KR100573438B1 - 차량용 교류발전기 - Google Patents

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KR100573438B1
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Abstract

본 발명은, 정류장치의 온도를 감소시키고, 제조비용을 감소시키며, 고전압 노이즈를 방지할 수 있는 차량용 교류발전기를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 정류장치(5)는 3상 권선(33X, 33Y, 33Z)으로 구성된 고정자 권선(33)에 연결된다. 정류장치(5)는 양극 반파 정류기를 구성하는 3개의 양극측 다이오드(54x, 54y, 54z) 및 음극 반파 정류기를 구성하는 4개의 음극측 다이오드(55x, 55y1, 55y2, 55z)를 구비한다. 다이오드(55y1, 55y2)는 병렬연결되고, 제너 다이오드가 이용된다.
차량용교류발전기, 정류장치, 3상권선, 양극측다이오드, 음극측다이오드, 제너 다이오드, 고전압 노이즈

Description

차량용 교류발전기{AC generator for vehicle}
도1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 교류발전기의 전체구성을 도시한 단면도.
도2는 정류장치를 상세히 도시한 평면도.
도3은 정류장치의 회로도.
도4는 병렬연결된 두개의 다이오드에 고전압이 가해진 경우의 정류장치의 동작도.
도5는 정류장치의 위치를 도시한 개략도.
도6은 히트싱크의 판의 컷팅방식을 도시한 도면.
도7은 이전 실시예로부터 다른 위치에 연결된 병렬연결된 다이오드를 갖는 변형된 정류장치의 회로도.
도8은 병렬연결된 다이오드가 다른 위치에 연결될 수 있는 변형된 정류장치의 평면도.
도9는 고전압이 정류장치에 가해질 경우, 병렬연결된 다이오드 중 하나에 제너 다이오드를 구비한 정류장치의 동작을 도시한 회로도.
도10은 변형된 고정자 권선의 회로도.
도11은 종래의 차량용 교류발전기의 정류장치의 회로도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 차량용 교류발전기 2: 회전자
3: 고정자 4: 브러시 장치
5: 정류장치 6: IC 레귤레이터
7: 구동 프레임 8: 후방 프레임
9: 풀리 10: 후방 커버
52: 양극측 히트싱크 53: 음극측 히트싱크
54: 양극측 다이오드 55: 음극측 다이오드
본 발명은 차량 등에 탑재되는 차량용 교류발전기(AC generator)에 관한 것이다.
차량용 교류발전기는 배터리를 충전시키기 위하여 엔진에 의하여 공급되는 동력으로 전력을 발생시키고, 엔진의 점화, 조명 및 각종 전기부속품들의 동작을 위한 전력을 공급한다. 시장경쟁력면에서, 상기 교류발전기의 소형화, 경량화, 고출력화 및 비용절감은 매우 중요한 과제이다.
최근, 각종 법규제 및 보다 고급화된 차량에 대한 시장 요구에 대응하기 위하여 각종 전기부속품들이 설치되어 왔다. 따라서, 차량의 소비전력은 증가되고, 상기 교류발전기에 의한 발열량도 증가되어, 각종 부품의 온도는 매우 높아진다. 또한, 각종 전기부속품들이 증가됨에 따라, 엔진실의 집적도(degree of accumulation)를 증가시키게 되어, 그 결과 엔진실의 온도도 증가하게 된다. 그러므로, 온도저감은 매우 중요한 문제이다.
특히, 다른 부속품들 가까이에 위치되는 정류장치는, 상기 교류발전기에 의하여 많은 전류가 공급됨에 따라 많은 열을 발생시키고, 다른 부속품들로부터의 열방사에 의하여 영향을 받기 때문에, 그 정류장치의 온도는 다른 부속품들보다 높게 된다. 따라서, 상기 정류장치의 온도를 감소시키는 것은 보다 중요한 과제이다.
