KR100921243B1 - 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의회전자 - Google Patents

분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의회전자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고정자의 내부에서 회전되는 영구자석식 교류 발전기의 회전자에 관련한 것이다. 본 발명에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자는 동일극성을 가지는 2개 이상의 영구자석들로 이루어진 동일자석군들이 회전자의 원주방향을 따라 일정간격으로 부착되어 있으며, 상기 동일자석군들이 합성수지재의 케플라 또는 스테인레스 와이어에 의하여 감겨진 후, 상기 동일자석군들과 와이어를 수지를 사출하여 고정시킨다. 이때, 상기 와이어는 일자형태 또는 격자형태로 감겨진다. 따라서 영구자석들을 회전자의 길이방향 및 원주방향으로 일정하게 분할 및 배열되어 있으므로, 영구자석들의 자속이 균일하게 형성되고 코깅토크가 줄어들어 교류 발전기의 발전효율이 향상되는 효과가 있다. 또한, 회전자의 코어와 회전축이 일체로 형성되어 있으므로, 공정이 간소화되고 양산성이 향상되는 효과도 있다.
발전기, 영구자석, 회전자, 자속

Description

분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자{ROTOR OF PERMANENT MAGNET TYPE AC GENERATOR HAVING DIVISION MAGNET ARRANGEMENT}
본 발명은 고정자의 내부에 마련되어 회전되는 영구자석식 교류 발전기의 회전자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자의 코어에 고정되어 회전축의 회전에 의하여 회전되는 영구자석의 자속이 회전자의 모든 부위에 균일하게 분포되도록 하여 안정되게 교류전압을 발생시킴으로써, 발전기의 발전효율을 향상시킬 수 있는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 교류 발전기는 엔진의 크랭크축과 연결되어 엔진의 구동력을 전달 받아 전압 및 전류를 발생시켜 차량의 운행시 부하를 사용하며, 또한 배터리를 충전시키는 역할을 한다. 차량에 사용되는 교류 발전기로는 저속에서 발생전압을 높이고 고속에서 안정된 전압이 발생되도록 통상 3개의 코일이 각각 독립되게 권선된 3상 교류 발전기가 가장 보편적으로 사용되고 있다.
이러한, 차량용 교류 발전기는 최근 영구자석의 성능이 향상됨에 따라 영구 자석을 회전자로 이용하는 것이 많이 개발되어 사용되고 있으며, 영구자석을 회전자로 사용할 경우 높은 발전 효율 및 그 구조를 간단하게 제작할 수 있는 이점이 있다. 즉, 영구자석을 교류 발전기의 회전자로 이용함으로써, 교류 발전기를 소형화함과 동시에 그 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기와 같은 일반적인 차량용 교류 발전기는 통상 회전자(ROTATOR)와 고정자(STATOR)로 구성되어 있으며, 회전자는 코어의 외면에 영구자석(PERMANENT MAGNET)들이 일정간격으로 부착되어 있고, 고정자는 원주방향을 따라 일정간격으로 돌출 형성되어 있는 철심에 출력용 3상 코일이 각각 권선되어 있다.
이와 같이 구성되는 일반적인 교류 발전기는 회전자가 회전하게 되면 영구자석인 자극의 N극으로부터 나오는 자속이 고정자의 철심을 거쳐 S극으로 되돌아가는 자기회로를 형성하고, 이 자기회로의 자속이 고정자에 권선된 3상 코일과 상호작용하여 고정자의 권선에 교류의 유기전압이 발생된다.
이러한 종래의 교류 발전기의 회전자를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1은 종래의 차량용 교류 발전기의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 종래의 차량용 교류 발전기를 구성하는 영구자석에 따른 자속변화를 도시한 그래프이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 교류 발전기의 회전자(1)는 차량의 엔진과 연결되어 회전되는 회전축(3)과, 이 회전축(3)에 고정되는 코어(5)와, 코어(5) 외면에 원주방향을 따라 일정간격으로 부착되어 있는 영구자석(PERMANENT MAGNET; 7)들과, 영구자석(7)들을 코어(5)에 고정시키는 원통형상의 고정부재(9)로 구성되어 있다.
회전자(1)의 코어(5)에 부착되는 영구자석(7)들은 회전자(1)로부터 고정자로 나오는 자속이 교류로 형성되도록 어느 하나의 영구자석(7)이 내측에 N극, 외측에 S극을 띠면, 이와 이웃하는 다른 하나의 영구자석(7)은 내측이 S극, 외측이 N극을 띠도록 부착된다. 즉, 코어(5)에 부착되는 6개의 영구자석(7)이 회전자(1)의 원주방향을 따라 서로 다른 극성을 가지도록 코어(5)에 부착되어 있다.
