발전기 고정자: 전류 생성

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모든 최신 차량에는 온보드 전기 시스템과 모든 장치의 작동을 위해 전류를 생성하는 발전기가 장착되어 있습니다.발전기의 주요 부품 중 하나는 고정 고정자입니다.이 기사에서 발전기 고정자가 무엇인지, 어떻게 작동하는지 읽어보세요.

 

 

발전기 고정자의 목적

현대 자동차 및 기타 차량에는 자가 여자 기능을 갖춘 동기식 3상 교류 발전기가 사용됩니다.일반적인 발전기는 하우징에 고정된 고정자, 여자 권선이 있는 회전자, 브러시 어셈블리(계자 권선에 전류 공급) 및 정류 장치로 구성됩니다.모든 부품은 상대적으로 컴팩트한 디자인으로 조립되어 엔진에 장착되고 크랭크샤프트에서 벨트 구동이 이루어집니다.

고정자는 작동 권선을 운반하는 자동차 교류 발전기의 고정 부품입니다.발전기 작동 중에 전류가 발생하는 것은 고정자 권선에서이며, 이는 변환(정류)되어 온보드 네트워크로 공급됩니다.

발전기 고정자에는 여러 가지 기능이 있습니다.

• 전류가 생성되는 작동 권선을 운반합니다.
• 작업 권선을 수용하는 신체 부위의 기능을 수행합니다.
• 작동 권선의 인덕턴스를 높이고 자기력선의 올바른 분포를 증가시키는 자기 회로 역할을 합니다.
• 방열판 역할을 하며 가열 권선에서 과도한 열을 제거합니다.

모든 고정자는 본질적으로 동일한 디자인을 가지며 다양한 유형이 다르지 않습니다.

 

발전기 고정자 설계

구조적으로 고정자는 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다.

• 링 코어;
• 작업 권선(권선);
• 권선 절연.

코어는 내부에 홈이 있는 철제 링 플레이트로 조립됩니다.패키지는 플레이트로 구성되며 용접 또는 리벳팅을 통해 구조의 강성과 견고성을 부여합니다.코어에는 권선을 놓기 위한 홈이 만들어지고 각 돌출부는 권선 회전을 위한 요크(코어)가 됩니다.코어는 특정 투자율을 지닌 특수 등급의 철 또는 합금철로 만들어진 0.8-1mm 두께의 플레이트로 조립됩니다.열 방출을 개선하기 위해 고정자 외부에 핀이 있을 수 있을 뿐만 아니라 발전기 하우징과 도킹할 수 있는 다양한 홈이나 홈이 있을 수 있습니다.

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3상 발전기는 위상당 하나씩 3개의 권선을 사용합니다.각 권선은 단면적이 큰 구리 절연선(직경 0.9~2mm 이상)으로 만들어지며 코어의 홈에 일정한 순서로 배치됩니다.권선에는 교류가 제거되는 단자가 있으며 일반적으로 핀 수는 3개 또는 4개이지만 6개의 단자가 있는 고정자가 있습니다(3개의 권선 각각에는 한 유형 또는 다른 유형의 연결을 위한 자체 단자가 있습니다).

코어의 홈에는 와이어의 절연체가 손상되지 않도록 보호하는 절연재가 있습니다.또한 일부 유형의 고정자에서는 절연 웨지를 홈에 삽입할 수 있으며, 이는 추가로 권선 회전을 위한 고정 장치 역할을 합니다.고정자 어셈블리에는 에폭시 수지 또는 바니시를 추가로 함침할 수 있어 구조의 무결성을 보장하고(회전 이동 방지) 전기 절연 특성을 향상시킵니다.

고정자는 발전기 하우징에 견고하게 장착되며 오늘날 가장 일반적으로 사용되는 설계는 고정자 코어가 본체 부품 역할을 하는 것입니다.이는 간단하게 구현됩니다. 고정자는 스터드로 조여지는 발전기 하우징의 두 덮개 사이에 고정됩니다. 이러한 "샌드위치"를 사용하면 효율적인 냉각과 유지 관리 용이성을 갖춘 컴팩트한 디자인을 만들 수 있습니다.고정자가 발전기의 전면 커버와 결합되고 후면 커버가 제거 가능하며 회전자, 고정자 및 기타 부품에 접근할 수 있는 디자인도 인기가 있습니다.

고정자의 종류와 특성

발전기의 고정자는 홈의 수와 모양, 홈에 권선을 배치하는 방식, 권선의 배선도 및 전기적 특성이 다릅니다.

권선의 회전 홈 수에 따라 고정자는 두 가지 유형이 있습니다.

• 18개 슬롯;
• 36개 슬롯.

오늘날에는 더 나은 전기적 성능을 제공하는 36슬롯 디자인이 가장 일반적으로 사용됩니다.오늘날 18개의 홈이 있는 고정자를 갖춘 발전기는 초기 출시된 일부 국내 자동차에서 찾아볼 수 있습니다.

홈의 모양에 따라 고정자는 세 가지 유형이 있습니다.

• 개방형 홈 - 직사각형 단면의 홈이 있는 경우 권선 회전을 추가로 고정해야 합니다.
• 반 폐쇄형(쐐기 모양) 홈의 경우 - 홈이 위쪽으로 가늘어지므로 권선 코일은 절연 쐐기 또는 캠브릭(PVC 튜브)을 삽입하여 고정됩니다.
• 단일 회전 코일이 있는 권선을 위한 반폐쇄형 홈이 있는 경우 - 홈은 직경이 큰 와이어 또는 넓은 테이프 형태의 와이어를 1회 또는 2회 회전시키기 위한 복잡한 단면을 가지고 있습니다.