최근, 차량에는 ECU(Engine Control Unit:엔진제어장치)를 포함하는 다양한 전자제어장치가 장착된다. 이러한 차량에서, 교류발전기의 출력선의 단선 또는 전기부하의 갑작스런 차단으로 인하여 교류발전기에 의하여 고전압 노이즈(high voltage noise)가 발생될 경우, 상기 ECU 또는 다른 장치들은 동작하지 않을 수 있다. 따라서, 이와 같은 고전압 노이즈를 억제할 필요가 있다.
다음은 정류장치를 냉각하는 공지의 종래기술(종래기술1)로서, 정류장치가 열전달 방식으로 냉각될 수 있도록 상기 정류장치의 음극측 히트싱크(negative pole side heat sink)는 발전기 하우징과 접촉되고, 양극측(positive pole side) 히트싱크는 절연부재를 통해 금속커버와 접촉된다.
또한, 다음은 정류장치를 냉각하는 공지의 다른 실시예에 따른 종래기술(종 래기술2)로서, 음극측 정류소자는 히트싱크에 고정되지 않고, 정류소자에 의해 발생된 열이 하우징으로 직접 전달되도록 하우징의 구멍으로 직접 압입된다.
고전압 노이즈를 억제하는 공지의 종래기술(종래기술3)로서, 모든 정류소자가 제너 다이오드(zener diodes)로 이루어진 경우이다. 또한, 제너 다이오드가 음극측 정류소자 또는 양극측 정류소자 중 하나의 소자군에 이용되고, 다른 하나의 소자군은 통상적인 다이오드가 이용되는 정류장치(종래기술4)가 제안되었다.
상기 종래기술1은 일본국 특개평4-244770호 공보(페이지2 - 3, 도1 및 도2)이고, 종래기술2는 프랑스 특허출원공개 제2734426호(도1)이며, 종래기술3은 일본국 특개소64-8872호 공고(페이지2 - 3, 도1 및 도2) 및 종래기술4는 일본국 특공평4-24945호 공보(페이지2, 도1 내지 도3)이다.
상기 종래기술1에서 제안된 차량용 교류발전기의 정류장치는 히트싱크로부터 하우징 또는 금속커버로의 열전달에 의해 정류장치를 냉각하는 데 목적이 있다. 그러나, 상기 하우징은 교류발전기에서 가장 온도가 높은 고정자 코어에 내포되어 있기 때문에, 그 하우징의 온도는 매우 높게 된다. 따라서, 음극측 히트싱크로부터의 열전달은 충분히 이루어지지 않는다. 다시 말해서, 충분한 냉각효과를 달성할 수 없다.
상기 종래기술2에서 제안된 정류장치는 하우징에 정류소자를 직접 압입함에 의하여 보다 나은 냉각효과를 위한 높은 열전달효율을 제공하는데 그 목적이 있다. 그러나, 종래기술1에 개시된 정류장치와 같이 하우징의 온도가 매우 높아지기 때문에 충분한 냉각효과를 제공할 수 없다. 특히, 양극측 히트싱크에서 냉각효과가 증 가되지 않게 되어, 그 결과 불충분한 냉각이 이루어진다.
고전압 노이즈를 억제하기 위하여 모든 정류소자를 제너 다이오드로 이용하는 것은 공지의 기술이다. 실제로, 상기 제너 다이오드는 이러한 목적을 위하여 광범위하게 이용되었다. 그러나, 상기 제너 다이오드는 통상적인 다이오드보다 매우 비싸고, 그 결과 교류발전기의 비용이 증가하게 된다. 종래기술4에서 제안된 정류장치는 양극측 정류소자용으로 통상적인 다이오드가 이용되고, 음극측 정류소자용으로 제너 다이오드가 이용된다. 이러한 정류장치에서, 상기 통상적인 다이오드로 역방향(backward) 고전압이 가해질 수 있어, 고전압 노이즈는 ECU와 같은 전기장치로 흘러 들어가 악영향을 끼칠 수 있다.
