나는 설계하지 않습니다. 자동차 교류 발전기 때문에 엔지니어링 결정에 정확히 무엇이 들어가는 지 말할 수 없습니다. 그러나 여기에 몇 가지 합리적인 추측이 있습니다.

알터네이터 효율성은 단순히 자동차에서 큰 문제가 아닙니다. 자동차를 움직이기 위해 엔진이 출력해야하는 동력은 발전기가 필요로하는 것보다 작습니다. 전체 모터 출력의이 작은 부분이 1/3보다 적 으면 큰 차이가 없습니다. 따라서 효율성은 다른 더 중요한 매개 변수를 얻기 위해 절충 될 수 있습니다. 일부는 가혹한 환경에서 높은 신뢰성을 포함합니다. 넓은 온도 범위를 유지하고 먼지, 도로 소금 및 기타 찌꺼기가 포함 된 물을 튀기는 동안 계속 진행합니다. 부피가 매우 높기 때문에 비용을 낮추는 것도 주요 욕구 여야합니다.

먼저 살펴보세요. 자동차 교류 발전기에 비해 동일한 전력의 90 % 효율 발전기 비용. 몇 배 더 많을 것으로 예상합니다. 그런 다음 자동차 후드 아래와 같은 열악한 환경에서 고효율 발전기를 작동하여 얼마나 오래 걸리는지 확인하십시오. 자동차 교류 발전기는 일상적으로 10 ~ 15 년 동안 살아남습니다. 몇 배 더 비용이 많이 드는 고효율 발전기는 아마도 나쁜 조건에서 한 달 동안 지속되지 않을 것입니다.

정말 중요하고 적절한 엔지니어링 트레이드 오프를

설명

• 다른 요인은 아마도 다른 속도에서 일정한 출력 전압을 유지하기 위해 무엇을해야하는지와 관련이있을 것입니다. 특수 제작 된 엔진 및 발전기 어셈블리는 생성에 가장 적합한 속도로 엔진을 작동하도록 설계 할 수 있습니다. 자동차 교류 발전기는 자동차가 원하는 속도로 주행하도록하는 엔진 속도에 관계없이 작동해야합니다.
• 감사합니다. 내연 기관 자체가 일반적으로 25 % 효율적이라는 것을 알고 있습니다. 제 질문은 산업이 왜 이런 식으로 가는지가 아니라 디자인 수준에 있습니다. 우리가 생각할 수있는 것은 먼지, 진동 및 온도 때문에 치수가 초과 된 베어링입니다. 어쨌든 그것은이 시점에서 효율성을 얻지 못할 것입니다. 또한 그들은 다른 것과 마찬가지로 공냉식이므로 어쨌든 후드에서 경험하는 온도를 알지 못합니다. ‘ 이것은 권선 매개 변수를 변경하므로 더 중요한 요소가 될 수 있습니다. 저는 ‘이 업계에도 종사하지 않지만 자기학 및 약간의 기계적 지식으로 추측 할 수 있습니다.
• @supercat 전압은 여기 전압을 변경하여 조절됩니다. 그래프를 보면 속도에 따라 효율성이 크게 달라집니다. 거의 8000rpm에서 40 % 미만입니다 (아무도이 RPM에서 모터를 사용하지 않을 것이라고 생각합니다).
• 수정, 벨트 구동 방식이므로 모터 샤프트 RPM과 다른 비율을 가질 수 있습니다.
• @Diego : 자동차 엔진의 효율은 거의 25 %에 가깝지 않습니다. ‘

전압 : 14v에서는 효율성이 매우 어렵습니다.

• 다이오드 손실 : 자동차 교류 발전기는 약 14v에서 작동하며 각 다이오드 통과에 대해 0.6v의 손실이 있습니다.이 손실은 거의 10 %입니다.

• 권선 : 권선 크기에 대한 높은 전류로 인해 권선의 저항 손실에 대해 많은 전력이 손실됩니다 (주어진 전류에서 권선 게이지로이 손실을 계산할 수 있음).

• 연결 :이 전류와 전압에서 몇 퍼센트의 효율성을 잃는 것은 매우 쉽습니다. a 0.65A에서 1ohm 연결은 6.5v가되어 전력의 거의 50 %를 잃게됩니다!

• 코어 손실 : 더 높은 속도에서 코어 손실이 점점 더 중요해질 것입니다. 그래프 설명)

동일한 교류 발전기를 더 높은 전압에서 작동하는 것만으로도 훨씬 더 나은 효율을 얻을 수 있다고 생각합니다.

