KR100245228B1 - 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로 - Google Patents

Abstract

기계동력과 전력을 동시에 필요로 하는 전기자동차의 엔진, 선박엔진 등에 사용되는 기계동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로에 관한 것이다. 이 회전 장치의 자기회로는 축에 고정되어 있는 회전계자와, 회전계자를 회전시킬 수 있도록 자속을 발생시키는 기계동력발생용 전기자와, 회전계자 및 기계동력발생용 전기자로부터의 자속을 유도받아 기전력을 발생시키는 전력발생용 전기자로 구성되어 있다. 따라서, 기계동력을 발생시킴과 동시에 전력의 발생으로 소요되는 전력의 일부를 환수하여 이용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

[색인어]

전기자동차, 동력, 회전장치,

Description

동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로

지금까지 사용되고 있는 회전장치는 크게 보면 전기적인 에너지를 받아 회 전동력을 발생시키는 전동기(Motor)와, 기계동력을 받아 전력을 발생시키는 발전기 로 나눠지고, 아울러 전동기 및 발전기를 기계적 또는 전기적으로 연결하여 만든 전동 발전기(Dynamotor)등이 있다.

상술한 회전장치들은 거의 모두가 입력에너지 대 출력에너지 효율을 극대화 시킬 수 있도록 단순히 구조변화를 시도하였으나 별효과가 없었고, 겨우 리플현상을 줄일 수 있는 정도였다.

이러한 문제점을 해결하고자 하는 노력이 부단히 진행되어 있다.

그 일예로 본 출원인에 의해서 1990년 1월 12일자 출원(대한민국 특허출원 제 90-382 호, 발명의 명칭, 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로 및 자기 유도방법)은 제1도에 도시된 바와 같이 자계의 흡인력 및 반발력에 의하여 회전하는 회전계자(2)와, 상기 회전계자(2)가 회전운동을 할 수 있도록 자극편에 다수개의 슬롯이 형성되어 있고 그 슬롯에 코일이 권선되어 있는 기계동력발생용 전기자(3)와, 도체로 만들어지고 상기 회전계자의 회전시 발생시는 자속을 받아들이고 코일이 권선된 전력발생용 전기자(4)와, 상기 회전계자(2)의 회전위상에 따라 자속의 흐름을 제어하는 유도 전자석(5) 및 상기 유도 전자석에 유기되는 자속을 순환시키기 위한 순환도체(6)를 포함하는 자속순환 유도체가 구비되어 있다. 따라서, 상술한 기계동력발생용 전기자(3) 및 유도전자석(5)의 코일의 인입선(p1∼p18)에 전원이 공급될 시에 회전계자(2)의 회전력이 강해지고, 아울러 전력발생용 전기자(4)의 자속순환유도 전자석(5)과 기계동력발생용 전기자(3)의 자속순환유도 전자석(5)에서 유기된 자속중 일부는 회전계자의 회전력을 높이는데 이용되고(3A), 나머지 일부 자속 즉, 외부면(3B)에서 찰생된 자속은 유도 전자석(5)과 순환도체(6)를 통하여 전력발생용 전기자(4)의 자속순환 유도 전자석(5)을 따라 최종적으로 전력 발생용 전기자(4)에 도래한 자속과 상술한 회전계자의 운동으로 발생한 자속이 중첩되어 기전력이 발생한다. 결국, 이러한 기전력은 다시 본 장치에 전원공급에 이용됨으로써 에너지 환수가 이루어진다.

그러나, 상술한 회전장치는 전력발생용 전기자에 집중권선을 함으로써 부하시 각종 손실에 의하여 나타나는 발열현상이 높고, 회전계자의 단면적에서 나오는 자력선을 효율적으로 이용할 수 없었던 점과, 기계 동력발생용 전기자의 자력이 특정부분에 집중되어 있어 균일한 토크를 얻을 수 없었던 점 , 그리고 동일 면적당 전력발생용 전기자 및 기계동력발생용 전기자의 자속순환유도 전자석의 집중적 권선 면적이 세로(계자의 축을 가로로 했을 때)로 커짐에 따라 계자의 단면적이 작아 계자의 자속량을 증가시키지 못한 점 등의 문제점이 있었다.