상기 종래기술4에서 제안된 정류장치는 보다 많은 정류소자를 가지며, 차량용 교류발전기의 소형화 및 경량화에 어려움이 있으며, 그의 제조비용의 감소에도 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 정류장치의 온도상승 및 제조비용을 감소시킬 수 있고, 고전압 노이즈를 억제시킬 수 있는 차량용 교류발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 교류발전기는, 구동프레임, 후방프레임 및 후방커버를 포함하는 하우징과; 하우징에 의해 지지되며, 자계를 제공하기 위한 회전자와; 후방커버의 외측에서 냉각공기를 유입하기 위하여 회전자에 고정된 쿨링팬과; 하우징에 의해 지지되며, 회전자 주위에 배치되고, 자계가 제공될 때 기전력을 발생하기 위하여 복수 개의 상 권선이 설치된 고정자 코어를 갖는 고정자; 및 후방커버에 배치되며, 복수 개의 상 권선에 각각 연결된 양극측 다이오드 및 음극측 다이오드를 포함하는 브리지회로에 의하여 형성된 정류장치를 포함하며, 정류장치는, 양극측 다이오드가 고정되는 반원형의 양극측 히트싱크 및 음극측 다이오드가 고정되는 반원형의 음극측 히트싱크를 포함하고, 각 히트싱크는 회전자의 회전축에 직교하는 두 평면에 각각 배치되는 것을 특징으로 하며, 상기 음극측 히트싱크는, 상기 냉각팬에 의해 후방커버의 외측에서 유입된 냉각공기를 이용하기 위해, 양극측 히트싱크보다 더 큰 외경을 갖는 별개의 반원형 판 한 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하며, 복수 개의 상 권선의 일부분에 연결된 음극측 다이오드 중 하나는, 병렬연결된 두 개의 소자로 구성되며, 통과 전류를 균일하게 분할하기 위하여 반원형 판들에 각각 고정된 것을 특징으로 하는 한다. 상기 음극측 다이오드 중 하나는 각 상 권선에 대응하는 병렬연결된 두 소자를 구성하기 때문에, 특히 온도가 매우 높은 부위에 배치된 다이오드를 통과하는 상 전류는 그의 온도상승을 억제하도록 두 소자에 의하여 분할된다. 상기 열발생 소자는 상기 정류장치의 히트싱크에 별개로 배치될 수 있기 때문에, 상기 정류장치의 온도상승은 감소될 수 있다.
상기 양극측 다이오드 및 음극측 다이오드를 구성하는 전술한 소자는 제너 다이오드로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 상 권선에 고전압이 발생될 경우 상기 제너 다이오드는 적절히 단속되기 때문에, 고전압 노이즈가 교류발전기에서 방출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 병렬연결된 제너 다이오드는 정류장치의 다이오드의 일부분에만 이용되어, 제조비용이 비교적 감소될 수 있다.
상기 병렬연결된 두 소자중 하나는 제너 다이오드이고, 나머지 하나는 통상적인 다이오드로 이루어지는 것이 바람직하다. 상 권선에 고전압이 발생될 경우, 상기 제너 다이오드는 적시에 단속되어, 고전압 노이즈가 교류발전기에서 방출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 통상적인 다이오드의 이용은 제조비용을 감소시킬 수 있다.
상기 병렬연결된 두 소자 각각은 다른 소자보다 작은 용량을 갖는 것이 바람직하며, 이는 이러한 소자들이 통상적인 용량의 다른 소자보다 저렴하기 때문이다.
또한, 상기 양극측 다이오드가 고정되는 양극측 히트싱크 및 상기 음극측 다이오드가 고정되는 음극측 히트싱크는 상기 회전자의 회전축에 직교하는 두 평면에 배치되고, 상기 양극측 히트싱크와 음극측 히트싱크 중 외경이 다른것 보다 큰 하나는 복수개의 별개의 히트싱크로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 배치는 히트싱크재료의 수율(yield ratio)을 증가시켜, 재료비용을 감소시킨다.
또한, 상기 병렬연결된 두 소자는 상기 복수개의 별개의 히트싱크 각각에 각각 고정되는 것이 바람직하다. 이러한 배치는 각 히트싱크의 온도를 균등하게 감소시킬 수 있고, 상기 정류장치의 제안된 영역의 온도가 높아지는 것을 방지할 수 있다. 3상 권선이 교류발전기에 이용될 경우, 상기 병렬연속된 두 소자는 상 권선의 하나에 대응하도록 이용될 수 있고, 4개의 소자는 양극측 다이오드 또는 음극측 다이오드로서 이용될 수 있다. 이 경우, 동일 개수의 소자가 각 별개의 히트싱크에 분산 배치될 수 있어, 상기 별개의 히트싱크 사이의 온도차이는 작아진다.
