KR0164479B1

KR0164479B1 - Excitation coil cooling device for ac generator

Info

Publication number: KR0164479B1
Application number: KR1019950017835A
Authority: KR
Inventors: 정용식
Original assignee: 정몽원; 만도기계주식회사
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR970004233A

Abstract

본 발명은 차량용 교류발전기의 여자코일 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to an excitation coil cooling device for an automotive alternator.

본 발명은 한쌍의 전, 후방 브라켓에 의해 밀폐되며 전, 후 베아링에 의해 축지되되 일단부가 상기 전방 브라켓의 외측으로 노출되는 회전축, 상기 회전축에 설치되며 외측에 여자전류를 공급하는 여자코일이 구비된 회전자, 상기 브라켓의 내측에 구비되며 상기 회전자와 인접설치된 고정자, 상기 고정자의 내측에 지지되며 상기 여자코일과 인접 설치되는 비 자성체인 링, 상기 회전축의 일단부에 구비되며 상기 회전축과 함께 회전하며 외부의 공기를 상기 후방 브라켓의 내부로 흡입하여 상기 회전자와 상기 고정자를 냉각하는 팬으로 구성된 교류발전기에 있어서, 상기 링에 구비되며 상기 팬에 의해 흡입된 외부의 공기 일부를 상기 여자코일측을 향해 강제적으로 바이패스시켜 상기 여자코일을 냉각하는 냉각수단이 구비되어 구성된다.The present invention is sealed by a pair of front and rear brackets, and is axially supported by a front and rear bearings, one end of which is exposed to the outside of the front bracket, the rotating shaft is installed on the rotating shaft and provided with an excitation coil for supplying an excitation current to the outside. A rotor, a stator provided inside the bracket and adjacent to the rotor, a ring supported on the inside of the stator and installed adjacent to the excitation coil, and provided at one end of the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft. And an alternator comprising a fan for sucking external air into the rear bracket to cool the rotor and the stator, the ring having a portion of external air sucked by the fan on the excitation coil side. Cooling means for cooling the excitation coil by forcibly bypassed toward the configuration is provided.

본 발명은 교류발전기의 구동시 회전축과 함께 회전하는 팬에 의해 교류발전기의 내부로 흡입되는 외부 공기의 일부를 바이패스시켜 여자코일을 냉각시키므로서 여자코일의 효율이 향상되고 그에 따라 출력을 향상시킬 수 있는 것이다.The present invention is to improve the efficiency of the excitation coil and improve the output accordingly by cooling the excitation coil by bypassing a part of the external air sucked into the inside of the alternator by a fan that rotates with the rotary shaft when the alternator is driven It can be.

Description

Excitation coil cooling device of alternator

제1도는 일반적인 교류발전기의 내부구성도.1 is an internal configuration of a typical alternator.

제2도는 일반적인 교류발전기의 비 자성체 링을 보인 사시도.2 is a perspective view showing a nonmagnetic ring of a typical alternator.

제3도는 본 발명에 따른 교류발전기의 내부 구성도.3 is an internal configuration diagram of an alternator according to the present invention.

제4도는 본 발명에 따른 비 자성체 링을 보인 사시도이다.4 is a perspective view showing a non-magnetic ring in accordance with the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1,1' : 브라켓 1a : 흡입구1,1 ': Bracket 1a: Inlet

1b : 배기구 2,2' : 베아링1b: exhaust port 2,2 ': bearing

3 : 회전축 4 : 회전자3: rotating shaft 4: rotor

5 : 여자코일 6 : 고정자5: female coil 6: stator

7 : 링 8 : 팬7: ring 8: fan

9 : 냉각수단9: cooling means

본 발명은 교류발전기의 여자코일 냉각장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 교류 발전기의 구동시 회전축과 함께 회전하는 팬에 의해 교류발전기의 내부로 흡입되는 외부 공기의 일부를 바이패스시켜 여자코일을 냉각시키므로서 여자코일의 효율이 향상되고 그에 따라 출력을 향상시킬 수 있는 교류발전기의 여자코일 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to an excitation coil cooling device of an alternator, and more particularly, to cool the excitation coil by bypassing a part of external air sucked into the alternator by a fan rotating together with a rotating shaft when the alternator is driven. The present invention relates to an excitation coil cooling device of an alternator which can improve the efficiency of the excitation coil and thereby improve the output.

