KR100947172B1 - Permanent magnetic motor with an electrical generator - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 동일 회전축상에 영구자석으로 된 제1번 회전자와 제2번 회전자를 대향하여 배치하고 두 회전자간에 항상 척력이 발생 하도록 회전자의 자극을 동일 극성을 인접시키고 각각의 회전자에 별도의 래칫을 구성한다.In the present invention, the first rotor and the second rotor made of permanent magnets on the same axis of rotation opposite to each other and the magnetic poles of the rotor adjacent to the same polarity so that the repulsion always occurs between the two rotors On the separate ratchet.

이 래칫은 필요시 회전방향을 전환 할 수 있도록 좌회전용 래칫과 우회전용 래칫을 포함하여 회전자마다 각각 두개씩의 래칫을 설치한다. 래칫은 래칫 폴의 전환에 의해 회전방향을 전환한다. 래칫은 역회전방지 베아링으로 대치 가능하다. 또한 모터의 기동과 회전력 제어는 두 회전자간의 대향한 부분의 면적을 가변으로 하여 척력의 강도를 변화시켜 행한다. 모터의 기능 외에 내장된 발전기능은 두 회전자의 원주를 따라 회전자 외부에 적절한 코아에 감은 발전코일을 필요 수량만큼 고정 배치하여 회전자의 자극이 회전할 때 코일에 기전력이 발생 하도록 한다.The ratchet is provided with two ratchets for each rotor, including a left ratchet and a bypass ratchet so that the direction of rotation can be reversed if necessary. The ratchet switches the direction of rotation by switching the ratchet poles. Ratchets can be replaced with anti-rotation bearings. The starting and rotational force control of the motor is performed by varying the strength of the repulsive force by varying the area of the opposing portions between the two rotors. In addition to the function of the motor, the built-in power generation function arranges the power coil wound around the rotor in the proper core along the circumference of the rotor as needed to generate electromotive force in the coil when the rotor pole rotates.

이 기전력의 인출 단자의 일부에 병열로 가변저항을 접속하여 수동 혹은 자동으로 저항값을 변화시킴에 의해 부하 변동에 의한 회전자의 속도 변화를 보정한다.A variable resistance is connected in parallel with a part of the lead-out terminal of the electromotive force to change the resistance value manually or automatically to correct a change in the speed of the rotor due to load variation.

상기의 복수개의 영구자석 회전자와 래칫 그리고 발전코일을 구비하며 이 구성품을 보호하는 외함을 포함하여 회전방향과 회전속도가 임의 제어 가능한 안정된 동력과 전기에너지를 출력하는 발전기 일체형 영구자석 모터이다.It is a generator-integrated permanent magnet motor having a plurality of permanent magnet rotor, ratchet and power generation coil, and outputting stable power and electric energy that can be arbitrarily controlled in a rotation direction and rotation speed, including an enclosure protecting the components.

영구자석, 회전자, 래칫, 발전코일, 척력 Permanent magnet, rotor, ratchet, power coil, repulsive force

Description

발전기 일체형 영구자석 모터{permanent magnetic motor with an electrical generator}Permanent magnetic motor with an electrical generator

도 1은 본 발명의 실시 예를 도시한 구성도1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention

도 2는 상기 도 1의 측면도2 is a side view of FIG.

도 3은 각 회전자의 상대위치와 발전코일의 배치 예 ( 16극의 경우 )3 shows an example of the relative position of each rotor and the arrangement of the power generation coil (in the case of 16 poles).

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***

10 : 동력주축 15 : 기동 겸 기계식 회전력 제어기10: power spindle 15: maneuver and mechanical torque controller

20 : 제1번 회전자 21 : 제1번 회전자 우회전 래칫20: the first rotor 21: the first rotor right turn ratchet

22 : 제1번 회전자 좌회전 래칫 23 : 제1번 회전자 회전방향 제어 래칫 폴22: the first rotor left turn ratchet 23: the first rotor rotation direction control ratchet pawl

30 : 제2번 회전자 31 : 제2번 회전자 우회전 래칫30: the second rotor 31: the second rotor right turn ratchet

32 : 제2번 회전자 좌회전 래칫 33 : 제2번 회전자 회전방향 제어 래칫 폴32: second rotor left turn ratchet 33: second rotor rotation direction control ratchet pawl

40 : 발전코일 45 : 전기식 회전력 제어기40: power generation coil 45: electric torque controller

50 : 보호 외함50: protective enclosure

본 발명은 발전기 일체형 영구자석 모터에 관한 것 이다.The present invention relates to a generator-integrated permanent magnet motor.

