KR100978205B1

KR100978205B1 - 초전도체주견인전동기

Info

Publication number: KR100978205B1
Application number: KR1020080082385A
Authority: KR
Inventors: 황기호; 황희찬
Original assignee: 황기호; 황희찬
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2010-08-25
Also published as: KR20100023550A

Abstract

본 발명은 초전도체주견인전동기에 관한 것으로, 현재 국제산업국가들이 앞다투어 주창하는 저탄소산업(CO₂저배출산업정책)과 제3오일쇼크를 대비 에너지절감 및 고성능 고효율을 얻을 목적으로 발명된 초전도체주견인전동기로서, 더욱 상세하게는 회전자와 고정자로 구성되는 초전도체주전동기(10)는, 다수의 냉매강제순환홀(13)을 형성한 고정자동체(12)를 이중구조로 하여 그 좌,우측으로 좌,우측밀폐판(16a)(16b)으로 밀폐결합시키며, 고정자(11)의 좌,우측을 고정자커버(23a)(23b)로서 결합 고정하여 구성된 초전도체주전동기(10)의 내,외부로 다수의 냉매강제순환홀(13)(33)을 서로 연통되게 형성한 고정자동체(12)와 상,하전동기브라켓커버(31a)(31b) 및 좌,우전동기밀폐판(36a)(36b)으로 결합 구성하여 전동시키며, 별도로 연결되는 냉매가스공급부(50)로부터 상기 고정자동체(12) 및 상,하전동기브라켓커버(31a)(31b)에 형성된 냉매강제순환홀(13)(33)로 순환공급시켜줌으로써, 상기 초전도체주전동기(10)를 구성하는 고정자(11)와 회전자(25)를 임계압력온도 30K 이상으로 급동결 냉각시켜 전동기축(27)이 결합 고정된 회전자(25)의 회전가 회전할 때에 저항이 최소 "0" 상태가 되도록 급진냉각회로를 구성하여 회전자(25)가 회전하는데 공급되는 전력손실을 최소화하므로써, 고성능 고효율의 회전력을 얻을 수 있도록 결합 구성된 것으로, 상기 초전도체주전동기(10)를 구성하는 전동기축(27)의 일측으로 별도의 항온리테너 연동장치를 결합 구성시켜 설치함으로써, 전동기 축(27)이 형성된 회전자(25)가 일정한 냉각온도를 유지하면서 초전도체의 자화력으로 고성능 고효율의 회전으로 에너지절감을 하는데 발명의 목적이며, 또한, 사용할 용도에 따라서 2극, 3극, 4극, 6극, 8극, 12극에 구애됨이 없이 소, 중, 대형전동기에 폭넓게 활용하여 각종 철도차량 주전동기(트렉션모터), 경전철(주전동기), 전기자동차(주전동기), 각종 에스컬레이터, 각종 운수용승용차 및 산업용, 제철소압연기, 고무산업용제판기, 파이프산업용(조관기) 등 기타의 많은 전기에너지를 수요로 하는 산업에 사용되어 고성능 고효율의 생산성과 에너지의 절감으로 경제적 이득 창출에 크게 기여하는 것이다.

Description

초전도체주견인전동기{SUPER CONDUCTION MAIN DRIVING AND TRACTION MOTER}

본 발명은 초전도체주견인전동기에 관한 것으로, 현재 국제산업국가들이 앞다투어 주창하는 저탄소산업(CO₂저배출산업정책)과 제3오일쇼크를 대비 에너지절감 및 고성능 고효율을 얻을 목적으로 발명된 초전도체주견인전동기로서, 더욱 상세하게는 회전자와 고정자로 구성되는 초전도체전동기에 있어서, 다수의 냉매강제순환홀을 형성한 고정자동체를 이중구조로 하여 그 좌,우측을 좌,우측밀폐판으로 밀폐결합시키며, 고정자의 좌,우측을 고정자커버로서 결합 고정하여 구성된 초전도체주전동기의 내,외부로 다수의 냉매강제순환홀을 서로 연통되게 형성한 고정자동체와 상,하전동기브라켓커버 및 좌,우전동기밀폐판으로 결합 구성하여 전동시키며, 별도로 연결되는 냉매가스공급부로부터 상기 고정자동체 및 상,하전동기브라켓커버에 형성된 냉매강제순환홀로 공급시켜줌으로써, 상기 초전도체주전동기를 구성하는 회전자와 고정자를 임계압력온도 30K 이상으로 급동결 냉각시켜 전동기축이 결합 고정된 회전자가 회전할 때에 저항이 최소 "0" 상태가 되도록 급진냉각회로를 구성하여 회전자가 회전하는데 공급되는 전력손실을 최소화함으로써, 고성능 고효율의 회 전력을 얻을 수 있도록 발명된 초전도체주견인전동기이다.

