KR100965562B1 - 발전기-브레이크 일체형 회전기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 발전기측 요크와 브레이크측 요크를 일체로 구성하여 회전기기의 크기를 줄일 수 있고 기계적 오차를 줄일 수 있으며, 로터와 디스크를 가급적 서로 멀리 배치시켜 와전류로 인하여 발생된 열이 로터에 위치한 마그네트에 미치는 영향을 최소화할 수 있고, 방사상의 자기력에 의한 힘의 합벡터가 0이 되도록 하여 코일의 온도 상승으로 의한 특성 변화를 줄일 수 있는 발전기-브레이크 일체형 회전기기를 제공한다.
즉, 본 발명에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기는, 축에 결합되어 회전하는 관성 디스크; 상기 관성 디스크 내측에서 상기 축을 중심으로 회전하며, 외주연에는 복수의 자석이 마운트된 로터 링; 및 상기 관성 디스크와 상기 로터 링 사이에 위치하여 외주면에는 복수의 브레이크 권선이 균등하게 배치되고, 내주연에는 복수의 발전기 권선이 균등하게 배치되는 적층 요크를 포함하며, 상기 복수의 발전기 권선 각각은 상기 적층 요크의 내주연에 내측으로 돌출된 복수의 제1 보빈에 권회되고, 상기 복수의 브레이크 권선 각각은 상기 적층 요크의 외주면에 외측으로 돌출된 복수의 제2 보빈에 권회되고, 상기 적층 요크는 고정자 홀더에 고정 결합되고, 상기 고정자 홀더는 베어링에 의해 상기 축과 결합되는 것과 동시에 하우징에 고정 결합될 수 있다.
브레이크, 발전, 일체, 회전기기, 와류

Description

발전기-브레이크 일체형 회전기기{ROTATING MACHINE OF GENERATOR AND BRAKE ASSEMBLY}
본 발명은 발전기-브레이크 일체형 회전기기에 관한 것으로, 구체적으로는 외부의 회전운동에너지에 의해 발생되는 전력을 이용하여 브레이크 력을 얻을 수 있는 발전기-브레이크 일체형 회전기기에 관한 것이다.
일반적으로 브레이크 력(brake force)을 필요로 하는 장치에는 다음과 같은 요소들이 고려되어야 한다. 첫째, 브레이크 력 자체에 리플(ripple)을 가지고 있지 않아야 한다. 둘째, 동일한 설정값에서는 항상 동일한 브레이크 력을 얻을 수 있어야 한다. 셋째, 상기 장치는 관성력을 가질 것이 요구된다. 넷째, 브레이킹 동작시 조용해야 한다.
한편, 상대 운동하는 두 물체의 기계적 마찰을 이용하여 브레이크 력을 얻게되는 장치는 다음과 같은 문제점을 안고 있다. 즉, 마찰 열이 발생하고, 마찰 면이 불균일하게 마모되며, 물성의 변경으로 인하여 브레이크 력이 변동된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근 와전류(eddy current)를 이용하여 브레이크 력을 발생하는 장치에 대한 연구가 진행되고 있다. 그런데, 와전류를 이용 하면 브레이크의 리플, 마모, 소음 등의 문제를 해결할 수 있는 반면, 와전류를 이용한 브레이크 력은 전류, 속도, 온도, 물성 등에 대하여 비선형적이므로 제어가 어렵다.
이러한 이유로 현재 와전류를 이용한 브레이크 력 발생장치는 간단한 응용에 적용되고 있다.
일예로, US 6,084,325호의 발전 및 와전류 자기 저항 결합형 브레이크 장치는 회전하는 디스크와, 디스크 외곽에 존재하는 브레이크 요크, 그리고 디스크 내부에 위치한 발전기를 구비하여 외부 전원 없이 자가 발전을 통해 브레이크 력을 제공한다.
그런데, US 6,084,325호의 발전 및 와전류 자기 저항 결합형 브레이크 장치는 와전류를 발생시키는 솔레노이드는 디스크 외곽에 위치하고, 발전기는 디스크의 내측에 위치한다. 이는 브레이크 력을 극대화할 수 있는 반면, 가공 오차 및 조립 오차에 의해 공극(air gap)이 변동될 수 있는 요인이 제공한다. 그리고, 자석이 디스크의 발열부에 부착되므로 시간이 지남에 따라 자석의 특성이 열화되기 쉽고, 열에 의한 자석의 특성 변화를 줄이기 위해 자석의 크기가 커지는 단점이 있다. 또한, 관성 보상(inertia compensation)이 되지 않기 때문에 디스크의 크기가 절대적으로 커지는 단점이 있다. 더불어, 충분한 토크를 얻기 위해 집중된 1개의 솔레노이드를 사용하기 때문에 코일에서 발생된 열이 지나치게 상승하기 쉽고, 코일의 온도 상승으로 인한 전류 변화로 토크를 일정하게 제어하기가 어렵다. 또한 솔레노이드 요크를 일측에 집중시킴으로써, 일측으로만 힘이 집중하게 되어 축에 연결된 베어링이 열화되기 쉽고, 베어링의 수명을 단축시킨다.