본 발명은 매우 단순한 구성이면서도 신뢰도 높은 발전기 일체형의 영구자석 모터를 제공하기 위한 것 이다.The present invention is to provide a permanent magnet motor of a generator integrated with a very simple configuration and high reliability.

본 발명은 매우 단순한 구조의 실용적이고 신뢰도 높은 회전방향과 속도를 임의 가변 할 수 있는 발전기 일체형의 영구자석 모터를 제공하기 위한 것 이다.The present invention is to provide a generator-integrated permanent magnet motor that can be arbitrarily variable in the practical and reliable rotational direction and speed of a very simple structure.

첨부된 도면에 의해 본 발명의 실시 예를 상술하면 상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 동력주축(10)에 복수개의 회전자를 설치하되 편의를 위해 각 회전자를 제1번 회전자(20)와 제2번 회전자(30)로 명명하여 설명 하지만 두 회전자 간에 특별한 차이는 없다. 각 회전자의 대향하는 자극사이에는 공간을 두어 기동을 원활히 하도록 한다 .Detailed Description of the Invention The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. ) And the second rotor 30 will be described, but there is no particular difference between the two rotors. Leave space between the opposite poles of each rotor to facilitate maneuvering.

제1번 회전자(20)와 제2번 회전자(30)는 모두 영구자석이며 그 극성은 각 회전자가 척력을 발생하도록 동일 극이 대향하여 배치되고 래칫에 의해 두 회전자 모두 동일 방향으로 회전하도록 동력주축(10)상에 관통하여 설치한다. 자극의 수에는 제한이 없고 도1의 예에서는 제1번과 제2번 회전자 각각에 6개씩 모두 12개의 극성으로 되어 있으며 도3에서는 16극의 경우를 예시 하였다.The first rotor 20 and the second rotor 30 are both permanent magnets whose polarities are arranged opposite to each other so that each rotor generates a repulsive force and both rotors rotate in the same direction by ratchet. It is installed through the power spindle 10 so as to penetrate. There is no limit to the number of magnetic poles. In the example of FIG. 1, there are 12 polarities, each of six in each of the first and second rotors. In FIG.

제1번 회전자(20)는 베아링 등을 사용하여 동력주축(10)에 구속됨이 없이 별도로 자유롭게 회전 가능하며 또한 회전방향을 제어하기 위해 제1번 회전자 우회전 래칫(21)과 제1번 회전자 좌회전 래칫(22)을 구비하되 제1번 회전자 회전방향 제어 래칫 폴(23)은 보호 외함(50)에 장착되어 있다. 제2번 회전자(30)는 동력주축(10)에 일체로 장착되어 동력주축과 함께 회전하되 제2번 회전자 우회전 래칫(31)과 제2번 회전자 좌회전 래칫(32)을 장착하고 제2번 회전자 회전방향 제어 래칫 폴(33)은 보호 외함(50)에 장착된다. 전력을 발생하기 위한 발전코일(40)은 적절한 코어에 감겨져 제1번 회전자(20)와 제2번 회전자(30)의 원주를 따라 적절한 위치에 별도로 고정 배치되어 있다. 제1번 회전자(20)와 제2번 회전자(30)가 회전하면 회전자의 자력에 의해 발전코일(40)에 유도기전력이 발생하고 이 기전력은 인출선을 경유하여 보호 외함(50)의 외부로 출력된다.The first rotor 20 can be freely rotated separately without being constrained to the power spindle 10 using a bearing or the like, and the first rotor right turn ratchet 21 and the first rotor to control the rotation direction. The rotor left turn ratchet 22 is provided, but the first rotor rotation direction control ratchet pawl 23 is mounted to the protective enclosure 50. The second rotor 30 is integrally mounted to the power spindle 10 and rotates together with the power spindle, but the second rotor right turn ratchet 31 and the second rotor left turn ratchet 32 are mounted. The second rotor rotational control ratchet pawl 33 is mounted to the protective enclosure 50. The power generation coil 40 for generating electric power is wound around an appropriate core and fixedly disposed at an appropriate position along the circumference of the first rotor 20 and the second rotor 30. When the first rotor 20 and the second rotor 30 rotate, induced electromotive force is generated in the power generation coil 40 by the magnetic force of the rotor, and the electromotive force is protected by the lead wire 50. Is output outside of.

