Варианты соеденения обмоток генератора и методы преобразования  переменного тока.

В этой статье я попробую простыми словами описать работу генератора, (его электрическую часть и блок выпрямителей), для тех кто имеет желание сделать генератор для ветроустановки, но не знаком с электроникой.

Итак, генераторы которые нас интересуют, вырабатывают переменный ток. На неподвижные катушки (статор) воздействует магнитное поле постоянных магнитов (ротор). Магниты расположены таким образом, чтобы при вращении ротора, полярность магнитного поля постоянно меняется, (плюс - минус - плюс - минус), в результате получается переменный ток, а выглядит он вот так;

По научному это называется синусойда, линия которая проходит в центре - нулевая линия. Каждая волна синусойды состоит из двух половинок, одна выше нулевой линии (пложительная полуволна), и вторая ниже нулевой (отрицательная полуволна). Колличество импульсов (волн) за определенный промежуток времени, называют частотой переменного тока и зависит от колличества магнитов ротора и от скорости его вращения. Соответственно чем выше частота, тем эффективнее работа генератора.
К сожалению ветер явление слишком не стабильное, поэтому величина тока и частота будут постоянно меняться. В связи с этим ветрогенераторы обычно используют для подзарядки аккумуляторных батарей. Для того чтобы заряжать аккумуляторы нужен постоянный ток, который получают из переменного с помощью выпрямителей.
Выпрямлять переменный ток нужно с помощью диодов. Диод - это полупроводниковый прибор который пропускает через себя только одну полуволну, смотрите простейшую схему выпрямителя;

В таком подключении диод будет пропускать только положительную полуволну, в результате получиться следующее;

Как видите остались только положительнные полуволны. В принципе таким напряжением уже можно заряжать аккумулятор, но не эффективно, потому как половина полезного напряжения теряется. Более эффективный выпрямитель называется диодный мост.

Диодный мост является "двухполупериодным выпрямителем", то есть он пропускает обе полуволны, но на выходе они получаются одной полярности.

Это самое полное преобразование переменного тока (мост Гретца), и на сегодняшний день это самый эффективный выпрямитель.
Дальнейшее повышение эффективности возможно с повышением колличества фаз.

Вот так выглядит трехфазный переменный ток, при тех же оборотах ротора и при том же колличестве магнитов. Впервые трехфазный генератор предложил еще Н. Тесла, и сегодня это классический вариант.

Обычно обмотки соеденяют двумя способами; "звезда" и "треугольник". Схема "звезда" обеспечивает более высокое напряжение (Вольт), а "треугольник" больший ток (Ампер).
Теперь о трехфазных выпрямителях.

Самый классический вариант - Звезда Ларионова, так же применима и к схеме "треугольник". Есть еще интересные варианты преобразования переменного тока с независимым включением обмоток.

Выпрямитель Миткевича, три полных моста парралельно.

Выпрямитель Миткевича, три полных моста последовательно, позволят получить нескольео большее напряжение.

А это три последовательных удвоителя напряжения. Эта схема актуальна для ветрогенераторов рассчитаных на небольшую нагрузку. Величина тока будет зависеть от емкости конденцаторов.

Более подробно о выпрямителях смотрите тут.

перейти назад в статьи