KR100920264B1 - 전기회전기계의 회전자 자기유도코일의 온도 제어 장치 및이를 구비한 배터리 충전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 자동차용 교류발전기와 같은 전기회전기계의 회전자 자기유도코일의 온도 제어 장치에 관한 것이다. 이 장치는 회전자의 온도를 표시하는 수단(1) 및 표시된 온도에 따라 회전자의 작동전류를 조절하는 수단을 포함하는 유형이다. 이 장치는 회전자 온도를 표시하는 수단이 회전자의 자기유도코일 FD의 저항에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 자동차용 교류발전기에 사용할 수 있다.

Description

전기회전기계의 회전자 자기유도코일의 온도 제어 장치 및 이를 구비한 배터리 충전 장치{DEVICE FOR LIMITING THE TEMPERATURE OF THE ROTOR FIELD WINDING OF A ROTARY ELECTRIC MACHINE AND A DEVICE FOR CHARGING A BATTERY EQUIPPED WITH ONE SUCH CONTROL DEVICE}

본 발명은 특히 자동차에 사용되는 교류발전기와 같은 전기회전기계에서 회전자의 자기유도코일의 온도를 조절하는 장치에 관한 것으로, 특히 회전자 온도 표시 수단과 표시된 온도에 따라 회전자 작동전류를 조절하는 수단을 갖는 유형의 회전자 자기유도코일의 온도 제어 장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 교류발전기를 갖는 자동차의 배터리 충전장치에 관한 것이다.

종래 알려진 바와 같이, 과열시 교류발전기의 작동전류와 전류의 세기를 줄이기 위한 이러한 유형의 장치에서는 제어기에 내장된 열 조절기를 사용하여 제어기를 보호한다. 하지만 이 조절기들은 회전자의 온도를 제대로 전달하지 못한다. 사실, 회전자와 제어기의 온도차는 매우 가변적이다. 좀 더 정밀한 방법으로 제어 기 외부에 열센서를 장착하여 사용하는 방법이 있다. 하지만 이러한 방법은 센서와 제어기 간의 연결을 필요로 하므로 제어기에 내장된 열 조절기에 비해 경제성이 떨어진다. 또한, 이러한 열 센서를 교류발전기의 회전자인 회전체에 부착하는 것은 어려운 작업이다.

본 발명은 이러한 단점들을 개선하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 온도 제어 장치는 그 표시 수단이 회전자 자기유도코일의 저항으로 형성된다는 점을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은, 제어 장치가 저항값이 설정된 값과 같거나 이를 초과할 때 작동전류를 줄이는 수단을 갖는다는 점이다.

본 발명의 또 다른 특징은, 제어 장치가 작동 시그널의 주기 관계, 작동전류값, 전기에너지를 공급하는 소스의 제어된 전압값이라는 적어도 3 개의 변수에 의하여 유도자의 저항을 산출하는 수단을 갖는다는 점이다.

본 발명의 또 다른 특징은, 온도 제어 장치가 작동전류 측정수단을 갖는다는 점이다.

본 발명의 또 다른 특징은, 본 발명에 따른 시스템은 작동전류의 평균값을 계산하기 위한 수단을 갖는다는 점이다.

본 발명의 또 다른 특징은, 제어 장치가, 작동 스위치가 차단된 직후의 작동전류의 마이너스 최고치 및 스위치의 개방 직전의 이 전류의 플러스 최고치를 측정 하는 수단, 및 마이너스 및 플러스 최고치들의 평균값를 계산하기 위한 수단을 갖는 점이다.

본 발명의 또 다른 특징은, 상기 평균값은 작동 시그널의 복수의 주기에 걸쳐 구해진다는 점이다.

특히 자동차용 배터리 충전 장치는 본 발명에 따른 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

발명의 다른 목적, 특징, 상세 사항 및 그 장점이 다음의 설명에 의하여 더욱 명확하게 드러나고, 이에 의하여 본 발명이 잘 이해될 수 있을 것이다. 다만, 다음의 설명은 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 예시한 것이다.