교류발전기는 차량이 소형선박에 설치되어 이들의 엔진 동력에 따라 회전자가 회전하면서 전압을 유기하는 것으로 이러한 교류발전기는 이미 여러 가지 형태의 것이 다수 제안되고 있다.An alternator generates a voltage while a vehicle is installed in a small ship and the rotor rotates in accordance with their engine power. Many such alternators have already been proposed.

제1도는 일반적인 교류발전기의 일실시예이다.1 is an embodiment of a general alternator.

이에 도시된 바와 같이, 이의 구성을 살펴보면 전후방으로 밀폐구성되며 공기가 흡입, 배기되는 입, 출구(11a)(10a)를 갖는 한쌍의 브라켓(10)(11)내측에는 회전축(20)에 의해 회전자(21)가 축설된다. 상기 회전자(21)의 내측에는 브라켓(11)에 고정된 여자코일(22)이 내설된다. 상기 회전축(20)은 그 전, 후방에서 한쌍의 베아링(30)(31)에 의해 축지된다. 상기 브라켓(10)(11)의 내주면에는 고정자(40)가 고정설치되고 상기 회전자(21)에 회전자는 제2도에 도시된 바와 같은 비 자성체인 링(41)이 설치된다. 또한 상기 브라켓(10)의 외측으로 돌출되는 상기 회전축(20)의 일단부에는 냉각팬(50)과 풀리(60)가 상기 회전축(20)과 함께 회전하도록 축설된다.As shown in the drawing, the configuration thereof is hermetically sealed forward and backward, and the inside of the pair of brackets 10 and 11 having the inlet and outlet 11a and 10a through which air is sucked and exhausted is rotated by the rotating shaft 20. The electrons 21 are stored. An excitation coil 22 fixed to the bracket 11 is installed inside the rotor 21. The rotary shaft 20 is supported by a pair of bearings 30 and 31 at the front and rear thereof. The stator 40 is fixed to the inner circumferential surface of the brackets 10 and 11, and the rotor 41 is provided with a ring 41 which is a nonmagnetic material as shown in FIG. 2. In addition, one end of the rotating shaft 20 protruding to the outside of the bracket 10 is arranged so that the cooling fan 50 and the pulley 60 rotates together with the rotating shaft 20.

상기 풀리(60)는 차량이나 선박의 엔진과 벨트 등에 의해 연결된다.The pulley 60 is connected to the engine and the belt of the vehicle or the ship.

그리고 후방 베아링(31)의 하측과 상측에는 정류기(70)와 전압조정기(80)가 구비된다.The rectifier 70 and the voltage regulator 80 are provided on the lower side and the upper side of the rear bearing 31.

이와같이 구성된 종래 교류발전기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the conventional alternator configured as described above are as follows.

즉 교류발전기가 구동하며 상기 회전축(20)이 회전하면 상기 회전축(20)의 일단부에 구비된 상기 팬(50)이 일체로 회전하며 외부의 공기를 흡입, 배기하며 교류발전기의 구동시 발생하는 내부열을 냉각하게 된다. 더 상세하게는 회전축(20)과 함께 상기 팬(50)이 회전하면서 발생하는 흡입력에 의해 제1도 도면의 일점 화살표와 같이 외부의 공기는 상기 후방 브라켓(11)에 구비된 입구(11a)측을 통하여 흡입된 후 상기 고정자(40)와 상기 회전자(21)측을 냉각한 후 상기 전방 브라켓(10)의 출구(10a)측을 통하여 배기되며 외부의 공기에 의해 교류발전기의 구동시 발생하는 내부열을 냉각하게 된다.That is, when the alternator is driven and the rotary shaft 20 rotates, the fan 50 provided at one end of the rotary shaft 20 rotates integrally, inhales and exhausts external air, and is generated when the alternator is driven. It will cool the internal heat. More specifically, by the suction force generated while the fan 50 rotates together with the rotary shaft 20, the outside air is inlet 11a side of the rear bracket 11 as shown by the one-point arrow in FIG. 1. After the suction through the cooling the stator 40 and the rotor 21 side is exhausted through the outlet (10a) side of the front bracket 10 is generated when driving the alternator by the outside air It will cool the internal heat.

