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자동차 발전기: 자동차에서 발전기는 어떤 역할을 합니까?자동차 2024. 5. 15. 19:30
대부분의 운전자는 자동차의 교류 발전기가 제대로 작동하지 않을 때만 생각합니다. 하지만 이 보잘것없는 구성 요소는 차량의 전기 시스템에 전원을 공급하고 배터리를 충전된 상태로 유지합니다. 제대로 작동하는 발전기가 없으면 곧 길가에 좌초된 자신을 발견하게 될 것입니다. 이 안내서는 자동차 교류 발전기에 대해 알아야 할 모든 것(작동 방식, 일반적인 문제, 고장 증상, 교체 또는 수리 단계)을 살펴봅니다.
자동차 발전기 란 무엇입니까?
교류 발전기는 배터리를 충전하는 동안 차량의 전기 시스템에 전원을 공급하는 중요한 구성 요소입니다. 제대로 작동하는 발전기가 없으면 자동차는 곧 멈춰 버릴 것입니다. 이 필수 부품은 엔진의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 점화 시스템, 조명, 음악 시스템, AC 등 자동차의 모든 것에 전력을 공급합니다.
발전기의 작동 방식과 구성 요소, 유형, 고장 경고 신호를 이해하면 운전자는 이 필수 구성 요소를 올바르게 유지 관리할 수 있습니다. 이는 중단 없는 전원 공급을 보장하고 발전기 문제로 인해 도로에서 발이 묶이는 것을 방지합니다.
자동차 발전기는 어떻게 작동합니까?
자동차 교류 발전기는 건설 현장에서 볼 수 있는 소형 발전기와 유사합니다. 전자기 유도를 사용하여 엔진의 기계적 회전을 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전하고 차량의 전기 시스템에 전력을 공급합니다.
구동 벨트는 영구 자석이 들어 있는 로터 어셈블리에 부착된 풀리를 회전시킵니다. 이 회전자는 고정자의 권선 내에서 회전합니다. 회전자 주변의 자기장이 고정된 고정자 권선을 휩쓸면서 이러한 코일에 교류 전류가 생성됩니다. 다이오드 정류기는 교류를 직류로 변환하여 13-14V로 배터리를 충전합니다. 전압 조정기는 출력 전압이 너무 높거나 낮게 변동하지 않도록 보장합니다.
자동차 발전기의 기능
자동차는 전기 부품과 점화 시스템에 전력을 공급하는 에너지원 없이는 작동할 수 없습니다. 전통적으로 이 역할은 자동차 배터리가 담당했습니다. 그러나 배터리는 충전량과 수명이 제한되어 있습니다. 이것이 교류 발전기가 들어오는 곳입니다. 그들의 임무는 온보드 발전소 역할을 하는 것입니다.
발전기에는 두 가지 필수 기능이 있습니다.
- 차량 내 전기 수요를 충족하기 위한 전기 생성: 자동차가 운행하는 동안 교류 발전기는 조명, 인포테인먼트 시스템, AC, 점화 코일 등을 포함한 모든 전기 액세서리 및 부품을 작동하는 데 필요한 전력을 생성합니다. 배터리를 소모하지 않고도 모든 것에 원활하게 전력을 공급할 수 있을 만큼 충분한 앰프를 생성합니다.
- 자동차 배터리 충전: 발전기는 내장된 정류기와 조정기를 사용하여 생성된 교류를 직류로 변환합니다. 이 조정된 DC 출력은 13.5~14.5V 사이에서 배터리를 지속적으로 충전합니다. 이는 정상적인 배터리 소모를 보상하고 배터리가 항상 엔진을 시동할 수 있는 충분한 예비 충전량을 갖도록 충전 상태를 유지합니다.