그리고 위와 같이 6개의 영구자석(7)이 일정간격으로 부착되어 있는 종래의 회전자(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 회전자(1)로부터 고정자로 나오는 자속의 세기가 영구자석(7)의 양측에 비하여 중앙부가 약하고, 어느 하나의 영구자석(7)과 이와 이웃하는 다른 하나의 영구자석(7) 사이는 자속의 거의 나타나지 않는 특성을 보인다.
그러나 상기와 같은 종래의 교류 발전기의 회전자(1)는 영구자석(7)에서 발생되는 자기력의 세기가 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 영구자석(7)의 중앙으로 갈수로 약해지므로, 교류 발전기에서 출력되는 전압이 불안정하게 발생될 뿐만 아니라, 자속이 불균일하게 발생되어 코깅토크(Cogging Torque)가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 고정부재(9)에 의하여 영구자석(7)의 자속이 차단되어 고정자로 전달 되는 자력이 약해져 발전효율이 저하되는 문제가 발생되고 있다.
또한, 6개의 영구자석(7)이 코어(5)의 원주방향을 따라 일정간격으로 부착되어 있으므로, 영구자석(7)의 크기가 크게 형성되어 회전자가 회전할 때 원심력에 의한 영구자석들이 이탈되거나, 외부에서 전달되는 충격에 의하여 영구자석(7)이 손쉽게 파손되는 등의 문제가 빈번하게 발생되고 있는 실정이다.
또한, 회전자(1)가 철편들에 적층되는 코어(5)와, 이 코어(5)가 결합되는 회전축(3)으로 이루어져 있으므로, 조립되는 부품수가 많고, 조립공정이 복잡하여 제조원가가 상승하는 문제점이 내포되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 영구자석들의 자속이 균일하게 형성되도록 하여 교류 전압 및 전류가 안정되게 발생함과 동시에 코깅토크(Cogging Torque)를 저감시킴으로써, 교류 발전기의 발전효율을 향상시킬 수 있는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 영구자석의 크기를 줄이고, 영구자석을 회전자의 길이방향 및 원주방향으로 일정하게 배열하여 회전자가 회전할 때 영구자석이 원심력에 의하여 이탈되거나, 외부의 충격 등에 의하여 파손되는 것을 방지할 수 있는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자는, 가로 또는 세로 방향으로 동일극성을 가지도록 2개 이상의 영구자석들로 이루어져 있으며, 상기 회전자의 원주방향을 따라 일정간격으로 부착되어 있는 동일자석군들과; 상기 동일자석군들이 상기 회전자에서 이탈되는 것이 방지되도록 상기 동일자석군들의 외측에 마련되는 이탈방지부재를 포함하며, 상기 동일자석군들은, 외측에 N극의 자성을 띠는 상기 영구자석들로 이루어진 어느 하나의 상기 동일자석군과 외측에 S극의 자성을 띠는 상기 영구자석들로 이루어진 다른 하나의 상기 동일자석군이 서로 이웃하도록 원주방향을 따라 연속되게 마련되는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 동일자석군은, 상기 영구자석들이 상기 회전자의 원주방향 및 길이방향으로 2개 이상이 부착되어 성형되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이탈방지부재는, 상기 동일자석군들의 외면에 감겨져 있는 와이어와; 상기 동일자석군들 및 상기 와이어 사이에 형성되는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지체는, 합성수지 또는 알루미늄에 의하여 사출 성형되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전자는 일측에 구동체에 연결되는 회전축이 일체로 형성되어 있고, 양측에 상기 지지체가 이탈되는 것이 방지되도록 지지플랜지가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 와이어는, 케플라섬유 또는 스테인리스에 의하여 제작되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 와이어는, 일직선 또는 격자형태로 감겨지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전자는, 상기 회전축 및 상기 코어가 일체로 사출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자에 의하면, 영구자석들의 자속이 균일하게 형성되도록 하여 교류 전압 및 전류가 안정되게 발생됨과 동시에 코깅토크(Cogging Torque)가 저감됨으로써, 교류 발전기의 발전효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 영구자석들의 크기가 줄어들고, 영구자석들이 회전자의 길이방향 및 원주방향으로 일정하게 배열됨과 동시에 영구자석들이 케플라섬유 또는 스테인리스에 의하여 제작된 와이어에 의하여 감겨져 있으므로, 회전자가 회전할 때 영구자석들이 원심력에 의하여 이탈되거나, 외부의 충격 등에 의하여 파손되는 것이 방지되는 효과가 있다.
