KR100617557B1

KR100617557B1 - 순환전류 절연장치를 구비한 발전기

Info

Publication number: KR100617557B1
Application number: KR1020060041507A
Authority: KR
Inventors: 곽기영
Original assignee: 보국전기공업 주식회사
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2006-09-01

Abstract

본 발명은 발전기의 절연 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전기의 회전축을 케이싱에 고정할 때, 회전축이 삽입된 베어링 및 베어링하우징과 케이싱 사이를 절연함으로써 베어링 및 베어링하우징과 케이싱 사이에서 발생하는 순환전류 및 누설전류를 방지하는 순환전류 절연장치를 구비한 발전기에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 순환전류 절연장치를 구비한 발전기는 관통공이 형성된 케이싱과, 케이싱의 관통공에 삽입되되, 케이스의 내부에 고정된 고정자와 공극을 두고 회전자를 회전시키는 회전축과, 상기 회전축이 내륜에 삽입된 베어링과, 상기 베어링과 케이싱의 사이에 삽입된 베어링하우징과, 상기 베어링하우징을 케이싱에 고정하기 위한 고정부재로 이루어진 발전기에 있어서, 상기 고정부재가 베어링하우징과 접촉하는 것을 차단하기 위해 베어링하우징 및 고정부재의 사이에 제1절연수단을 삽입한 것을 특징적 구성으로 한다.

이에 따라 발전기의 볼트 주변에서 발생하는 누설전류 및 베어링하우징 및 케이싱과의 순환전류를 방지하는 효과가 있다.

발전기, 고정자, 회전자, 회전축, 베어링, 절연, 순환전류, 누설전류

Description

순환전류 절연장치를 구비한 발전기{A generator using insulation apparatus}

도 1은 본 발명의 순환전류 절연장치를 구비한 발전기의 단면도.

도 2a는 본 발명의 순환전류 절연장치를 구비한 발전기의 분해사시도.

도 2b는 본 발명의 순환전류 절연장치를 구비한 발전기의 일실시예에 따른 분해사시도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1: 회전축

10: 메인 회전자 20: 메인 고정자

30: 여자기 회전자 40: 여자기 고정자

50: 베어링 52: 베어링 외륜

54: 볼 56: 베어링 내륜

60: 베어링하우징 62: 관통공

64: 플랜지 66: 돌출부

70: 제1절연수단 80: 제2절연수단

90: 고정부재 100: 케이싱

102: 케이싱 관통공

일반적으로, 발전기는 크게 케이싱과, 상기 케이싱 내에 부속된 축에 의해 회전하는 메인 회전자(main rotor) 및 상기 회전자와 공극을 두고 고정된 메인 고정자(main stator)의 조합으로 이루어진다.

그러나 상기와 같은 종래의 발전기의 회전축을 케이싱에 고정시키게 되는데, 상기 케이싱에 고정시키는 기술은

관통공이 형성된 케이싱과,

일단이 케이싱의 관통공에 삽입되되, 케이스의 내부에 고정된 고정자와 공극을 두고 회전자를 회전시키는 회전축과,

상기 회전축이 내륜에 삽입된 베어링과,

상기 베어링과 케이싱의 사이에 삽입된 베어링하우징과,

상기 베어링하우징을 케이싱에 고정하기 위한 볼트로 이루어진 것이었다.

상기와 같은 종래의 기술은 우선 베어링하우징을 케이싱에 고정하기 위한 볼트의 주변에 베어링하우징에서 흘러들어온 누설전류 및 순환전류가 흐르는 문제점이 있다.

또한 베어링하우징과 케이싱의 사이에도 누설전류 및 순환전류가 흐르는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로,

첫째, 베어링하우징을 케이싱에 고정하기 위한 볼트와 베어링하우징 사이를 절연하는 것을 목적으로 한다.

둘째, 발전기의 베어링하우징과 케이싱 사이를 절연하는 것을 목적으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성에 대하여 설명하도록 한다.

도 1 내지 도2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 순환전류 절연장치를 구비한 발전기는 기본적으로 케이싱(100), 회전축(1), 메인 회전자(10), 메인 고정자(20), 여자기 회전자(30), 여자기 고정자(40), 베어링(50), 베어링하우징(60), 제1 및 2절연수단(70, 80), 고정부재(90) 등으로 이루어진다.

상기 케이싱(100)은 메인 고정자(20) 및 메인 회전자(10)를 포함하는 각종 부속장치들을 지지하는 역할, 프로세스의 운영에 필요한 각종 냉매를 밀봉하는 역할, 통풍로를 제공하는 역할, 각종 부속장치들의 비틀림(Torsional Force)을 방지하는 역할 등을 폭 넓게 수행한다.