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권선 배치 방식에 따르면 고정자는 세 가지 유형이 있습니다.

• 루프(루프 분산) 회로의 경우 - 각 권선의 와이어는 루프가 있는 코어의 홈에 배치됩니다(일반적으로 한 바퀴는 두 홈의 증분으로 배치되고, 두 번째 및 세 번째 권선의 회전은 이 홈에 배치됩니다. - 따라서 권선은 3상 교류를 생성하는 데 필요한 이동을 얻습니다.
• 파동 집중 회로 - 각 권선의 와이어는 파동의 홈에 배치되어 한쪽에서 다른 쪽으로 우회하며 각 홈에는 한 방향으로 향하는 하나의 권선이 두 번 감겨 있습니다.
• 웨이브 분산 회로를 사용하면 와이어도 웨이브로 배치되지만 홈에 있는 하나의 권선의 회전은 다른 방향으로 향합니다.

모든 유형의 적층에 대해 각 권선은 코어 전체에 걸쳐 6개의 권선이 분산되어 있습니다.

와이어를 놓는 방법에 관계없이 권선을 연결하는 방법에는 두 가지가 있습니다.

• "스타" - 이 경우 권선은 병렬로 연결됩니다(세 권선의 끝은 모두 한(0) 지점에 연결되고 초기 터미널은 비어 있습니다).
• "삼각형" - 이 경우 권선은 직렬로 연결됩니다(한 권선의 시작과 다른 권선의 끝).

권선을 "별"로 연결하면 더 높은 전류가 관찰됩니다. 이 회로는 저속에서 효율적으로 작동하는 1000와트 이하의 전력을 가진 발전기에 사용됩니다.권선을 "삼각형"으로 연결하면 전류가 감소하지만("별"에 비해 1.7배) 이러한 연결 방식을 사용하는 발전기는 고전력에서 더 잘 작동하며 더 작은 단면의 도체를 사용할 수 있습니다. 권선에 사용됩니다.

종종 "삼각형" 대신 "이중 별" 회로가 사용됩니다. 이 경우 고정자는 3개가 아닌 6개의 권선을 가져야 합니다. 3개의 권선은 "별"로 연결되고 두 개의 "별"은 병렬로 부하.

성능 측면에서 고정자의 경우 가장 중요한 것은 권선의 정격 전압, 전력 및 정격 전류입니다.공칭 전압에 따라 고정자(및 발전기)는 두 그룹으로 나뉩니다.

• 권선 전압 14V - 온보드 네트워크 전압이 12V인 차량의 경우;
• 권선 전압이 28V인 경우 - 온보드 네트워크 전압이 24V인 장비의 경우.

발전기는 정류기와 안정기에서 필연적으로 전압 강하가 발생하고 온보드 전력망 입구에서 12 또는 24V의 정상 전압이 이미 관찰되기 때문에 더 높은 전압을 생성합니다.

대부분의 자동차, 트랙터, 버스 및 기타 장비용 발전기의 정격 전류는 20~60A이고, 자동차의 경우 30~35A, 트럭의 경우 50~60A이면 최대 150A 이상의 전류를 갖는 발전기가 생산됩니다. 중장비용.

발전기 고정자의 작동 원리

고정자와 전체 발전기의 작동은 전자기 유도 현상, 즉 자기장에서 움직이거나 교류 자기장에서 정지하는 도체에 전류가 발생하는 현상을 기반으로 합니다.자동차 발전기에서는 두 번째 원리가 사용됩니다. 전류가 발생하는 도체는 정지 상태이고 자기장은 지속적으로 변화(회전)합니다.

엔진이 시동되면 발전기 로터가 회전하기 시작하고 동시에 배터리의 전압이 여자 권선에 공급됩니다.로터에는 다극 강철 코어가 있으며, 권선에 전류가 가해지면 각각 전자석이 되고, 회전하는 로터는 교류 자기장을 생성합니다.이 자기장의 자력선은 회전자 주위에 위치한 고정자와 교차합니다.고정자 코어는 특정 방식으로 자기장을 분배하고 그 힘의 선은 작동 권선의 회전을 교차합니다. 전자기 유도로 인해 전류가 생성되어 권선 단자에서 제거되어 정류기로 들어갑니다. 안정 장치 및 온보드 네트워크.

엔진 속도가 증가하면 고정자 작동 권선의 전류 일부가 회전자 계자 권선에 공급됩니다. 따라서 발전기는 자가 여자 모드로 전환되며 더 이상 타사 전류원이 필요하지 않습니다.

작동 중에 발전기의 고정자는 가열 및 전기 부하를 경험하며 부정적인 환경 영향에도 노출됩니다.시간이 지남에 따라 권선 사이의 절연 성능이 저하되고 전기적 파손이 발생할 수 있습니다.이 경우 고정자를 수리하거나 완전히 교체해야 합니다.정기적인 유지 관리와 고정자의 적시 교체를 통해 발전기는 안정적으로 작동하여 자동차에 전기 에너지를 안정적으로 공급합니다.


게시 시간: 2023년 8월 24일