상기 초전도체주견인전동기의 사용목적은 각종 철도차량 주전동기(트렉션모터), 경전철(주전동기), 전기자동차(주전동기), 각종 에스컬레이터, 각종 운수용승용차 및 산업용, 제철소압연기, 고무산업용제판기, 파이프산업용(조관기) 등 기타의 많은 전기에너지를 수요로 하는 산업에 사용되어 고성능 고효율의 생산성과 에너지의 절감으로 경제적 이득 창출에 크게 기여하는 것이다.

일반적으로 전동기는 공작기계 및 일반 산업기계에 널리 사용되고 있으며, 상기 전동기의 구조는 고정자와 회전자 및 기타 구조부품으로 구성된다.

상기 고정자는 진동에 견딜 수 있도록 이동이 불가능하게 하우징에 고정되고, 상기 회전자는 축과 베어링에 의해 지지되어 원활하게 회전하도록 되어 있다.

그리고, 상기 고정자는 일반적으로 쿨링 슬리브에 조립되어 열박음 또는 셋트핀 등에 의해 고정되어지며, 이 상태에서 다시 상기 하우징에 조립된다.

상기 고정자의 코일에서 발생되는 열을 방지하기 위하여 전동기의 회전자 내측과 외측에 팬(FAN)을 달아 팬커버로 고정했으며, 가동시 바람을 일으키는 기계적 저항 손실이 크고, 상기 베어링에도 전도되는 많은 소음과 진동으로 작업환경의 저해요인과 전동기의 수명에 영향을 끼치게 된다.

따라서, 대부분의 전동기는 고정자에서 발생하는 열을 냉각하기 위하여 공냉식의 팬을 부착하거나 또는 유체냉각방식을 적용한다.

즉, 유체냉각방식을 적용한 상기 전동기의 종래 냉각 구조를 도 13을 참조로 설명하면, 전동기의 하우징(101) 내측에는 유로를 형성하는 아무런 요입 구조도 없이 원형으로만 되어 있으며, 단지 상기 하우징(101)의 내측에 조립되는 쿨링 슬리브(102)의 외측에 나선형의 홈(102a)이 가공되어 유로를 형성하여 상기 홈(102a)을 따라 냉각유가 흐르면서 전동기의 고정자(103)에서 발생되어 전도된 열을 냉각시킨 후 냉각유가 유출구(104)로 빠져나가는 구조이다.

한편, 상기 고정자(103)는 상기 쿨링 슬리브(102) 내측에 조립되어 고정되고, 상기 고정자(103)를 수용하는 상기 쿨링 슬리브(102)는 다시 하우징(101)에 조립된다. 상기 쿨링 슬리브(102)에 상기 고정자(103)를 조립할 때 보통 열박음에 의해 고정하며, 열박음의 죔새로 인하여 상기 쿨링 슬리브(102)의 외측은 커지게 된다.