그리고 모터에 있어서는 회전수가 높으면 높을수록 역기전력이 크게 발생하여 입력전력의 인가를 방해함에 따라 전류인가량이 작아지면서 토크가 낮아지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 회전계자 단 면적에 대하여 전력발생용 전기자가 다수개 대응되도록 구성하여 회전계자의 자력 선을 다수개의 전력발생용 전기자에 효율적으로 유도시켜 고효율의 기전력을 얻을 수 있는 회전장치의 자기회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기계동력발생용 전기자 자극편의 분화로 균일한 토크를 얻을 수 있는 회전장치의 자기회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전력발생용 전기자의 자속순환유도 전자석과 기 계동력발생용 전기자의 자속순환유도 전자석이 공극을 사이에 두고 공통 권선 및 각각 권선되어 회전계자의 회전위상에 따라 전원을 공급해 줌으로써, 자속의 일방은 기전력을 발생시키고 나머지 일방은 회전력을 일으킬 수 있는 회전장치의 자기 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전력발생용 전기자에서 발생한 기전력에 대응하 여 나타낸 전기적 부하로 전력발생용 전기자의 자극편의 극성이 변환됨에 따라 기계적 힘이 증가하므로 기계적 회전수가 증가함으로 나타나는 역기전력의 증가에도 불구하고 토크를 유지하거나 높일수 있는 자기회로를 제공함에 있다.

제1도는 종래의 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로도.

제2도는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기 회로도로써,

제2a도는 역 Y형 기계 동력발생용 전기자를 적용한 예이고,

제2b도는 I형 기계동력발생용 전기자를 적용한 예의 도면.

제3a도 및 제3b도는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력발생 및 전력발생용 회 전장치의 동작상태도.

제4a도 제4b도는 본 발명에 따른 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기 회로의 자기흐름도.

제5도는 본 발명에 따른 동력발생 및 전력발생용 회전장치에 이용되는 스위 칭회로도.

제6a도, 제6b도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로도로써, 기계동력발생용 전기자의 역 Y형을 쌍으로 결합한 구조와 H형 구조의 구성도.

제7a도 및 제7b도는 본 발명에서 전력발생용 전기자의 자극편이 기계동력 발생 변환구조의 자기회로 및 자기 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 축 22 : 회전계자