본 발명의 상기 목적들 및 다른 목적들, 특징들 그리고 장점들은 첨부 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로부터 더 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명이 실시예에 따른 차량용 교류발전기를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬 내장형 차량용 교류발전기의 전체 구성을 도시한 단면도이다. 도1에 도시한 바와 같이, 차량용 교류발전기(1)는, 회전자(2)와, 고정자(3)와, 브러시장치(brush unit)(4)와, 정류장치(rectifying unit)(5)와, IC 레귤레이터(regulator)(6)와. 구동프레임(7)과, 후방프레임(8), 풀리(9) 및 후방커버(10) 등을 포함한다. 그리고 도1에 도시된 바와 같이, 차량용 교류발전기(1)의 하우징은 구동프레임(7), 후방프레임(8) 및 후방커버(10)를 포함한다.
상기 회전자(2)는 절연처리된 동선으로 이루어진 원통형 권선의 계자코일(21)(field coil) 및 상기 계자코일을 개재시키도록 각각 회전샤프트(23)에 의하여 서로 고정되며, 상기 계자코일(21)을 둘러싸는 6개의 클로오 폴(claw pole)을 구비한 한 쌍의 폴 코어(22)(pole core)를 포함한다. 상기 교류발전기의 전방부로부터 공기를 흡입하고 축방향 및 반경방향으로 공기를 내보내는 축류식 냉각팬(24)은, 그의 전단부가 상기 폴 코어(22)의 전방부에 용접 등에 의하여 고정된다. 유사한 방법으로, 상기 교류발전기의 후방부로부터 공기를 흡입하고 반경방향으로 공기를 내보내는 원심식 냉각팬은 그의 후단부가 폴 코어(22)의 후방부에 용접된다.
상기 고정자(3)는 고정자 코어(31) 및 소정 권선 피치로 상기 고정자 코어(31)에 형성된 복수 개의 슬롯에 설치되는 복수 개의 상 권선(phase winding)으로 구성된다.
상기 정류장치(5)로부터 계자코일(21)로 여자전류(field exciting current)를 공급하는 상기 브러시장치(4)는 상기 회전샤프트(23)에 형성된 한 쌍의 슬립링(slip ring)(26, 27) 및 각각 상기 슬립링(26, 27)에 대하여 가압하는 한 쌍의 브러시(41, 42)를 포함한다.
상기 정류장치(5)는 3상(three-phase) 고정자 권선(33)의 출력전압인 3상 교류전압을 정류해서 직류전압으로 전환한다. 상기 정류장치(5)의 자세한 구성 및 상기 고정자 권선(33)의 연결에 대해서는 후술한다.
상기 IC 레귤레이터(6)는 상기 차량용 교류발전기(1)의 출력전압을 정류하기 위하여 회전자(2)의 계자코일(21)로 공급될 여자전류를 제어한다.
상기 구동프레임(7) 및 후방프레임(8)은, 상기 회전자(2)가 회전샤프트(23)에 대하여 회전될 수 있고, 소정 공극이 회전자(2)의 폴 코어(22)와 고정자(3)의 주연측에 형성될 수 있도록, 상기 회전자(2)와 고정자(3)를 수용 및 지지한다. 상기 구동프레임(7)은 고정자 코어(31)의 축단부로부터 돌출하는 고정자 권선(33)의 전방부에 대향하는 그의 위치에 구비된 공기토출창(71) 및 그의 축단부에 구비된 공기 흡입창(72)을 포함한다. 유사하게, 상기 후방프레임(9)은 고정자 코어(31)의 축단부로부터 돌출하는 고정자 권선(33)의 후방부에 대향하는 위치에 구비되는 공기 토출창(81) 및 그의 축단부에 구비된 공기 흡입창(82)을 포함한다.