이로 인하여 상기 고정자(103)가 조립된 상기 쿨링 슬리브(102)를 다시 상기 하우징(101)에 조립시 쿨링 슬리브(102)의 외측에 형성된 나선형의 홈(102a)에 의해서 턱에 걸리는 현상이 발생되고, 상기 나선형의 홈(102a)을 만들기 위해서는 기계가공에 의한 방법을 이용하여야 하며, 이에 따른 가공비 상승 및 상기 쿨링 슬리브(102)나 하우징(101)을 가공할 때 발생되는 소재 손실 등에 의해 제품의 제조원가가 상승되는 비경제적인 결점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 결점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 회전자와 고정자로 구성되는 전동기에 있어서, 브러시와 기계적 저항손실을 유발하는 팬이 없고 초강력 영구자성체인 희토류철계(Na-Fe-B)로서 성형 제작하여 회전자 원주상에 단열, 복열 또는 복복열로 부착 고정하여 다극성 N,S 자력을 이루게 하여 고정자인 필드계자코일 사이에 고압냉매가스가 순환할 때 임계압력온도 30K 이상으로 유지케 하여 초전도 효율을 얻고자 다수의 냉매강제순환홀을 형성한 고정자동체의 좌,우측으로 좌,우측밀폐판으로 밀폐결합시켜 구성하며, 이와 같이 결합 구성된 고정자동체의 좌,우외측으로 고정자커버를 결합시켜 구성되는 초전도체주전동기의 내,외부로 다수의 냉매강제순환홀을 형성시킨 상,하전동기브라켓커버 및 좌,우전동기밀폐판을 결합 구성하여 별도로 연결되는 냉매가스공급부로부터 상기 고정자동체 및 상,하전동기브라켓커버에 형성된 냉매강제순환홀로 순환공급시켜줌으로써, 상기 초전도체주전동기를 구성하는 회전자와 고정자를 임계압력온도 30K 이상으로 급동결 냉각시켜 전동기축이 결합 고정된 회전자가 회전할 때에 저항이 최소 "0" 상태가 되도록 급진냉각회로를 구성하여 회전자가 회전하는데 공급되는 전력 손실을 최소화함으로써, 고성능 고효율의 회전력을 얻어 큰 생산성으로 에너지절감과 경제적이득 창출에 크게 기여할 수 있는 초전도체주견인전동기를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 회전자와 고정자로 구성되는 전동기에 있어서, 다수의 냉매강제순환홀(13)을 형성한 고정자동체(12)를 이중구조로 하여 그 좌,우측을 좌,우측밀폐판(16a)(16b)으로 밀폐결합시키며, 고정자(11)의 좌,우측을 고정자커버(23a)(23b)로서 결합 고정하여 구성된 초전도체주전동기(10)의 내,외부로 다수의 냉매강제순환홀(13)(33)을 서로 연통되게 형성한 고정자동체(12)와 상,하전동기브라켓커버(31a)(31b) 및 좌,우전동기밀폐판(36a)(36b)으로 결합 구성하여 전동시키며, 별도로 연결되는 냉매가스공급부(50)로부터 상기 고정자동체(12) 및 상,하전동기브라켓커버(31a)(31b)에 형성된 냉매강제순환홀(13)(33)로 순환공급시켜줌으로써, 상기 초전도체주전동기(10)를 구성하는 고정자(11)와 회전자(25)를 임계압력온도 30K이상으로 급동결 냉각시켜 전동기축(27)이 결합 고정된 회전자(25)가 회전할 때에 저항이 최소 "0" 상태가 되도록 급진냉각회로를 구성하여 회전자(25)가 회전하는데 공급되는 전력 손실을 최소화함으로써, 고성능 고효율의 회전력을 얻을 수 있도록 결합 구성된 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본원 발명의 초전도체주전동기는 다수의 냉매강제순환홀을 형성한 고정자동체의 좌,우측을 좌,우측밀폐판으로 밀폐결합시키며, 고정자의 좌,우외측을 고정자커버로서 결합 고정하여 구성된 초전도체주전동기의 내,외부로 다수의 냉매강제순환홀이 형성된 상,하전동기브라켓커버 및 좌,우전동기밀폐판으로 결합 구성되어 전동되고, 별도로 연결되는 냉매가스공급부로부터 상기 고정자동체 및 상,하전동기브라켓커버에 형성된 냉매강제순환홀로 순환공급시켜줌으로써, 상기 초전도체주전동기를 구성하는 회전자와 고정자를 임계압력온도 30K이상으로 급동결 냉각시켜 전동기축이 결합 고정된 회전자가 회전할 때에 저항이 최소 "0" 상태가 되도록 급진냉각회로를 구성하여 회전자가 회전하는데 공급되는 전력의 손실을 최소화함으로써, 고성능 고효율의 회전력을 얻을 수 있도록 구성하여 상기 초전도체주견인전동기를 사용함으로써, 에너지절감은 물론, 경제적 이득 창출에 크게 기여된다.

따라서, 연속작업 및 연속가동을 요구하는 각종 철도차량 주전동기(트렉션모터), 경전철(주전동기), 전기자동차(주전동기), 각종 에스컬레이터, 각종 운수용승용차 및 산업용, 제철소압연기, 고무산업용제판기, 파이프산업용(조관기) 등 기타의 많은 전기에너지를 수요로 하는 산업에 사용되어 고성능 고효율의 생산성과 에너지의 절감으로 경제적 이득 창출에 크게 기여하는 것이다.

