KR930006133Y1 - 차량용 교류 발전기의 제어장치 - Google Patents

차량용 교류 발전기의 제어장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

차량용 교류 발전기의 제어장치
제1도는 본 고안의 차량용 교류 발전기의 제어장치의 일실시예를 도시하는 회로도.
제2a도 내지 제2e도는 상기 실시예에 있어서 각부의 동작파형을 도시하는 개략도.
제3도는 종래의 차량용 교류 발전기의 제어장치를 도시하는 회로도.
제4a도 내지 제4d도는 제3도의 차량용 교류 발전기의 제어장치의 각부의 동작 파형을 도시하는 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 교류 발전기 2 : 정류기
3 : 전압 조정기 4 : 축전지
5 : 전기 부하 6 : 부하 스위치
7 : 키 스위치 8 : 표시램프
9 : 계자 전류 제어기
본 고안은, 전기 부하 투입시에 기관의 회전 속도 변동의 제어와 기관 및 교류 발전기의 회전축의 베어링에 대한 충격을 완충하도록한 차량용 교류 발전기의 제어 장치에 관한 것이다.
제3도는, 종래의 차량용 교류 발전기의 제어 장치를 도시하는 회로도이며, 이 제3도에 있어서, 1은 차량에 장착된 도시하지 않은 기관에 의해 구동되는 교류 발전기이며, 전기자 코일(101)과 계자 코일(102)로 구성되어 있다.
또한, 2는 교류 발전기(1)의 교류 출력을 전파 정류하는 정류기이며, 메인 출력단자(201), 보조 출력단자(202), 접지단자(203)를 갖고 있다. 메인 출력단자(201)는 메인 출력을 출력하는 것이며, 보조 출력단자(202)는 계자 코일(102)의 여자와, 후술하는 전압 조정기(3)에 발전기(1)의 정류 출력 전압을 부가하는 것이다.
전압 조정기(3)는 교류 발전기(1)의 출력 전압을 소정값으로 제어하기 위한 것이며, 다음 각부에 의해 구성되어 있다. 즉, 정류기(2)의 보조 출력단자(202)와 접지사이에 저항(301) 및 (302)의 질렬회로가 접속되어 있으며, 이 저항(301), (302)에 의해 보조 출력단자(202)의 출력 전압을 분압하도록 되어 있다.
이 저항(301) 및 (302)과의 접속점은 제너 다이오드(303)를 거쳐서 트렌지스터(304)의 베이스에 접속되어 있다. 이 트랜지스터(304)는 제너 다이오드(303)의 도통, 비도통에 의해 단속되는 것이다.
트랜지스터(304)의 에미터는 접지되고, 콜렉터는 출력 트랜지스터(305)의 베이스에 접속되어 있다. 출력 트랜지스터(305)의 베이스는 베이스 저항(306)을 거쳐서 보조 출력단자(202)에 접속되어 있다. 이 출력 트랜지스터(305)의 에미터는 접지되며, 콜렉터는 다이오드(307)를 거쳐서 보조 출력단자(202)에 접속이 되어 있는 것과 동시에 계자 코일(102)을 거쳐서 보조 출력단자(202)에 접속이 되어 있다.
출력 트랜지스터(305)는 트랜지스터(304)에 의해 단속 제어되어, 계자 코일(102)의 계자 전류를 제어한다.
다이오드(307)는 계자 코일(102)에 병렬로 접속되어, 계자 코일(102)에 발생하는 단속 서어지를 흡수하기 위한 것이다.
한편, 축전지(4)의 음극은 접지되어 있으며, 이 축전지(4)의 양극은 키 스위치(7), 표시램프(8)를 거쳐서 보조 출력단자(202)에 접속되어 있다.
정류기(2)의 메인 출력단자(201)는 축전지(4)의 양극에 접속되어 있으면서 부하 스위치(6) 및 전기 부하(5)를 거쳐서 접지되어 있다.
제4도는 종래의 장치에 있어서 각부의 동작 파형을 도시하는 개략도이며, 교류 발전기(1)의 전기 부하가 가벼운 상태에서 최대 출력을 요하는 전기 부하가 투입된 경우의 양상을 도시하고 있다. 가로축은 모두 시간을 나타낸다.
제4a도는 전압 조정기(3)의 출력 트랜지스터(305)의 단속 동작 파형, 제4b도는 교류 발전기(1)의 계자 전류 파형, 제4c도는 교류 발전기(1)의 출력 전류 파형, 제4d도는 교류 발전기(1)의 구동 토크 파형이며, ⓐ점은 최대 출력을 요하는 전기부하가 투입된 시점을 도시하고 있다.
다음으로, 제3도의 동작에 대해서 설명을 한다.
