KR101853657B1 - 차량용 교류발전기의 레귤레이터 - Google Patents

차량용 교류발전기의 레귤레이터 Download PDF

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Abstract

차량용 교류발전기의 레귤레이터는 상기 교류발전기의 로터 폴의 개수에 맞는 주파수 변환을 수행할 수 있는 주파수 변환 회로를 포함한다. 레귤레이터가 로터 폴의 개수에 따른 주파수 변조가 가능하므로 폴 개수가 다른 복수의 로터에 사용될 수 있다.

Description

차량용 교류발전기의 레귤레이터{Regulator for AC alternator for vehicles}
본 발명은 차량용 교류발전기의 레귤레이터에 관한 것이다.
차량용 교류발전기는 기자력을 생성하는 로터(rotor), 유도 기전력을 생성하는 고정자(stator), 그리고 회전 자계를 조절하는 레귤레이터를 포함한다.
이러한 교류발전기에서 로터 폴(rotor pole)의 개수에 따라 스테이터(stator)에 유기되는 페이즈(phase) 파형의 주파수가 달라지게 되며, 이 폴의 개수에 따라 레귤레이터도 달라져야 한다.
따라서 로터 폴의 개수가 달라지는 경우 기존의 특정 개수의 폴에 사용하던 레귤레이터가 그대로 사용되기 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다양한 로터 폴의 개수에 호환될 수 있는 레귤레이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 교류발전기의 레귤레이터는 상기 교류발전기의 로터 폴의 개수에 맞는 주파수 변환을 수행할 수 있는 주파수 변환 회로를 포함한다.
상기 주파수 변환 회로는 입력되는 페이즈 파형의 주파수를 인식하는 주파수 인식부, 상기 로터 폴의 개수를 설정하는 로터 폴 설정부, 그리고 상기 설정된 로터 폴의 개수에 따라 주파수를 변조하는 주파수 변조부를 포함할 수 있다.
상기 주파수 변환 회로는 입력되는 페이즈 파형의 주파수를 인식하는 주파수 인식부, 상기 로터 폴의 개수를 설정하는 로터 폴 설정부, 그리고 상기 주파수 인식부로부터 인식된 주파수에 대한 정보를 수신하고 상기 로터 폴 설정부로부터 설정된 로터 폴 개수에 대한 정보를 수신하여 상기 설정된 로터 폴 개수에 따라 상기 페이즈 파형의 주파수 변조를 수행하는 주파수 변조부를 포함할 수 있다.
상기 로터 폴 설정부는 복수의 로터 폴 개수에 관한 정보를 저장하는 메모리를 포함할 수 있고, 상기 로터 폴 설정부는 외부로부터 직렬 통신을 통해 설정된 로터 폴 개수에 관한 정보를 입력받고 상기 입력된 설정된 로터 폴 개수에 해당하는 정보를 상기 메모리에서 선택하여 상기 주파수 변조부로 전달할 수 있다.
본 발명의 실시에에 따른 레귤레이터는 기준 전압을 측정하는 전압 측정부를 더 포함할 수 있으며, 상기 로터 폴 설정부는 복수의 기준 전압 및 그에 대응하는 로터 폴 개수에 대한 정보를 저장하는 메모리를 포함할 수 있고, 상기 로터 폴 설정부는 상기 전압 측정부로부터 측정된 기준 전압에 대한 정보를 입력받고 상기 입력된 기준 전압에 해당하는 로터 폴 개수에 대한 정보를 상기 메모리에서 선택하여 상기 주파수 변조부로 전달할 수 있다.
본 발명에 의하면, 레귤레이터가 로터 폴의 개수에 따른 주파수 변조가 가능하므로 폴 개수가 다른 복수의 로터에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터가 적용된 차량용 교류발전기의 한 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터가 적용된 차량용 교류발전기의 전기 회로를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터의 주파수 변환 회로의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터에서 직렬 통신을 이용한 주파수 변조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터에서 기준 전압의 측정을 통한 주파수 변조를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터(10)는 차량의 교류발전기(10)를 구성하는 한 부분일 수 있다. 교류발전기(10)는, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 하우징(100) 내부에 배치되어 기자력(magnetomotive force)을 생성하는 회전자 어셈블리(rotor assembly)(110), 회전자 어셈블리(110)에 전류를 공급하는 브러쉬 어셈블리(brush assembly)(120), 회전자 어셈블리(110)를 둘러싸도록 배치되어 기자력에 의해 유도 기전력을 생성하는 고정자 어셈블리(stator assembly)(130), 회전 자계의 세기를 조절하는 레귤레이터(regulator)(140), 고정자 어셈블리(130)에 의해 생성된 교류 전류를 직류 전류로 정류하는 정류기 어셈블리(rectifier assembly)(150), 그리고 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전자 어셈블리(110)로 전달하는 풀리(160)를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터(140)는 차량용 교류발전기의 한 구성 부분으로서 작동할 수 있으며 회전자 어셈블리(110), 고정자 어셈블리(130), 정류기 어셈블리(150)에 연결될 수 있다. 