자동차 교류 발전기

프로젝트 부품 및 자료

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자동차 교류 발전기(하나는 필수이지만 두 개는 권장됨)

오래된 교류 발전기는 자동차 파쇄장에서 저렴한 가격으로 구입할 수 있습니다. 많은 야드에는 귀하의 편의를 위해 이미 자동차에서 알터네이터가 제거되어 있습니다. 나는 그렇지 않다 중고 장치는 비용이 훨씬 저렴하고 이 실험의 목적에 부합하는 기능을 하므로 새 발전기에 대해 정가를 지불하는 것이 좋습니다.

알터네이터의 Delco-Remy 브랜드를 사용하는 것이 좋습니다. General Motors(GMC, Chevrolet, Cadillac, Buick, Oldsmobile) 차량에 사용되는 유형입니다. Delco-Remy는 1960년대 초부터 디자인 변경이 거의 없는 특정 모델을 생산했습니다. 매우 난파선 야적장에서 쉽게 찾을 수 있는 공통 유닛입니다.

두 개의 교류 발전기를 얻으면 하나는 발전기로, 다른 하나는 모터로 사용할 수 있습니다. 교류 발전기를 3상 발전기와 3상 모터로 준비하는 데 필요한 단계는 동일합니다.

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 1권, 14장:"자기와 전자기"

전기 회로의 교훈 , 2권, 10장:"다상 AC 회로"

학습 목표

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전자기의 영향을 확인하기 위해

전자기 유도의 영향을 확인하기 위해

실제 전자기기의 구성을 설명하기 위해

3상 권선의 구성 및 적용 설명

자동차 교류 발전기 개략도

자동차 교류 발전기는 6개의 다이오드로 구성된 정류 회로가 내장된 3상 발전기입니다. 자동차 엔진의 크랭크샤프트에 연결된 벨트에 의해 시브(대부분의 사람들이 "도르래"라고 부름)가 회전할 때 자석이 고정된 3상 권선 세트(고정자 ), 일반적으로 Y 구성으로 연결됩니다.

회전하는 자석은 실제로 영구 자석이 아니라 전자석입니다. 교류 발전기는 자기장 강도가 제어될 수 있도록 이러한 방식으로 설계되어 출력 전압이 회전자 속도와 독립적으로 제어될 수 있습니다.

이 로터 자석 코일(필드 코일 또는 단순히 필드 )는 배터리 전원에 의해 활성화되어 많은 출력 전력을 생성하기 위해 교류 발전기에 소량의 전력 입력이 필요합니다.

전력은 샤프트에 동심원으로 장착된 한 쌍의 구리 "슬립 링"을 통해 회전하는 계자 코일에 전달되고 고정된 탄소 "브러시"에 의해 접촉됩니다. 브러시는 스프링 압력에 의해 슬립 링과 단단히 접촉되어 있습니다.

많은 최신 교류 발전기에는 출력 전압을 조절하기 위해 로터 코일에 대한 배터리 전원을 자동으로 켜고 끄는 내장 "조절기" 회로가 장착되어 있습니다. 이 회로가 실험을 위해 선택한 교류 발전기에 있는 경우 필요하지 않으며 제자리에 놔둘 경우에만 연구를 방해할 것입니다.

자유롭게 "외과적으로 제거"하십시오. 교류 발전기가 완전히 조립된 상태에서 계자 코일에 전원을 공급할 수 있도록 브러시 단자에 접근할 수 있도록 하십시오.

자동차 교류 발전기 그림

실험 지침

먼저, 발전기의 특정 세부 사항에 대한 자동차 수리 설명서를 참조하십시오. 지금 읽고 있는 책에서 제공하는 문서는 다양한 브랜드의 교류 발전기를 수용할 수 있도록 최대한 일반적입니다. 더 구체적인 정보가 필요할 수 있으며 서비스 매뉴얼이 가장 좋은 곳입니다.

