KR100398342B1 - Alternator of automobile - Google Patents
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Abstract
본 발명의 차량용 교류 발전기는 플라이 휠과 함께 회전되는 로터와 상기 플라이 휠 하우징의 내측면에 부착되어 상기 로터를 향해 복수개의 철심이 돌출된 로터 하우징과 상기 로터 하우징의 일측면에서 돌출된 철심에 감겨져 축전지로부터 전류를 공급받으면 철심을 자화시키는 필드 코일과 상기 로터 하우징의 타측면에 돌출된 철심에 Y결선 방법을 감겨진 스테이터 코일로 구성되므로 설치 공간상의 제약없이 용량을 크게 할 수 있다.The automotive alternator of the present invention is attached to a rotor that rotates together with a flywheel and an inner surface of the flywheel housing and wound around a rotor housing having a plurality of iron cores protruding toward the rotor and an iron core protruding from one side of the rotor housing. When the electric current is supplied from the battery, the field coil magnetizes the iron core and the stator coil wound by the Y-wire method on the iron core protruding from the other side of the rotor housing, so that the capacity can be increased without restriction on the installation space.
Description
본 발명은 차량용 발전기에 관한 것으로서, 특히 사용자의 요구에 따라 차실내의 편의 시설은 추가되어지면서 엔진은 콤팩트화되어 가는 추세에 맞추어 소형이면서도 고출력의 전력을 공급할 수 있는 차량용 발전기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle generator, and more particularly, to a vehicle generator capable of supplying small and high output power in accordance with a trend of compacting an engine while adding convenience facilities in a vehicle according to a user's request.
일반적으로 자동차에는 엔진의 기동장치나 점화장치의 전장품을 비롯하여 램프류, 에어컨 장치 등 많은 전기장치가 있으며, 이러한 전기 장치에 전력을 공급하는 전원으로 축전지와 발전기가 있다.In general, automobiles have many electric devices such as lamps and air conditioners, as well as electric starting devices for engines or ignition devices, and storage batteries and generators as power sources for supplying these electric devices.
여기서, 발전기는 원래 직류식이었으나 1970년대에 다이오드를 이용한 소형의 교류 발전기가 개발되어 보급되면서 보편화되었다.Here, the generator was originally a direct current type, but in the 1970s, a small alternator using a diode was developed and popularized.
이와 같은 교류 발전기는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진 블록 일측에 부착되는 플랜지가 형성된 브라켓(100)에 의해 지지되고 엔진의 구동력을 전달받아 회전되는 샤프트(102)와, 상기 브라켓(100)의 내측면에서 돌출되어 자력선 통로의 역할을 하는 계자 철심(미도시)에 원형으로 감겨져 상기 계자 철심을 통해 들어온 축전지의 전류로 자기장을 형성시키는 필드 코일(104)과, 상기 샤프트(102)의 중심부 외주에 고정 결합되어 상기 필드 코일(104)에 의해 자기장이 발생되면 자화되는 로터(106)와, 상기 로터(106)의 외주에 형성되어 상기 로터(106)가 회전되면서 자기장을 변화시켜 발생된 유도 기전력을 외측으로 출력하는 스테이터(108) 등으로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the alternator is supported by a flanged bracket 100 attached to one side of the engine block, and rotates by receiving a driving force of the engine, and the inside of the bracket 100. Field coils 104 which are wound in a circle on a field iron core (not shown) protruding from the side to serve as a magnetic line passage, and form a magnetic field by a current of a storage battery introduced through the field iron core, and the outer periphery of the central portion of the shaft 102. When the magnetic field is generated by the field coil 104 is fixedly coupled to the rotor 106 is formed on the outer periphery of the rotor 106, the rotor 106 is rotated to change the magnetic field generated by the induced electromotive force And a stator 108 for outputting to the outside.
여기서, 상기 샤프트(102)는 베어링(101)에 의해 상기 브라켓(100) 내에서 회전 가능하게 지지되고, 상기 브라켓(100) 외측으로 돌출된 일단에 풀리(110)가 고정 결합되어 있다.Here, the shaft 102 is rotatably supported in the bracket 100 by the bearing 101, the pulley 110 is fixedly coupled to one end protruding to the outside of the bracket (100).