기관의 시동에 있어서, 키 스위치(7)가 닫혀지면, 축전지(4)에서 키 스위치(7)를 거쳐서 표시램프(8), 계자 코일(102)에 초기여자 전류가 흘러, 교류 발전기(1)는 발전가능한상태로 됨과 동시에, 표시램프(8)가 점등하여, 비발전상태를 표시한다.
다음에, 기관이 시동되면, 교류 발전기(1)가 발전을 개시하여, 정류기(2)의 보조 출력단자(202)의 전압이 상승함과 동시에, 표시램프(8)의 양단의 전위차가 감소하여, 마침내 동전위로 되어, 표시램프(8)가 소등하여, 교류 발전기가 정상으로 발전한 것을 표시한다.
한편, 전압 조정기(3)는 정류기(2)의 보조 출력단자(202)의 출력 전압을 분압요의 저항(301), (302)과 제너 다이오드(303)로 검출하고 있으며, 보호 출력단자(202)의 출력 전압이 이 저항(301), (302)과 제너 다이오드(303)에 의해 설정한 소정값을 넘으면, 제너-다이오드(303)가 도통하여, 트랜지스터(304)가 도통한다.
반대로, 보조 출력단자(202)의 출력 전압이 소정값 이하로 되며, 제너-다이오드(303)가 비도통되어, 트랜지스터(304)가 비도통된다.
이와같이 하여, 트랜지스터(304)의 단속에 의해, 출력 트랜지스터(305)가 단속되어, 계자코일(102)에 흐르는 계자 전류를 계속 제어하여, 교류 발전기(1)의 출력 전압을 소정값으로 조정하고 있다.
그런데, 이와같이 구성된 종래의 장치에 있어서는, 제4도에 도시하는 바와같이 교류 발전기(1)가 경부하 상태에서 운전중에, 부하 스위치(6)에 의해 최대출력을 요하는 전기 부하(5)가 투입된 경우(도면중 (a)점), 교류 발전기(1)의 출력 전압이 소정값 이하로 되어, 전압 조정기(3)의 출력 트랜지스터(305)는 제4a도와 같이, 단속 동작상태에서 온상태로 유지된다(제4a도).
따라서, 교류 발전기(1)의 계자 전류는, 계자 코일(102)의 시정수(약 100m sec)에서 증가하여, 최대 계자 전류로 된다(제4b도). 그것에 따라, 교류 발전기(1)의 출력 전류는 계자 전류에 비례한 동작에서, 최대 출력에 달하고 (제4c도), 구동 토크에 대해서도 동일하게 하여 그 조건에 있어서 최대 구동 토크에 달한다(제4d도).
즉, 부하 스위치(6)에 의해 전기 부하(5)가 투입되었을때, 그 투입된 전기 부하(5)에 대응하여 계자전류가 증가하여, 이것에 비례하여 출력 전류, 구동 토크가 증가한다. 이 증가율은 계자 코일(102) 고유의 시정수로 결정되어, 일반적으로는, 100m sec이내의 값이다.
따라서, 100m sec정도의 시간내에 있어서, 교류발전기(1)의 구동 토크가 증가하기 때문에 이 교류 발전기(1)를 구동하는 기관에 급격하게 부하가 가해져, 기관의 회전 속도가 불안정하게 되는 현상이 일어난다.
또한, 기관과 교류 발전기(1)와는 일반적으로 V벨트등에 의해 연결되어 있으며, 급격한 부하 변동에 의해, V벨트가 미끄러져 "뀨"하는 음의 발생하거나, V벨트의 수명을 현저하게 축소시켜 버리는 결점이 있다.
게다가, 급격한 부하 변동에 의해, 기관 구동축의 베어링 및 교류 발전기(1)의 회전자의 베어링에 스트레스가 가해져, 이들의 베어링의 수명에도 악영향을 주는 등의 결점이 있다.
종래의 차량용 교류 발전기의 제어장치는, 이상과 같이 구성이 되어 있기 때문에, 상술하는 설명에서도 명백한 바와같이, 교류 발전기(1)에 큰 전기 부하가 투입된 경우, 급격한 구동토크 변동에 의해, 기관의 회전 속도가 불안정하게 되거나, 기관과 교류 발전기를 연결하는 V벨트가 미끄러져, 음을 내거나, V벨트의 수명이 짧아지거나, 나아가서는 기관 및 교류발전기의 회전축의 베어링에도 악영향을 미치는 등의 문제점이 있었다.