운전 중에 교류 발전기에서 지속적으로 세류 충전을 하지 않으면 자동차 배터리가 몇 번의 시동 내에 빠르게 소모되어 빈번한 점프 시동이 필요합니다. 엔진이 꺼져 있거나 공회전 중일 때 배터리는 모든 전기 장치에 전원을 공급합니다. 따라서 음악을 듣거나 헤드라이트가 빛을 발할 때 발전기는 이러한 차량 내 전력 수요를 충족하기 위해 뒤에서 열심히 작동합니다.
자동차 발전기 부품
자동차 교류 발전기의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
1. 풀리
교류발전기의 구동 말단에 부착된 홈이 있는 도르래 휠은 로터 어셈블리를 회전시킵니다. 구동 벨트를 통해 엔진의 크랭크 샤프트에 연결됩니다. 엔진이 작동하면 회전력이 이 구불구불한 벨트로 전달되어 교류 발전기 풀리가 회전합니다. 이 도르래는 가장자리를 따라 벨트를 잡는 능선이 있습니다. 스피닝 풀리는 고속에서도 미끄러짐 없이 교류 발전기에 부드러운 회전력을 제공합니다. 이는 내부 부품을 구동하여 전자기 유도를 통해 전력을 생성합니다.
2. 로터
로터는 교류발전기 내부의 회전 부품으로, 풀리가 회전할 때 회전합니다. 구동축에 철심이 장착되어 있고 그 주위에 구리선이 감겨 있습니다. 영구 자석은 이 코어 어셈블리에 고정되거나 내장됩니다. 고정된 고정자 부품을 따라 빠르게 회전하면 회전 자기장이 생성되어 고정자 권선에 전류가 유도됩니다. 발전을 가능하게 하는 회전 부품 하우징 자석으로 생각하십시오. 회전자의 회전운동이 없으면 전기를 생산할 수 없습니다.
3. 고정자
고정자는 회전하는 로터를 둘러싸는 고정 프레임을 제공합니다. 각 세그먼트를 통과하는 구리선 권선이 있는 여러 개의 적층 강철 코어가 있습니다. 회전하는 회전자와 자석 어셈블리의 자기장이 이러한 권선을 휩쓸면 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 고정자 내에서 교류 전류가 생성됩니다. 코일형 와이어를 포함하는 고정된 외부 요소로 생각할 수 있습니다. 고정자 내에서 전력이 생성되어 차량 내 전기 시스템에 전원을 공급합니다.
4. 전압 조정기
전압 조정기 모듈은 교류 발전기의 전력 출력이 너무 높거나 낮게 변동하지 않도록 보장합니다. 이는 전기 부하를 모니터링하고 회전자 코일의 계자 전류를 조정하여 최적의 배터리 수명에 필수적인 안정적인 14V DC 출력을 유지합니다. 출력이 급증하면 구성 요소에 과부하가 걸리고 전선이 과열될 수 있습니다. 반대로 전압이 부족하면 배터리가 과소충전됩니다. 조정기는 전압을 엄격한 대역 내로 유지하여 배터리 상태를 최대화합니다. 발전 과정을 조절하는 두뇌라고 생각해보세요.
5. 정류기
전자기 유도 공정은 고정자 권선 내에서 교류 전류를 생성하지만 배터리를 효과적으로 충전하려면 꾸준한 방향 흐름이 필요합니다. 생성된 교류전력은 정류기라고 불리는 브리지 회로 구성에 배열된 다이오드를 통해 직류로 변환됩니다. 다이오드는 단방향 전류 흐름만 허용하므로 앞뒤 진동이 제거됩니다. 다방향 파동 전류가 정류기에 공급되는 반면, 출력은 배터리 충전 및 전기 수요에 적합한 13~14V의 단방향 전류입니다.
자동차 발전기의 종류
디자인을 기반으로
- 돌출극: 발톱 모양의 극은 집중된 자속을 생성합니다. 이는 제조가 쉽고 고속 기계적 결함이 발생할 가능성이 적습니다.
