KR0151785B1 - 영구자석형 발전기의 전압조정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출력리플을 제거하여 안정한 전압조정을 가능하게 함으로써, 교류발전기 및 조정기를 보호할 수 있도록 된 영구자석형 발전기의 전압조정기를 제공한다.

이를 위해 본 발명은, 영구자석형 회전자(1)와, 고정자(2) 및, 이 고정자의 각 상에 연결된 다이리스터(3∼5)와 다이오드(6∼8)로 이루어진 정류부를 갖춘 영구자석형 발전기의 전압조정기에 있어서, 상기 다이리스터(3∼5)의 각 제어전극에 접속되어 이들 다이리스터(3∼5)를 제어하는 다이리스터 제어부(13)와, 인덕터(31), 캐패시터(32) 및 스위치(33)를 갖추고서 출력리플을 제거하기 위한 평활회로부(12), 상기 평활회로부(12)의 캐패시터(32)의 전압을 감지하여 이상 상태가 발생한 경우에 이상 상태를 경보하기 위한 경보신호를 출력하고, 상기 다이리스터 제어부(13)를 통해 상기 다이리스터(3∼5)를 제어하는 전압감지부(16), 상기 평활회로부(12)로부터 리플이 제거된 전압을 공급받아 전원전압(Vcc)으로 변환하여 각 장치에 공급하는 DC/DC컨버터(19) 및 시동이 오프된 후 일정 시간 지연후에 개방되어 상기 DC/DC컨버터(19)와 배터리의 접속을 차단하는 스위치(18)를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

영구자석형 발전기의 전압조정기

제1도는 종래기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기를 나타낸 블럭구성도.

제2도는 본 발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기를 나타낸 블럭구성도.

제3도는 제2도의 평활회로부의 구체적인 구성을 나타낸 도면.

제4도는 제2도의 경보부의 구체적인 구성을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 영구자석형 회전자 2 : 고정자

3,4,5 : 다이리스터 6,7,8 : 다이오드

9 : 스타트 키 스위치 10 : 퓨즈

11 : 배터리 12 : 평활회로부

13 : 다이리스터 제어부 14 : 경보부

15 : 평활제어부 16 : 전압감지부

17 : 지연부 18 : 스위치

19 : DC/DC컨버터 20 : 부하

100 : 교류발전기 200 : 전압조정기

31 : 인덕터 32 : 캐패시터

33 : 스위치 41∼44 : 전압분배용 저항

45∼47 : 비교기 48∼50 : 전압분배용 저항

51,52 : 비교기

본 발명은 영구자석형 발전기의 전압조정기에 관한 것으로, 특히 전압조정기능외에 발전기와 조정기를 보호하는데 적당하도록 한 영구자석형 발전기의 전압조정기에 관한 것이다.

제1도는 종래기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기를 나타낸 것이다. 이 제1도에 나타낸 영구자석형 발전기의 전압조정기는, 영구자석형 회전자(114)를 지닌 교류발전기용 전압조정기로서, 제어가능한 정류부(다이리스터(115∼117))를 포함하고 있다. 이들 다이리스터(115∼117)의 제어전극(118∼120)은 제어 캐패시터(C)를 매개로 제어 트랜지스터(T)의 콜렉터에 접속되고, 또 제어 캐패시터(C)는 제어 트랜지스터(T)의 부하저항(129)에도 접속된다. 제어 트랜지스터(T)는 멀티바이브레이터(MV)의 발진에 응답하여 제어되고, 멀티바이브레이터(MV)의 동작은 정류부에 의해 전달된 DC전압에 의존한다.

상기의 구성으로 된 종래기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기에 있어서는, 출력리플을 제거하는 기능을 갖추고 있지 않아 전압조정에 문제를 야기시킬 수 있다. 이러한 출력리플의 영향은 고전압 조정기의 경우 더욱 심각하다.