본 고안은, 이와같은 문제점을 해결하기 위해 행해진 것으로, 교류 발전기에 큰 전기 부하가 투입된 경우에도, 기관의 회전 속도 변동을 억제하여, V벨트의 미끄러짐을 방지할 수가 있음과 동시에, 기관 및 교류 발전기의 회전축의 베어링에 대한 쇽크도 완충할 수가 있는 차량용 교류 발전기의 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 고안에 따르는 차량용 교류 발전기의 제어 장치는, 교류 발전기의 계자 전류를 검출하는 수단과, 전압 조정기의 계자 전류 단속 제어상태에 의해 설정값이 변화함과 동시에, 계자 전류를 결정하기 위한 기준 전압 설정수단을 포함하고, 이들의 비교출력으로 계자 코일의 도통율을 차례로 변화시키는 계자 전류 제어기를 설치한 것이다.
본 고안에 있어서는, 계자 전류를 결정하기 위한 기준 전압 설정수단은, 전압 조정기의 계자 전류 계속 제어 상태에 의해 그 설정값이 차례로 변화하여, 그 변화 시정수는 계자코일이 갖는 시정수보다 충분히 큰 값을 갖고, 계자전류 검출값과의 비교 제어에 있어서 계자 전류가 증가하려는 과정에서 계자 코일의 도통율을 제어하여, 계자 전류의 증가를 완만하게 한다.
다음에, 본 고안의 차량용 교류 발전기의 제어 장치의 실시예를 도면에 대해서 설명을 한다. 제1도는 그한 실시예의 구성을 도시하는 회로도이다. 이 제1도에 있어서, 제3도와 동일한 부분에는 동일부호를 붙여서 그 설명을 생략하고, 제3도와는 다른 부분을 주체로 기술한다.
이 제1도에 있어서, 전압 조정기(3)의 일부가 변경되고, 또다시, 계자 전류 제어기(9)가 제3도의 구성에 새롭게 부가되어 있다.
즉, 전압 조정기(3)에 있어서, 트랜지스터(304)의 콜렉터와 출력 트랜지스터(305)의 베이스 사이에 분리 다이오드(311), (312)가 애노드를 서로 결합함으로써 접속되어 있다. 이 분리 다이오드(311)와 (312)의 양 애노드는 베이스 저항(306)을 거쳐서, 정류기(2)의 보조 출력단자(202)에 접속되어 있다.
또한, 출력 트랜지스터(305)의 에미터는 계자 전류 검출용 저항(310)을 거쳐서 접지되어 있다.
또한, 계자 전류 제어기(9)에 있어서, 키 스위치(7)와 표시램프(8)와의 접속점과 접지사이에는, 저항(902)과 정전압 전원을 만드는 제너-다이오드(901)와의 직렬회로가 접속되어 있다.
비교기(909)의 (-)입력단은, 저항(907), 역류 방지 다이오드(906), (905)를 거쳐서 트랜지스터(304)의 콜렉터에 접속되어 있다. 역류 방지 다이오드(905)와 (906)의 애노드의 접속점과 전원간에 분압 저항(903)이 접속되어 있다.
역류 방지 다이오드(906)와 저항(907)과의 접속점은 분압 저항(904)을 거쳐서 접지되어 있으며, 또한, 비교기(909)의 (-)입력단은 콘덴서(908)를 거쳐서 접지되어 있다.
상기 분압 저항(903), (904)은 제너-다이오드(901)에 의한 정전압을 분압하는 분압저항이며, 이 분압 저항(903), (904)이 저항(907)을 통해서 비교기(909)의 (-)입력단에 접속되어, 비교기(909)의 기준 전압을 발생하도록 되어 있다.
콘덴서(908)는 저항(907)에 의해, 충방전 시정수 회로를 형성하고 있다.
또한, 비교기(909)의 (+)입력단은 출력 트랜지스터(305)의 에미터에 접속되어 있다. 이 비교기(908)의 출력단은 트랜지스터(910)의 베이스에 결합되어 있다. 트랜지스터(910)의 베이스는 베이스 저항(911)을 거쳐서 전원에 접속되어 있다.
이 트랜지스터(910)는 전압 조정기(3)의 출력 트랜지스터(305)를 계속 제어하는 트랜지스터이다.
제2도는 본 고안의 일실시예에 있어서 각부의 동작 파형을 도시하는 개략도이며, 종래 장치의 경우와 동일한 교류 발전기(1)의 전기 부하가 가벼운 상태에서 최대 출력을 요하는 전기 부하가 투입된 경우의 모양을 도시하고 있다.
제2a도는 계자 전류 제어기(9)의 비교기(909)의 입력 파형이다. 제2b도 내지 제2e도는 각각 제4a도 내지 제4d도에 대응하고 있다.
다음으로, 제1도의 동작에 대해서 설명을 한다.
통상의 전압 조정 동작에 대해서는 종래 장치의 경우와 같으며, 여기에서는 설명을 생략한다. 여기에서, 일정한 부하상태에 있어서는, 계자전류를 단속하는 출력 트랜지스터(305)는, 트랜지스터(304)의 동작만에 의해 제어되도록, 즉 계자 전류제어기(9)의 비교기(909)가 「로우」상태를 유지하도록, 기준 전압 설정용의 분압 저항(903), (904)이 설정되어 있다.