- 도 1은 본 발명에 따라 작동전류 평균값을 설정하는 과정을 명시하기 위하여, 작동 명령 시그널 및 교류발전기 회전자의 작동코일을 통과하는 작동전류의 추이를 도시한 도면,

- 도 2는 교류발전기 회전자의 작동코일을 통과하는 작동전류의 측정을 가능케하는 제어기 회로도,

- 도 3은 작동 명령 시그널, 작동전류, 작동 명령 스위치를 통과하는 전류 및 도 2의 회로에 개입하는 두 전압의 진행상태를 도시한 도면이다.

이하, 모터 자동차 등의 배터리 충전장치의 일부를 이루며, 배터리 전압제어기가 장착되어 있는, 강한 전류가 흐르는 교류발전기에 적용되는 본 발명에 따른 제어 시스템이 기술될 것이다.

알려진 바와 같이, 자동차용 다상(多相)의 교류발전기는, 자동차 내연기관에 연결되어 회전자 샤프트의 전방 단부에 연동되는 풀리, 중앙에 전방 볼베어링을 갖는 전방 축받이, 중앙에 후방 볼베어링을 갖는 후방 축받이, 고정자 코일을 갖는 홈이 패인 고정자 본체를 포함하는 고정자, 축상 단부가 각각 전방 및 후방 볼 베어링에 조립되는 회전자 샤프트와 연동되는 회전자, 고정자 코일에 의해 발생된 교류를 직류로 바꾸는 정류기, 브러시 홀더 및 브러시 홀더의 브러시에 연결된 전압 제어기를 포함한다.

또한, 교류발전기는 냉각장치를 구비한다.

일 실시예에서, 냉각장치는 회전자의 축방향 단부들 중 하나에 연동되는 적어도 하나의 내부 환기장치를 갖는다. 이 환기장치는 공기의 순환을 형성한다. 발생시킨다. 이를 위해 인접한 축받이는 구멍이 나 있다.

일반적으로 회전자의 축상 단부 각각에 두 개의 환기장치가 구비된다. 환기장치들은 고정자 본체 양측에 꼭지를 형성하는 고정자 코일의 단부 아래에 장착된다. 이 코일은 다수의 자기유도코일을 포함하는데, 즉 적어도 다상 고정자가 갖는 상마다 각기 하나씩을 포함한다.

달리, 전방 및 후방 축받이는 자동차 열기관의 냉각유체와 같은 냉각유체 순환 공간을 형성하는 형태를 갖는다.

알려진 바와 같이, 회전자는 두 개의 극성 링을 가지며, 두 개의 극성 링 사이에는 코어가 장착되고, 이 코어는 자기유도코일을 가지며, 자기유도코일의 단부는 콜렉터 연결 링과 연결된다. 이 연결 링에 후방 축받이의 지지를 받는 브러시 홀더의 브러시들이 접촉하여 마찰하게 된다. 좀 더 자세한 사항은, 예컨대 WO 01/69762의 특히 도 3을 참조할 것이다. 여기서, 극성 휠은 비늘처럼 서로 포개어져 배열된 축방향의 톱니들을 갖는 갈고리식 극성 휠이다. 회전자의 자기유도코일이 활성화되면, 알려진 바와 같이 북-남 자기극이 형성된다. 제어기는 회로판과 자동차 배터리에 연결된 정류기의 출력 전압의 제어를 가능케 한다.

회전자 코어는 극성 휠에 독립적일 수 있으며 혹은 반쪽 코어 두 개로 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 후방 축받이는 정류기와 제어기를 구비한다.

달리 WO 01/69762에 기술된 바와 같이, 제어기와 정류기는 교류발전기의 외부에 장착된다.

이러한 제어기의 회로가 도 2에 도시되어 있다. 특히 교류발전기와 회전자의 과열 방지를 위해 이들를 보호해야할 필요가 있다.

본 발명에 따른 시스템은 작동 코일 혹은 회전자 코일이라고도 칭해지는 자기유도코일의 저항이 자기유도코일의 온도를 측정하는 잣대가 될 수 있으며, 열센서의 기능을 수행할 수 있다는 사실, 그리고 이에 있어 그 장점은 이 센서는 보조기관이 아니어서, 종래 기술에서 알려진 바처럼 정류브리지 같이 교류발전기의 가열된 부분 위에 혹은 고정자나 제어기 내에 따로 부착될 필요가 없다는 사실의 발 견에 기초하고 있다.