23 : 고정자 24 : 기 계동력 발생수단

24a, 24b, 24c, 24d : 기계동력발생 전기자의 자극편

25 : 전력발생용 전기자(수단) 26 : 외부 순환도체

7 : 자속순환유도 전자석 28 : 공극

29 : 코일 50 : 회전계자 위상감지부

51 : 포토 다이오드 52 : 포토 트랜지스터

53 : 위상 검출판 55, 56, 57, 58 : NOT 논리소자

60 : 전원스위칭 회로 61, 62, 63, 64 : 스위칭부

80 : 회전장치

상술한 목벅을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 축상에 고정 설치되어 있고 자계의 흡인력 및 반발력에 의해 회전하는 회전수단, 그 몸체에 권선된 코일에 전원이 인가될 때 상기 회전계자의 회전운동을 증가시키는 자속을 발생시키고, 환형 고정자의 내부에 다수개의 돌출구조 및 슬롯형 구조로된 기계동력발생용 수단, 축상에 고정 설치되어 있고 자계의 흡인력 및 반발력에 의해 회전하는 회 수단, 그 몸체에 권전된 코일에 전원이 인가될 때 상기 회전계자의 회전운동을 일으키는 자속을 발생시키고, 환형 고정자의 내부에 다수개의 돌출구조 및 스롯구 조로된 기계동력발생용 수단, 상기 기계동력발생용 전기자와 교대로 인접한 형태로 상기 환형고정자의 내부에 형성되어 있고, 상기 회전계자 및 기계동력발생용 전기자로부터 자속을 받아들여 기전력을 일으키는 전력발생용 수단, 상기 기계동력발생용 수단 및 전력발생수단의 코일에 인가되는 전류의 흐름을 전환시키는 스위칭 수단, 및, 상기 회전계자의 회전위상에 따라 자속의 흐름을 제어하도록 상기 기계동 력발생용 수단의 몸체 일부가 상기 전력발생용 수단의 몸체 일부와 공극을 사이에 두고 공통권선된 자속 유도체 및 상기 자속 유도체와 전력발생용 수단의 자속을 순환시키는 순환도체를 포함하는 자속순환유도 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 동 력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로, 상기 기계동력발생용 전기자와 교대로 인접한 상태로 상기 환형고정자의 내부에 형성되어 있고, 상기 회전계자 및 기계동력발생용 전기자로 부터의 자속을 받아들여 기전력을 일으키는 전력발생용 수단, 및 상기 회전계자의 회전 위상에 따라 자속의 흐름을 제어하도록 상기 기계동력발생용 수단의 몸체 일부가 상기 전력발생용 수단의 몸체 일부와 공극을 사이에 두고 공통 권선 및 각각 권선된 자속 유도체 및 상기 자속 유도체와 전력발생용 수단의 자속을 순환시키는 순환도체를 구비하는 기계동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 축상에 고정설치되어 있고 자계의 흡인력 및 반발력에 의해 회전하는 회전수단, 그 몸체에 권선된 코일에 전원이 인가될 때 상기 회전계자의 회전운동을 증가시키는 자속을 발생시키교, 환형고정자의 내부에 다수개의 돌출구조 및 슬롯형 구조로된 기계동력 발생용 수단(전기자), 상기 기계동력발생수단과 교대로 인접한 형태로 상기 환형 고정자의 내부에 형성되어 있고, 상기 회전계자 및 기계동력발생용 수단과 자속순환유도 전자석으로부터 자속을 받아들여 기전력을 일으키는 전력발생수단(전기자), 상기 전력발생수단(전기자)에서 발생된 기전력이 부하시 나타나는 전력발생수단의 자극편의 극성변환으료 기계적 동력의 토크를 높여주는 기계동력발생 변환수단, 축상에 고정설치되어 있고 자계의 흡인력 및 반발력에 의해 회전하는 회전수단, 그 몸체에 권선된 코일에 전원이 인가될 때 상기 회전운동을 일으키는 회전자계를 발생시키고, 환형 고정자의 내부에 다수개의 돌출구조 및 스롯형구조로된 기계동력 발생용 수단(전기자), 상기 기계동력발생용 수단과 교대로 인접한 형태로 상기 환형 고정자의 내부에 형성되어 있고, 상기 회전계자 및 기계동력발생용 수단과 자속순환유도전자석으로부터 자속을 받아들여 기전력을 일으키는 전력발생수단(전기자), 상기 기계동작발생용수단 및 전력발생수단의 코일에 인가되는 전류의 흐름 을 전환시키는 스위칭수단, 상기 전력발생수단(전기자)에서 발생된 기전력이 부하시 나타나는 전력발생수단의 자극편의 극성변환으로 기계적 동력의 회전수와 토크를 높여주는 전력발생용 전기자의 기계동력발생용 변환수단, 및 상기 회전계자의 회전위상에 따라 자속의 흐름을 제어하도록 상기 기계동력발생용 수단의 몸체의 일부가 상기 전력발생용 수단의 몸체 일부와 공극을 사이에 두고 공통권선 및 각각 권선된 자속유도체 및 상기 자속유도체와 전력발생용수단의 자속을 순환시키는 순환도체를 구비하는 전력발생용 회전장치의 자기회로. 상기 회전계자의 회전윈상에 따라 자속의 흐름을 제어하도록, 상기 기계동력발생수단의 몸체의 일부가, 상기 전력발생수단의 몸체 일부와 공극을 사이에 두고 공통권선 및 각각 권선된 자속유도체 및 상기 자속유도체와 전력발생수단의 자속을 순환시키는 순환도체를 구비하는 전력발생용 회전장치의 자기회로가 제공된다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

제2a도 및 제2b도는 본 발며에 따른 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자 기회로도를 보여주고 있다. 제2a도에 도시된 바와 같이, 축(21)에는 회전계자(22)가 고정되어 있고, 환형고정자(23)에는 역Y형 및 I형 돌출부에 자속순환 유도 전자석(27)이 부착되어 있으며, 그들이 외부 순환도체(26)와 자기회로로 형성되어 있다. 상술한 역 Y형 자기회로는 그 다리(leg)와 인접하는 전력발생용 전기자의 자속순환 유도전자석의 일부와 코일(29)이 공통 권선되어, 기계동력발생용 전기자(24)로 작용하고, 역Y형에 자속순환유도 전자석(27)에 공극을 두고 부착된 M형 자기회로의 돌출구조는 코일이 권선되어 상술한 회전계자(22)의 자속과, 전력발생용 전기자의 자속순환유도 전자석으로부터의 자속을 유도받아 기전력을 일으키는 전력 발생용 전기자(25), 및 상술한 역Y형의 다리(leg)와 동일 권선이 되면서 자속의 순 환을 유도하는 자속순환유도 전자석(27)으로 된 구조를 이루고 있다. 또한, 전력 발생용 전기자의 자속순환유도 전자석(27)과 외부순환도체(26) 사이에는 자기회로 를 구성하기 위한 공극(28)이 형성되어 있다.