상기 풀리(110)는 엔진의 크랭크샤프트의 풀리와 벨트로 연결되어 엔진의 연소로 인해 회전되는 크랭크 샤프트의 회전력을 상기 벨트를 통해 전달받아 상기 샤프트(102)를 회전시킨다.The pulley 110 is connected to the pulley and the belt of the crankshaft of the engine receives the rotational force of the crankshaft rotated by the combustion of the engine through the belt to rotate the shaft (102).
그리고, 상기 풀리(110)와 브라켓(100) 사이의 샤프트(102)에는 냉각팬이 고정 결합되어 있어 외부의 공기를 로터(106)와 스테이터(108) 사이의 공간을 통해 냉각팬 측으로 유입한 다음, 원심력에 의해 다시 외부로 방출시키면서 냉각작용을 한다.In addition, a cooling fan is fixedly coupled to the shaft 102 between the pulley 110 and the bracket 100 so that external air flows into the cooling fan through a space between the rotor 106 and the stator 108. By cooling, it is released to the outside by centrifugal force.
다음, 상기 스테이터(108)는 상기 브라켓(100)의 내측면에 고정된 원통형의 스테이터 코어(107)와, 상기 스테이터 코어(107)의 내측면에 축방향으로 길게 형성되고 둘레방향으로 일정간격을 유지하며 형성된 복수개의 홈에 끼워 넣어져 Y결선 방법으로 연결되어 3상 교류를 발생시키는 스테이터 코일(109)로 구성된다.Next, the stator 108 is formed in the cylindrical stator core 107 is fixed to the inner surface of the bracket 100, the inner side of the stator core 107 in the axial direction long and a predetermined interval in the circumferential direction It is composed of a stator coil 109 is inserted into a plurality of grooves to be maintained and connected by the Y connection method to generate three-phase alternating current.
여기서, 상기 스테이터 코어(107)는 자기장의 손실을 적게 하기 위해 얇은 규소 강판을 여러장 겹쳐서 만들어진다.Here, the stator core 107 is made by stacking a plurality of thin silicon steel sheet in order to reduce the loss of the magnetic field.
상기 스테이터 코일(109)은 3개의 코일이 각 일단은 한 곳에서 모아져 상호 연결되고 각 타단은 상기 3상 교류를 직류로 바꾸어 외부에 출력하는 다이오드(미도시)와 각각 연결된다.The stator coil 109 has three coils, one end of which is collected and connected to each other, and the other end of the stator coil 109 is connected to a diode (not shown) which converts the three-phase alternating current into DC and outputs it to the outside.
또한, 상기 축전지로부터 필드 코일(104)로 전류를 공급하는 통로에는 발전기에서 발생되는 전압을 일정하게 되도록 조정하는 레귤레이터(미도시)가 설치되어 있다.In addition, a regulator (not shown) is provided in the passage for supplying current from the storage battery to the field coil 104 to adjust the voltage generated by the generator to be constant.
상기와 같은 레귤레이터는 엔진의 회전속도가 증가되어 발생 전압이 규정값보다 높아지며 필드 코일(104)로 전달되는 전류가 저항을 통하여 흐르므로 발생 전압이 낮게 되고, 발생 전압이 규정보다 낮아지면 필드 코일(104)로 흐르는 전류가 저항을 피하여 흐르도록 하여 발생전압이 정상으로 회복되도록 한다.In the regulator as described above, since the rotation speed of the engine is increased, the generated voltage is higher than the prescribed value, and the current generated by the field coil 104 flows through the resistor, so the generated voltage is low. The current flowing to 104 flows to avoid the resistance so that the generated voltage is restored to normal.
이와 같은 차량용 발전기는 축전지로부터 계자 철심을 통해 필드 코일(104)에 전류가 흐르면 로터(106)에 자기장이 형성된다.In such a vehicle generator, a magnetic field is formed in the rotor 106 when a current flows in the field coil 104 through the field iron core from the battery.