그러나 이와 같은 종래의 교류발전기에서 특히 팬(50)이 구동하며 외부의 공기를 흡입하여 상기 고정자(40)측과 회전자(21)측에서 발생되는 열을 냉각하는 과정에서 흡입되는 외부의 공기는 상기 고정자(40)측과 상기 회전자(21)측을 단순히 스치며 외부로 배기되는 구조로 말미암아 상기 회전자(21) 내측에 설치된 상기 여자코일(22)측은 냉각시킬 수 없었다. 따라서 여자코일(22)은 흡입되는 공기에 의해 충분히 공냉이 이루어지지 않게되어 교류발전기의 구동시 내부에서 발생하는 열을 전도 받아 온도가 상승되었다. 따라서 여자코일측으로 열 전도된 고온에 의해 여자코일에는 저항이 증가되며 여자전류를 충분히 공급하지 못하여 교류발전기의 출력이 저하되는 문제점이 있었다.In the conventional alternator, however, the fan 50 is driven and the outside air sucked in the process of cooling the heat generated from the stator 40 side and the rotor 21 side by sucking the outside air is Due to the structure in which the stator 40 and the rotor 21 are simply rubbed and exhausted to the outside, the excitation coil 22 installed inside the rotor 21 could not be cooled. Therefore, the excitation coil 22 is not sufficiently air-cooled by the air sucked, the temperature is increased by receiving the heat generated from the inside of the alternator when driving. Therefore, the resistance to the excitation coil is increased due to the high temperature heat conduction to the excitation coil side, there is a problem that the output of the alternator is not reduced due to insufficient supply of excitation current.

본 발명은 이러한 종래의 기술결점을 감안하여 창출한 것으로, 교류발전기의 구동시 회전축과 함께 회전하는 팬에 의해 교류발전기의 내부로 흡입되는 외부 공기의 일부를 바이패스시켜 여자코일을 냉각시키므로서 여자코일의 효율이 향상되고 그에 따라 출력을 향상시킬 수 있는 교류발전기의 여자코일 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-mentioned technical drawbacks, and the excitation of the excitation coil by cooling the excitation coil by bypassing a part of the external air sucked into the alternator by a fan rotating together with the rotating shaft when the alternator is driven is achieved. It is an object of the present invention to provide an excitation coil cooling device of an alternator that can improve the efficiency of the coil and thus improve the output.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 한쌍의 전, 후방 브라켓에 의해 밀폐되며 전, 후 베아링에 의해 축지되되 일단부가 상기 전방 브라켓의 외측으로 노출되며 회전자가 감겨진 회전축, 후면 브라켓에 설치되며 여자전류를 공급하는 여자코일, 상기 브라켓의 내측에 구비되며 상기 회전자와 인접설치된 고정자, 상기 여자코일과 대향하는 상기 회전자측에 설치되는 비 자성체인 링, 상기 회전축의 일단부에 구비되며 상기 회전축과 함께 회전하며 외부의 공기를 상기 후방 브라켓의 내부로 흡입하여 상기 회전자와 상기 고정자를 냉각하는 팬으로 구성된 교류발전기에 있어서, 상기 링에 구비되며 상기 팬에 의해 흡입된 외부의 공기 일부를 상기 여자코일측을 향해 강제적으로 바이패스시켜 상기 여자코일을 냉각하는 냉각수단이 구비됨을 특징으로 하는 교류발전기의 여자코일 냉각장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is sealed by a pair of front and rear brackets, and is secured by the front and rear bearings, one end of which is exposed to the outside of the front bracket and the rotor is wound on the rotating shaft, the rear bracket is installed Excitation coil for supplying current, a stator provided inside the bracket and adjacent to the rotor, a ring is a non-magnetic body provided on the rotor side facing the excitation coil, one end of the rotating shaft and the rotating shaft And an alternator comprising a fan that rotates together and sucks external air into the rear bracket to cool the rotor and the stator, wherein the ring includes a portion of external air sucked by the fan. Cooling means for cooling the excitation coil by forcibly bypassed toward the excitation coil side is provided. Women of the alternator which provides a coil cooling system.

이하에서는 이러한 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention for achieving this object will be described in detail.

제3도는 본 발명이 적용된 교류발전기의 내부구성도이고, 제4도는 본 발명에 따른 냉각수단이 설치된 링을 보인 사시도이다.3 is an internal configuration diagram of an alternator to which the present invention is applied, and FIG. 4 is a perspective view showing a ring in which cooling means according to the present invention is installed.