그리고, 회전토크틀 높이기 위한 수단으로 기계동력발생 전기자의 스롯에 코일을 권선할 수 있다.

제2b도는 전술한 제2a도의 구조에서 역Y형 돌출부 대신에 I형 돌출부가 형성되어 있는 점이 다르다. 따라서, 그외는 모두 동일하여 이하 설명을 생략한다.

제3a도 및 제3b도를 참조하여 회전계자(22)의 회전운동을 위한 자기회로의 자계극성변환을 편의상 2극 단상을 중심으로 설명하면 다음과 같다.

제3a도에 도시된 바와 같이, 회전계자(22)의 N극과 S극이 수직선상에 있을 때 축(21)상에 장착된 회전계자(22)의 위상검출센서(도시되지 않음)에 의하여 회전계자(22)의 위상이 검출됨에 따라, 후술되는 제4도에 도시된 스위칭 전원이 공급 된다. 이러한 스위칭 전원은 권선된 코일의 인입선(pi)으로 회전계자(22)의 N극 부근의 역Y형 기계동력발생용 전기자(24B)에는 N극이 인가되도록 하고, 회전계자 (22)의 S극 부근의 역Y형 기계동력발생용 전기자(24A)에는 S극을 인가한다.

그리고, O°선상에서 15°아래있는 역Y형 기계동력발생용 전기자(24C)의 자극편에는 N극을 유기시키고, 180°선상에서 15°위에 있는 역Y형 기계동력발생용 전기자의 자극편(24D)에는 S극을 유지시켜 초기 회전력을 일으킨다.

제3b도에 도시된 바와같이, 초기 회전력을 얻은 회전계자(22)는 축상에 있는 위상검출센서(도시되지 않음)에 의해 검출된 위상판단에 근거한 스위칭 전원에 의해 다시 역Y형 기계동력발생용 전기자에 전원이 공급됨으로써 계속적으로 회전력을 얻게 된다. 이러한 작동은 전술한 제2b도의 I형 돌출구조인 기계동력발생용 전기자에 있어서도 마찬가지이므로 여기서는 생략한다.

제4a도 및 제4b도에 도시된 바와 같이, 자기회로의 자속흐름도는 전원을 인 가한 기계동력발생용 전기자(24E)에서 발생한 자속은 회전계자(22)를 따라 스위칭회로로부터 코일에 전원이 인가된 타방의 기계동력용발생 전기자(24F)로 유도되어 순환도체(26)를 따라 자기회로를 형성한다 그리고 기계동력발생용 전기자(24E)의 다리(leg, 자속순환유도 전자석)(27B)와 전력발생용 전기자(30)의 자속순환유도 전 자석(27A)에 공통 권선된 코일에 전원을 공급하면 기전력을 발생시크는 자속이 형 성되는 한편, 기계동력을 발생시키는 방향으로도 자속이 형성됨을 알 수 있다. 여 기에서 자속유도순환(27)과 외부순환 도체(26)사이에는 자기회로를 구성하기 위한 공극이 형성되어 있다. 이때 역Y형 및 I형 기계동력발생용 전기자(24E)의 다리 (leg)(27B)와 공극(28)을 두고 공통 권선된 전력발생용 전기자의 자속순환유도 전 자석(27A)은 코일에 전원이 공급됨으로써 인위적 자속이 형성되는데, 그 자속의 일 부는 회전력을 얻기 위한 기계동력으로 이용되고 나머지는 전력 발생용 전기자(25) 로 자속이 유도되어, 전력발생용 전기자에 감긴 코일에서 자속을 끊어 주므로써 기 전력을 얻게된다. 그리고 회전계자(22)의 자속도 함께 전력발생용 전기자(25)에 유도됨으로써 자속이 중첩 됨에 따라 기전력이 더욱 크게된다.