다른 예로서, US 6,581,731호의 자동 발전 브레이크 어셈블리(Autonomous Generation Brake Assembly)는 원형 코어(core)에 브레이크용 솔레노이드와 발전용 솔레노이드를 일체로 하는 솔레노이드 요크를 개시하고 있다. US 6,581,731호의 자동 발전 브레이크 어셈블리는 코어 일체형이므로 제작 과정의 오차를 줄일 수 있는 장점은 있지만, 브레이크 및 발전기의 솔레노이드가 원주방향의 일부 면에 위치할 뿐이다. 이로 인하여 발전을 위해 많은 자석을 필요로 하며, 발전이 되는 동안 토크 리플이 커진다. 또한, 브레이크용 솔레노이드는 요크의 내측으로 향하고 있기 때문에 와전류로 인한 브레이크 토크의 크기가 현저히 작다. 따라서, 브레이크 토크의 저감을 방지하기 위해서 많은 턴수(turn)의 코일을 필요로 한다.
또 다른 예로서, US 7,018,324호의 자기 조절 부하 장치(Magnetic Controlled Loading Device In Combination Of A Power Generating Set And An Adjusting Drive Mechanism)는 금속전도체(16)와 영구자석(522) 사이의 거리를 가까이 할수록 금속전도체에 발생하는 와전류가 커져서 브레이크 력을 증가시킬 수 있고, 용수철(523)을 사용하여 자기 플레이트(magnetic plate)를 플라이휠(10) 쪽으로 밀어낸다.
그런데, 시간이 경과함에 따라 용수철(523)의 탄성력은 변화하므로 모터(551)가 1회전하는 동안 금속전도체(16)와 영구자석(522) 간의 공극의 길이가 달라져 브레이크 력에 변화를 가져온다. 또한, 공극의 길이와 브레이크 토크는 비선형 관계를 가져서 브레이크의 제어를 더욱 어렵게 하는 문제점이 있다.
본 발명은, 발전기측 요크와 브레이크측 요크를 일체로 구성하여 회전기기의 크기를 줄일 수 있고 기계적 오차를 줄일 수 있는 발전기-브레이크 일체형 회전기기를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 로터와 디스크를 가급적 서로 멀리 배치시켜 와전류(eddy current)로 인하여 발생된 열이 로터에 위치한 마그네트에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 발전기-브레이크 일체형 회전기기를 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 방사상의 자기력에 의한 힘의 합벡터가 0이 되도록 하여 코일의 온도 상승으로 의한 특성 변화를 줄일 수 있는 발전기-브레이크 일체형 회전기기를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기는, 축에 결합되어 회전하는 관성 디스크; 상기 관성 디스크 내측에서 상기 축을 중심으로 회전하며, 외주연에는 복수의 마그네트가 마운트된 로터 링; 및 상기 관성 디스크와 상기 로터 링 사이에 위치하여 외주면에는 복수의 브레이크 권선이 균등하게 배치되고, 내주연에는 복수의 발전기 권선이 균등하게 배치되는 적층 요크를 포함하며, 상기 복수의 발전기 권선 각각은 상기 적층 요크의 내주연에 내측으로 돌출된 복수의 제1 보빈에 권회되고, 상기 복수의 브레이크 권선 각각은 상기 적층 요크의 외주면에 외측 으로 돌출된 복수의 제2 보빈에 권회되고, 상기 적층 요크는 고정자 홀더에 고정 결합되고, 상기 고정자 홀더는 베어링에 의해 상기 축과 결합되는 것과 동시에 하우징에 고정 결합될 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 브레이크 권선은 상기 적층 요크의 외주면에 적어도 2개 이상 위치할 수 있다.
바람직하게는, 상기 브레이크 권선은 E 형상의 적층 요크의 외주면에 위치할 수 있다.
바람직하게는, 상기 관성 디스크는 상기 축에 끼움 결합될 수 있다.
바람직하게는, 상기 관성 디스크는 상기 축에 키이에 의해 결합될 수 있다.