본 발명은 도 1 내지 4에 나타낸 바와 같이, 본원 발명을 구성하는 초전도체주전동기(10)는 다수의 냉매강제순환홀(13)을 형성한 고정자동체(12)를 이중구조로 하여 그 좌,우측을 좌,우측밀폐판(16a)(16b)으로 밀폐결합시키며, 고정자(11)의 좌,우측을 고정자커버(23a)(23b)로서 결합 고정하여 구성된 초전도체주전동기(10)의 내,외부로 다수의 냉매강제순환홀(13)(33)을 서로 연통되게 형성한 고정자동체(12)와 상,하전동기브라켓커버(31a)(31b) 및 좌,우전동기밀폐판(36a)(36b)으로 결합 구성하여 전동시키며, 별도로 연결되는 냉매가스공급부(50)로부터 상기 고정자동체(12) 및 상,하전동기브라켓커버(31a)(31b)에 형성된 냉매강제순환홀(13)(33)로 순환공급시켜줌으로써, 상기 초전도체주전동기(10)를 구성하는 고정자(11)와 회전자(25)를 임계압력온도 30K 이상으로 급동결 냉각시켜 전동기축(27)이 결합 고정된 회전자(25)가 회전할 때에 저항이 최소 "0" 상태가 되도록 급진냉각회로를 구성하여 회전자(25)가 회전하는데 공급되는 전력 손실을 최소화함으로써, 고성능 고효율의 회전력을 얻을 수 있도록 결합 구성된 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 초전도체주전동기(10)를 구성하는 고정자(11)는 내측으로 다수의 계자코일권취부(초전도선재)(14)가 형성되어 둘레부로 다수의 냉매강제순환홀(13)이 천공된 고정자동체(12)가 형성된다.

상기 계자코일권취부(14)의 둘레로는 계자코일(초전도선재)(14a)이 권취되어, 다수의 계자코일자석(15)이 설치 고정되며, 상기 설치되는 다수의 계자코일자석(15)은 서로 다른 극성을 띠며 순차적으로 설치된다.

상기와 같이 구성된 고정자(11)를 구성하는 고정자동체(12)의 내측 중앙으로는 회전자(25)가 설치되는 것으로, 상기 회전자(25)는 중앙으로 전동기축(27)이 고정된 회전자동체(26)가 형성되며, 상기 회전자동체(26)의 둘레부로 회전자자석(28)이 설치되며, 상기 회전자자석(28)은 서로 다른 극성을 띠며 순차적으로 설치된다.

한편, 상기 고정자동체(12)의 내측 둘레부로 설치되는 다수의 계자코일(14a)은 일반적인 연결방식에 의해 각각 서로 연결된 것으로 구체적인 설명은 생략한다.

상기와 같이 회전자(25)가 설치된 고정자동체(12)의 좌,우측으로는 일정한 깊이를 갖는 다수의 연통홈(17)이 형성된 좌,우측밀폐판(16a)(16b)이 볼트 등의 고정부재(5)에 의해 결합 고정된다.

상기 좌,우측으로 결합 고정되는 좌,우측밀폐판(16a)(16b)은 상기 고정자동체(12)에 형성된 냉매강제순환홀(13)의 양측단부로 상기 좌,우측밀폐판(16a)(16b)에 형성된 연통홈(17)이 맞닿아 결합되는 것으로, 상기 좌,우측밀폐판(16a)(16b)에 형성된 연통홈(17)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 서로 어긋난 상태로 하여 결합되어 상기 지그재그 형태의 냉매강제순환홀(13)이 서로 연통된 상태로 결합 고정되어 냉매강제순환홀(13)을 완전 밀봉한다.

상기 고정자동체(12)와 결합되는 좌,우측밀폐판(16a)(16b)의 내향면으로는 단턱륜(18)이 형성되어 상기 단턱륜(18)이 고정자동체(12)의 내측단부로 끼움 지지되며, 상기 끼움지지부의 기밀을 유지하기 위하여 진공밀봉접착제를 바른 후에 결합 고정되는 것으로 완전하게 기밀을 유지하면서 밀봉된다.

이때, 상기 고정자동체(12)의 양측단으로 다수 형성된 고정홀(6)과 좌,우측밀폐판(16a)(16b)에 형성된 다수의 고정홀(6)로 다수의 고정부재(5)가 끼움 결합되어 밀봉 결합된다.