이에 도시된 바와 같이, 교류발전기는 그 외형이 밀폐된 용기형상을 갖는 한쌍의 전, 후방 브라켓(1)(1')에 의해 밀폐된다. 상기 브라켓(1)(1')의 적당한 곳에서 후술하는 공기가 흡입되는 흡입구(1a)와 배기구(1b)가 구비된다. 상기 브라켓(1)(1')의 내측에는 전, 후 베아링(2)(2')이 내설되며 이 베아링(2)(2')의 사이에는 회전축(3)이 축지된다. 상기 회전축(3)의 일단부는 상기 전방 브라켓(1)이 외측으로 노출된다.As shown therein, the alternator is sealed by a pair of front and rear brackets 1 and 1 'having a closed container shape. An inlet port 1a and an exhaust port 1b, into which air described later is sucked in a suitable place of the brackets 1, 1 ', are provided. Inside and outside of the bracket 1, 1 ', there are internal bearings 2 and 2', and a rotating shaft 3 is held between the bearings 2 and 2 '. One end of the rotating shaft 3 is exposed to the front bracket (1) outward.

상기 회전축(3)에는 회전자(4)가 축설되며 상기 회전자(4)의 내측에는 후방 브라켓에 고정되며 여자전류를 공급하는 여자코일(5)이 구비된다. 상기 브라켓(1)(1')의 내측에는 상기 회전자(4)와 인접하도록 고정자(6)가 설치된다. 상기 회전자(4)는 비 자성체인 링(7)에 의해 상기 여자코일(5)과 인접하되게 지지된다.The rotor 4 is installed on the rotating shaft 3, and the inside of the rotor 4 is provided with an excitation coil 5 fixed to the rear bracket and supplying an excitation current. The stator 6 is installed inside the bracket 1 and 1 ′ so as to be adjacent to the rotor 4. The rotor 4 is supported adjacent to the excitation coil 5 by a ring 7 which is a nonmagnetic material.

또한 상기 회전축(3)의 일단부에는 상기 회전축(3)과 함께 회전하며 외부의 공기를 상기 후방 브라켓(1')의 흡입구(1a)를 통하여 상기 전방 브라켓(1)의 배기구(1b)를 통하여 배기시키며 교류발전기의 구동시 발생하는 내부열을 냉각하는 팬(8)이 구비되는데 이들 구성은 일반적인 교류발전기의 구성과 대동소이하다. 다만 본 발명에서의 특징부는 상기 링(7)에는 상기 팬(8)에 의해 흡입된 외부의 공기 일부를 상기 여자코일(5)측을 향해 강제적으로 바이패스시켜 상기 여자코일을 냉각하는 냉각수단(9)이 구비된다는 점이다.In addition, one end of the rotary shaft (3) rotates together with the rotary shaft (3) and the outside air through the inlet (1a) of the front bracket (1) through the inlet (1a) of the rear bracket (1 '). A fan 8 for exhausting and cooling internal heat generated when the alternator is driven is provided, which is similar to that of a general alternator. However, in the present invention, the ring 7 has a cooling means for cooling the excitation coil by forcibly bypassing a part of external air sucked by the fan 8 toward the excitation coil 5 side ( 9) is provided.

상기 냉각수단은 상기 링(7)이 내주면에 구비되며 상기 후방 브라켓(1')의 상기 흡입구(1a)를 통해 내부로 흡입된 외부의 공기를 상기 여자코일(5)측으로 바이패스되도록 안내하는 다수의 익편으로 구성된다. 상기 익편은 상기 링(7)의 내주면에 방사상으로 구비된다.The cooling means has a plurality of the ring (7) is provided on the inner circumferential surface and guides the outside air sucked into the interior through the inlet (1a) of the rear bracket (1 ') to be bypassed to the excitation coil (5) side. It consists of a wing. The blade piece is provided radially on the inner circumferential surface of the ring 7.

바람직하게는 상기 익편은 소정의 높이를 가지며 반경방향을 향해 즉 상기 여자코일을 향해 소정각도 경사지게 설치함이 바람직하다.Preferably, the blade piece has a predetermined height and is installed to be inclined at a predetermined angle in the radial direction, that is, toward the excitation coil.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작에 대해 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described.