상기 후방커버(10)는 후방프레임(8)의 외측부에 고정된 브러시(4)와, 정류장치(5) 및 IC 레귤레이터(6)를 커버하고 보호한다.
다음으로, 상기 정류장치(5)를 좀 더 상세히 설명한다. 도2는 정류장치(5)를 상세히 도시한 평면도이다. 도3은 정류장치(5)의 회로도이다.
도2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 정류장치(5)는, 배선용 전극을 포함하는 단자부재(treminal member)(51)와, 서로 소정간격을 갖고 배치된 한 쌍의 양극(positive pole)측 히트싱크(52) 및 음극(negative pole)측 히트싱크(53)와, 대응하는 히트싱크에 각각 압입되는 복수 개의 양극 및 음극측 다이오드(diode)(54, 55) 및 상기 양극측 히트싱크(52)에 고정된 출력단자(56)를 포함한다.
도3에 도시한 바와 같이, 상기 고정자 권선(33)는 Δ-연결된 3(X, Y, Z)상 권선(33x, 33y, 33z)으로 구성되고, 상기 상 권선(33x, 33y, 33z)의 각 연결점에 양극측 다이오드(54)와 음극측 다이오드(55)로부터 형성된 브리지회로(bridge circuit)가 연결된다.
즉, 상기 상 권선(33x)와 상 권선(33y)의 접속부는 양극측 다이오드(54x)의 애노드(anode)와 음극측 다이오드(55x)의 캐소드(cathode)의 연결점에 연결되고, 상기 상 권선(33y)와 상 권선(33z)의 연결점은 양극측 다이오드(54y)의 애노드와 음극측 다이오드(55y1)(55y2)의 캐소드의 연결점에 연결되며, 상기 상 권선(33z)와 상 권선(33x)의 연결점은 양극측 다이오드(54z)의 애노드와 음극측 다이오드(55z)의 캐소드의 연결점에 연결된다. 상기 양극측 다이오드(54x, 54y, 54z)의 모든 캐소드는 상기 양극측 히트싱크(52)를 통해 서로 연결되고, 상기 교류발전기(1)의 출력단자(56) 또한 양극측 히트싱크(52)에 연결된다. 또한, 상기 4개의 음극측 다이오드(55x, 55y1, 55y2, 55z)의 모든 애노드는 후방프레임(8)에 전기적으로 연결된 음극측 히트싱크(53)를 통해 서로 연결된다.
본 실시예에서, 모든 양극측 다이오드(54)와 음극측 다이오드(55)에 제너 다이오드(zener diode)가 이용된다.
상기한 바와 같이, 상기 본 발명의 실시예의 정류장치(5)는 양극측 다이오드(54) 및 3상 권선(33x, 33y, 33z)에 대응하고, 브리지회로를 형성하는 음극측 다이오드(55)를 포함한다. 상기 두 음극측 다이오드(55y1, 55y2)는 상기 3상 권선(33x, 33y, 33z)의 일부(예를 들면, 도3에서 상 권선(33x, 33y))가 이용된다.
3개의 양극측 다이오드(54x, 54y, 54z)에 의하여 양극측 반파 정류회로(half wave rectifying circuit)가 형성된다. 상기 상 권선(33x, 33y, 33z)에 양전압(positive voltage)이 발생할 경우, 이들 3개의 양극측 다이오드(54x, 54y, 54z)에는 대응하는 하나의 양극측 다이오드(54)를 통해 전류가 양극측 히트싱크(52)측으로 흐른다.
4개의 음극측 다이오드(55x, 55y1, 55y2, 55z)에 의하여 음극측 반파 정류회로가 형성된다. 양전압이 상 권선(33x, 33y, 33z)에서 발생될 경우, 이들 음극측 다이오드(55x, 55y1, 55y2, 55z)에는 음극측 히트싱크(53)으로부터 대응하는 하나의 음극측 다이오드(55)측으로 전류가 흐른다. 상기 상 권선(33y)으로 흐르는 전류량(Iy)은 병렬연결된(parallelly connected) 2개의 음극측 다이오드(55y1, 55y2)에 의하여 Iy/2로 분할된다.
