전기자동차에서 3상교류 발전기 사용하는 이유 (전기차 이론)

요즘 자동차 산업에서는 3상 교류 발전기가 기존의 직류 발전기를 대체하여 대부분의 대형 상용 자동차에 사용되고 있습니다. 이러한 3상 교류 발전기는 직류 발전기와 비교했을 때 여러 가지 장점이 있어 대형 상용 자동차에 선호되는 이유가 있습니다.

 

전기차

 

첫 번째 장점은 기관이 공전할 때에도 발전이 가능하다는 것입니다. 이를 통해 전기 부하가 필요로 하는 전류를 공전 시에도 충분히 공급할 수 있습니다. 이는 자동차의 전력 소비가 점점 늘어나는 추세를 고려할 때 큰 이점이 됩니다.

 

두 번째 장점은 허용 회전 속도 범위가 넓어졌다는 점입니다. 기존의 직류 발전기는 기계식 정류기구(정류자, 브러시) 때문에 최대 회전 속도가 제한되었습니다. 그러나 3상 교류 발전기는 고정 설치된 다이오드를 이용하여 정류하기 때문에 기계식 정류기구를 사용하지 않아 문제점이 없습니다.

 

세 번째 장점은 정류 회로의 (+)다이오드가 컷-아웃 릴레이(cut-out relay)의 기능을 수행한다는 것입니다. 다이오드가 축전지로부터 발전기로 전류가 역류되는 것을 방지하므로, 간단한 전압 조정기만 있으면 됩니다. 이를 통해 전기 시스템이 단순화되어 설계 및 유지 보수에 이점이 있습니다.

 

네 번째 장점은 출력에 비해 중량이 가볍다는 점입니다. 이로 인해 자동차의 전체 중량이 줄어들어 연비 향상 및 효율성이 증대됩니다.

 

다섯 번째 장점은 수명이 연장되었다는 것입니다. 3상 교류 발전기의 수명은 약 200,000km로, 카본 브러시와 정류자가 생략되기 때문에 오직 베어링에 의해 수명이 결정됩니다. 이는 기관의 수명과 발전기의 수명이 거의 같다는 것을 의미합니다.

 

여섯 번째 장점은 교류 발전기가 외부 영향에 강하다는 것입니다. 고온, 증기, 먼지, 진동 등의 외부 요인에 대한 저항력이 높아서, 교류 발전기는 특히 대형 상용 자동차와 같이 극한의 환경에서 작동하는 경우에도 성능이 안정적입니다. 이로 인해 교류 발전기를 사용하는 자동차는 더욱 내구성이 높고 신뢰성이 크게 향상됩니다.

 

일곱 번째 장점은 냉각 팬의 형상이 회전 방향에 일치되어 있는 한, 발전기 회전 방향을 자유롭게 선택할 수 있다는 점입니다. 이를 통해 자동차 설계자들은 엔진 배치에 따른 발전기의 설치 위치와 회전 방향에 대한 유연성을 높일 수 있으며, 이는 차량 설계 및 제작에 더 많은 자유도를 제공합니다.

 

이처럼 3상 교류 발전기는 기존의 직류 발전기에 비해 다양한 장점을 가지고 있어 대형 상용 자동차에 선호되고 있습니다. 발전 가능 여부, 허용 회전 속도 범위, 전기 시스템의 단순화, 중량 감소, 수명 연장, 외부 영향에 대한 저항력, 그리고 설치의 유연성 등이 이러한 장점으로 꼽히며, 이들은 자동차 성능과 내구성, 신뢰성의 향상에 기여하고 있습니다.