바람직하게는, 상기 로터 링은 상기 관성 디스크에 고정 결합될 수 있다.
바람직하게는, 상기 로터 링은 상기 축에 고정 결합될 수 있다.
바람직하게는, 상기 로터 링에 마운트 된 복수의 마그네트는 표면 마운트 타입으로 부착될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기는, 상기 발전기 권선과 전기적으로 결합된 발전기 권선 출력부; 상기 발전기 권선 출력부로부터 출력되는 교류전압을 정류하는 정류부; 상기 정류부의 출력 전압을 소정 전압 크기로 변환하고, 사용자의 조작에 따라 관성 토크를 보상한 속도제어신호를 발생하는 직류전원발생 및 제어부; 상기 정류부의 출력을 인가받아 상기 속도제어신호에 따라 브레이크 권선 입력부로 출력되는 전류의 세기를 제어하는 전류 제어부; 및 상기 직류전원발생 및 제어부와 통신하여 회전속도를 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 직류전원발생 및 제어부는, 사용자가 입력하는 지령치 토크와 디스크의 회전 속도에 따른 관성 토크를 가산하여 보상 토크를 출력하는 토크 가산기; 상기 토크 가산기로부터 출력되는 보상 토크를 지령치 전류로 변환하는 전류 출력기; 상기 전류 출력기로부터 출력되는 지령치 전류와 측정된 실제전류를 가산하는 전류 가산기; 상기 전류 가산기의 보상 전류를 비례적분하여 상기 브레이크 권선 입력부에 인가하는 비례적분기; 상기 관성 디스크의 회전 속도를 측정하여 펄스 형태로 출력하는 회전 펄스 발생기; 상기 회전 펄스 발생기로부터 출력되는 회전 속도값을 미분하는 미분기; 및 상기 미분기로부터 출력되는 각속도에 소정의 상수를 곱하여 관성 토크를 출력하는 관성 토크 출력기를 포함한다.
본 발명의 발전기-브레이크 일체형 회전기기에 따르면, 발전기측 요크와 브레이크측 요크를 일체로 구성함으로써 회전기기의 크기를 줄일 수 있고 기계적 오차를 줄일 수 있다. 이는 또한, 발전기측에서 발생되는 자속(magnetic flux)은 브레이크 력의 불균형에 영향을 거의 주지 않는다.
본 발명의 발전기-브레이크 일체형 회전기기에 따르면, 와전류에 의해 발생한 브레이크 력은 관성 디스크에 열 에너지 형태로 전환되므로, 로터와 디스크를 가급적 서로 멀리 배치시킴으로써 와전류로 인하여 발생된 열이 로터에 위치한 마그네트에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
본 발명의 발전기-브레이크 일체형 회전기기에 따르면, 와전류를 위한 솔레노이드 코일을 동심에 균등하게 분할 배치하여 방사상의 자기력에 의한 힘의 합벡터가 0이 되도록 함으로써 코일의 온도 상승으로 의한 특성 변화를 줄일 수 있다.
본 발명의 발전기-브레이크 일체형 회전기기에 따르면, 일정 토크 제어(Constant Torque Control)가 가능한 브레이크 특성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 요부 분해사시도로서, 주요부를 개시하고 있으며, 도 3은 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 측단면도이고, 도 4A는 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 좌측면도이며, 도 4B는 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 우측면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 관성 디스크(120, inertia disk)가 축(110)에 결합되고, 일실시예에 따르면, 관성 디스크(120)는 축(110)에 끼움 결합될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 관성 디스크(120)는 키이(key)에 의해 축(110)과 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 로터 링(170, rotor ring)은 관성 디스크(120)에 결합될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터 링(170)은, 키이(key)에 의해 축(110)과 직접 결합될 수 있다. 여기서, 관성 디스크(120)는 와전류에 의한 브레이크 력을 크게 할 수 있는 재질의 금속일 수 있다.
축(110)의 일단부에는 벨트 휠(100, Belt wheel)이 위치할 수 있다. 로터 링(170)의 외주연에는 표면 마운트 타입(surface mount type)으로 복수의 마그네트(160, magnet)가 부착된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 마그네트는 페라이트 마그네트(ferrite magnet)일 수 있다. 관성 디스크(120)와 마그네트(160)가 부착된 로터 링(170) 사이에는 적층 요크(130, laminated yoke)가 고정자 홀더(180, stator holder)와 결합하여 고정되고, 고정자 홀더(180)는 베어링(107. bearing)에 의해 축(110)과 결합되고, 또한, 하우징(190, housing)과 결합되어 고정된다.
