시티 전력시스템 전직류화 완료 오도방구

피곤한 상태에서 작업을 한지라 별도로 사진을 찍어두진 않았고, 

다른 샵에서 작업하는데 참고하길 바라면서 문서상으로 작업내용을 남겨두도록 한다. 

작업한 시티는 2002년식 시티에이스 이코노미이며, 2016년까지의 시티도 주요 부품이 사골이라 이 전력계통도 똑같기 때문에 거의 대부분엔 적용이 가능하다는 점을 알아두면 작업하기 더 편리할 것이다. 

1. 먼저 시티의 전력시스템에 대해서 알아보자. 

CDI 점화시스템을 이용하면서 렉티파이어의 비용을 줄이기 위해 우리는 두 가지 토폴로지를 사용해 AC+DC 시스템을 구성함을 이전 글에서 확인할 수 있었다. 그 중에서 시티의 방식은 조명용과 배터리 출력용이 따로 있는 방법임을 기억하자. 



슈퍼커브의 경우 Series - Series 로, 단상 마그네틱에서 온 전력을 SCR 로 직렬 RMS 제어하는 방법으로 작동, 
시티는 그것보다 저렴한 시리즈 션트 방식으로 작동한다. 

여기서 마그네토의 권선사진에 주목!

슈퍼커브는 DD110 처럼 권선이 단 하나만 지나간다. (출력배선색상 : 초록색GND 흰색AC출력)
그러나 시티는 중간단출력이 있도록 구성되어있다.(출력배선색상 : 초록색GND 노란색 AC1등화연결 하얀색 AC2 렉티파이어연결)



시티계통에 공통으로 이용되는 마그네토의 고정자 사진이다.  (사진출처 : Yesbike http://www.yesbike.co.kr/shop/item.php?it_id=1382486943) 너무 오래된 모델만 아니라면 다 저방식이고, 너무 오래된 경우엔 스테이터에 pole 이 딱 2개만 있는 경우도 있는데 거의 비슷하다. 단, 2016년도부터인가 전조등 빼고 죄다 LED 인 녀석은 중간단자가 없는 방식(커넥터에 단자가 2개뿐임)이다.



여기서 입출력선에 주목! 

시티의 모든 전력시스템은 공통 접지를 기준으로 작동된다. 저기서 3단자 커넥터의 초록색이 모든 시스템의 공통된 GND 로 이용된다. 그러면 다른 선들은 어떤건지 알아두자. 

파흰 : 픽업코일 BTDC 신호 -> CDI 유닛 신호입력단으로 
검빨 : CDI 용 고전압 AC 출력으로 고정자의 흰색 테이프로 보호된 곳에 감긴 권선의 출력이다. 엔진 구동중에 맨손으로 만지면 고압전원에 감전되어 사망할 수 있으니 건들지 말자.
노랑 : 중간전원으로 등화류를 구동하는데 들어가는 전력을 공급한다. 
하양 : 렉티파이어와 연결되어 배터리를 충전하는데 이용된다. 


색이 바래서 구분을 못 할 경우 다음 방법으로 알 수 있다. 

a. 테스터기를 AC 모드로 둔 상태에서 렉티파이어로 들어가는 배선 중 붉은색과 초록색을 제외하고 희므끄리한 선 2개를 찾는다.
b. 시동이 걸린 상태에서 테스터 프로브의 한 쪽은 차대에 접지시키고 한 쪽은 각 선에 연결해본다. 
c. 어느 한쪽이 동일 rpm 에서 전압이 더 높게 나오는데 높은 쪽이 흰색이다.

아이들링 기준으로 대략 주황색은 14Vrms , 흰색은 16.5Vrms 정도 나온다. 


시티의 AC 전원시스템은 저렇게 고정자 권선에서 나와 렉티파이어와 병렬로 연결되며 각 조명에 공급되게 된다. 


2. 시티의 AC 시스템을 렉티파이어 몇 고정자 권선으로부터 분리하기 

시티의 AC 시스템은 커브와 달리 렉티파이어와 고정자 권선에 연결되어있다. 시리즈 타입인 커브는 렉티파이어가 지정 전압을 공급하지만, 시티는 일정 전압 이상이 발전되면 렉티파이어가 그 전력을 스스로 소비하는 방식으로 구성되어 있기 때문이다. 