상기 메인 고정자(20)에는 3선의 고정자 코일(stator coil)이 인입 되며, 이 메인 고정자 코일은 고정자 내부에 여러 겹으로 배열된 각 고정자 철심(Stator core)에 삽입권선(Winding) 되어, 메인 고정자 내부로 일련의 AC 전압이 유기될 수 있도록 가이드 하는 역할을 수행한다.

그리고 상기 메인 회전자(10)의 축(Shaft)으로는 2선의 회전자 코일(rotor coil)이 인입 되며, 상기 메인 회전자 코일은 메인 회전자(10)의 축에 형성된 슬롯에 삽입권선 되어, 메인 회전자(10)의 주위로 일련의 DC 전압이 유기될 수 있도록 가이드 하는 역할을 수행한다.

이처럼, 상기 메인 고정자(20)의 내부에 AC 전압이 유기되고, 메인 회전자(10)의 주위에 DC 전압이 유기된 상황에서, 외부동력수단의 작용에 의해 터빈이 작동하고, 이러한 터빈의 작동에 의해 축 및 축이 삽입된 회전자가 회전하게 되면, 발전기의 외부로는 일련의 교류전압이 유기될 수 있게 되며, 이에 따라 발전기는 이 교류전압을 정류기로 전달할 수 있게 되고, 결국 발전기와 연계된 각종 전자전기 기기에는 적정량의 전기 에너지가 안정적으로 공급될 수 있게 된다.

한편, 상기 발전기는 상기 메인 회전자(10)의 코일에 여자전류를 공급하기 위해 여자기를 구비하게 되는데, 상기 여자기는 여자기 회전자(30) 및 여자기 고정자(40)로 이루어진다.

즉, 상기 회전축(1)에는 여자기 회전자(30)가 삽입되고, 상기 여자기 회전자(30)와 공극을 두고 여자기 고정자(40)가 구비된다.

따라서 회전축(1)이 회전하면 여자기 고정자(40)의 잔류자기가 여자기 회전자(30)에 전류를 발생시키게 되고, 상기 여자기 회전자(30)에서 발생된 전류는 회전다이오드에 의해 정류되어 메인 회전자(10)에 공급 된다.

이에 따라 메인 회전자(10)에서 자속이 발생하여 메인 고정자(20)에 공급되고, 메인 고정자(20)에 전압이 발생되게 된다.

따라서 상기 여자기는 발전기가 구동될 수 있는 최소전류 즉, 여자전류를 제공하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성된 발전기의 회전축(1)을 발전기의 케이싱(100)에 고정하게 되는 데, 상기 케이싱(100)의 일측에는 관통공(102)이 형성되어 있다.

따라서 상기 회전축(1)이 케이싱(100)의 관통공(102)에 삽입된 상태에서 회전축(1)을 회동가능하게 지지하기 위해, 상기 회전축(1)을 베어링(50)의 내륜(56)에 삽입하게 된다.

상기 베어링(50)은 내륜(56), 외륜(52) 및 볼(또는 롤러)(54)로 구성되어, 회전가능한 발전기의 회전축(1)을 내륜(56)에 삽입하여 고정시키고, 상기 내륜(56)과 볼(54)을 매개로 연결된 외륜(52)을 구비한 것이다.

이에 따라, 내륜(56)과 볼을 매개로 연결된 외륜(52)을 회전시키지 않으면서도, 회전축(1)이 고정된 내륜(56)은 회전되므로, 상기 내륜(56)에 삽입 및 고정된 회전축(1)을 회전시키는 구조를 가지고 있다.

상기와 같은 상기 베어링(50)을 케이스(100)에 고정하기 위해서, 베어링하우징(60)을 구비하게 된다.

상기 베어링하우징(60)은 중앙에 베어링(50)이 삽입될 수 있도록 관통공(62)이 형성된 플랜지(64)로 이루어져, 베어링하우징(60)의 플랜지(64)의 전면에는 돌출부(66)가 형성되어 있고, 상기 플랜지(64)의 둘레를 따라 다수개의 통공(68)이 형성되어 있다.

여기서 상기 베어링하우징(60)과 케이싱(100)의 사이에는 베이링하우징(60)에서 발생되는 순환전류가 케이싱(100)으로 흐르는 것을 방지하기 위해 제2절연수단(70)이 삽입되게 된다.

상기 제2절연수단(70)은 중앙에 관통공(72)이 형성된 플랜지(74)로 이루어져, 상기 제2절연수단(70)의 플랜지(74)의 전면에는 돌출부(76)가 형성되어 있고, 상기 플랜지(74)의 둘레를 따라 다수개의 통공(78)이 형성되어 있다.