발전코일의 일부에는 가변저항을 이용한 전기식 회전력 제어기(45)를 구비하여 발전코일의 유도전력 소모량을 가변 하여 회전자의 회전을 방해하는 방향으로 발생하는 기자력의 강도를 변화시킴에 의해 회전력을 제어한다. 이는 수동식은 물론 적절한 전기식 궤환회로를 부가하면 자동식으로도 구현 가능하다.A part of the power generation coil is provided with an electric rotational force controller 45 using a variable resistor to control the rotational force by varying the strength of the magnetomotive force generated in a direction that disturbs the rotation of the rotor by varying the induction power consumption of the power generation coil. . This can be done manually as well as automatically by adding an appropriate electrical feedback circuit.

보호 외함(50)은 상기 구성품을 보호함과 함께 동력주축(10)을 외부로 관통하여 회전동력을 출력하고 일단에 래칫 폴(23)과 (33)을 장착하여 두 래칫 폴의 방향전환에 의해 동력주축의 회전방향을 제어한다. 또한 기동 겸 기계식 회전력 제어기(15)는 보호 외함(50)의 내부 공간 여유부분(도2의 점선부분)에서 제1번 회전자(20)를 이동하여 제2번 회전자(30)와의 겹치는 부분을 조절함에 의해 두 회전자의 자극 사이에 발생하는 척력의 강도를 변화시켜 기동과 함께 기계적으로 회전속도를 가변 하는 구조로 되어 있다.The protective enclosure 50 protects the components and outputs rotational power through the power spindle 10 to the outside, and the ratchet pawls 23 and 33 are mounted at one end thereof to change the direction of the two ratchet pawls. Control the rotation direction of the power spindle. In addition, the actuation and mechanical torque controller 15 moves the first rotor 20 in the inner space marginal portion (dotted line in FIG. 2) of the protective enclosure 50 to overlap with the second rotor 30. By controlling this, the strength of the repulsive force generated between the magnetic poles of the two rotors is changed to mechanically change the rotational speed with the starting.

본 발명에 의한 장치의 동작을 예시된 도면에 의해 기동부터 순서대로 설명하면 최초 래칫폴 (23)과 (33)의 방향을 동일 방향으로 선택하여 동력주축(10)의 회전방향을 정한 후 기동 겸 기계식 회전력 제어기(15)를 조작하여 제1번 회전자(20)와 제2번 회전자(30)의 대향한 부분의 면적을 크게 해가면 두 회전자 사이에 척력이 발생하여 기동을 하며 두 회전자 사이의 공간 방향으로 하나의 회전자가 회전하고 이 회전자가 있던 자리에 새로운 공간이 형성되어 이 회전자의 후방에 있던 회전자가 이 공간으로 회전해 들어오면서 전방의 회전자에 척력을 가하여 이 척력과 래칫의 상호작용에 의해 동일방향으로 회전 하게 된다. 이 회전력은 동력주축(10)에 동력원을 발생시킴과 함께 회전자극에 의해 발전코일(40)에 유도전력을 발생한다.When the operation of the device according to the present invention is described in order from the start by the illustrated drawing, the direction of the power ratchet 10 is determined by first selecting the directions of the ratchet poles 23 and 33 in the same direction, and then By operating the mechanical rotational force controller 15 to increase the area of the opposite parts of the first rotor 20 and the second rotor 30, a repulsive force is generated between the two rotors, and the maneuver is started twice. One rotor rotates in the direction of the space between the electrons, and a new space is formed where the rotor is located, and the rotor behind the rotor rotates into this space, applying repulsive force to the rotor in front of it. By the ratchet interaction, they rotate in the same direction. This rotational force generates a power source in the power spindle 10 and generates induced power in the power generation coil 40 by the rotational stimulus.