레귤레이터(140)의 구성 및 작동, 그리고 교류발전기(10)의 나머지 구성 요소의 작동은 이 발명이 속하는 분야에서 자명한 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터(140)는 교류발전기의 로터 폴의 개수에 맞는 주파수 변환을 수행할 수 있는 주파수 변환 회로(141)를 포함한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 주파수 변환 회로(141)는 레귤레이터(140)의 P-터미널(143)과 정류기 어셈블리(150)와 고정자 어셈블리(130)에 연결될 수 있다. 통상 P-터미널(143)을 통해서 고정자 어셈블리(130)에 유기되는 페이즈 파형이 출력되는데, 본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터(140)에서는 생성된 페이즈 파형이 주파수 변환 회로(141)를 통과하면서 주파수가 변환된 후 고정자 어셈블리(130)로 인가된다.
도 3을 참조하면, 주파수 변환 회로(141)는 입력되는 페이즈 파형의 주파수를 인식하는 주파수 인식부(1411), 로터 폴의 개수를 설정하는 로터 폴 설정부(1413), 그리고 설정된 로터 폴의 개수에 따라 주파수 변조를 수행하는 주파수 변조부(1415)를 포함할 수 있다. 주파수 변조부(1415)에 의해 주파수가 변환된 페이즈 파형이 외부로 출력된다. 한편, 버퍼(1417)가 주파수 변조부(1415)에 연결될 수 있다. 이때, 주파수 변환 회로(141)는 IC 칩의 형태로 구현될 수 있다.
주파수 인식부(1411)는 인가된 페이즈 파형의 주파수를 감지하며, 주파수 인식부(1411)는 주파수 인식을 위한 알려진 하드웨어와 소프트웨어로 이루어질 수 있다. 로터 폴 설정부(1413)는 각 교류발전기의 로터 폴의 개수를 설정하기 위한 것이며, 로터 폴 개수의 설정을 위한 인터페이스를 구비할 수 있다. 주파수 변조부(1415)는 설정된 로터 폴 개수에 맞도록 주파수 변환을 수행하며, 주파수 변조를 위한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함할 수 있다. 즉, 주파수 변조부(1415)는, 주파수 인식부(1411)로부터 수신된 페이즈 파형의 주파수가 로터 폴 설정부(1413)에 의해 설정된 폴 개수에 해당하는 주파수와 일치하는 않는 경우, 페이즈 파형의 주파수를 설정된 폴 개수에 해당하는 주파수로 변조한다.
이하에서 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 로터 폴 설정부(1413)에 의해 로터 폴 개수 및 그에 따른 목표 주파수가 설정되는 예들에 대해 설명한다.
먼저, 시리얼 통신을 통해서 설정을 원하는 로터 폴 개수를 입력함으로써 로터 폴 설정부(1413)가 로터 폴 개수를 설정할 수 있다. 즉, 도 4를 참조하면, 로터 폴 설정부(1413)는 복수의 로터 폴의 개수에 관한 정보를 저장하는 메모리(예를 들어, EEPROM)(1414)를 포함하고, 로터 폴 설정부(1413)는 외부로부터 시리얼 통신(200)을 통해서 원하는 로터 폴 개수에 대한 정보를 입력받고, 입력된 로터 폴 개수에 해당하는 로터 폴 개수 데이터를 메모리(1414)로부터 읽어 들여 주파수 변조부(1415)로 전달한다.
한편, 다른 예에서는 레귤레이터(140)의 기준 전압을 이용하여 로터 폴 개수를 설정할 수 있다. 즉, 도 5를 참조하면, 로터 폴 설정부(1413)의 메모리(1414)는 복수의 기준 전압 및 해당 기준 전압들에서의 로터 폴 개수에 대한 정보를 저장할 수 있으며, 전압 측정부(300)가 레귤레이터(140)의 B+ 단자(145)의 전압을 측정하여 해당하는 정보를 로터 폴 설정부(1413)로 전달할 수 있다. 로터 폴 설정부(1413)는 메모리(1414)에 저장된 각 기준 전압 별 주파수에 관한 데이터로부터 전달된 기준 전압에 해당하는 로터 폴 개수를 선택하여 주파수 변조부(1415)로 전달할 수 있다.
주파수 변조부(1415)는 로터 폴 설정부(1413)에 의해 도 4 및 도 5에서와 같은 방식으로 설정된 로터 폴 개수에 대한 정보를 수신하고, 그를 기초로 필요한 주파수 변환을 수행한다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
140: 레귤레이터
141: 주파수 변조 회조
1411: 주파수 인식부
1413: 로터 폴 설정부
1415: 주파수 변조부