사실, 교류발전기 회전자의 자기유도코일은 일반적으로 구리로 만들어지는데 구리는 그 저항이 온도에 따라 크게 변한다. 25℃에서 200℃까지 그 가변 폭이 약 70%에 달한다. 이 저항값이 너무 커지면, 회전자가 매우 뜨겁다는 것을 알 수 있고, 회전자의 자기유도코일의 작동전류를 저하시켜 전류의 세기와 교류발전기 및 특히 그 회전자의 가열을 제한해야 한다는 결론을 끌어낼 수 있다.

본 발명의 이해를 돕기 위하여, 우선 도 2에 따른 제어기 회로을 설명할 것이다. 왜냐하면 이 회로는 회전자의 자기유도코일을 통해 흐르는 작동전류의 측정을 가능케하며, 이 회로에 대한 지식은 본 발명을 실시하는 데 필요하기 때문이다.

제어기 회로는 이미 알려진 바와 같이 도 2의 왼쪽 부분에 코일 FD와 작동 스위치인 파워 트랜지스터 Tex를 포함하는데, 이 코일은 작동코일 혹은 자동차 교류발전기 혹은 교류-스타터를 이루며, 파워 트랜지스터는 바람직하게는 MOS 기술을 사용한 것으로 교류발전기의 출력 전압 Ualt(배터리 전압에 해당)과 접지 사이에 위치한 코일 FD에 직렬로 연결된다. 자유 휠의 다이오드는 코일 FD과 역평형으로 조립된다.

트랜지스터 Tex에 흐르는 전류는 Iex로 표시되며, 코일 FD 내에서 실제 흐르는 전류는 Iexc로 표시된다. 이 두 전류는 도 3에서 각각 실선과 점선으로 도시되어 있다.

마찬가지로 종래와 같이 트랜지스터 Tex의 그리드는 작동 명령 시그널 Cex을 수신한다. 이 작동 명령 시그널은 임펄스 진폭 변조식 시그널로 이루어져 있으며, 그 진행상태는 도 3에 도시되어 있다.

도 3을 보면, 코일 FD의 인덕턴스에서 불확정 변수를 제거함으로써 코일 내 전류 Iexc는 매우 약한 교류 요소를 갖는다. 트랜지스터 전류 Iex는 트랜지스터 Tex에 의해 전류가 단속되며, Tex가 차단되는 순간에만 전류 Iex와 Iexc가 겹쳐진다.

본 발명에 따른 장치는 3가지 주된 부분, 즉 트랜지스터 Tex 내의 전류를 측정하는 회로(1), 측정치를 기억하는 회로(2), 작동전류 Iexc 수준을 표시하는 시그널을 전달하는 출력 회로(3)를 포함한다.

회로(1)는 우선 트랜지스터 Tex와 전류 미러(mirror)을 이루는 트랜지스터 Tm을 포함한다. 이 트랜지스터 Tm의 드레인은 Tex의 드레인과 전압 Ualt와 연결되며, 그 그리드는 Tex의 그리드에 연결된다.

따라서, Tex의 드레인과 소스 사이에 전류 Iex가 흐르고 있을 때, 트랜지스터 Tm은 미리 설정된 감쇠 계수로 전류 Im을 복사할 수 있다. 예컨대 이 감쇠 계수는 1/1000이다.

바람직하게는, 전류 Iex와 Im 간의 비례성을 효과적으로 유지하기 위해, 트랜지스터 Tm는 파워 트랜지스터 Tex의 것과 같은 베이스 셀로 형성된다. 여기서 선택된 실시예에서, Tm을 형성하기 위해서는 트랜지스터 Tex의 기초 셀을 충분히 사용하면 된다.

Tm 내에서 전류 Iex를 비례적으로 복사한다는 것은 각 트랜지스터의 3개의 단자들이 각기 같은 포텐셜에 이르러 있음을 의미한다. 위에서 보았듯이, 이들 트랜지스터의 드레인과 그리드는 서로 연결되어 있다. 소스의 포텐셜에 관하여는, 도 2에서 소스들은 증폭기 A1의 역변류 입구와 비역변류 입구를 통해 서로 연결되어 있다. 증폭기는 그 두 입구에 동일한 포텐셜을 유지하는 것을 핵심적인 특징으로 한다. 그러므로 비례적으로 전류를 복사하는 조건을 충족한다.