상기 양극측 히트싱크(52) 및 음극측 히트싱크(53)는 2중층을 형성하도록 회전자(2)의 회전축에 직교되게 배치된다. 후방커버(10)내 깊이 배치된 상기 음극측 히트싱크(53)는, 후방커버(10)의 축방향 외측부로부터 유입되는 냉각공기를 효과적으로 이용하기 위하여, 양극측 히트싱크(52)보다 큰 외경을 갖는다. 즉 음극측 히트싱크는 양극측 히트싱크 보다 후방커버에 더 깊게 배치되는 것이다. 그리고 상기 히트싱크의 외경이 커지게 됨에 따라 재료의 수율(material yield ratio)이 낮아지기 때문에, 도 5에 도시한 바와 같이, 양극측 히트싱크(52)보다 큰 외경을 가지는 음극측 히트싱크(53)는 반원(semicircular) 형상인 두 개의 보조-히트싱크(53a, 53b)로 형성됨이 바람직하다. 또한 양극측 히트싱크도, 도 5에 도시된 바와 같이 완전한 원 형상이 아니고 일부가 개구된 반원 형상에 가깝게 형성됨이 바람직하다. 도 6은 히트싱크의 판(plate)의 컷팅 방식을 도시한 것인데, 도 6에 도시된 바와 같이, 반원 형상의 판 컷팅 방식은 수율을 향상시켜, 재료비용을 감소시킨다.
상기 음극측 다이오드(55y1, 55y2) 중 하나는 상기 보조-히트싱크(53a, 53b)위 각각에 분산 배치된다.
일반적으로, 차량용 교류발전기는 도11에 도시한 바와 같이, 3상 전력을 발생시키며, 3상 전파(full-wave) 정류장치를 갖는다. 한 쌍의 양극측 및 음극측 다이오드는 고정자 권선의 각 상 권선에 이용된다.
상기 음극측 보조-히트싱크(53a, 53b)가 도11에 도시한 정류장치에 적용될 경우, 음극측 보조-히트싱크(53a, 53b) 각각이 다른 개수의 음극측 다이오드를 가져야만 하기 때문에, 그의 일부는 온도가 높아질 수 있다. 한편, 상 전류는 두개의 음극측 다이오드(55y1, 55y2)에 의하여 분할될 수 있기 때문에, 도3에 도시한 정류장치는 열이 적게 발생되어 상기한 문제점은 회피할 수 있다. 또한, 상기 음극측 다이오드(55y1, 55y2) 각각은 보조-히트싱크(53a, 53b)에 분산 배치되기 때문에, 국부적인 온도의 상승은 완화될 수 있다. 따라서, 상기 정류장치(5)의 전체 부분의 온도는 균등하게 감소될 수 있다.
도4는 고전압이 병렬연결된 두개의 다이오드(55y1, 55y2)에 제공될 경우에서 정류장치(5)의 동작을 도시한 것이다. 도4에 도시한 바와 같이, 차량 교류발전기(1)의 출력선의 개방(disconnection) 또는 전기부하의 차단(shutdown)으로 인하여 상 권선(33y)의 상 전압(Vsy)이 증가될 경우, 음극측 다이오드(55y1, 55y2)는 적시에 단속(break down)된다. 따라서, 출력단자(56)의 전압이 더 상승되는 것을 방지하여, 고전압 노이즈가 방출되는 것을 방지할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 차량 교류발전기(1)의 정류장치(5)는 병렬연결된 2개의 정류소자를 한 쌍의 양극측 다이오드(54)와 음극측 다이오드(55) 중 하나에 적용시킨다. 온도가 다른 부분보다 매우 높은 부위에 배치된 정류소자의 열발생을 억제시키기 위하여 상 전류(phase current)가 분할되고, 열발생 정류소자는 히트싱크(52)(53)에 분할 배치되기 때문에, 상기 정류정치(5)의 온도는 감소될 수 있다.