이 때, 엔진이 시동되어 샤프트(102)와 함께 로터(106)가 회전되기 시작하면 스테이터 코일(109) 주위의 자기장이 변화되면서 유도 기전력이 발생되어 발전작용이 일어난다.At this time, when the engine is started and the rotor 106 starts to rotate together with the shaft 102, the magnetic field around the stator coil 109 is changed, so that induced electromotive force is generated to generate power.
따라서, 상기 스테이터 코일(109)에는 3상 교류가 발생하고, 이 3상 교류는 다이오드에 의해 전파 정류되어 외부 전기장품에 전력을 공급한다.Therefore, three-phase alternating current is generated in the stator coil 109, and the three-phase alternating current is full-wave rectified by a diode to supply power to an external electric appliance.
여기서, 엔진의 회전 속도가 점차 높아지면 레귤레이터에 의해 축전지에서 필드 코일로 흐르는 전류가 단속되어 발전기에서 출력되는 전압이 일정값을 유지하게 된다.Here, when the rotation speed of the engine gradually increases, the current flowing from the storage battery to the field coil is interrupted by the regulator, and the voltage output from the generator maintains a constant value.
그러나, 종래 기술에 따른 차량용 교류 발전기는 사용자의 요구에 따라 차실 내에 핸즈프리, TV, PC 기능등의 편의 시설이 점차 늘어나면서 발전기의 용량 증대가 요구되는데, 엔진 주변의 레이 아웃(lay out)상 발전기의 크기를 증대할 수 없으므로 차량에 충분한 전력을 공급할 수 없는 문제점이 있다.However, the vehicle alternator according to the prior art is required to increase the capacity of the generator as the convenience facilities such as hands-free, TV, PC functions in the cabin gradually increases according to the user's request, the generator on the layout (lay out) around the engine There is a problem that can not increase the size of the enough power supply to the vehicle.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,레이 아웃상 제약없이 고 출력의 에너지를 차량내 전기 장치에 공급할 수 있는 차량용 교류 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a vehicle alternator capable of supplying a high output energy to the in-vehicle electric devices without the constraints on the layout.
도 1은 종래 기술에 따른 차량용 교류 발전기의 단면도,1 is a cross-sectional view of a vehicle alternator according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 교류 발전기가 도시된 단면도,2 is a cross-sectional view showing a vehicle alternator according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 로터가 부착된 플라이 휠의 부분 단면도,3 is a partial cross-sectional view of a flywheel with a rotor according to the present invention;
도 4는 도 2의 'A-A' 방향의 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along the line 'A-A' of FIG.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
4 : 플라이 휠 6 : 플라이 휠 하우징4: flywheel 6: flywheel housing
12 : 로터 14, 16 : 철심12: rotor 14, 16: iron core
15 : 로터 하우징 18 : 필드 코일15 rotor housing 18 field coil
20 : 스테이터 코일20: Stator Coil
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 교류 발전기는 엔진의 크랭크 샤프트에 회전 관성력을 부여하는 플라이 휠의 외주면에 환형으로 부착되어 함께 회전되는 로터와, 상기 플라이 휠을 보호하는 하우징의 내측면에 부착되어 상기 로터를 둘러싸고 있으며 상기 로터를 중심으로 서로 대향되고 있는 양 측면에서 상기 로터를 향해 복수개의 철심이 돌출된 로터 하우징과, 상기 로터 하우징의 일측면에서 돌출된 철심에 감겨져 축전지로부터 전류를 공급받으면 철심을 자화시키는 필드 코일과, 상기 로터 하우징의 타측면에 돌출된 철심에 감겨져 상기 필드 코일에 의해 형성된 자장이 로터의 회전에 의해 변화되어 발생된 유도기전력을 외부로 출력하는 스테이터 코일을 포함하여 구성된다.Vehicle alternator according to the present invention for solving the above problems is attached to the outer circumferential surface of the flywheel for providing a rotational inertia force to the crankshaft of the engine annularly rotated and rotated together, the inner surface of the housing for protecting the flywheel A rotor housing protruded from one side of the rotor housing and a rotor housing protruding from the rotor housing, the rotor housing protruding toward the rotor from both sides of the rotor and facing each other about the rotor. A field coil which magnetizes the iron core when supplied, and a stator coil wound around the iron core protruding from the other side of the rotor housing to output the induced electromotive force generated by the rotation of the rotor to the outside. It is configured by.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 교류 발전기가 도시된 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 로터가 부착된 플라이 휠의 부분 단면도이고, 도 4는 도 2의 'A-A' 방향의 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view of the vehicle alternator according to the present invention, Figure 3 is a partial cross-sectional view of the fly wheel with a rotor according to the invention, Figure 4 is a cross-sectional view of the 'A-A' direction of FIG.