Claims (4)

  1. 차량용 교류발전기의 레귤레이터로서,
    상기 교류발전기의 로터 폴의 개수에 따른 주파수 변환을 수행할 수 있는 주파수 변환 회로를 포함하고,
    상기 주파수 변환 회로는
    입력되는 페이즈 파형의 주파수를 인식하는 주파수 인식부,
    상기 로터 폴의 개수를 설정하는 로터 폴 설정부, 그리고
    상기 주파수 인식부로부터 인식된 주파수에 대한 정보를 수신하고 상기 로터 폴 설정부로부터 설정된 로터 폴 개수에 대한 정보를 수신하여 상기 설정된 로터 폴 개수에 따라 상기 페이즈 파형의 주파수 변조를 수행하는 주파수 변조부를 포함하며,
    상기 로터 폴 설정부는 복수의 로터 폴 개수에 관한 정보를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 로터 폴 설정부는 외부로부터 직렬 통신을 통해 설정된 로터 폴 개수에 관한 정보를 입력받고 상기 입력된 설정된 로터 폴 개수에 해당하는 정보를 상기 메모리에서 선택하여 상기 주파수 변조부로 전달하는 레귤레이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 레귤레이터의 기준 전압을 측정하는 전압 측정부를 더 포함하며,
    상기 로터 폴 설정부는 복수의 기준 전압 및 그에 대응하는 로터 폴 개수에 대한 정보를 저장하는 메모리를 포함하며,
    상기 로터 폴 설정부는 상기 전압 측정부로부터 측정된 기준 전압에 대한 정보를 입력받고 상기 입력된 기준 전압에 해당하는 로터 폴 개수에 대한 정보를 상기 메모리에서 선택하여 상기 주파수 변조부로 전달하는 레귤레이터.
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WO2022203818A1 (en) * 2021-03-23 2022-09-29 Tula eTechnology, Inc. Multi-phase control of an electric machine

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JP2000517150A (ja) 1995-03-31 2000-12-19 エコエアー コーポレーション ハイブリッド交流発電機

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