본 발명의 일실시예에 따른 적층 요크(130)는 내주연에 내측으로 돌출된 복수의 제1 보빈과 외주면에 외측으로 돌출된 복수의 제2 보빈을 포함한다. 발전기 권선(150, generator coil)은 복수의 제1 보빈에 감기고, 브레이크 권선(140, brake coil)은 복수의 제2 보빈에 감긴다. 즉, 복수의 발전기 권선(150)은 적층 요크(130)의 내주연에 균등하게 배치되고, 복수의 브레이크 권선(140)은 적층 요크(130)의 외주면에 균등하게 배치된다. 또한, 도 2에 도시된 복수의 브레이크 권선(140)은 6개이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 와전류를 위한 솔레노이드 코일을 동심에 균등하게 분할 배치하면 브레이크 권선(140) 뭉치의 개수가 기수 혹은 우수이든 무관하다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기 시스템의 전체 블럭도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기 시스템은 발전 기 출력부(151); 발전기 출력부(151)로부터 출력되는 교류전압을 정류하는 정류부(530); 정류부(530)의 출력을 인가받아 제어부(520)의 속도제어신호에 따라 브레이크 권선 입력부(141)로 출력되는 전류의 세기를 제어하는 전류 제어부(540); 정류부(530)의 출력 전압을 소정 전압 크기로 변환하고, 사용자의 조작에 따라 속도제어신호를 발생하는 직류전원발생 및 제어부(520); 및 제어부(520)와 통신하여 회전속도를 표시하는 디스플레이부(510)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 외부의 회전력이 축(110)에 전해져 축(110)이 회전하면서 축(110)과 일체로 로터 링(170)에 마운트된 마그네트(160)와 발전기 권선(150)이 자기적으로 상호 작용을 일으키면서 발전하게 된다. 이 발전기 권선(150)으로부터 발생되는 전압이 임계점에 도달하게 되면 제어부(520) 및 디스플레이부(510)가 동작한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 제어 블럭도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기 시스템은 사용자가 입력하는 지령치 토크와 디스크의 회전 속도에 따른 관성 토크를 가산하여 보상 토크를 출력하는 토크 가산기(610); 상기 보상 토크를 지령치 전류로 변환하는 전류 출력기(620); 전류 출력기(620)로부터 출력되는 지령치 전류와 측정된 실제전류를 가산하는 전류 가산기(630); 전류 가산기(630)의 보상 전류를 비례적분하여 브레이크 권선 입력부(141)에 인가하는 비례적분기(640); 디스크의 회전 속도를 측 정하여 펄스 형태로 출력하는 회전 펄스 발생기(650); 회전 펄스 발생기(650)로부터 출력되는 회전 속도값을 미분하는 미분기(660); 및 미분기(660)로부터 출력되는 각속도에 소정의 상수를 곱하여 관성 토크를 출력하는 관성 토크 출력기(670)를 포함한다.
회전기기 시스템에서 와전류를 이용하는 브레이크 력의 크기는 디스크의 회전 속도 및 브레이크 코일에 흐르는 전류의 함수로 정해지므로 이 두가지 요소를 측정하면 브레이크 력을 제어할 수 있다.
발전기는 일정한 부하 전류에 의해 일정한 토크가 발생하며, 브레이크 이외의 제어 장치들이 소비하는 전력은 일정하다고 가정하는 경우, 브레이크 코일에 흐르는 전류를 측정하면 발전기에 의한 토크 성분을 계산할 수 있다. 외부의 통신, 혹은 사용자 인터페이스에 의해 설정된 브레이크 지령에 의해 전류 제어부(540)는 전류제어를 수행하고, 이는 결국 일정 토크 제어를 수행한다.