게다가 Tm의 소스는 PNP 양극 트랜지스터 T1의 송신기에 연결되며, 그 베이스는 A1의 출구에 맞물려 있다. 나아가 측정회로(1)는 T1의 콜렉터와 접지 사이에 연결된 저항 R1을 포함하며 저항 R2과 제너 다이오드 DZ1 또한 포함하는데 저항 R2와 제너 다이오드는 모두 Tex의 소스와 접지 사이에 직렬로 연결된다. T1의 콜렉터 또한 증폭기 A2의 비역변류 입구에 연결되는데 증폭기는 한정에 의하여 어떤 전류도 끌어들이지 않는다.

그러므로 T1의 콜렉터에 흐르는 전류 I1는 전류 Im과 같으며, 여기서는 거의 무시될 T1의 기본 전류와 같다.

이 전류는 R1의 단자에서 R1xI1에 해당하는 전압 U1이 발생된다. 그리고 이 전압 U1은 Tex에 흐르는 전류 Iex에 비례하는 수준의 시그널, 동일 파장 형태로 존재한다.

저항 R2과 다이오드 DZ1(여기서는 바람직하게는 5볼트에 해당하는 역전압을 선택)는 공동 단자 상에서 트랜지스터 Tex의 개폐상태를 나타내 주는 로직 시그널 EN을 발생시킨다. 그러므로, Tex가 폐쇄되면, 전류가 DZ1와 R2에서 흐르고 시그널 EN은 "1" 논라 수준을 가지며; 반대로 Tex가 개방되면 역전류가 DZ1와 R2에서 흐르고 로직 시그널 EN은 접지에서의 0볼트 이하의 약한 수준, 다이오드 DZ1의 연결전압에 해당되는 수준, 즉 전형적인 -0.8볼트에 머무르게 되는데 이 수치는 로직 수 준 "0"을 형성한다.

기억 회로(2)는 우선 카운터/다운카운터 회로 CD를 포함한다. 회로 CD의 평행출구(예를 들어, 8비트)는 디지털/아날로그 변환기 CNA의 평행입구에 연결된다. 회로(2)는 또한 시간 시그널 CK을 위한 입구 또한 포함하는데 이 곳에서는 회로 CD를 통해 이루어진 카운팅과 카운트다운에 리듬을 준다. 증폭기 A2는 비교측정기로서 장착되어, 언급된 바와 같이 비역변류 입구 상에서는 전압 U1을 받고 역변류 입구에서는 변환기 CNA의 출구 전압 U2를 받는다. 비교측정기 A2의 목적은 카운터/다운카운터 회로 CD에 해당하는 입구에 적용되는 카운팅/카운트다운 방향의 로직 시그널 Up/Dn을 형성하는 것이다.

이러한 기억회로(2)의 기능은 다음과 같다:

- Tex가 개방되면, 시그널 EN은 로직 수준 "0"이므로, 카운터/다운카운터 회로 CD는 정지되어 전압 U2는 일정한 값을 가지게 되며;

- 이제 Tex가 폐쇄되면, 시그널 EN은 로직 수준 "1"로, CD에서 카운팅/카운트다운을 활성화하며; 따라서, 두가지 가능성이 있다:

* U2 < U1 라면, A2의 출구는 로직 수준 "1"을 유지하며, 이는 회로 CD 내의 카운팅에 해당되어 U2의 값은 증가하여 U1에 근접해지고;

* 반대로 U2 > U1 라면, A2의 출구는 로직 수준 "0"을 유지하며, 이는 회로 CD 내의 카운트다운을 초래하여 U2의 값은 감소하여 U1에 근접해진다.

따라서, Tex가 폐쇄되자마자, 회로 CNA는 전압 U2를 전달하며, 이 전압 U2는 피드백으로 전압 U1과 가장 가까운 값을 유지한다. 하지만 Tex가 개방되자마자 카 운터/다운카운터 CD는 중단되어, U2는 Tex가 개방되어 있는 동안 Tex의 개방 전의 마지막 값을 보존하게 된다.

