汽车电气设备检修与技术详解：三相桥式整流过程

定子绕组中所感应出的交流电，要靠硅二极管组成的整流器改变为直流电。可见硅二极管是交流发电机的关键元件。

硅二极管具有单方向导电的特性，当二极管外加电压为正向电压时（即二极管的正极电位高于负极电位），二极管呈低电阻，处于导通状态；而当外加电压为反向电压（即正极电位低于负极电位时），二极管呈高电阻，处于截止状态。利用硅二极管的这种单方向导电的特性，就可组成各种型式的整流电路，把交流电变为直流电。

在交流发电机中，六只硅二极管组成了三相桥式全波整流电路，如图2-27a所示。

1）在三相桥式整流电路中，三个正极二极管VD₁、VD₃、VD₅的负极连接在一起，正极分别接三相绕组的首端，在三相交流电正半周期内导通，在某一瞬间，正极电位最高的二极管导通。

2）而三个负极二极管VD₂、VD₄、VD₆其正极连接在一起，负极分别接发电机三相绕组的首端，在某一瞬间，负极电位最低的二极管导通。

3）同时导通的二极管有两个，即正负二极管各一个。同时导通的二极管总是将发电机的线电压加在负载R的两端。

根据上述原则，其整流过程如下：

在t=0时，u_A=0，u_B为负值，u_C为正值，则二极管VD₅、VD₄处于正向电压作用下而导通。电流从C相出发，经VD₅、负载、VD₄回到B相构成回路。由于二极管内阻很小，所以此时B、C之间的线电压都加在负载上。

在t₁～t₂时间内，A相电压最高，而B相电压最低，VD₁、VD₄处于正向电压而导通，A、B之间的线电压加在负载上。

在t₂～t₃时间内，A相电压仍最高，而C相电压变为最低，VD₁、VD₆导通，A、C之间的线电压加在负载上。

图2-27 三相桥式整流电路中的电压、电流波形

a）电路 b）三相交流电动势 c）整流后的直流输出电压

在t₃～t₄时间内，VD₃、VD₆导通。

依此下去，周而复始，在负载上得到一个比较平稳的直流脉动电压，一个周期内有六个纹波，其电压波形如图2-27c所示。

综上所述可得到以下结论：

①三相桥式全波整流电路能将三相交流电变成较平稳的直流电，整流效率高质量好。

②经整流后的直流电压即是硅整流发电机的直流输出电压，数值为三相交流电线电压的1.35倍，即(www.xing528.com)

U=1.35U_L=2.34U_Φ

式中 U_L——线电压的有效值；

U_Φ——相电压的有效值；

③由于三相桥式整流电路中，在交流电的每一个周期内，每只二极管只有1/3时间导通，所以每只二极管的平均电流I_D为负载电流I的1/3，即

④每只二极管所承受的最高反向电压U_DRM为线电压的最大值，即

⑤当交流发电机三相定子绕组采用联结时，三相绕组三个末端的公共接点，称为三相绕组的中性点（N），中性点对发电机的搭铁端是有电压的，称为中性点电压，它是通过三个负极二极管整流（即三相半波整流）后得到的直流电压，故该点的平均电压等于交流发电机直流输出电压的一半，即

式中 U_N——中性点电压；

U——发电机直流输出电压。

因此，有些交流发电机用导线将中性点引出，如图2-28所示，其在发电机上的接线柱标记为“N”。通常用来控制各种用途的继电器，如磁场继电器、充电指示继电器、起动继电器等。

从三相绕组的任意一端引出的引线均称为P点，分别称为P₁、P₂、P₃，从中性点引出的一点也称为P，其每一点的平均电压均等于交流发电机直流输出电压的一半，即，因为它们都是通过三个负极二极管整流后得到的直流电压，有的发电机外接线柱的中性点标注为P。

图2-28 带中性点接线柱的交流发电机