상 권선(33x, 33y, 33z) 중 어느 하나에 고전압이 발생될 경우, 제너 다이오드는 적시에 단속되기 때문에, 고전압 노이즈는 차량 교류발전기(1)로부터 외측으로 방출되지 않는다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본발명의 요지의범위내에서 다양한 변형실시가 가능하다. 예를 들면, 병렬연결된 다이오드의 용량, 형태, 히트싱크는 다이오드가 병렬연결되는 한 변경할 수 있다.
도7은 병렬연결된 두 다이오드가 정류장치의 다른부위에 배치되는 정류장치의 회로도이다. 도7에 도시한 정류장치(5A)는 Z상 권선의 양극측 회로 및 X상 권선의 음극측 회로 모두가 병렬연결된 제너 다이오드를 이용해서 구성된다. 그러므로, 상기 병렬연결된 다이오드는 Y상 음극측 회로를 제외한 모든 회로에 이용되어, 상기 양극측 히트싱크(52)와 음극측 히트싱크(53)의 온도, 즉 차량 교류발전기의 주위조건으로 인하여 높아지는 부위의 온도가 낮아지도록 제어될 수 있다. 도8에 도 시한 바와 같이, 상기 병렬연결된 다이오드가 선택적으로 압입될 수 있도록 상기 히트싱크(52, 53)에 다이오드 구멍(520, 530)이 형성된다.
전술한 실시예에서, 제너 다이오드는 모든 다이오드에 이용된다. 그러나, 도9에 도시된 바와 같이, 병렬연결된 다이오드중 하나(55y3)에 통상적인 다이오드를 이용하고, 다른 하나에(55y1)에 제너 다이오드를 이용할 수 있다. 상기 제너 다이오드는 고전압이 발생될 때마다 고전압 노이즈가 방출되는 것을 방지하도록 단속된다. 따라서, 통상적인 다이오드를 포함한 정류장치는 비용절감을 이룰 수 있다.
상기 모든 다이오드에 통상적인 다이오드를 이용할 수 있다. 이러한 배치는 온도 및 제조비용을 감소시킬 수 있다.
상기 병렬연결된 다이오드는 전류를 절반으로 나누어, 상기 다이오드의 용량은 다른 다이오드들보다 작게 이루어질 수 있다. 즉, 상기 소자의 단면적은 다른 다이오드들보다 작게 이루어져, 그 결과 비용을 절감시킨다.
전술한 실시예의 Δ-연결 고정자 권선(33)은 스타-연결(star-connection) 고정자 권선을 대신할 수 있다. 또한, 도10에 도시한 바와 같이, 상이 서로 약간 다른 직렬 연결된 코일의 상 권선으로 구성된 변형된 Δ-연결 또는 스타-연결 고정자 권선으로 형성될 수 있다. 이러한 배치는 자기맥동(magnetic pulsation)으로 인한 노이즈를 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 교류발전기는 정류장치의 온도상승을 감소시키고, 제조비용을 감소시키며, 고전압 노이즈를 억제시키는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 구동프레임, 후방프레임 및 후방커버를 포함하는 하우징과;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 자계를 제공하기 위한 회전자와;
    후방커버의 외측에서 냉각공기를 유입하기 위하여 상기 회전자에 고정된 쿨링팬과;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 상기 회전자 주위에 배치되고, 상기 자계가 제공될 때 기전력을 발생하기 위하여 복수 개의 상 권선이 설치된 고정자 코어를 갖는 고정자; 및
    상기 후방커버에 배치되며, 상기 복수 개의 상 권선에 각각 연결된 양극측 다이오드 및 음극측 다이오드를 포함하는 브리지회로에 의하여 형성된 정류장치를 포함하며,
    상기 정류장치는, 상기 양극측 다이오드가 고정되는 반원형의 양극측 히트싱크 및 상기 음극측 다이오드가 고정되는 반원형의 음극측 히트싱크를 포함하고, 각 히트싱크는 상기 회전자의 회전축에 직교하는 두 평면에 각각 배치되는 것을 특징으로 하며,
    상기 음극측 히트싱크는, 상기 냉각팬에 의해 후방커버의 외측에서 유입된 냉각공기를 이용하기 위해, 양극측 히트싱크보다 더 큰 외경을 갖는 별개의 반원형 판 한 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 복수 개의 상 권선의 일부분에 연결된 상기 음극측 다이오드 중 하나는, 병렬연결된 두 개의 소자로 구성되며, 통과 전류를 균일하게 분할하기 위하여 반원형 판들에 각각 고정된 것을 특징으로 하는
    차량용 교류발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극측 다이오드 및 음극측 다이오드를 구성하는 소자는 제너 다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    차량용 교류발전기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 병렬연결된 두 소자 중 하나는 제너 다이오드이고, 나머지 하나는 통상적인 다이오드로 이루어진 것을 특징으로 하는
    차량용 교류발전기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 병렬연결된 두 소자 각각은 다른 소자보다 작은 용량을 갖는 것을 특징으로 하는
    차량용 교류발전기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 음극측 히트싱크는, 양극측 히트싱크 보다 후방커버에 더 깊게 배치되는 것을 특징으로 하는