전압 U2의 진행 상황(실선)은 도 2에 도시되어 있다. 여기서 보면, 전압 U2는 전압 U1(점선)의 최고치 대에 고정되어 있으면서, 코일 FD 내부에 실제 흐르는 전류 Iexc에 거의 비례한다.

또한 여기서 전압 U2는 본 발명에 따른 회로의 출류로 직접 사용될 수 있다. 하지만, 전자기 교란에 노출된 환경에서는 이러한 시그널은 그런 전자기 교란에 의해, 혹은 차량에 발생할 수 있는 접지 포텐셜의 예상치 못한 변화로 인해 영향을 받아 왜곡될 수 있다.

게다가, 저항 R1의 옴저항값은 특히 하나로 통제된 기술로 구현되는 경우, 충분히 크게 변할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 출력 회로(3)를 갖는다. 이 회로는 증폭기 A3, NPN 양극 트랜지스터, 그리고 저항 R3의 주변에 설치되는 발전기를 포함한다. 증폭기 A3는 그 비역변류 입구 상에서 기억회로(2)가 생성해낸 전압 U2를 받으며, 역변류 입구는 T2의 송신기에 연결된다. A3의 출구는 T2의 베이스에 연결된다. 저항 R3는 T2의 송신기와 접지 사이에 장착된다.

회로(3)은 또한 선별기 Com과 전류 미러(mirror)를 갖는 회로를 포함한다. 이 전류 미러를 갖는 회로는 트랜지스터 MOS T3 및 T4, PNP 양극 트랜지스터 T5, 저항 R4 및 R5, 양극 다이오드 D1의 주변에 설치된다. 더 상세하게는, 선별기의 이동 접속부는 T2의 콜렉터에 연결되며, 그 고정 접속부는 D1의 음극과 T5의 베이스 에 연결된다. D1의 양극은 T3의 그리드와 드레인에 연결되며, 그 소스는 저항 R4를 통해 전압 Ualt에 연결된다. 전류 미러의 다른 쪽에서, 트랜지스터 T5의 소스는 저항 R5를 통해 전압 Ualt에 연결되어 있고, 그 그리드는 T4의 그리드에 연결되며, 그 드레인은 송신기에 연결된다. 선별기 Com의 다른 고정 접속부는 T5의 콜렉터와 그 장치의 출구 단자 Sim에 연결된다.

출구 회로(3)의 기능은 다음과 같다. 우선, A3, T2, R3의 발전 회로는 T2의 콜렉터 차원에서 전압 U2에 비례하는 전류 Is1를 발생시킨다. 게다가, 저항 R3에 대하여 저항 R1의 옴저항값과 동일한 옴저항값을 선택한다면, 전류 Is1은 Tex가 클로즈되는 상들의 시기에는 전류 Im과 거의 같게 된다.

회로 Com이 실선으로 도시된 위치에 이동 접속부를 가질 때, T3, T4, T5, D1, R4, R5의 전류의 밀러는, T5의 콜렉터 차원에서 그리고 출구 단자 Sim 상에서, 전류 Is1에 비례하는 혹은 이에 동일한 출력 전류 Is2를 발생시킨다.

여기서 특기할 점은, T3 쪽에 위치한 다이오드 D1의 연결 전압은 T3와 T4의 수준과 동일한 분극을 가능케 하므로, T4는 T5의 송신기/베이스의 연결전압을 따르게 된다.

또한 특기할 점은, 저항 R4와 R5는 전류 Is1와 Is2 간에 정확한 비례 또는 동일하게 보존하는 것이 가능하게 하는 평형 저항이다.

반대로, 선별기 Com이 점선으로 표시된 위치를 점하는 경우, 출력 단자 Sim으로 들어오는 전류로 직접 적용되는 것은 바로 전류 Is2이다.

따라서, 선별기 Com은 '나가는 전류'라는 출류방식과 '들어오는 전류'라는 출류방식을 제공하면서, 본 발명에 따른 장치가 기존의 모터 조절장치와 인터페이스를 이룸에 있어 더 큰 유연성을 갖도록 한다.

상기 장치는 열보정에 있어서 더욱 효과적인 속성을 갖는다. 특히, 출류에서 발생되는 전류 Is1 혹은 Is2는 전류 I1와의 뛰어난 비례성(혹은 동일성)을 갖는데, 이 전류 I1은 또한 트랜지스터 Tex에 흐르는 전류에 비례를 이룬다.