또한, 회전자의 코어와 회전축이 일체로 형성되어 있으므로, 조립되는 부품수가 줄어들고, 조립공정이 단순화되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자 구성을 나타낸 도 3의 A-A선 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자 구성을 나타낸 3의 B-B선 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 회전자(10)는 회전축(11a)이 일체로 형성되어 있는 코어(11)와, 2개 이상의 영구자석(21)들이 가로 및 세로 방향으로 배열되어 코어(11)에 부착되는 동일자석군(20)들과, 코어(11)에서 동일자석군(20)들이 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부재(30)를 포함한다.
코어(11)는 제작공정이 단순화되도록 회전축(11a)이 일체로 형성되며, 회전축(11a)이 구동체에 연결된다. 코어(11) 양단부에는 이탈방지부재(30) 및 동일자석군(20)들의 이탈이 방지되도록 지지플랜지(11b)가 각각 형성되어 있다.
이탈방지부재(30)는 동일자석군(20)들의 외면에 감겨져 있는 와이어(31)와, 동일자석군(20)들 및 와이어(31)를 고정시키는 지지체인 합성수지층(33)로 구성되어 있다. 동일자석군(20)들 및 와이어(31)를 코어(11)에 더욱 견고하게 고정시키기 위한 합성수지층(33)은 동일자석군(20) 및 와이어(31)가 부착되어 있는 코어(11)를 일정형상의 금형틀(도시생략)에 위치시키고, 합성수지를 상기 금형틀 내부에 사출한 후, 양생시키는 과정을 통하여 형성된다.
이때, 합성수지층(33)이 코어(11)의 지지플랜지(11b)에 의하여 용이하게 사출 형성됨과 동시에 코어(11)에서 이탈되는 것이 방지된다. 즉, 동일자석군(20), 와이어(31) 및 합성수지층(33)이 코어(11)의 지지플랜지(11b) 내부에 안치되는 형태로 접합되어 있으므로, 코어(11)에 더욱 안정되고 견고하게 제작된다. 본 실시예에서는 합성수지층(33)의 내구성 및 강도가 향상되도록 상기 합성수지에 유리섬유를 혼합할 수도 있다.
동일자석군(20)들을 코어(11)에 더욱 견고하게 부착시킴과 동시에 코어(11)가 회전될 때 이탈되는 것을 방지하는 와이어(31)는 동일자석군(20)들의 외면에 일정간격으로 권선되어 있다. 본 실시예에 따른 와이어(31)는, 합성섬유 또는 스테인리스에 의하여 제작되는 것이 바람직하며, 그 두께가 0.5mm 이하를 가진다.
도 3 및 도 5를 다시 참조하면, 각각의 동일자석군(20)은 코어(11)에 부착되는 영구자석(21)들이 기존의 영구자석 하나가 가로 및 세로로 분할된 형태를 가진다. 구체적으로, 동일자석군(20)은 영구자석(21)들이 일정크기를 가지도록 형성되 며, 코어(11)의 원주방향 및 길이방향을 따라 2개 이상이 일정간격으로 코어(11)에 부착되어 이루어진다.
이러한, 동일자석군(20)은 코어(11)의 원주방향을 따라 일정간격으로 6개가 형성되어 있으며, 어느 하나의 동일자석군(20)은 영구자석(21)들이 동일극성을 가지도록 구성되어 있다. 구체적으로, 동일자석군(20)들은 외측에 N극의 자성을 띠는 영구자석(21)들로 이루어진 어느 하나의 동일자석군(20)과, 외측에 S극의 자성을 띠는 영구자석(21)들로 이루어진 다른 하나의 동일자석군(20)이 서로 이웃하도록 코어(11)의 원주방향을 따라 연속되게 형성되어 있다.
즉, 동일자석군(20)들은 외측에 N극 자성을 띠는 영구자석(21)들이 코어(11)에 부착되어 어느 하나의 동일자석군(20)이 형성되면, 이와 이웃하는 다른 하나의 동일자석군(20)은 외측에 S극 자성을 띠는 영구자석(21)들이 부착된다. 이에 따라, 각각의 동일자석군(20)들은 영구자석(21)들이 같은 극성을 띠게 되므로, 영구자석(21)의 자속이 증가하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 어느 하나의 동일자석군(20)을 이루는 영구자석(21)들의 배열을 보다 구체적으로 살펴보면, 영구자석(21)들이 동일자석군(20)의 횡방향인 회전자(11)의 원주방향을 따라 5개가 일정간격을 가지면서 부착되고, 동일자석군(20)의 종방향인 회전자(11)의 길이방향으로 3개가 일정간격을 가지면서 부착되어 있다. 즉, 동일자석군(20)들은 영구자석(21)들이 5횡 3열로 배치되어 형성된다.