한편, 외부에서 인가되는 속도와 디스크의 회전속도가 차이가 나는 경우, 즉 가속 혹은 감속의 경우, 실제 관성 보상 알고리즘을 이용한다. 관성 보상 알고리즘은 디스크의 회전 관성이 회전 속도비에 대응하여 작게 설계되었을 때 실제의 운전과 동일한 관성을 느낄 수 있도록 하는 제어 알고리즘이다. 회전 관성은 외부에서 토크가 인가될 때에는 일정 토크 상수로서 기능 하며, 감속할 경우는 회전 운동을 지속시키는 역할을 수행하게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 정단면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전 기기의 측단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기는 베어링(705), 축(710), 관성 디스크(720), 적층요크(730), 브레이크 권선(740), 발전기 권선(750), 마그네트(760), 로터 링(770), 고정자 홀더(780), 및 하우징(790)을 포함한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 구성과 대부분이 동일하다. 다만, 도 1 내지 도 4의 본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기는 적층 요크(130)의 외주면에 6개의 브레이크 권선(140) 뭉치가 있는 한편, 도 7 및 도 8의 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기는 적층 요크(730)의 외주면에 2개의 브레이크 권선(740) 뭉치가 위치한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 브레이크 권선이 위치한 적층 요크는 E 형상으로 디스크 원주 내면에 위치함으로써 자기 회로상에서 자속에 대한 폐루프(closed loop)의 길이를 줄일 수 있어 자기 손실을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 요부 분해사시도,
도 3은 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 측단면도,
도 4A는 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 좌측면도,
도 4B는 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 우측면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기 시스템의 전체 블럭도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 제어 블럭도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 정단면도, 및
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기-브레이크 일체형 회전기기의 측단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명*
110: 축 120: 관성 디스크
130: 적층 요크 140: 브레이크 권선
150: 발전기 권선 160: 페라이트 마그네트
170: 로터 링 180: 고정자 홀더
190: 하우징

Claims (10)

  1. 축에 결합되어 회전하는 관성 디스크;
    상기 관성 디스크 내측에서 상기 축을 중심으로 회전하며, 외주연에는 복수의 마그네트가 마운트된 로터 링; 및
    상기 관성 디스크와 상기 로터 링 사이에 위치하여 외주면에는 복수의 브레이크 권선이 균등하게 배치되고, 내주연에는 복수의 발전기 권선이 균등하게 배치되는 적층 요크를 포함하며,
    상기 복수의 발전기 권선 각각은 상기 적층 요크의 내주연에 내측으로 돌출된 복수의 제1 보빈에 권회되고, 상기 복수의 브레이크 권선 각각은 상기 적층 요크의 외주면에 외측으로 돌출된 복수의 제2 보빈에 권회되고,
    상기 적층 요크는 고정자 홀더에 고정 결합되고, 상기 고정자 홀더는 베어링에 의해 상기 축과 결합되는 것과 동시에 하우징에 고정 결합되며,
    상기 발전기 권선과 전기적으로 결합된 발전기 권선 출력부;
    상기 발전기 권선 출력부로부터 출력되는 교류전압을 정류하는 정류부;
    상기 정류부의 출력 전압을 소정 전압 크기로 변환하고, 사용자의 조작에 따라 속도제어신호를 발생하는 직류전원발생 및 제어부; 및
    상기 정류부의 출력을 인가받아 상기 속도제어신호에 따라 브레이크 권선 입력부로 출력되는 전류의 세기를 제어하는 전류 제어부
    를 포함하는 발전기-브레이크 일체형 회전기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 브레이크 권선은 상기 적층 요크의 외주면에 적어도 2개 이상 위치하는 것을 특징으로 하는 발전기-브레이크 일체형 회전기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 브레이크 권선은 E 형상의 적층 요크의 외주면에 위치하는 것을 특징으로 하는 발전기-브레이크 일체형 회전기기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 관성 디스크는 상기 축에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 발전기-브레이크 일체형 회전기기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 관성 디스크는 상기 축에 키이에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 발전기-브레이크 일체형 회전기기.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 로터 링은 상기 관성 디스크에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 발전기-브레이크 일체형 회전기기.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 로터 링은 상기 축에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 발전기-브레이크 일체형 회전기기.
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 로터 링에 마운트 된 복수의 마그네트는 표면 마운트 타입으로 부착되는 것을 특징으로 하는 발전기-브레이크 일체형 회전기기.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 직류전원발생 및 제어부는,
    사용자가 입력하는 지령치 토크와 디스크의 회전 속도에 따른 관성 토크를 가산하여 보상 토크를 출력하는 토크 가산기;
    상기 토크 가산기로부터 출력되는 보상 토크를 지령치 전류로 변환하는 전류 출력기;
    상기 전류 출력기로부터 출력되는 지령치 전류와 측정된 실제전류를 가산하는 전류 가산기;
    상기 전류 가산기의 보상 전류를 비례적분하여 상기 브레이크 권선 입력부에 인가하는 비례적분기;
    상기 관성 디스크의 회전 속도를 측정하여 펄스 형태로 출력하는 회전 펄스 발생기;
    상기 회전 펄스 발생기로부터 출력되는 회전 속도값을 미분하는 미분기; 및
    상기 미분기로부터 출력되는 각속도에 소정의 상수를 곱하여 관성 토크를 출력하는 관성 토크 출력기
    를 포함하는 발전기-브레이크 일체형 회전기기.
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