더 상세하게는, Tex가 사용중인 상들의 시기 동안에는, 다음의 관계를 얻어내게 됨을 알 수 있다:

U1 = U2 = U3

또한:

U1 = R1.I1

및

U3 = R3.Is1

만약 R1/R3의 비가 일정하면, I1와 Is1 간의 비례관계가 보장된다.

게다가, R1 = R3이면, 우리가 얻게되는 결과는 다음과 같다:

Is1 = I1

이제 Im(I1에 거의 동일함)과 Iex 사이의 비례성에 대해서는, 트랜지스터 Tex와 Tm이 같은 방식으로 분극을 이루고 공통의 반도체 기질 상에서 동일한 기초 셀들로 구현될 때, 상기 이 비례성이 보장된다.

결국, 각기 동일하게 분극을 이루고 있는 트랜지스터 T3와 T4를 통해, 그리고 비례를 이루고 있거나 동일한 저항들을 통해, Is1와 Is2의 값들 간의 비례성 혹 은 동일성이 보장된다.

이미 언급한 바와 같이, 상기 서술된 장치는 하나로 통제된 회로 형태로 구현되는 것이 유리하며, 바람직하게는 교류발전기 혹은 교류-스타터의 동작 제어기 회로(특히 트랜지스터 Tex와 다이오드 DL을 가짐)와 같은 반도체 칩 상에 구현된다. 이 경우, 동일한 기초 셀들로부터 전류 미러의 역할을 수행하는 트랜지스터들(즉, 한편으로는 Tex와 Tm, 다른 한편으로는 T3와 T4)을 형성하는 것이 유리하다. 또한, 한편으로는 저항 R1과 R3를, 다른 한편으로는 저항 R4와 R5를 이들이 동일한 열적 조건에 노출되도록 형성되는 것이 유리하다.

이미 기술한 바와 같이, 도 2의 회로는 작동전류를 나타내는 시그널을 전류의 형태로 모터 조절장치에 전할 수 있다. 이 경우, 모터 조절장치는 아날로그/디지털 변환수단을 갖는데, 이 변환수단은 해당 전류로부터 수행하는 처리에 사용될 수 있는 디지털 값을 파생시킬 수 있다.

달리, 도 2의 회로는 단자 Sim의 하류에 이러한 아날로그/디지털 변환 회로를 내장할 수 있으며, 이 경우 정보는 모터 조절장치에 디지털 형태, 가령 "동기식 비트" 혹은 "LIN"과 같은 디지털 표준 포맷이나 프로토콜의 형태로 전달된다.

도 1을 참조하여, 이제 교류발전기의 과열 방지를 가능케하는 시스템에 대해 기술할 것이다. 이 도면의 윗 부분은 작동 트랜지스터 Tex에서 나오며 주기 관계 τ를 특징으로 하는 작동 시그널 Uex를 도시한다. 제어기는 기존의 방식으로 회로판 전압 Vreg를 측정, 제어한다. 바로 전에 기술된 것처럼, 제어기는 또한 교류발전기 회전자의 자기유도코일 FD를 통해 흐르는 작동전류 Iexc를 측정할 수 있다. 이 작동전류의 전형적 추이가 도 3에 도시되어 있다. 작동전류 Iexc는 도 1에 작동전압 Uex 아래에 도시되어 있다.

회전자의 자기유도코일의 저항은, 회로판 전압 Vreg, 작동 주기 관계 τ 및 작동전류 Iexc의 값들의 관계정립에 따라 얻어질 수 있다.

결국, 작동 트랜지스터 Tex에서, 브러시에서, 그리고 자유 휠의 다이오드 내에서의 전압 감소를 무시한다면, 회전자에 적용되는 전압 Urot의 평균값은 다음과 거의 같다.