따라서 상기 제2절연수단(70)의 플랜지(74)의 관통공(72)에 베어링하우징(60)의 돌출부(66)가 삽입 및 접촉되어 제2절연수단(70)의 돌출부(76) 및 플랜지(74)가 베어링하우징(60)의 돌출부(66)의 외주연 및 플랜지(64) 전면을 감싸게 된다.

상기와 같이 구성된 상태에서 상기 베어링하우징(60)을 케이싱(100)에 고정시키기 위해 고정부재(90), 바람직하게는 볼트를 이용하여 베어링하우징을 케이스 에 고정시키게 되는데, 상기 볼트와 베어링하우징(60)의 사이에는 누설전류를 방지하기 위해 제1절연수단(80)이 삽입된다.

여기서 상기 고정부재(90), 즉 볼트는 나사(92)와 머리(94)로 이루어져 있는데, 상기 제1절연수단(80)은 베어링하우징(60)의 통공(68)에 삽입되는 고정부재(90)의 나사(94)가 베어링하우징(60)의 통공(68)의 내주연과 접촉되는 것을 차단하는 나사절연부(81)와,

상기 나사절연부(81)에서 연장 형성되어 고정부재(90)의 머리(94)와 베어링하우징(60)의 표면과의 접촉을 차단하는 머리절연부로 이루어진다.

이에 따라 상기 제1절연수단(80)에 볼트가 삽입된 상태에서 베어링하우징(60)의 통공(68)에 삽입되므로, 상기 볼트와 베어링하우징(60)과의 접촉이 차단되고, 볼트와 베어링하우징(60) 사이의 절연이 가능한 것이다.

물론 상기 볼트의 나사(92)는 베어링하우징(60)의 통공(68)을 관통하고 제2절연수단(70)의 통공(78)을 경유하여 케이싱(100)의 통공(102)에 나사 결합하게 된다.

상기와 같은 제1절연수단(80)이 베어링하우징(60)의 통공(68)의 개수에 맞게 구비될 수 도 있고, 본 발명의 일실시예에 따라 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 제1절연수단(80)은 다수개의 머리절연부(81)가 베어링하우징(60)의 플랜지(64)의 후면과 대응되게 일체로 형성된 플랜지(83)의 형태로 이루어질 수 있다.

여기서 상기 제1 및 2절연수단(70, 80)의 재질은 연성 및 절연성을 갖는 에 폭시글라스(epoxy glass)로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서 상기 회전축(1)에 베어링(50), 제2절연수단(70), 베어링하우징(60) 및 제1절연수단(80)이 순차적으로 결합된 상태에서 상기 제2절연수단(70), 베어링하우징(60) 및 제1절연수단(80)과 케이싱(100)에 형성된 통공(102)을 이용하여 고정부재(90)로 고정시키는 것이다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따르면,

첫째, 발전기의 베어링하우징을 케이싱에 제1절연수단을 이용하여 볼트와 베어링하우징과의 접촉을 차단함으로써 볼트와 베어링하우징 사이에서 발생하는 누설전류의 흐름을 방지하는 효과가 있다.

둘째, 발전기의 베어링하우징과 케이싱 사이를 제2절연수단을 이용하여 절연함으로써 베어링하우징과 케이싱 사이에서 발생하는 순환전류의 흐름을 방지하는 효과가 있다.

Claims

관통공이 형성된 케이싱과, 케이싱의 관통공에 삽입되되, 케이스의 내부에 고정된 고정자와 공극을 두고 회전자를 회전시키는 회전축과, 상기 회전축이 내륜에 삽입된 베어링과, 상기 베어링과 케이싱의 사이에 삽입된 베어링하우징과, 상기 베어링하우징을 케이싱에 고정하기 위한 고정부재로 이루어진 발전기에 있어서,

상기 고정부재가 베어링하우징과 접촉하는 것을 차단하기 위해 베어링하우징 및 고정부재의 사이에 제1절연수단을 삽입한 것을 특징으로 하는 순환전류 절연장치를 구비한 발전기.
제1항에 있어서,

상기 제1절연수단은

상기 베어링하우징의 통공에 삽입되는 고정부재의 나사가 베어링하우징의 통공의 내주연과 접촉하는 것을 차단하는 나사절연부와,

상기 나사절연부에서 연장 형성되어 고정부재의 머리가 베어링하우징의 표면과 접촉하는 것을 차단하는 머리절연부로 이루어진 것을 특징으로 하는 순환전류 절연장치를 구비한 발전기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 베어링하우징 및 케이싱의 사이에 삽입되어 전류의 흐름을 방지하는 제2절연수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 순환전류 절연장치를 구비한 발전기.