상기 본 발명에 따른 차량용 교류 발전기는 도 2에 도시된 바와 같이 엔진의 크랭크 샤프트(2)에 회전 관성력을 부여하는 플라이 휠(4)의 외주면에 환형으로 부착되어 함께 회전되는 로터(12)와, 상기 플라이 휠(4)을 보호하는 하우징(6)의 내측면에 부착되어 상기 로터(12)를 둘러싸고 있으며 상기 로터(12)를 중심으로 서로 대향되고 있는 양 측면에서 상기 로터(12)를 향해 복수개의 철심(14, 16)이 돌출된 로터 하우징(15)과, 상기 로터 하우징(15)의 일측면에서 돌출된 철심(14)에 감겨져 축전지로부터 전류를 공급받으면 철심(14)을 자화시키는 필드 코일(18)과, 상기 로터 하우징(15)의 타측면에 돌출된 철심(16)에 감겨져 상기 필드 코일(18)에 의해 형성된 자장이 로터(12)의 회전에 의해 변화되어 발생된 유도기전력을 외부로 출력하는 스테이터 코일(20)을 포함하여 구성된다.The alternator for a vehicle according to the present invention includes a rotor 12 that is annularly attached to the outer circumferential surface of the flywheel 4 that imparts rotational inertia force to the crankshaft 2 of the engine, as shown in FIG. Attached to an inner surface of the housing 6 that protects the flywheel 4, the rotor 12 is enclosed and a plurality of the rotor 12 toward the rotor 12 from both sides facing each other about the rotor 12. A field coil wound around the rotor housing 15 protruding from the four iron cores 14 and 16 and the iron core 14 protruding from one side of the rotor housing 15 to magnetize the iron core 14 when current is supplied from the battery. 18 and the magnetic field generated by the field coil 18 wound around the iron core 16 protruding from the other side of the rotor housing 15 to change the induced electromotive force generated by the rotation of the rotor 12. Including the stator coil 20 to output to It is sex.
여기서, 상기 로터(12)는 외주면에 원주 방향으로 일정 간격을 유지하며 복수개의 홈(12a)이 형성되어 있어 상기 필드 코일(18)이 감겨져 있는 철심(14) 주위에 자장이 형성되면 상기 플라이 휠(4)과 함께 회전되면서 상기 자장을 변화시킨다.Here, the rotor 12 has a plurality of grooves 12a formed in the circumferential direction at a circumferential direction on the outer circumferential surface thereof, and when the magnetic field is formed around the iron core 14 on which the field coil 18 is wound, the flywheel Rotate with (4) to change the magnetic field.
상기 로터 하우징(15)은 반단면이 '∩'형으로 형성되어 고정되어 있는 상기 플라이 휠 하우징(6)의 내측면에 고정되어 있으며, 절곡된 양측면에서 돌출되어 있는 복수개의 철심(14, 16)은 상기 로터 하우징(15)의 각 일측면에 원주방향으로 일정간격을 유지하고 있다.The rotor housing 15 is fixed to an inner side surface of the flywheel housing 6 in which a half section is formed and fixed in a '∩' shape, and a plurality of iron cores 14 and 16 protruding from both bent sides. Maintains a constant interval in the circumferential direction on each side of the rotor housing (15).