Urot = Vreg x τ

이런 관계는, 작동 주기 관계가 상당하고 자유 휠의 다이오드의 영향이 약할 때 과열이 발생하는 경우 적절한 것으로 나타난다. 회전자의 저항값 Rrot는 다음의 방정식을 통해 얻어진다:

Rrot = Urot / Iexc = (Vreg x τ) / Iexc

특히 제어기가 마이크로 프로세서와 함께 디지털 구조를 포함하고 있을때 제어기는 이 계산을 실현할 수 있다. 회로판 전압 Vreg는 거의 변동이 없는데 이는 이 값에 영향을 주는 것은 배터리 충전을 위해 수용될 수 있는 열적 보상 밖에 없기 때문이다. 이러한 조건하에서, 회로판 전압은 상수 K와 유사할 수 있으며, 회전자 저항값은 다음의 방정식을 적용하여 계산할 수 있다:

Rrot = K x τ/ Iexc

하지만, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 작동전류 Iexc는 매우 엄격히 안정적인 것은 아니어서 작동 시그널 Uex의 교번에 따라 변동이 있으며, 이는 회전자 저 항 Rrot의 계산을 교란시킬 수 있다. 결과적으로, 작동 트랜지스터 Tex가 폐쇄기 F 동안 차단되어 있을 때 이 전류는 증가하고, 시기 O동안 트랜지스터가 열려있을 때에는 이 전류가 감소한다. 작동전류의 변동으로 발생되는 문제들을 방지하기 위해서, 본 발명에 따라, 도 1에 나타난 작동 트랜지스터 Tex 차단 직후 작동전류의 마이너스 최고치, 즉 t1 순간의 값과, 트랜지스터 Tex가 열리기 직전의 이 전류의 플러스 최고치, 즉 t2의 순간의 값을 측정할 제어기를 도입한다. 작동전류의 평균치는 마이너스 및 플러스 최고치의 평균값이다.

하지만, 제어를 효과적으로 수행하기 위해서는 작동 주기 관계가 시기별로 크게 변동할 수 있다. 이러한 변동을 감안하기 위해, 각 시기별로 주기 관계의 평균 역시 산출할 것을 제안한다. 이 평균값은 디지털 제어기로 쉽게 얻어낼 수 있다. 몇몇 장치에서는, 이런 값이 자동으로 얻어지기도 한다. 예를 들어, 본 출원인의 프랑스 특허 2 747 860에 기술된 해결방식들을 사용한다면, 폐쇄루트에 사용된 주기 관계 값은 회전자 저항 Rrot의 계산을 가능케하는 작동 주기 관계의 평균값으로 간주될 수 있다.

자동차에서 사용되는 전류의 세기가 센 교류발전기 혹은 교류-스타터에 특히 적용되는 것으로 기술되었던 이 조절 장치는 여기서 기술된 문제와 동일 혹은 유사한 과열 문제가 발생되는 모든 경우에 있어서 사용될 수 있다. 자기유도코일의 저항을 산출함으로써 자기유도코일의 온도를 조절하는 방식은 자동차용 배터리 충전 장치에도 물론 사용될 수 있다.

참고로, 교류-스타터는 특히 자동차 시동을 위한 발전기 혹은 전기 모터의 역할도 할 수 있는 가역 장치임을 상기해야 할 것이다.

좀 더 상세한 사항은 WO-A-01/69762를 참조하기로 한다.

Claims (9)

1. 회전자 온도를 표시하는 수단과 표시된 온도에 따라 회전자의 작동전류를 제어하는 수단을 포함하는, 자동차용 전기회전기계의 회전자 자기유도코일의 온도 제어 장치에 있어서,

   상기 회전자의 온도 표시 수단이 회전자의 자기유도코일(FD)의 저항으로 형성되고;

   작동 시그널 주기 관계, 작동전류값 및 전기에너지를 공급하는 소스의 제어된 전압값의 적어도 3개의 변수에 의하여 상기 자기유도코일의 저항값을 구하는 수단을 포함하고;

   작동전류의 평균값을 계산하는 수단을 포함하고;

   작동 스위치를 포함하고, 상기 작동전류의 평균값은 작동전류의 플러스 및 마이너스 최고치로부터 구해지며, 이 플러스 및 마이너스 최고치는 작동전류 흐름의 작동 스위치 차단 직후와 개방 직전에 측정되는 값인 것;을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 평균값은 작동 시그널의 복수의 주기에 걸쳐 구해지는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
3. 제 1 항에 따른 온도 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 교류발전기를 갖는 자동차용 배터리 충전 장치.
4. 제 1 항에 따른 온도 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 교류-스타터를 갖는 자동차용 배터리 충전 장치.
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