自動車用オルタネーターは、安定した電力を生成するために連携して動作する複数の主要部品で構成されています。これらの要素を理解することで、この重要な自動車システムの背後にある高度な仕組みが明らかになります。
ローターアセンブリは、交流磁界を発生させる回転電磁石を形成します。鉄心に巻かれたコイルと、磁束を集中させる爪状の磁極片で構成されています。界磁巻線への電気的接続は、スリップリング(ブラシ付きモデル)またはワイヤレス励磁システム(ブラシレスモデル)によって行われます。ローターの回転速度と磁界強度は、オルタネーターの出力能力を直接的に決定します。
ローターの周囲には、120度間隔で配置された3組の巻線がステーター内に収められており、三相交流電流を生成します。これらの厚手の銅巻線は、出力と効率を最適化するために特定のパターンで巻かれています。巻数や巻線構成を含むステーターの設計は、オルタネーターの最大出力電流と電圧特性を決定します。
整流器アセンブリは、三相全波構成で配置された6個以上のダイオードを用いて交流を直流に変換します。これらの半導体デバイスは電流を一方向にのみ流すことで、交流波形の負の部分を効果的に反転させ、脈動する直流を生成します。高電流オルタネーターでは、負荷の増加に対応するためにダイオードを並列に接続する場合があります。ダイオードアセンブリはまた、エンジンが停止しているときにオルタネーターを通じたバッテリーの逆放電を防ぎます。
電圧レギュレータは、内蔵型でも外付け型でも、オルタネーターの制御中枢として機能します。最新のソリッドステートレギュレータは、システム電圧を監視し、パルス幅変調(PWM)を用いてローター界磁電流を調整します。高度なユニットは温度補償機能を備えており、データネットワークを介して車両のコンピューターと通信することもできます。レギュレータは、エンジン回転数や電気負荷の変動にかかわらず、安定した出力を確保します。
その他の機械部品には、ローターの回転を支えるフロントベアリングとリアベアリング、過熱を防ぐ冷却ファン、そしてローターに電流を伝達するブラシアセンブリ(ブラシ付き設計)などがあります。アセンブリ全体はアルミニウムハウジング内に収められており、構造的な支持を提供するとともに、動作中に発生する熱を放散します。