설명

• EE.SE에 오신 것을 환영합니다! 불행히도 귀하의 답변은 ‘별로 현실적이지 않은 것 같습니다. 중간 두 가지 문제를 해결하기 위해 권선은 전류에 맞게 설계되었으며 연결은 올바르게 볼트로 고정했을 때 0.1ohm보다 훨씬 낮은 저항입니다.
• 그렇다고 생각합니다 ‘ s는 비용과 효율성 간의 절충 (I2R 손실)에 더 가깝습니다. 그러나 전압 (전위)이라고 말하는 것은 직접적인 문제가 아닙니다. I2R 손실의 경우 전류가 ‘입니다. 그리고 큰 발전기는 더 큰 전류에서 작동하며 훨씬 더 효율적입니다. 어쨌든 오늘날 교류 발전기는 자동차 시장에서 더 많은 전기 장치를 사용함에 따라 더 효율적인 경향이 있습니다.
• 요점을 잊었습니다. 그래프는 주어진 RPM에 대해 최대 전력에 있습니다. ‘이 효율이 너무 낮고 저항 손실이 높은 이유라고 생각합니다. 낮은 전류의 경우 저항 손실이 RI2이므로 효율이 더 좋아집니다.

자동차 교류 발전기는 “50 년 된 수동 과부하 보호 설계를 사용하기 때문에 비효율적입니다. 최대 계자 전류로 발전기에 무제한 부하를 가할 수 있으며 전압이 12V 미만으로 떨어지지 않는 한 손상되지 않습니다.” 과열에 의해 적어도 당장은 아닙니다. 권선에는 엄청난 양의 표유 인덕턴스가 있습니다. 유휴 상태에서는 16V AC를 출력 할 수 있지만 내부적으로 (무부하로 측정 한 경우) 28V를 출력합니다. 생성 된 16 AC 볼트에서 100 Amp 부하를 가진 높은 RPM에서, 부하없이 측정한다면 교류 발전기는 내부적으로 100 볼트 이상을 출력 할 수 있습니다. RPM이 증가하면 표유 인덕턴스는 출력 전류를 줄이는 데 더 효과적입니다.

엔진이 유휴 상태 인 상태에서 교류 발전기에서 24V를 얻을 수 있다면 쉽게 150V를 얻을 수 있습니다. 고속으로 엔진. 분명히 “150 볼트를 생성하지만 유도 성 리액턴스로 인해 14 볼트 만 나오면 엄청난 양의 비효율이 발생합니다.

고정자도 손실이 매우 큽니다. 교류 발전기에 전계 전압을 적용하면 부하없이 손으로 돌리려고하면 저항을 느낄 수도 있습니다. 그것은 모두 자기장이 stater에 손실되기 때문입니다. 전류는 고정자로 유도되고 열을 발생시킵니다. 수천 RPM에서 회전하는 교류 발전기에 의해 생성 된 엄청난 양의 공기 흐름은이 열을 제어 할 수있게합니다. 어떤 사람들은 추가 마력을 낭비하지 않기 위해 최대 스로틀에서 작동하는 교류 발전기 비활성화 스위치를 설치합니다.

그러면 정류기는 더 높은 부하에서 약 2 볼트를 떨어 뜨립니다. 16 볼트가 14 볼트로 내려 가면 12.5 % 손실됩니다.

높은 전압을 출력함으로써 높은 RPM으로 회전하는 교류 발전기에서 훨씬 더 많은 전력을 얻을 수 있다면 훨씬 더 효율적일 것입니다. 정류기 다이오드는 TVS 다이오드이므로 “출력을 40V 미만으로 유지하고 필요한 경우 프로세스에서 스스로 파괴됩니다. TVS 다이오드가 없으면 발전기가 높은 RPM 및 최대 부하에서 작동하고 부하가 갑자기 연결이 끊어지면 출력이 100 Vo 이상으로 급증 할 수 있습니다. 레귤레이터가 재조정하기 전입니다. 따라서 정류기를 일반 3 상 정류기로 교체하고 서지를 처리하는 방법을 제공해야합니다. 그런 다음 필드 전류를 수동으로 제어해야합니다. 교류 기가 내부적으로 150 볼트를 생성하는 경우 출력을 14 볼트에서 28 볼트로 올리면 거의 두 배가됩니다. 출력 전력 및 효율성.

패시브 과부하 보호 대신에 더 효율적인 고정자를 만들고 출력에서 전류 감지를 통해 레귤레이터가 과부하로부터 보호되도록 할 수 있습니다.