처음 교류발전기가 구동하며 상기 회전축(3)이 회전하면 상기 회전축(3)의 일단부에 구비된 상기 팬(8)이 일체로 회전하며 외부의 공기를 흡입, 배기하며 교류발전기의 구동시 발생하는 내부열을 종래와 동일하게 냉각하게 된다. 더 상세하게는 회전축(3)과 함께 상기 팬(8)이 회전하면서 발생하는 흡입력에 의해 외부의 공기를 흡입하면 상기 후방 브라켓(1')에 구비된 흡입구(1a)를 통하여 흡입된 후 상기 전방 브라켓(1)에 형성된 상기 배기구(1b)를 통하여 종래와 동일하게 배기되는 과정에서 고정자(6)와 상기 회전자(4)측을 냉각한다. 그러나 이때 상기 회전자(4)와 상기 고정자(6)측으로 유입된 외부의 공기는 상기 링(7)의 내측에 구비된 상기 냉각수단(9)에 의해 상기 여자코일(5)측으로 바이패스된다. 즉 상기 여자코일(5)측을 향해 경사지게 형성된 다수의 익편에 의해 상기 회전자(4)와 상기 고정자(6)측으로 유입된 공기의 일부는 상기 여자코일(5)측으로 송풍된다.When the alternator is driven for the first time and the rotary shaft 3 rotates, the fan 8 provided at one end of the rotary shaft 3 rotates integrally, and sucks and exhausts external air, which is generated when the alternator is driven. The internal heat is cooled as in the prior art. More specifically, when the outside air is sucked by the suction force generated while the fan 8 rotates together with the rotary shaft 3, the front is sucked through the suction port 1a provided in the rear bracket 1 'and then the front Through the exhaust port 1b formed in the bracket 1, the stator 6 and the rotor 4 side are cooled in the process of being exhausted in the same manner as in the prior art. However, at this time, the outside air introduced into the rotor 4 and the stator 6 is bypassed to the excitation coil 5 side by the cooling means 9 provided inside the ring 7. That is, a part of the air introduced into the rotor 4 and the stator 6 by the plurality of blade pieces inclined toward the excitation coil 5 side is blown to the excitation coil 5 side.

따라서 여자코일을 냉각하게 된다.Therefore, the excitation coil is cooled.

이와같은 구성의 본 발명은 종래와 같이 외부에서 흡입된 공기가 고정자와 회전자측으로 단순히 스치고 지나가는 구조에 따라 여자코일이 충분히 냉각되지 않고 또 교류발전기의 구동시 내부에서 발생되는 열의 전도에 의해 고온으로 가열된 여자코일에 저항이 증가되어 여자전류를 충분히 공급하지 못하여 교류발전기의 출력이 저하되었던 문제점은 해결된다.According to the present invention, the excitation coil is not sufficiently cooled according to the structure in which the air sucked from the outside simply passes through to the stator and the rotor as in the prior art, and the high temperature is caused by conduction of heat generated inside the AC generator. The problem is that the output of the alternator is reduced because the resistance of the heated excitation coil is increased and insufficient excitation current is supplied.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 교류발전기의 구동시 회전축과 함께 회전하는 팬에 의해 교류발전기의 내부로 흡입되는 외부공기의 일부를 바이패스시켜 여자코일을 냉각시키므로서 여자코일의 효율이 향상되고 그에 따라 출력을 향상시킬 수 있는 등의 특징이 있다.As described in detail above, the present invention improves the efficiency of the excitation coil by cooling a excitation coil by bypassing a part of the external air sucked into the alternator by a fan that rotates together with the rotating shaft when the alternator is driven. And accordingly, the output can be improved.

Claims

It is sealed by a pair of front and rear brackets, and is supported by the front and rear bearings, one end of which is exposed to the outside of the front bracket, a rotating shaft on which the rotor is wound, an excitation coil installed on the rear bracket and supplying an excitation current, the bracket A stator disposed inside the rotor and adjacent to the rotor, a ring formed on the rotor side opposite to the excitation coil, and provided at one end of the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft to receive external air. In an alternator comprising a fan that sucks into the rear bracket and cools the rotor and the stator, a portion of external air provided in the ring and sucked by the fan is forcibly bypassed toward the excitation coil side. Cooling coil of the AC generator, characterized in that the cooling means for cooling the excitation coil Value.

The excitation of the alternator according to claim 1, wherein the cooling means is provided on an inner circumferential surface of the ring and has a plurality of blades radially provided to guide the outside air sucked through the rear bracket to the excitation coil side. Coil chiller.

3. The excitation coil cooling apparatus of an alternator according to claim 2, wherein the blade piece has a predetermined height and is inclined at a predetermined angle in a radial direction.