KR0125277Y1 - 교류발전기의 전압조정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교류발전기에 관한 것으로, 특히 엔진과 연동회전하는 회전자코일(2)과, 상기 회전자코일(2)에 의해 전압이 유기되는 전기자코일(1)과, 상기 회전자코일(2)의 회전수에 따라 회전자코일(2)에 흐르는 전류를 제어하여 상기 전기자코일(1)에 유기되는 전압을 일정하게 유지하는 전압조정기(4)를 구비한 교류발전기에 있어서, 상기 전압조종기(4)와 병렬연결되며 상기 전압조정기(4)에 일정전압이상의 과전압이 유입되면 통전되는 제너다이오드(Do)를 구비하여 과전압 인가시 상기 회전자코일(2) 및 상기 전압조정기(4)를 보호할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

교류발전기의 전압조정장치

제1도는 종래 교류발전기의 전기회로도이고,

제2도는 본 고안에 따른 교류발전기의 전압조정장치의 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전기자코일 2 : 회전자코일

3 : 정류부 4 : 전압조정기

본 고안은 차량용 교류발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리의 과충전으로 인한 회전자코일의 파괴 및 타부하의 파손을 방지하도록 한 교류발전기의 전압조정장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 교류발전기는 도체에 교차하는 자속이 변화하면 전자 유도 작용에 의하여 도체에는 기전력이 유기되는 원리를 이용하여 회전운동에 의하여 코일에 연속적으로 전압이 발생하도록 한 것이다. 이러한 차량용 교류발전기는 엔진과 연동되어 배터리에 전원을 충전시키는 장치로서 회로적인 구성은 제1도에 도시한 바와 같다.

즉 엔진과 연동되어 회전하는 회전자코일(2), 상기 회전자코일(2)의 회전에 의해 3상의 기전력을 발생하는 전기자코일(1), 상기 전기자코일(1)에 유기되는 교류전류를 직류로 변환하는 정류부(3), 상기 정류부(3)의 출력전류를 저장하는 배터리(BAT; 7), 상기 회전자코일(2)에 흐르는 전류를 단속하여 발전기의 출력을 일정하게 유지시키는 전압조정기(4)로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 종래 차량용 교류발전기는, 먼저 시동스위치(6)가 접속되면 엔진이 구동됨에 따라 이와 연동하는 회전자코일(2)이 회전함으로써 전기자코일(1)의 3상코일에 전류가 유기되고, 이러한 전류는 정류부(3)를 통해 직류전원으로 변환되어 배터리(7)에 충전이 이루어지며, 이때 전압조정기(4)에 의해 회전자코일(2)에 흐르는 전류를 단속하여 발전기의 출력전압을 일정하게 유지시켜 배터리(7)에 과전류가 공급되는 현상을 방지토록 되어 있다.

즉, 시동스위치(6)가 접속되면 충전경고등(5)이 점등되고 트랜지스터(Tr2)와 트랜지스터(Tr3)가 온되어 회전자코일(2)에 초기여자전류가 흐른다. 다음에 엔진이 시동하면 회전자코일(2)에 의하여 전기자코일(1)에 전압이 유기되어 발전기의 출력이 발생하여 정류부(3)에 의해 직류전원으로 변환된 전원이 배터리(7)에 충전되게 된다. 충전이 되면 충전경고등(5)은 오프되고 L단자의 전압이 상승하게 되며, L단자의 전압이 높아지면 L단자의 전압을 검출하고 있는 분압저항(Rv)와 (R1)의 접속점인 a점 전압도 높아져서 a점 전압이 제어다이오드(Dz)의 제어전압과 같아지면 제너 다이오드(Dz)가 온되어 트랜지스터(Tr1)이 온되고 트랜지스터(Tr2) 및 (Tr3)는 오프된다. 트랜지스터(Tr2) 및 트랜지스터(Tr3)의 오프에 의해서 회전자코일(2)의 전류가 감소하면 L단자의 전압도 감소하며 다시 제너다이오드(Dz)는 오프되게 되어 트랜지스터(Tr2) 및 트랜지스터(Tr3)은 온이 된다.

따라서, 트랜지스터(Tr1)이 온오프에 의해서 회전자코일의 전류가 제어되며 L단자의 전압도 제어된다.

상기한 바와 같은 동작을 하는 차량용 교류발전기에 있어서, 전압조정기내의 단선에 의하여 또는 타요인에 의하여 발전기로부터 과전압이 유입될 때 배터리는 과충전으로 인하여 손상될 위험이 있고 전압조정기도 과전압의 유입으로 파괴될 것이며, 차량내의 타 전기기기도 파괴의 위험이 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 그 목적은 자동차용 교류발전기의 과전압 발생시 배터리의 광충전으로 인한 파괴 및 회전자코일 및 전압조정기의 파손을 방지할 수 있도록 된 자동차용 교류발전기의 전압조정장치를 제공하는 것이다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 고안에 따른 교류발전기의 전압조정장치는 엔진과 연동회전하는 회전자코일과, 상기 회전자코일에 의해 전압이 유기되는 전기자코일과, 상기 회전코일의 회전수에 따라 회전자코일에 흐르는 전류를 제어하여 상기 전기자코일에 유기되는 전압을 일정하게 유지하는 전압조정기를 구비한 교류발전기에 있어서, 상기 전압조정기와 병렬연결되며 상기 전압조정기에 일정전압이상의 과전압이 유입되면 통전되는 제너다이오드를 구비하여 과전압 인가시 상기 회전자코일 및 상기 전압조정기를 보호할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이하에는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시예에 따른 구성 및 작용효과를 상세하게 설명한다.