본 실시예에서는 동일자석군(20)들을 이루는 영구자석(21)들이 코어(11)에 5횡 3열로 부착된 것이 도시되어 있지만, 코어(11)의 크기와 교류 발전기의 발전용량에 따라 동일자석군(20)들을 이루는 영구자석(21)들의 횡과 열을 변경할 수도 있다. 예를 들어, 영구자석(21)들을 횡열 및 종열을 각각 2개 이상이 되도록 하여 자유로이 변경할 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 자속의 변화를 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동일자석군들의 배열을 나타낸 회전자의 개략적인 측면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동일자석군들에 의하여 형성되는 자속의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 동일자석군(20)의 폭을 따라 동일극성을 가지는 영구자석(21)들이 짧은 간격을 두고 연속되게 일정간격으로 부착되어 있으므로, 자속이 동일자석군(20)의 중앙부에서도 일정하게 형성되게 된다. 더욱이, 동일자석군(20)의 영구자석(21)들 각각의 자속이 도 7의 점선으로 표시된 것과 같이 형성될 때, 영구자석(21)들이 동일극성으로 부착되어 영구자석(21)들 간에 상호 반발력이 작용하게 된다. 이로 인하여, 서로 이웃하는 영구자석(21)들 사이에서 자속의 크기가 저하되지 않고 증가하게 되어 영구자석(21)들 자속이 도 7의 실선과 같이 일정하게 생성된다.
또한, 동일자석군(20)들의 자성이 N극에서 S극 또는 S극에서 N극으로 바뀌는 부위의 갭이 작기 때문에 자속이 동일자석군(20)이 N극에서 S극 또는 S극에서 N극으로 바뀔 때 자속이 끊이지 않고 부드럽게 변화된다. 즉, 회전자(10)의 동일자석 군(20)들에 의하여 발생되는 자속의 세기가 일정하며, 그 자속의 변화 또한 정형파에 가까운 변화상태를 나타나게 된다.
한편, 도 3에는 영구자석(21)들의 외면에 와이어(31)가 일자형태로 감겨져 있는 것이 도시되어 있지만, 도 8에 도시된 바와 같이, 와이어(31)가 격자형태를 가지면서 영구자석(21)들의 외면에 감겨지도록 서로 다른 방향을 가지는 2겹으로 와인딩(Winding)할 수도 있다. 이는 와이어(31)의 어느 한 부위가 끊어지더라도 와이어(31)가 풀려지거나, 영구자석(21)들이 이탈되는 것을 방지하기 위함이다.
지금부터는 상기와 같이 구성되어 있는 본 실시예에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.
먼저, 코어(11)를 형성할 때 회전축(11a)을 일체로 사출 형성시키고, 코어(11)의 지지플랜지(11b) 내측에 영구자석(21)들을 부착하여 동일자석군(20)들을 형성시킨다. 그리고 와이어(31)를 이용하여 동일자석군(20)의 외면을 감아서 동일자석군(20)들을 코어(11)에 고정시킨다.
이후, 와이어(31)에 의하여 동일자석군(20)이 고정되어 있는 코어(11)를 일정형상의 금형틀 내부에 위치시키고, 상기 금형틀로 합성수지를 주입하여 합성수지층(33)을 형성시킨다. 그러면, 상기 합성수지가 동일자석군(20)을 이루는 영구자석(21)들 사이 및 그 외면에 주입되어 합성수지층(33)이 형성되므로, 동일자석군(20) 및 와이어(31)가 코어(11)에 완전하고 견고하게 결합된다.
위와 같은 제조공정을 통하여 제작된 본 실시예에 따른 회전자(10)는 동일자 석군(20)들을 이루는 영구자석(21)들이 회전자(13)의 원주방향 및 길이방향을 따라 각각 5횡 3열로 배열되어 있으므로, 동일자석군(20)들에 의하여 발생되는 자속의 세기 및 변화가 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 일정하게 발생하게 된다. 이로 인하여, 교류 발전기에서 발생되는 교류 전압이 안정됨은 물론, 발전효율이 향상된다.
또한, 동일자석군(20)을 이루는 각각의 영구자석(21)들이 작은 크기로 분할되어 영구자석(21)의 크기 및 무게가 줄어들게 되므로, 회전자(10)가 회전할 때 영구자석(21)들에 발생되는 원심력이 저하된다. 이로 인하여 회전자(10)에 외부의 충격이 전달되어도 영구자석(21)들이 이탈되거나 파손되는 것이 방지된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 종래의 차량용 교류 발전기의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래의 차량용 교류 발전기를 구성하는 영구자석에 따른 자속변화를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자 구성을 나타낸 도 3의 A-A선 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자 구성을 나타낸 3의 B-B선 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동일자석군들의 배열을 나타낸 회전자의 개략적인 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동일자석군들에 의하여 형성되는 자속의 변화를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회전자에 감겨진 와이어의 변형된 형태를 나타낸 사시도이다.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ♠
10 : 회전자 11 : 코어
11a : 회전축 20 : 동일자석군
21 : 영구자석 30 : 이탈방지부재
31 : 와이어 33 : 합성수지층