이 실험에서는 테스트 장비 및 회로에 쉽게 연결할 수 있도록 전선을 교류기 내부의 코일에 연결하고 교류기 케이스 외부로 연장합니다. 안타깝게도 제조업체에서 제공하는 연결 단자는 여기에서 우리의 요구에 맞지 않으므로 직접 연결해야 합니다.

장치를 분해하고 두 개의 탄소 브러시에 연결하기 위한 단자를 찾습니다. 한 쌍의 전선을 이 단자에 납땜하고(최소 20 게이지 크기) 교류 발전기 케이스의 통풍구를 통해 이 전선을 연장하여 교류 발전기를 재조립하여 사용할 때 회전하는 회전자에 걸리지 않도록 하십시오.

고정자 권선에서 나오는 3상 라인 연결을 찾아 여기에도 와이어를 연결하여 통풍구를 통해 이러한 와이어를 교류 발전기 케이스 외부로 확장합니다. 이러한 전선은 상당한 전류를 전달할 수 있으므로 작업하기에 편리한 가장 큰 게이지 전선을 사용하십시오.

계자 와이어와 마찬가지로, 알터네이터가 재조립된 상태에서 로터가 자유롭게 회전하도록 배선하십시오. 고정자 권선 단자는 찾기 쉽습니다. 그 중 3개는 다이오드 어셈블리의 3개 단자에 연결되며 일반적으로 와이어 끝에 납땜된 "링 러그" 단자가 있습니다.

링-러그 터미널을 와이어에 납땜하고 고정자 와이어 끝과 함께 터미널 너트 아래에 부착하여 각 다이오드 블록 터미널이 두 개의 링 러그를 고정하도록 권장합니다.

회전자가 다시 삽입할 때 손상되지 않도록 탄소 브러시를 수축된 위치에 고정하도록 주의하면서 교류 발전기를 다시 조립합니다. Delco-Remy 교류 발전기의 경우 후면 케이스 절반과 브러시 홀더 어셈블리 전면에 작은 구멍이 제공됩니다. 이 구멍을 통해 클립 또는 가는 게이지 와이어를 삽입하여 브러시를 스프링 압력에 대해 뒤로 고정할 수 있습니다. . 발전기 조립에 대한 자세한 내용은 서비스 설명서를 참조하십시오.

교류 발전기가 조립되면 축을 회전시키고 부품이 충돌하거나 전선이 걸려 있다는 소리를 들어보십시오. 이러한 문제가 있으면 다시 분해하여 잘못된 부분을 수정하십시오.

원하는 대로 자유롭게 회전하는 경우 두 개의 "필드" 와이어를 6볼트 배터리에 연결합니다. 전압계를 3상 라인 연결 중 2개에 연결합니다.

멀티미터가 "DC 볼트" 기능으로 설정된 상태에서 천천히 알터네이터 샤프트를 회전시킵니다. 전압계 판독값은 샤프트가 회전할 때 양수와 음수 사이에서 교대로 표시되어야 합니다. 생성되는 매우 느린 교류 전압(AC 전압)의 시연입니다. 이 테스트가 성공적이면 멀티미터를 "AC volts" 설정으로 전환하고 다시 시도하십시오. 두 조건 사이의 전압계 판독값을 비교하면서 샤프트를 느리고 빠르게 회전시켜 보십시오.

3상 라인 와이어 중 2개를 단락시키고 알터네이터를 회전시켜 보십시오. 주의해야 할 점은 교류 발전기 샤프트가 회전하기 더 어려워진다는 것입니다. 단락을 통해 생성된 무거운 전기 부하는 기계적 에너지가 전기 에너지로 변환되기 때문에 교류 발전기에 무거운 기계적 부하를 일으킵니다.

이제 12볼트 DC를 필드 와이어에 연결해 보십시오. 위에서 설명한 DC 전압계, AC 전압계 및 단락 테스트를 반복합니다. 어떤 차이점이 있습니까?