여기서 렉티파이어 측 전선은 차후 DC 전력을 공급하는 배선으로 이용되는데, 렉티파이어 부근에 배터리가 매우 인접하게 위치해 있기 때문에 렉티파이어 측 주황색 배선은 살려두는것이 매우 유리하다. 

시티 탑승자 시점 기준 오른쪽에는 렉티파이어와 CDI 등 여러 배선이 있고왼쪽에는 마그네토가 있으므로 넥가드 카울을 벗겨내고 마그네토에서 올라온 전선뭉치 중 커넥터 3개가 있는 커넥터를 분리해 거기서 주황색 선을 커넥터에서 분리하도록 한다. 이렇게 함으로거 기존 AC 시스템에서 마그네토와의 연결은 완전히 차단되게 된다. 분리한 전선은 차대에 쇼트가 나지 않도록 잘 절연시켜서 마무리. 필자의 경우 러그단자 그대로 빼둔 다음에 절연시켜서 차후 원상복귀시에 사용 가능하도록 조치했다.  

그리고 원래는 여기서 stator 의 AC 접지부분도 분리해야 하는데 일단은 그럴 여유가 없어서 그냥 진행했다. 이걸 분리하지 않으면 렉티파이어에서 그라운드 루프가 발생하는데 이로 인해 정류 가능한 전력과 전압이 낮아진다. 


3. 기존 렉티파이어를 제거하고 렉티파이어 커넥터 배선을 분리하기


션트식 레귤레이터는 이렇게 생겼다. 

션트방식이기 때문에 평상시엔 작동을 안하므로 저렇게 작다. 

어차피 레귤레이터가 작동할 정도로 높은 전력을 시티의 고정자권선이 만들지 못하므로 큰 의미는 없다. ㅋ


커넥터를 분리하고 커넥터에 연결된 하네스들을 커넥터로부터 전부 탈거하면 되는데, 이 때 주의할 점이 하나 있다. 시티의 레귤레이터 렉티파이어 모듈의 B+ 출력은 배터리랑 직결된다는 점! 배터리 부분 하네스 차대에 닿으면 불꽃놀이가 가능하다. 마지막에 분리하고,  분리하자마자 미리 고무 캡을 씌워서 미연의 사고를 방지하자. 제발.

4. 새 레귤레이터를 배선에 맞게 작업

본 글에선 DD110 의 레귤레이터 렉티파이어 모듈을 사용해서 작업한다고 서술해두었다. 

DD110 레귤레이터의 가장 큰 장점은 단상 전파정류 타입이란 점과 더불어 Series 구조를 가지고 있다는 점이다. 
스즈끼 V스트롬을 보면 이 Series-open 타입 레귤레이터를 사용한다고 되게 자랑하는데, 이 레귤레이터를 사용하면 일련의 발전 시스템이 시스템 필요 전력만 생산하게 되어 레귤레이터 발열이 획기적으로 줄어듦과 동시에 고정자 코일에 흐르는 전류도 크게 감소하므로 고정자 권선의 발열이 줄어들어 권선이 타는 일도 많이 없어진다. 

3상 series-open 타입은 만들기가 개빡세서 가격이 매우 비싸지만, 단상은 만들기가 쉬워서 대부분이 단상 전파정류 레귤레이터는 이 series-open 타입으로 만들어진다. DD110 의 단돈 만원짜리 레귤레이터도 당연히 그 방식이다. 


(사진출처 : 바이크파츠코리아. 이번에 홈페이지 새로바꿔서 완전 멋있어짐.)

사진에서 보이는 하얀 배선이 AC 입력, 검은색 빨간색이 DC 출력이다. 세팅 전압은 생각보다 무지막지하게 나지막한편인데,  14V 그렇게 나오진 않고 12.8V 정도로 대단히 나지막하다. 그럼에도 불구하고 풀 LED 튜닝된 시티의 막대한 전력소모 변화에도 전압 변동폭이 0.3V정도밖에 안된다. 6A 가 넘는 전류가 흐르는데도 잘 작동하는 되게 신기하게 세팅된 녀석. 