- 부드러운 원통형: 회전자에 자석이 내장되어 있으며 고정자 내에서 부드럽게 회전합니다. 자기 노이즈가 적게 발생하지만 비용이 더 많이 듭니다.
출력 기준
- 단상: 반파 정류를 사용하여 한 세트의 권선에서만 AC를 생성합니다. 구형 자동차 모델에서 발견됩니다.
- 2상: 자기 에너지를 전류로 변환하는 두 쌍의 권선 세트가 포함되어 있습니다. 이 트윈 출력은 완전히 수정됩니다.
- 3상: 출력 증가를 위해 고정자 내에 3개의 인터레이스 권선이 설정되어 있습니다. 35% 더 효율적이지만 복잡하고 비용이 많이 듭니다.
발전기를 구입하기 전에 어떤 요소를 고려해야 합니까?
ㅏ. 호환성
교체품이 차량 제조사, 모델, 연도와 일치하는지 확인하세요. 적절한 하우징 소재를 위해 공장에서 맞춤 제작하고 후드 아래 온도를 고려하세요.
비. 부하
재고 OEM 앰프 등급에 20-30A 버퍼를 추가합니다. GPS, 스포트라이트, 오디오 시스템 등과 같은 액세서리의 배터리 소모를 고려하십시오.
씨. 발전기 업그레이드
무거운 전기 부하에 대해 더 높은 출력 모델을 선택하여 자동차 섀시에 맞는지 확인하십시오. 그렇지 않으면 충전 전선을 업그레이드하고 버스트 전력 요구에 맞게 커패시터를 통합하십시오.
자동차 발전기의 진화
편안함과 안전 장치를 갖춘 최신 자동차의 전기적 부담이 증가함에 따라 발전기의 효율성도 계속해서 발전하고 있습니다.
- 1960년대 초반 : DC발전기를 대체하는 Alternator 도입
- 1960년대 후반: 전압 제어를 위한 최초의 IC 조정기
- 1980년대 초반: Shell/Claw 디자인에서 원통형으로 전환
- 1990년대 후반 : 첨단 자석을 통한 효율성 향상
- 2000년대 중반: 완전 디지털 레귤레이터 채택
- 2010년대 후반: Alterno-Starter는 스타터 모터와 발전기를 통합합니다.
더 나은 설계, 자성 재료 및 지능형 통합 제어를 통해 현대 발전 과제를 계속해서 해결하고 있습니다.
불량 발전기의 경고 신호
발전기 고장을 나타내는 가장 일반적이고 눈에 보이는 지표에 주의하십시오.
- 헤드라이트 밝기 감소 : 배터리가 방전되고 시스템 전압이 떨어지면 헤드라이트/실내 조명이 어두워지거나 깜박이거나 결국 꺼질 수 있습니다.
- 배터리가 충전되지 않음 : 엔진 작동 전과 작동 중에 배터리 전압을 테스트하십시오. 전압 상승이 없으면 교류 발전기의 오작동을 나타냅니다.
- 배터리 방전 경고등 : 엔진이 가동 중임에도 불구하고 발전기 충전이 중단되면 이 배터리 아이콘이 켜집니다.
- 이상한 소음 : 비정상적인 벨트 삐걱거림, 으르렁거림, 전기 모터 소리, 신호 내부 발전기 문제.
발전기 문제는 시간이 지남에 따라 점진적으로 악화되는 경향이 있습니다. 고장의 첫 번째 징후가 나타나면 점검하고 교체하십시오. 배터리가 방전되거나 발전기 권선이 타서 고장이 나면 비용이 훨씬 더 많이 듭니다.
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결론
교류 발전기는 자동차의 전기 프레임워크와 엔진에 힘을 실어주는 숨은 일꾼입니다. 이 배후의 발전기는 차량이 안정적으로 움직일 수 있도록 해줍니다. 작동 상태를 알고, 숨길 수 없는 징후를 모니터링하고, 교류 발전기를 적절하게 유지 관리하면 원활한 주행이 보장됩니다. 사용