또한, 비교기(909)의 (-)입력단에 접속된 콘덴서(908)와 저항(907)과의 시정수 회로는 계자 코일(102)에 갖는 시정수 보다도 충분히 큰 값을 갖도록 설정되어 있다(약 2내지 4sec).
거기에서, 제2도에 도시하는 바와같이 교류 발전기(1)가 경부하상태에서 운전중에, 부하 스위치(6)에 의해 최대 출력을 요하는 전기부하(5)가 투입된 경우(제2도중 (a)점), 교류 발전기(1)의 출력 전압이 소정값 이하로 되어, 전압 조정기(3)의 트랜지스터(304)는 단속 동작상태에서 비도통 상태로 유지된다.
따라서, 계자 전류 제어기(9)의 비교기(909)의 (-)입력단의 전압은 제2a도에 도시하는 바와같이, 그 시점에서, 분압 저항(903), (904)에서 설정된 최종 기준 전압으로 향해서 콘덴서(908)와 저항(907)에 의해 결정되는 시정수에서 상승을 개시한다.
한편, 제2b도에 도시하는 바와같이, 출력 트랜지스터(305)는 도통하여, 제2c도와 같이 계자 전류가 증가를 개시한다. 이 계자 전류를 계자 전류 검출용 저항(310)에서 검출하여, 제2a도에 도시하는 바와같이, 비교기(909)의 (+)입력단에 입력되어 있다.
거기에서, 계자 전류의 증가 시정수는 비교기(909)의 기준 전압의 상승 시정수보다도 적기 때문에, 양 입력전압이 크로스한 시점에서 비교기(909)는 「로우」에서 「하이」레벨로 변해, 출력 트랜지스터(305)는 비도통으로 되어, 계자 전류는 감소한다.
이에 따라, 비교기(909)는 「하이」에서「로우」레벨로 변해, 계자 전류는 증가를 시작하나, 비교기(909)의 기준전압이 상승하고 있는 몫만큼 계자 전류는 많이 증가하게 된다.
다음에, 이들의 동작을 반복하므로서, 계자 전류가 서서히 증가하여, 최종적으로는 최대값으로 된다(제2c도).
이 계자 전류의 증가에 비례하여, 교류 발전기(1)의 출력 전류(제2c도). 구동 토크(제2e도)도 서서히 증가한다.
즉, 계자 전류의 증가를 계자 전류제어기(9)의 기준 전압 상승 시정수(2 내지 4sec)로 제어하므로서 완만화하여, 교류 발전기(1)의 구동 토크의 증가를 완만화 할 수가 있고, 큰 전기 부하가 투입되었을 때에, 교류 발전기(1)를 구동하는 기관의 회전속도의 변동을 제어하여, 연결되는 V벨트의 슬립이 방지되어, 슬립음, V벨트의 수명의 악화가 해소된다.
나아가서는, 기관 및 교류 발전기(1)의 회전축의 베어링에 대한 쇽크도 완충할 수가 있다.
이상은, 교류 발전기(1)가 경부하로서 운전중, 최대 출력을 요하는 전기 부하가 투입된 경우에 대해서 설명을 하였으나, 최대 부하의 투입시에 한정되지 않고, 여러 정도의 부하의 투입시에 대해서도 동일한 효과가 있으며, 최대부하 투입시에 있어서 그 효과가 최대로 된다.
본 고안은 이상 설명한대로, 전기 부하가투입 되었을 때의 계자 전류의 증가를 계자 전류 제어기에 의해 완만화하여 구동 토크은 증가를 완만하였으므로, 기관의 회전 속도 변동이 억제되어, 연결되는 V벨트의 슬립, 수명 악화가 방지됨과 동시에, 기관 및 교류 발전기의 회전축의 베어링에 대한 쇽크도 완충할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 계자코일을 갖는 교류 발전의 정류 출력에 의해 충전되는 축전지, 상기 교류 발전기의 출력 전압을 검출하여, 이 교류 발전기의 계자 전류를 단속 제어하므로서 상기 교류 발전기의 출력 전압을 조정하는 전압 조정기, 이 전압 조정기의 계자 전류 단속 제어상태에 의해 계자 코일이 갖는 시정수보다도 큰 시정수로 그 설정값이 변화하여, 계자 전류를 결정하기 위한 기준 전압부와 계자 전류 검출부로 구성이 되어, 이 기준 전압부와 계자 전류 검출부의 출력의 비교결과에 의해 계자 코일의 도통율을 차례로 변화시키는 계자 전류 제어기를 구비하여 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기의 제어장치.
KR2019880002417U 1987-02-26 1988-02-24 차량용 교류 발전기의 제어장치 KR930006133Y1 (ko)

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