제5도는 본 발명에 따른 회전장치에 사용되는 스위칭 전원을 도시하고 있다. 제5도에 도시된 바와같이 상술한 회전계자의 위상이 약 90°마다 자극이 변화하도록 스위칭시키고 있으며, 이 스위칭을 위해 회전계자 위상감지부(50)가 이용되고 있다. 이 회전계자 위상감지부(50)는 레졸버(resolver) 및 엔코더등 다양하게 구성 할 수 있으나 본 실시예에서는 포토 다이오드(51), 포트 트랜지스터(52) 이러한 포토 다이오드(51)와 포토 트랜지스터(52)사이에 회전계자(22)의 회전각을 감지하도 록 회전계자의 축에 연결된 위상 검출판(53A, 53B) 및 포토 트랜지스터(52)의 출력과 전기적으로 연결된 비교기(54)로 구성된다.

이 회전계자 위상 감지부(50)는 다수개의 NOT논리소자(55, 56, 57, 58)를 통 하여 2개의 상이한 출력이 공급되도록 전원스위칭 회로(60)에 연결된다.

전원스위칭 회로(60)는 본 발명에 따른 회전장치(80)에 스위칭 전원을 공급하도록 제1내지 제4스위칭부(61, 62, 63, 64)로 구성된다.

각 스위칭부(61, 62, 63, 64)는 모두 동일한 구성으로 되어 있으므로, 제1스 위칭부(61)의 구성만 예를 들어 설명한다. 제1스위칭(61)부는 달링톤 트랜지스터 (Q61, Q62)와, 전압분배응 저항(R53, R54)과, 스위칭 역기전력 방지용 다이오드 (D6l, D62)로 구성된다.

그리고 제1스위칭부(61)의 트랜지스터(Q61, Q62)와 제2스위칭부(62)의 트랜 지스터(Q67, Q68)는 동일 시점에서 동작되고, 제3스위치부(63)의 트랜지스터 (Q63, Q64)와 제4스위칭부(64)의 트랜지스터(Q65, Q66)는 동일한 시점에서 동작되게 구성됨으로써, 회전장치(80)에 스위칭 펄스전압이 90°위상으로 변경될 때마다 기계동력발생용 전기자(24)의 코일 및 전력발생용 전기자(25)의 코일에 인가되는 전류흐름을 바꿔준다. 상술한 회전계자 위상 감지부(50)의 비교기(CP)는 반전단자에는 기준전압(Vref)가 인가되고, 비반전 단자에는 포토 트랜지스터(52)의 출력이 인가된다.

포토 트랜지스터(52)의 출력은 위상 검출판(53A, 53B)의 회전각 감지에 의 해 포토 다이오드(51)의 빛이 통과될 때 포토 트랜지스터(52)가 턴온됨으로써 이루 어진다. 결과적으로 상술한 스위칭 회로의 출력은 회전장치(80)내의 코일 입력선(pa')에 교호로 공급된다.

제6a도 및 제6b도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로도이다. 제6a도에 도시된 바와같이 상술한 일 실시예와의 구 성상 다른 점은 N극에서 S극으로, N극에서 N극으로, 및 S극에서 S극으로의 극점 변 환시에 자속을 전력발생용 전기자로 자속을 유도하고 기계발생용 전기자가 회전계 자를 유도하도록 역Y형 2쌍으로 또는 2이상 쌍으로 결합한 돌출구조 즉, 기계동력 발생용 전기자(74A, 74B)의 구조를 일부 변경시킨 점이다.

또한, 기계동력발생용 전기자(74A, 74B)의 네크(neck)부에 토크를 높이기 위해 코일이 권선되어 있고, 필요에 따라서 센서 등의 기구를 장착시킬 수도 있다.

제6b도에서는 전술한 제6a도에서와 다른 점은 기계동력발생용 전기자 (75A, 75B)의 구조가 "H"형이라는 점이다. 그외 구조는 동일하고 그 작용도 동일하다.

한편, 제6a도 및 제6b도의 동작설명은 전술한 제3a도 및 제3b도에 설명된 바 와 같으므로 이하 생략하기로 한다.