Claims (9)

  1. 회전축과 코어로 이루어져 고정자의 내부에 회전가능하게 설치되는 영구자석식 교류 발전기의 회전자에 있어서,
    가로 또는 세로 방향으로 동일극성을 가지도록 2개 이상의 영구자석들로 이루어져 있으며, 상기 회전자의 원주방향을 따라 일정간격으로 부착되어 있는 동일자석군들과; 상기 동일자석군들이 상기 회전자에서 이탈되는 것이 방지되도록 상기 동일자석군들의 외측에 마련되는 이탈방지부재;를 포함하며,
    상기 동일자석군들은, 외측에 N극의 자성을 띠는 상기 영구자석들로 이루어진 어느 하나의 상기 동일자석군과 외측에 S극의 자성을 띠는 상기 영구자석들로 이루어진 다른 하나의 상기 동일자석군이 서로 이웃하도록 원주방향을 따라 연속되게 마련되는 것을 특징으로 하는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동일자석군은, 상기 영구자석들이 상기 회전자의 길이방향으로 2개 이상 부착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이탈방지부재는, 상기 동일자석군들의 외면에 감겨져 있는 와이어와; 상기 동일자석군들 및 상기 와이어 사이에 형성되는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지체는, 합성수지 또는 알루미늄에 의하여 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 회전자는 일측에 구동체에 연결되는 회전축이 일체로 형성되어 있고, 양측에 상기 지지체가 이탈되는 것이 방지되도록 지지플랜지가 형성되는 것을 특징으로 하는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 와이어는, 케플라섬유 또는 스테인리스에 의하여 제작되는 것을 특징으로 하는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 와이어는, 일직선 또는 격자형태로 감겨지는 것을 특징으로 하는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자는, 상기 회전축 및 상기 코어가 일체로 사출되는 것을 특징으로 하는 분할 마그네트 배열을 적용한 영구자석식 교류 발전기의 회전자.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101197593B1 (ko) 2010-09-17 2012-11-08 도태환 병렬구조 영구자석을 장착한 회전자
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101613494B1 (ko) 2014-07-10 2016-04-20 주식회사 아프리카티비 Ｂｊ중간광고시스템 및 ｂｊ중간광고방법
WO2016143008A1 (ja) * 2015-03-06 2016-09-15 三菱電機株式会社 回転電機の回転子及び回転電機の回転子の製造方法
GB201903741D0 (en) * 2019-03-19 2019-05-01 Res & Innovation Uk A multipole magnet

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0879993A (ja) * 1994-09-05 1996-03-22 Meidensha Corp 回転電機
JPH09322450A (ja) * 1996-06-04 1997-12-12 Toyota Motor Corp 電動モータのロータ
JPH1051985A (ja) 1996-08-02 1998-02-20 Shinko Electric Co Ltd 高速同期発電機のロータシュリンクリングとその製造方法
KR20050068484A (ko) * 2003-12-30 2005-07-05 오티스엘지엘리베이터 유한회사 토크 리플을 감소시키도록 회전축에 배치된 영구자석을갖는 서보모터

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0879993A (ja) * 1994-09-05 1996-03-22 Meidensha Corp 回転電機
JPH09322450A (ja) * 1996-06-04 1997-12-12 Toyota Motor Corp 電動モータのロータ
JPH1051985A (ja) 1996-08-02 1998-02-20 Shinko Electric Co Ltd 高速同期発電機のロータシュリンクリングとその製造方法
KR20050068484A (ko) * 2003-12-30 2005-07-05 오티스엘지엘리베이터 유한회사 토크 리플을 감소시키도록 회전축에 배치된 영구자석을갖는 서보모터

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101197593B1 (ko) 2010-09-17 2012-11-08 도태환 병렬구조 영구자석을 장착한 회전자
KR20230077364A (ko) 2021-11-25 2023-06-01 지엠비코리아 주식회사 로터

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