더욱이, 출력리플의 영향으로 인하여 전압조정에 문제가 야기된 경우, 교류발전기 및 조정기를 보호할 수 있는 기능이 없어 이러한 기능이 더욱 절실해지고 있는 것이 현재의 상황이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 점을 고려하여 안출된 것으로서, 출력리플을 제거하여 안정한 전압조정을 가능하게 함으로써, 교류발전기 및 조정기를 보호할 수 있도록 된 영구자석형 발전기의 전압조정기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 제1발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는, 영구자석형 회전자와, 고정자 및 이 고정자의 각 상에 연결된 다이리스터와 다이오드로 이루어진 정류부를 갖춘 영구자석형 발전기의 전압조정기에 있어서, 상기 다이리스터의 각 제어전극에 접속되어 이들 다이리스터를 제어하는 다이리스터 제어수단과, 인덕터, 캐패시터 및 스위치를 갖추고서 출력리플을 제거하기 위한 평활회로부, 상기 평활회로부의 캐패시터의 전압을 감지하여 이상 상태가 발생한 경우에 이상 상태를 경보하기 위한 경보신호를 출력하고, 상기 다이리스터 제어수단을 통해 상기 다이리스터를 제어하는 전압감지부, 상기 평활회로부로부터 리플이 제거된 전압을 공급받아 전원전압으로 변환하여 각 장치에 공급하는 전압변환수단 및 시동이 오프된 후 일정 시간 지연후에 개방되어 상기 전압변환수단과 배터리의 접속을 차단하는 스위치수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 제2발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는, 상기 제1발명에 있어서, 시동 오프후 상기 평활회로부의 캐패시터의 방전을 제어하는 평활제어부를 더 구비하고, 시동후 일정시간동안 전원전압을 유지하는 기능을 갖춘 것을 특징으로 한다.

또, 제3발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는, 상기 제1발명 또는 제2발명에 있어서, 윈도우 비교기를 갖추고서 상기 전압감지부로부터의 경보신호를 받아 이상 상태를 경보하는 경보부를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기를 나타내고, 제2도의 평활회로부의 구체적인 구성을 나타내며, 제4도는 제2도의 경보부의 구체적인 구성을 나타내고 있다.

본 발명은 다이리스터의 각 상을 따로따로 제어하는 것으로, 제2도에 나타낸 바와 같이, 주(主)로서 교류발전기(100)와 조정기(200)로 구성되어 있다.

교류발전기(100)는, 영구자석형 회전자(1)와, 고정자(2) 및 이 고정자의 각 상에 연결된 다이리스터(3∼5)와 다이오드(6∼8)로 이루어진 정류부를 포함하고 있다.

또, 조정기(200)는, 상기 교류발전기(100)의 다이리스터(3∼5)의 각 제어전극에 접속되어 이들 다이리스터(3∼5)를 따로따로 제어하는 다이리스터 제어부(13)와, 인덕터(31), 캐패시터(32) 및 스위치(33 : 제3도 참조)를 갖추고서 출력리플을 제거하기 위한 평활회로부(12), 이 평활회로부(12)의 캐패시터(32)의 충전전압을 제어하는 평활제어부(15), 상기 평활회로부(12)의 캐패시터(32)의 전압을 감지하여 이상 상태가 발생한 경우에 경보부(14)를 통해 이상 상태로 경보하고, 다이리스터 제어부(13)를 통해 다이리스터(3∼5)를 제어하며, 평활제어부(15)를 통해 평활회로부(12)의 캐패시터(32)를 제어하는 전압감지부(16), 상기 평활회로부(12)로부터 리플이 제거된 전압을 공급받아 전원전압(Vcc)으로 변환하여 각 장치에 공급하는 DC/DC컨버터(19) 및, 시동이 오프된 후 일정 시간 지연후에 개방되어 상기 DC/DC컨버터(19)와 배터리(11)의 접속을 차단하는 스위치(18)를 포함하고 있다.

상기의 구성으로 된 본 발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는, 고정자(2)의 각 상에 연결된 다이리스터(3∼5)의 제어전극을 따로따로 제어함으로써 전압조정을 하도록 되어 있다. 즉, 배터리전압을 감지하여 소망하는 전압(조정하려는 전압)과 비교하고, 다이리스터 제어부(13)를 통해 다이리스터(3∼5)의 온/오프를 제어함으로써 전압조정을 하도록 되어 있다.

또, 발전기의 출력전압·전류의 리플을 제거하기 위해 평활회로부(12)가 설치되어 있으며, 자동차의 시동이 꺼진 상태에서도 평활회로부(12)의 캐패시터(32)에는 조정전압이 충전되어 있으므로, 안전성을 고려한 방전이 필요하다. 이는, 자동차의 시동이 오프된 것을 감지하고, 이에 따라 평활회로부(12)의 스위치(33)를 단락시켜 방전루프를 만들어 줌으로써 실현할 수 있다. 이때, 캐패시터(32)의 전압은 전압감지부(16)에 의해 계속적으로 혹은 일시적으로(시동 오프후) 감지되고, 완전방전후에는 스위치(33)를 오프시킨다. 그리고 시동이 오프된 후 일정 시간 지연후에 스위치(18)을 개방시켜 배터리(11)와 DC/DC컨버터(19)의 접속을 차단한다.