일반적으로 교류발전기는 엔진의 회전 속도가 증가됨에 따라 출력이 증대되므로 발전기에서 발생되는 전압을 제어하여 전장품의 각 부품과 발전기 자체를 보호하도록 하여야 한다. 이는 발전기의 전압이 회전자코일에 흐르는 전류와 회전수에 비례하여 변화되므로 회전수가 상승하면 회전자코일의 전류를 적당한 값까지 감소시키고 반대로 회전수가 낮아지면 회전자코일의 전류를 증가시키므로써 발전기의 전압을 일정하게 할 수 있다. 이와 같이 엔진의 회전수 변화에 다라 회전자 코일의 전류를 증감시켜서 발전기의 전압을 제어하도록 한 것이 전압조정기의 원리이다.

제2도는 본 고안에 따른 교류발전기의 전압조정장치를 나타낸 회로도이다. 제2도에 도시한 바와 같이 본 고안에 따른 교류발전기는 먼저 시동스위치(6)가 접속되면 엔진이 구동됨에 따라 이와 연동하는 회전자코일(2)이 회전함으로써 전기자코일(1)의 3상코일에 전류가 유기되고, 이러한 전류는 정류부(3)를 통해 직류전원으로 변환되어 배터리(7)에 충전이 이루어지게 된다. 이때 전압조정기(4)에 의해 회전자코일(2)에 흐르는 전류를 단속하여 발전기의 출력전압을 일정하게 유지시키도록 되어 있다.

상기 정류부(3)는 다수개의 다이오드에 의하여 구성되며 상기 전기자코일(1)에 유기된 교류전압을 정류하여 직류전압으로 변환시키게 된다. 또한, 상기 전압조정기(4)는 교류발전기의 일출력단자인 L단자에 연결된 분압저항(Rv) 및 (R1)과, 상기 분압저항(Rv) 및 (R1)의 접속점인 a점에 제너다이오드(Dz)을 경유하여 베이스단자가 접속된 트랜지스터(Tr1), 상기 트랜지스터(Tr1)의 컬렉터단자에 베이스단자가 접속된 트랜지스터(Tr1)와, 상기 트랜지스터(Tr2)와 병렬연결되며 상기 트랜지스터(Tr2)의 에미터단자가 베이스 단자에 접속된 트랜지스터(Tr3)와, 상기 트랜지스터(Tr2) 및 (Tr3)의 컬렉터단자에 연결된 다이오드(Df)로 구성된다.

또한, 본 고안의 특징부는 상기 분압저항(Rv) 및 (R1)에 병렬연결되어 상기 전압조정기(4)에 과전압이 유입되는 것을 방지하도록 된 제너다이오드(Do)를 구비한 것이다.

상기한 구성을 갖는 교류발전기의 전압조정장치는 시동스위치(6)가 접속되면 충전경고등(5)이 점등되고 트랜지스터(Tr2)와 트랜지스터(Tr3)가 온되어 회전자코일(2)에 초기여자전류가 흐른다. 다음에 엔진이 시동되면 회전자코일(2)의 회전에 의하여 전기자코일(1)에 일정전압이 유기되어 발전기의 출력이 발생하여 정류부(3)에 의해 직류전원으로 변환된 전원이 배터리(7)에 충전되게 된다. 충전이 되면 충전경고등(5)은 오프되고 L단자의 전압이 상승하게 되며, L단자의 전압이 높아지면 L단자의 전압을 검출하고 있는 분압저항(Rv)와 (R1)의 접속점인 a점 전압도 높아져서 a점 전압이 제너다이오드(Dz)의 항복전압(또는 제너전압)과 같아지면 제너다이오드(Dz)가 온되어 트랜지스터(Tr1)이 온되고 트랜지스터(Tr2) 및 (Tr3)는 오프된다. 트랜지스터(Tr2) 및 트랜지스터(Tr3)의 오프에 의해서 회전자코일(2)의 전류가 감소하면 L단자의 전압도 감소하며 다시 제너다이오드(Dz)는 오프되게 되어 트랜지스터(Tr2) 및 트랜지스터(Tr3)은 온이 된다. 따라서, 트랜지스터(Tr1)의 온오프에 의해서 회전자코일의 전류가 제어되며 L단자의 전압도 제어된다.

그러나, 교류발전기로부터 과전압이 유기되면 L단자에 인가되는 전압을 감지하여 분압시키는 분압저항(Rv) 및 (R1)의 양단에 인가되는 전압이 병렬 연결된 과전압 방지용 제너다이오드(Do)의 항복전압보다 큰 값이 되므로 제너다이오드(Do)는 온되어 과전압이 회전자코일(2)에 인가되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 과전압으로 인하여 회전자코일(2) 및 전압조정기(4)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 자동차용 교류발전기의 전압조정장치에 의하여 교류발전기에 발생되는 과전압으로 인해 배터리의 과충전 및 전압조정기의 파손을 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Claims (1)

1. 엔진과 연동회전하는 회전자코일(2)과, 상기 회전자코일(2)에 의해 전압이 유기되는 전기자코일(1)과, 상기 회전자코일(2)의 회전수에 따라 회전자코일(2)에 흐르는 전류를 제어하여 상기 전기자코일(1)에 유기되는 전압을 일정하게 유지하는 전압조정기(4)를 구비한 교류발전기에 있어서, 상기 전압조정기(4)와 병렬연결되며 상기 전압조정기(4)에 일정전압이상의 과전압이 유입되면 통전되는 제너다이오드(Do)를 구비하여 과전압 인가시 상기 회전자코일(2) 및 상기 전압조정기(4)를 보호할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 교류반전기의 전압조정장치.