만일 부하의 변동에 의해 회전력이 변하면 발전코일의 유도전력도 변하므로 이를 보정하기 위해 전기식 회전력 제어기(45)를 수동으로 조작하거나 혹은 유도전력의 변화분을 별도의 휘드백 장치에 의해 자동으로 제어하는 것 이 가능하다. 상기의 구성과 동작에 의해 회전방향과 회전속도 그리고 회전력이 가변 가능한 발전기 일체형의 영구자석 모터가 실현된다.If the rotational force is changed by the variation of the load, the induction power of the power generation coil is also changed. It is possible. By the above-described configuration and operation, a permanent magnet motor of a generator type having a variable rotational direction, rotational speed and rotational force is realized.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 안정된 회전력과 전기에너지를 동시에 출력하는 매우 경제적인 발전기 일체형의 영구자석 모터를 제공한다.As described above, the present invention provides a very economical generator-integrated permanent magnet motor that outputs stable rotational force and electrical energy simultaneously.

Claims (1)

수량에 무관하게 동력주축(10)상에서 자유롭게 회전하는 제1번 회전자(20)와 동력주축(10)에 일체로 장착된 제2번 회전자(30)를 설치하되 두 회전자의 자극사이는 적절히 공간을 두고 서로 대향하여 척력을 발생하도록 배치하고 두 회전자에 각각 독립된 래칫을 설치하여 이 척력과 래칫의 상호 작용에 두 회전자가 동일 방향으로 회전하는 구조로서 이들 래칫은 좌회전과 우회전이 각각 선택 가능하도록 제1번 회전자(20)에는 제1번 회전자용 래칫(21, 22)과 래칫 폴(23)을 구비하고 제2번 회전자(30)에는 제2번 회전자용 래칫(31, 32)과 래칫 폴(33)을 구비함과 함께 두 회전자의 원주를 따라 발전코일(40)을 고정 배치하여 두 회전자의 회전에 의해 기전력을 발생하며 부하 변동에 의한 회전력의 변화를 보정하기 위한 전기식 회전력 제어기(45)를 장착함과 함께 최초 정지 시에 기동을 하고 기동 후 원하는 회전력을 얻기 위한 기동 겸 기계식 회전력 제어기(15)에 의한 동작을 하는 구조로서 동력주축(10)과 제1번회전자(20)와 제1번 회전자용 래칫(21, 22)과 래칫 폴(23) 그리고 제2번회전자(30)와 제2번 회전자용 래칫(31, 32)과 래칫 폴(33) 그리고 발전코일(40)과 전기식 회전력 제어기(45)와 기계식 회전력 제어기(15)를 포함하는 모든 구성품과 이 구성품을 수용하여 손상을 막는 보호 외함(50)으로 구성된 것을 특징으로 하는 발전기 일체형 영구자석 모터.The first rotor 20 freely rotating on the power spindle 10 and the second rotor 30 integrally mounted on the power spindle 10 may be installed regardless of the number of the magnetic poles of the two rotors. With proper spacing, they are placed so as to generate repulsion against each other, and separate ratchets are installed on the two rotors so that the two rotors rotate in the same direction in the interaction between the retraction and the ratchet. The first rotor 20 is provided with a ratchet 21 and 22 for the first rotor and a ratchet pawl 23 so that the second rotor 30 has a ratchet 31 and 32 for the second rotor 30. And the ratchet pawl 33 and fixedly arrange the power generation coil 40 along the circumference of the two rotors to generate electromotive force by the rotation of the two rotors, and to correct the change in the rotational force due to the load variation. First with the electric torque controller (45) It is a structure that is operated by the starting and mechanical rotational force controller 15 for starting the operation and obtaining a desired rotational force after starting. The power spindle 10, the first rotor 20 and the ratchet for the first rotor 21 , 22) and ratchet pawl 23, second rotor 30, second rotor ratchet (31, 32) and ratchet pawl (33), power coil (40), electric torque controller (45) and mechanical A generator-integrated permanent magnet motor comprising all components including a torque controller (15) and a protective enclosure (50) for accommodating the components to prevent damage.
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