그리고, 도면에서 보아 로터 하우징(15)의 좌측면에서 돌출되어 있는 철심(14)에는 전류를 공급받는 필드 코일(18)이 각각의 철심(14)에 원형으로 감겨져 있고, 로터 하우징(15)의 우측면에서 돌출된 복수개의 철심(16)에는 스테이터 코일(20)이 Y결선 방법으로 감겨져 있다.In the drawing, in the iron core 14 protruding from the left side of the rotor housing 15, a field coil 18 receiving electric current is wound in a circular shape around each iron core 14, and the rotor housing 15 The stator coils 20 are wound around the plurality of iron cores 16 protruding from the right side by the Y connection method.
여기서, 상기 필드 코일(18)은 축전지로부터 전류를 공급받아 철심(14)을 자화시키고, 상기 스테이터 코일(20)은 도 4에 도시된 바와 같이 3개의 코일 각 일단이 한 점에 접속하고 타단은 각각 전류를 한 방향으로만 흐르게 하는 다이오드(미도시)와 연결되어 있다.Here, the field coil 18 is supplied with a current from the battery to magnetize the iron core 14, the stator coil 20 is connected to one end of each of the three coils as shown in FIG. Each is connected to a diode (not shown) that allows current to flow in only one direction.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 점화 스위치(미도시)가 연결되면 축전지로부터 필드 코일(18)에 전류가 공급되고, 상기 필드 코일(18)에 흐르는 전류로 인해 철심(14)이 자화되어 주위에 자장을 형성한다.First, when an ignition switch (not shown) is connected, a current is supplied from the battery to the field coil 18, and the iron core 14 is magnetized by the current flowing through the field coil 18 to form a magnetic field around it.
그리고, 엔진이 시동되어 크랭크 샤프트(2)의 회전과 함께 플라이 휠(4)이 회전되면 로터(12)도 같이 회전되면 상기 자장이 변화되어 스테이터 코일(20)에 3상 교류가 발생된다.When the flywheel 4 is rotated together with the rotation of the crankshaft 2 when the engine is started, the magnetic field is changed when the rotor 12 is also rotated so that three-phase alternating current is generated in the stator coil 20.
이와 같이 발생된 3상 교류는 각 코일의 타단과 연결된 다이오드에 정파 정류되어 각 전기 장치에 전력을 공급하게 된다.The three-phase alternating current generated as described above is rectified by rectifying the diode connected to the other end of each coil to supply power to each electric device.
여기서, 발전기의 용량은 필드 코일 및 스테이터 코일의 감기는 수, 필드 코일이 감기는 철심의 크기 등에 의해 결정되는데 본 발명에서는 각 요소들이 장착 크기에 구애를 받지 않으므로 설치 공간상의 제약없이 발전기의 용량을 크게 할 수 있다.Here, the capacity of the generator is determined by the number of winding of the field coil and the stator coil, the size of the iron core wound around the field coil, etc. In the present invention, since each element is not limited to the mounting size, the capacity of the generator is not limited by the installation space. I can make it big.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 차량용 교류 발전기는 플라이 휠과 함께 회전되는 로터와 상기 플라이 휠 하우징의 내측면에 부착되어 상기 로터를 향해 복수개의 철심이 돌출된 로터 하우징과 상기 로터 하우징의 일측면에서 돌출된 철심에 감겨져 축전지로부터 전류를 공급받으면 철심을 자화시키는 필드 코일과 상기 로터 하우징의 타측면에 돌출된 철심에 Y결선 방법으로 감겨진 스테이터 코일로 구성되므로 설치 공간상의 제약없이 용량을 크게 할 수 있는 이점이 있다.Vehicle alternator of the present invention configured as described above is attached to the rotor and the inner surface of the flywheel housing which is rotated with the flywheel in a rotor housing and a plurality of iron cores protruding toward the rotor in one side of the rotor housing It is composed of a field coil that magnetizes the iron core when it is wound on the protruding iron core and receives current from the battery, and a stator coil wound by the Y connection method on the iron core that protrudes on the other side of the rotor housing. There is an advantage to that.
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| Publication number | Publication date |
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| KR20030025532A (en) | 2003-03-29 |
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