여기에서, 본 발명의 다른 실시예의 동작은 전술한 일 실시예와 거의 동일 하고 관련기술에 종사하는 당업자에게 있어 자명하므로 그 설명을 생략하기로 한 다.

제7a도는 본 발명에 있어서, 기계동력발생용 전기자(74)의 넥크(Neck)(71)과 기계동력발생 전기자의 자속순환유도 전자석(72)(leg)에 N극을 유기 하여 기계동력발생 전기자의 자극편(75)에 N극이 유도될 때 전력발생용 전기자의 자극편에는 기계적 회전력에는 영향받지 않는 작은 S(Sa)극이 유도되는 것을 나타내고 있다.

제7b도는 본 발명에 있어서, 전력발생용 전기자의 자속순환유도 전자석과 회전계자의 회전으로부터 유도된 자속이 전력발생용 전기자에 권선된 코일에서 쇄교되면서 기전력이 발생된다. 이 기전력을 전기적 부하로 사용하거나 달락시켯을 때 전력발생용 전기자의 자극편은 작은 S(Sa)극으로부터 기전력과 부하정도에 따라 N(Nb)극으로 변환되어 회전자의 고 회전에도 토크가 증가 또는 유지되는 현상을 보 여 주고 있다.

이것은, 모터 회전수와, 토크의 관계식 Eb=la·Ra+Ec(Eb는 입력전원, la는 입력전류, Ra는 코일저항 Ec는 역기전력)로 설명될수 있다.

기존의 기술은 회전자의 회전수의 증가에 따라 역기전력(Ec)이 증가하면 이에 반비례하여 입력전류(la)가 떨어지는 현상으로 인하여 기계적 토크가 떨어졌으나 본 발명에서는 전기적 부하 또는 단락시, 전력발생용 전기자의 자극편에서 발 생하는 극성(Nb)의 변환으로(전술한 제7도 참조) 오히려 회전자의 회전수의 증가에도 불구하고 토크를 증가시키거나 유지하는 방법을 제시하고 있다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 기계동력발생 및 전력발생용 회전 장치의 자기회로는 전자구동장치로 공급되는 스위칭전원에 의해 기계동력발생 및 전력발생용 전기자에 자속을 발생시키고, 이 자속에 의해 회전계자의 회전력을 증가시키는 한편, 자속순환 유도체와 회전계자로 부터의 자속이 전력발생용 전기자를 통과함에 따라 전력발생용 전기자에 감긴 코일이 자속을 끊어주므로써 기전력이 발 생된다.

따라서, 이러한 기전력은 다시 본 발명의 회전장치의 소모전력의 일부로 이용되므로써 외부전력의 소모를 감소시키는 에너지 절감 효과를 준다.

본 발명의 회전장치는 상술한 실시예에서 2극단상 방식으로 설명되었으나 2극 3상 또는 다극다상에 적용될 수 있음은 물론이다.

그리고, 회전계자와 고정 전기자를 중심으로 설명하였으나, 이 원리는 회전 전기자로 고정계자를 구성한 구조에도 적용된다.

본 발명은 전기적 에너지를 전, 자기적에너지로 변환하여 기계적인 회전동 력을 얻는 한편, 기계동력발생용 전기자의 자속순환유도 전자석에서 발생하는 자속 과, 전력발생용 전기자의 자속순환유도 전자석에서 발생하는 자속과, 기계동력발생 용 전기자에서 발생하는 자속 및 계자에서 발생하는 자속을 하나의 자기회로에 합 산한 자기적 에너지를 전기적 에너지와 기계적 에너지로 변환하여 필요한 전기적 에너지와 기계적 에너지를 얻을 수 있는 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기 회로에 관한 것이다.

Claims (8)