아까 언급된 것 처럼 시티의 AC 와 DC 는 공통접지를 가지고 있다. 즉 DC 라인과 AC 라인 중 하나는 죄대 차대접지로 간다. 

레귤레이터의 입출력 연결 역시 이 특성에 따라 작업하면 되는데, 기존 레귤레이터가 연결되던 전선과 이렇게 매칭해주자. 


흰색1 : 흰색과 연결 -> 마그네토와 AC 입력이 연결됨
흰색2 : 차대와 연결 -> 마그네토 공통접지와 AC 입력이 연결됨
검정 : 초록색 -> 레귤레이터 DC단 -와 배터리-차대 공통접지에 연결됨
빨강 : 빨강 -> 배터리와 직결됨.


빨간색 선 작업할 때는 조심하자. 단락사고나면 불타오르는 전선들을 볼 수 있다. 

차후 마그네토를 까서 AC 접지단을 기존 흰색 차대접지 된 라인과 직결할 예정. 차대접지로 인해 발생하는 그라운드 루프를 제거하기 위해서다. 

5. ACC 스위칭회로 구성. 


필자는 ACC 전선에서 여러가지 따는 걸 정말 극혐하는 유형이므로 ACC 전원을 별도의 릴레이를 통해 스위칭하여 사용하도록 구성하는 편이다. 엑시브도 그렇게 작업되어 있으며, 기존 배선라인에 추가적인 부하가 최대한 가지 않도록 작업한다. 

(사진출처 : 바이크에이에스. 여기는 예스바이크처럼 사진 해상도가 꽤 좋더라.)

시티의 키박스는 4선식 키박스인데, 어느 CDI식 차량이 비슷하듯이 하나는 NO, 하나는 NC 접점을 가지며, CDI 유닛 방전선은 NC 접점, 배터리 전원스위칭은 NO 에 연결되어있다. 빨간선은 당연히 배터리 상시선이며 다른 하나는 각 전원 공급/방전선이다. 

여기선 배선이 잘 기억나지 않으니 배선도를 보고 작업하는 걸 추천. 

시동 켜두고 하다 CDI 고압출력에 감전되어 사망하는 수가 있으니 시동은 끄고 배선을 찾도록 하자. 

여기서 ACC 를 따왔다면, ACC 를 릴레이의 코일 중 한쪽에 걸어주고, 릴레이 코일 반대편은 차대접지나 배터리 - 에 물려주면 된다.

보통은 이거 하는데 4p 릴레이를 사용하게 되는데, 4p 릴레이의 NO단자 중 한쪽을 배터리 +에 물리고, 다른 한쪽은 아까 살려둔 레귤레이터의 노란색 선에 물리면 DC 스위칭회로의 구성이 성공적으로 끝나게 된다. 




이렇게 구성하게 되면 키온을 하는 순간 미등과 전조등이 전부 점등된다. 이게 싫은 사람의 경우 몇 가지 방법이 있는데, AC 전원 검출회로를 짠 다음에 ACC에서 릴레이 신호를 받는 대신 검출회로로 부터 릴레이를 구동하도록 하면 시동 걸 때 부터 DC 전력을 기존 등화류가 연결된 AC 라인에 공급해줄 수 있다. 원하는 작동양상을 골라서 만들어주면 끝. 





그런데 이렇게까지 하는 거 보단 그냥 DD110 타는게 나을 것 같다. 



p.s 작업하다가 불타면 글쓴이 책임이 아닌건 당연히 아시죠?
p.s2 2017이후 최신 시티의 경우 알터에서 올라오는 선부터가 다르다. 조심하자.
p.s3 이 방식으로 작업하면 렉티파이어에서 그라운드 루프가 발생한다. 그라운드 루프로 인해 발생하는 전류가 렉티파이어 발열로 이어지니 주의. 그라운드 루프를 없에기 위한 최종작업은 나중에 따로올릴예정. 엔진까야하니까 ㅠ







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