проверку надо выполнять в положении «проверка диодов».
· Одним из щупов прикасаемся к донышку диода, другим к его выводу. Величина сопротивления зависит от мощности полупроводника. Сопротивление должно быть в пределах 400 – 800 Ом, то есть в этом направлении диод ток пропускает.
· Меняем щупы местами. Единица на экране мультиметра – свидетельство того, что проводимость в этом направлении отсутствует. Значит, диод заперт и цел.
· В противном случае, если тестер при проверке покажет наличие сопротивления (прохождение тока) в обе стороны говорит о неисправности диода.
Важно помнить. При проверке диодов, расположенных на одной пластине, сопротивления не должны отличаться. Допустимый максимум – 5 Ом, не более. Наличие диода с большой разницей в показаниях говорит о его плохой работе и последующих проблемах с зарядкой. Поэтому диод желательно поменять.
Проверка диодов тестером весьма условна, более точно убедиться в целостности диода можно только под нагрузкой, например, подключением в схему лампы или на проверочном диагностическом стенде на СТО.
Чем вызвана необходимость замены диодов
Кто-то скажет, что гораздо проще взять и заменить диодный мост полностью. Однако стоимость диодного моста для иномарки варьируется от 1000 до 4000 руб., иногда цена еще выше. Зависит от марки машины, типа генератора, аналог это или оригинал. Новый диодный мост или по контракту. Заказали диодный мост по интернету, думали он новый и оригинал, а недобросовестный кладовщик положил в вашу посылку китайский аналог. Пойди разберись сразу.
Многие, заменив диодный мост на своем генераторе, предпочитают не выбрасывать старый, а отремонтировать его и оставить у себя в загашнике.
Вопрос в том, что не каждый самостоятельно может выпаять негодный диод и запрессовать новый. Лучше всего обратиться к услугам профессиональных мастеров на СТО. Процесс ремонта диодного моста отлажен и не займет много времени.
Например, в автомастерских компании « Start — Motors », что в Люберцах, ремонт диодного моста обойдется всего в 800 руб. За эту символическую сумму вы получаете надежный и испытанный «родной» диодный мост, тем более что в компании действует накопительная система скидок, так что есть все шансы получить диодной мост еще дешевле. Более подробно о ценах на услуги компании « Start — Motors » смотрите в прайсе.