저효율의 좋은 부분은 개별 코일이 배터리를 충전 할 때까지 배터리를 충전하지 않기 때문이라고 생각합니다. 전압이 배터리 전압 + 2 다이오드 강하를 초과합니다. 피크 코일 전압이 16V이고 배터리 전압이 12.6V이면 해당 코일의 AC 파형이 약 14.6V (12.6V + 1V + 1V)를 초과 할 때까지 코일에서 전류가 흐르지 않습니다. 따라서 각 권선은 전압이 14.6 이상이 될 때까지 전류를 전혀 생성하지 않습니다. 사실 배터리 리플 전류를 크게 감소시키는 3 개의 위상이 있지만, 각 개별 코일이 각 사이클의 대부분에 대해 전혀 전류를 생성하지 않는다는 사실을 변경하지는 않습니다. 코일의 이러한 낮은 사용률은 전체 효율성에 부정적인 영향을 미칩니다.

알터네이터가 정전류 소스가 아니라 정전압 소스가 아닌 경우 …

댓글

• 교류 기는 효율성을 위해 설계되지 않았습니다. 일반적으로 약 150 bhp 이상의 엔진에 볼트로 고정되어 있으므로 10 또는 15를 취해도 상관 없습니다 …. 아 그리고 정전류도 아닙니다 …
• 그러나 나는 자동차가 가능한 모든 무게를 흘릴 때 절약되는 모든 HP가 마일리지에 상당한 차이를 만들 것이라고 생각합니다. 이것은 전자 제품 응용 분야에 적합한 영역처럼 보입니다.
• 그래서 일부 교류 발전기 충전 제어 시스템이 정확히 출력을 자동차 및 배터리의 요구에 정확히 일치시키는 이유입니다. 에어컨 부하도 있지만 자동차의 가격과 품질에 따라 크게 달라집니다. 제 자동차의 충전 시스템은 부하와 배터리 요구 사항과 매우 정확하게 일치합니다. 실제로 최대 15.2V에서 충전됩니다. 몇 가지 요점-예를 묻기 전에 정확한 미터가 있습니다 …
• @solarmike 예 일부 ECU는 발전기를 제어합니다. 여기 전류를 제어함으로써 믿습니다. 그러나 10HP는 훨씬 파워가 높고 일부 흡기 시스템은 저렴하지 않으며 이보다 적게 추가하도록 설계되었습니다. 또한 오늘날 더 많은 전자 장치로 인해 전류에 대한 수요가 증가하고 효율성이 향상되고 있습니다.
• LTSPICE 시뮬레이션을 수행 한 결과 FET를 부스트 컨버터로 사용하여 효율성을 크게 높일 수 있음을 발견했습니다. , 코일 인덕턴스를 컨버터 ‘의 인덕터로 사용합니다. 저는 약 22Khz에서 스위처를 실행하고 동기식 정류를 사용했습니다.

자동차 교류 발전기가 DC 발전기는 더 효과적이며 모든 rpm 범위에서 필요한 모든 라인에 전력을 공급하기에 충분한 전기를 생산하기 때문입니다. 문제는 이름에서 알 수 있듯이 자동차의 모든 것이 DC가 필요한 동안 AC를 생산한다는 것입니다. 따라서 진입시 효율성이 떨어집니다. 전류도 안정화되어야합니다-다음 손실. 모든 손실에도 불구하고 배 렐리가 자동차의 헤드 라이트에 전력을 공급할 수있는 DC 발전기보다 여전히 낫습니다. 그리고 뭔가 잘 작동하면 왜 고쳐야할까요?

댓글

• DC denerator를 홍보하는 것이 아니라 DC 발전기가 헤드 라이트를 거의 켤 수 없다는 말은 잘못된 것입니다. 적절한 크기 조정은 충분한 전력을 생산하는 DC 발전기를 만들 수 있습니다. 오히려, 전압 조절은 비용이 많이 들고 DC에서 DC 로의 변환 및 정류로 인해 교류 발전기의 슬립 링보다 더 많은 브러시 마모가 발생하기 때문에 DC 발전기가 잘못되었습니다. DC에서 DC 로의 변환 효율성과 비용이 감소했을 수 있습니다. 하지만 여전히 더 많은 제품과 높은 온도에서 작동해야하는 영구 자석의 비용이 있습니다.
• Keith가 위에서 언급했듯이 ‘는 사실이 아닙니다. DC 발전기가 전구를 제대로 켤 수 없음 발전기 시스템이 사용되기 전에 DC 발전기가 있던 구형 자동차. 할아버지의 오래된 차에서 DC 발전기를 사용했던 것을 기억합니다. 교류 발전기가 나중에 일반화 된 이유 중 하나는 실리콘 정류기의 가격이 내려 갔을 때 교류 발전기의 무게가 더 가볍고 (오래된 DC 세대는 일부 디젤 자동차에서 매우 무겁습니다 -_-) 전력 출력은 교류 발전기와 브러시에서 훨씬 더 높습니다. 직류 발전기의 정류자에 비해 슬립 링이 매끄 럽기 때문에 교류 발전기의 마모가 적습니다.