소형 백열 램프와 같이 극성에 둔감한 6 또는 12볼트 부하를 찾아 3상 라인 와이어에 연결합니다. 도르래("도르래")의 홈 주위에 얇은 로프나 무거운 끈을 감고 교류 발전기를 빠르게 돌리면 부하가 작동해야 합니다.

두 번째 교류 발전기가 있는 경우 첫 번째 교류 발전기를 수정한 대로 수정하여 5개의 자체 전선을 필드 브러시와 고정자 라인 터미널에 각각 연결합니다. 그런 다음 첫 번째 교류 발전기로 구동되는 3상 모터로 사용할 수 있습니다.

첫 번째 교류 발전기의 각 3상 라인 전선을 두 번째 교류 발전기의 각 전선에 연결합니다. 하나의 교류 발전기의 필드 와이어를 6볼트 배터리에 연결합니다. 이 발전기가 발전기가 됩니다. 도르래를 돌릴 준비를 하기 위해 도르래 주위에 로프를 감습니다. 두 번째 교류 발전기의 두 계자 전선을 함께 단락시키십시오. 이 교류 발전기는 모터가 됩니다:

모터 축의 회전을 보면서 발전기 축을 돌립니다. 둘을 반대로 해보세요 두 장치 사이의 3상 라인 연결을 분리하고 발전기를 다시 회전시킵니다. 이번에는 무엇이 다른가요?

모터 장치의 계자선을 6볼트 배터리에 연결합니다(배터리가 여러 암페어의 전류를 모두 전달할 수 있을 만큼 충분히 강한 경우 동일한 배터리 단자에 걸쳐 발전기 장치의 필드와 이 필드를 병렬 연결할 수 있습니다. 코일이 함께 그려집니다). 이것은 모터의 회 전자를 자화합니다. 발전기를 다시 돌려보고 작동상의 차이점을 확인하십시오.

필드 와이어가 함께 단락된 첫 번째 모터 설정에서 모터는 유도 모터로 작동했습니다. . 두 번째 설정에서는 모터의 회전자가 자화되어 동기식 모터로 작동했습니다. .

수정된 교류 발전기를 한 단계 업그레이드

특히 야망이 있고 금속 가공 기술에 능숙하다면 개조된 교류 발전기를 자전거에 연결하여 자신만의 고전력 발전기 플랫폼을 만들 수 있습니다. 다음과 같은 배열을 만들었습니다.

뒷바퀴는 긴 V 벨트. 이 벨트는 또한 자전거의 뒤쪽을 지지하여 라이더가 자전거를 페달링할 때 일정한 장력을 유지합니다. 발전기는 강철 지지 구조물에 매달려 있습니다(용접된 2인치 정사각형 튜빙을 사용했지만 프레임은 목재로 만들 수 있음). 이 기계는 실용적일 뿐만 아니라 운동 기계로 사용하기에 충분히 신뢰할 수 있고 제조 비용도 저렴합니다.

자전거 장치 뒤에 3개의 12볼트 "RV" 전구가 있는 것을 볼 수 있습니다(사진의 왼쪽 하단 모서리에 있음). 운동 기구로 자전거를 탈 때 부하로 사용합니다. 3개의 스위치 세트가 자전거 전면에 장착되어 라이딩 중에 짐을 켜고 끌 수 있습니다.

생성된 3상 AC 전력을 정류함으로써 교류 발전기가 자체 계자 코일에 DC 전압을 공급하도록 하여 배터리가 필요하지 않습니다. 그러나 전에 계자 코일에 전원을 공급해야 하므로 시동을 위해 일부 독립적인 DC 전압 소스가 여전히 필요합니다. 모든 AC 전원을 생산할 수 있습니다.

관련 워크시트:

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AC 발전기 이론 워크시트

다상 전력 시스템 워크시트