자동차 산업이 직류 발전기에서 교류 발전기로 전환한 것은 차량 전기 시스템의 가장 중요한 진화 단계 중 하나입니다. 1970년대까지 거의 보편화된 이러한 전환은 교류 발전기가 기존 발전기에 비해 제공하는 몇 가지 근본적인 장점에 의해 주도되었습니다.
이러한 전환의 핵심은 발전기의 탁월한 전력 생산 효율입니다. 발전기는 교류(AC)를 생성한 후 다이오드를 통해 직류(DC)로 변환하여, 특히 저속 엔진 회전수에서 훨씬 높은 출력 성능을 발휘합니다. 이는 공회전 속도에서 충분한 전류를 생성하는 데 어려움을 겪는 DC 발전기와는 극명한 대조를 이룹니다. 이는 심각한 문제를 야기합니다. 전기 부하가 큰 현대 차량은 발전기 기술로는 안정적으로 전력을 공급할 수 없습니다.
물리적 설계의 차이는 발전기의 우세에 크게 기여합니다. 발전기는 고정 권선(스테이터)으로 둘러싸인 회전 자기장(로터)을 사용하는데, 이러한 구조는 더욱 컴팩트한 패키징과 향상된 방열을 가능하게 합니다. 새로운 세대의 차량이 출시될수록 엔진룸이 더욱 복잡해짐에 따라 이러한 구조의 중요성이 더욱 커지고 있습니다. 최신 발전기의 브러시리스 설계는 내구성을 더욱 향상시켜 최소한의 유지 보수로 10만 마일(약 16만 킬로미터) 이상 사용할 수 있습니다.
전기 시스템 안정성은 또 다른 중요한 장점입니다. 교류 발전기는 시스템 전압을 정밀하게 제어하는 솔리드 스테이트 전압 레귤레이터를 통합하여 일반적으로 목표 설정값의 0.1V 이내로 유지합니다. 이러한 수준의 전압 조정은 현재 차량 시스템을 장악하고 있는 민감한 전자 부품을 보호하는 데 필수적입니다. 또한 교류 발전기의 3상 교류 발전은 발전기의 맥동 직류 출력에 비해 더 부드럽고 일관된 전력 공급을 제공합니다.
현대 자동차의 수요는 성능 격차를 더욱 심화시켰습니다. 오늘날의 차량은 모든 시스템을 작동시키기 위해 150~200암페어의 연속 전력이 필요할 수 있으며, 이는 발전기의 과열 및 급속 고장을 유발하는 부하입니다. 알터네이터는 전체 엔진 속도 범위에서 효율을 유지하면서 이러한 부하를 손쉽게 처리할 수 있습니다. 공회전 속도에서도 유용한 전류를 생산할 수 있는 능력은 한 번의 출퇴근 중에 엔진을 수십 번이나 껐다 켰다 하는 정차/시동 기능이 있는 차량에 알터네이터가 필수적임을 보여줍니다.