    차량용 교류발전기.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7718716B2 (en) * 2005-10-14 2010-05-18 3M Innovative Properties Company Chromonic nanoparticles containing bioactive compounds
CN105730289B (zh) 2010-05-28 2018-02-13 布罗泽汽车部件制造科堡有限公司 用于汽车座椅的纵向导引装置
CN106992693B (zh) * 2017-05-18 2019-03-15 哈尔滨电机厂有限责任公司 大型发电机转子温度在线监测***高绝缘性供电装置制备工艺

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB840306A (en) * 1959-02-26 1960-07-06 Gen Motors Corp Improvements in direct current power supply units
FR1594306A (ko) * 1968-03-07 1970-06-01
US3739209A (en) * 1972-08-31 1973-06-12 Gen Motors Corp Rectifier assembly
GB2057763B (en) 1979-09-07 1983-09-14 Bosch Gmbh Robert Rectifier assembly
JPS56145759A (en) 1980-04-15 1981-11-12 Nippon Denso Co Ltd Ac generator for regulator built-in vehicle
DE3035819A1 (de) * 1980-09-23 1982-05-06 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Selbsterregter elektrischer generator
US4554574A (en) * 1983-08-04 1985-11-19 Associated Equipment Corporation Rectifier assembly for parallel connection of diodes
JP2595243B2 (ja) 1986-07-08 1997-04-02 日本電装株式会社 車両用全波整流用ダイオードブリッジ
JP2936747B2 (ja) 1991-01-31 1999-08-23 株式会社デンソー 車両用交流発電機
JP3230829B2 (ja) 1992-01-14 2001-11-19 株式会社日立製作所 車両用交流発電機と整流器
US5296778A (en) 1992-06-30 1994-03-22 Stroud Leburn W Three-four alternator coil winding with associated heat sinks
US5929611A (en) * 1994-09-14 1999-07-27 Coleman Powermate, Inc. Light weight rotor and stator with multiple coil windings in thermal contact
FR2734426B1 (fr) 1995-05-17 1997-08-01 Valeo Equip Electr Moteur Alternateur, notamment pour vehicule automobile, comportant des moyens perfectionnes d'isolement de conducteurs de phases
US5737210A (en) 1996-04-30 1998-04-07 Magnetek, Inc. Bridge rectifier configuration and mounting for supplying exciter current in an AC generator
FR2752110B1 (fr) 1996-07-30 1998-10-30 Valeo Equip Electr Moteur Redresseur d'alternateur de vehicule automobile et alternateur le comportant
FR2752109B1 (fr) * 1996-07-30 1998-10-30 Valeo Equip Electr Moteur Dissipateur pour pont redresseur d'alternateur de vehicule automobile, ensemble redresseur et alternateur comportant de tels dissipateurs
US5949166A (en) * 1997-09-25 1999-09-07 Denso Corporation Rectifying apparatus for an automotive AC generator
US6661662B2 (en) * 2001-02-21 2003-12-09 Transpo Electronics, Inc. Vehicular modular design multiple application rectifier assembly
JP3775235B2 (ja) * 2001-03-29 2006-05-17 株式会社デンソー 車両用交流発電機

Also Published As

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