1. 축상에 고정 설치되어 있고 자계의 흡인력 및 반발력에 의해 회전하는 회전수단, 그 몸체에 권선된 코일에 전원이 인가될 때 상기 회전계자의 회전운동을 일으키는 자속을 발생시키고, 환형 고정자의 내부에 다수개의 돌출구조 및 스롯구조로된 기계동력발생용 수단, 상기 기계동력발생용 전기자와 교대로 인접한 형태로 상기 환형고정자의 내부에 형성되어 있고, 상기 회전계자 및 기계동력발생용 전기자로부터 자속을 받아들여 기전력을 일으키는 전력발생용 수단, 상기 기계동력발생용 수단 및 전력발생수단의 코일에 인가되는 전류의 흐름을 전환시키는 스위칭 수단, 및 상기 회전계자의 회전위상에 따라 자속의 흐름을 제어하도록 상기 기계동 력발생용 수단의 몸체 일부가 상기 전력발생용 수단의 몸체 일부와 공극을 사이에 두고 공통권선된 자속 유도체 및 상기 자속 유도체와 전력발생용 수단의 자속을 순 환시키는 순환도체를 포함하는 자속순환유도 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 기계동력발생용 수단은, 역Y형, I형, H형, U형, T형, F형 등 구조로 된 특징 및 전기발생용 전기자의 일정한 위치에 슬롯구조의 기계동력발생용 전기자를 적층하여 회전발생을 특장으로 하는 동력 발생 및 전력 발생용 회전장치의 자기회로.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 전력발생용 수단은, Y, T자형 돌출부에 I형 또는 N형, M형, S형의 자속순환유도전자석을 부착한 M형의 도체이며 외부 순환도체와 연결되는 부분에 기전력을 출력하는 인입선 및 인출선을 구비한 코일이 권선된 것을 특징으로 하는 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로.
4. 청구항 1항에 있어서, 상기 회전수단은 영구자석 또는 전자석 및 초전도자석으로 된 것을 특징으로 하는 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 전력발생용수단 및 기계동력발생용수단과 순환도 체 사이에 공극이 형성된 것을 특징으로 하는 동력 발생 및 전력 발생용 회전장치 자기회로.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 기계동력발생용수단은, 기계동력발생용 전기자가 N극에서 S극으로 S극에서 S극, N극에서 N극으로의 극점이 변환될 때에, 자속을 전력발생용 전기자로 자속을 유도하고 기계동력발생용 전기자의 자속을 증가시켜 회전력을 증가시키는 수단으로 적어도 하나이상의 상기 기계동력발생용 전기자의 구조가 하나를 포함하고, 쌍으로 이루어진 것과 갈이 서로 대칭으로 된 것을 특징으로 하는 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로.
7. 축상에 고정설치되어 있고 자계의 흡인력 및 반발력에 의해 회전하는 회전 수단, 그 몸체에 권선된 코일에 전원이 인가될 때 상기 회전운동을 일으키는 회전자계를 발생시키고, 환형 고정자의 내부에 다수개의 돌출구조 및 스롯형구조로된 기계동력 발생용 수단(전기자), 상기 기계동력발생용 수단과 교대로 인접한 형태로 상기 환형 고정자의 내부에 형성되어 있고, 상기 회전계자 및 기계동력발생용 수단과 자속순환유도전자석으로부터 자속을 받아들여 기전력을 일으키는 전력발생수단(전기자), 상기 기계동작발생용수단 및 전력발생수단의 코일에 인가되는 전류의 흐름을 전환시키는 스위칭수단, 상기 전력발생수단(전기자)에서 발생된 기전력이 부하시 나타나는 전력발생수단의 자극편의 극성변환으로 기계적 동력의 회전수와 토크를 높여주는 전력발생용 전기자의 기계동력발생용 변환수단, 및 상기 회전계자의 회전위상에 따라 자속의 흐름을 제어하도록 상기 기계동력발생용 수단의 몸체의 일부가 상기 전력발생용 수단의 몸체 일부와 공극을 사이에 두고 공통권선 및 각각 권선된 자속유도체 및 상기 자속유도체와 전력발생용수단의 자속을 순환시키는 순환도체를 구비하는 전력발생용 회전장치의 자기회로.
8. 계자의 위상을 판단하여 기계동력발생용전기자의 자속순환유도전자석(leg) 과 전력발생용전기자의 자속순환유도전자석(leg)과의 공통권선 및 각각 권선 그리 고, 기계동력발생용 전기자와 입력권선되어 전원을 공급함으로써 회전력을 얻기 위 한 자속과 전력발생용 전기자에서의 기전력의 발생으로 전력을 출력함에 따라 나타 나는 역기전력에 의해 나타나는 자속과의 자기적 충돌 현상을 방지하도록 자속순환 유도 전자석을 매개하여 기계동력발생 기능 및 전력발생기능 그리고 전력발생 전기자의 기계동력발생 변환기능으로 회전수와 토크가 증가하도록 한 자기유도 방법.