다음에는 발전전압과 전류의 이상을 판단하는 경보부(14)에 대해 그 구체적인 회로구성도인 제4도를 참조하면서 설명한다.

경보부(14)는, 제4도에 나타낸 바와 같이 서로 직렬로 접속된 4개의 전압분배용 저항(41∼44)과, 이들중 서로 인접하는 2개의 저항간의 접속점의 전압이 비반전입력단자에 각각 인가되고 전압감지신호가 반전입력단자에 각각 인가되는 3개의 비교기(45∼47), 이들 비교기의 출력단에 접속된 고전압 1차, 고전압 2차, 저전압경보기, 이들 경보기의 출력단에 각각 접속된 구동용의 npn형 트랜지스터, 이들 트랜지스터의 콜렉터전극에 각각 접속되어 이상 발생시에 각각 점등되는 램프, 서로 직렬로 접속된 3개의 전압분배용 저항(48∼50), 이들중 서로 인접하는 2개의 저항간의 접속점의 전압이 비반전입력단자에 각각 인가되고 전류감지신호가 반전입력단자에 각각 인가되는 2개의 비교기(51,52), 이들 비교기의 출력단에 접속된 고전류 1차, 고전류 2차 경보기, 이들 경보기의 출력단에 각각 접속된 구동용의 npn형 트랜지스터 및 이들 트랜지스터의 콜렉터전극에 각각 접속되어 이상 발생시에 각각 점등되는 램프를 포함하고 있다. 여기서, 고전압, 저전압 처리회로는 윈도우 비교기(window comparator)를 이용하면 간단히 구현할 수 있다.

이 경우, 1차 고전압 경보에 의해서는 다이리스터를 오프시켜 발전을 중지하도록 하고, 2차 고전압 경보에 의해서는 다이리스터를 오프시킴과 더불어 발전전선을 오프시키도록 하면 좋다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전압조정을 더 한층 안정적으로 수행할 수 있다. 또한, 보호기능을 추가함으로써, 이상 상태가 발생한 경우에도 교류발전기와 조정기를 보호하는 것이 가능하게 된다.

Claims (3)

1. 영구자석형 회전자(1)와, 고정자(2) 및, 이 고정자의 각 상에 연결된 다이리스터(3∼5)와 다이오드(6∼8)로 이루어진 정류부를 갖춘 영구자석형 발전기의 전압조정기에 있어서, 상기 다이리스터(3∼5)의 각 제어전극에 접속되어 이들 다이리스터(3∼5)를 제어하는 다이리스터 제어수단(13)과, 인덕터(31), 캐패시터(32) 및 스위치(33)를 갖추고서 출력리플을 제거하기 위한 평활회로부(12), 상기 평활회로부(12)의 캐패시터(32)의 전압을 감지하여 이상 상태가 발생한 경우에 이상 상태를 경보하기 위한 경보신호를 출력하고, 상기 다이리스터 제어수단(13)을 통해 상기 다이리스터(3∼5)를 제어하는 전압감지부(16), 상기 평활회로부(12)로부터 리플이 제거된 전압을 공급받아 전원전압(Vcc)으로 변환하여 각 장치에 공급하는 전압변환수단(19) 및 시동이 오프된 후 일정 시간 지연후에 개방되어 상기 전압변환수단(19)과 배터리의 접속을 차단하는 스위치수단(18)을 구비한 것을 특징으로 하는 영구자석형 발전기의 전압조정기.
2. 제1항에 있어서, 시동 오프후 상기 평활회로부(12)의 캐패시터(32)의 방전을 제어하는 평활제어부(15)를 더 구비하고, 시동후 일정시간동안 전원전압(Vcc)을 유지하는 기능을 갖춘 것을 특징으로 하는 영구자석형 발전기의 전압조정기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 윈도우 비교기를 갖추고서 상기 전압감지부(16)로부터의 경보신호를 받아 이상 상태를 경보하는 경보부(14)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 영구자석형 발전기의 전압조정기.