한편, 상기 고정자동체(12)와 결합되는 좌측밀폐판(16a)으로는 냉매가스가 출입하는 가스입구(19a)와 가스출구(19b)가 형성되어 상기 좌측밀폐판(16a)의 일측 둘레부로부터 중앙부로 내향하여 천공된 유통홀(20)은 연결 형성된 연통홈(17)과 연통되어 결합 고정된다.

또, 상기 좌측밀폐판(16a)의 중앙 내측으로는 베어링(22a)과 지지부재(22b)가 내설되어 전동기축(27)의 일측이 끼움되어 고정지지된다.

상기 고정자동체(12)와 결합되는 우측밀폐판(16b)의 중앙부로는 전동기축(27)이 관통되는 축홀(18a)이 형성되며, 베어링(22a)과 지지부재(22b)가 내설되어 전동기축(27)의 타측이 끼움되어 고정지지된다.

상기와 같이 고정자동체(12)의 양측으로 좌,우측밀폐판(16a)(16b)이 밀봉 결합되어 형성된 고정자(11)의 좌,우측 둘레부로는 니플홀(23c) 및 커버홀(23d)이 형 성된 좌,우측고정자커버(23a)(23b)가 결합되어 둘레부로 형성된 다수의 고정홀(6)로 다수의 고정부재(5)에 의해 결합 고정되며, 상기 고정자동체(12)와 결합되는 좌,우측고정자커버(23a)(23b)의 사이로 형성되는 공간부로는 압력으로 주입되어 경화되는 특수차단층(29)이 형성되어 내,외부의 열을 차단한다.

상기와 같이 결합 구성되는 초전도체주전동기(10)의 둘레부 및 좌,우측으로는 도 2에 나타낸 바와 같이, 다수의 냉매강제순환홀(33)이 형성된 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)와 다수의 순환관통홀(37)이 형성된 좌,우측전동기밀폐판(36a)(36b)이 고정부재(5)에 의해 결합 고정된다.

상기 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)는 도 5 내지 7에 나타낸 바와 같이 초전도체주전동기(10)의 상,하에서 둘레부로 포개어져 양측단의 플랜지(34)에 형성된 고정홀(6)로 다수의 고정부재(5)에 의해 결합 고정되며, 상기 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)의 둘레부 중간으로 형성된 고정홀(6)을 통하여 상기 초전도체주전동기(10)의 둘레 중앙으로 형성된 고정홀(6)로 고정부재(5)로써 결합 고정된다.

상기 하부전동기브라켓커버(31b)의 플랜지(34)부에는 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)의 결합시에 위치의 선정 및 고정이 용이하도록 한 위치맞춤돌기(다올핀)(34a)가 형성된다.

이와 같이 결합 고정된 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)의 좌,우측으로 좌,우측전동기밀폐판(36a)(36b)이 밀착 고정되어 고정부재(5)에 의해 결합 고정된다.

이때, 상기 좌,우측전동기밀폐판(36a)(36b)의 내측으로는 단턱륜(38)이 형성되어 상기 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)와 밀착 결합될 때, 상기 단턱륜(38)에 의해 끼움 지지되며, 사이로는 기밀을 유지하는 진공밀봉접착제를 바른 후에 결합 고정되는 것으로 완전하게 기밀을 유지하면서 밀봉된다.

또, 상기 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)의 양측단으로 다수 형성된 고정홀(6)과 좌,우측전동기밀폐판(36a)(36b)에 형성된 다수의 고정홀(6)로 다수의 고정부재(5)가 끼움 결합되어 밀봉 결합된다.

또한, 상기 우측전동기밀폐판(36b)의 외측으로는 리테나(47)가 삽입된 리테나플랜지(46)가 결합 고정되어 냉매가스가 외부로 새는 것을 방지한다.

한편, 상기 좌,우측전동기밀폐판(36a)(36b)은 도 9 및 10에 나타낸 바와 같이, 중앙부를 중심으로 방사형의 수직유통홀(39)이 형성되어 중앙부측의 단부가 두개씩 연통홈(40)에 의해 연통되어 상기 순환관통홀(37)과 수직유통홀(39)이 연통된다.

상기 연통홈(40)이 형성되어 일측으로 터진 좌,우측밀폐판(36a)(36b)의 내측 부분으로는 밀폐링(41)으로써 끼움 결합시켜 고정부재(5)에 의해 결합 고정하여 터진 부분을 밀폐한다.

한편, 상기 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)와 결합되는 좌측전동기밀폐판(36a)으로는 냉매가스가 출입하는 가스입구(42a)와 가스출구(42b)가 형성되어 상기 좌측전동기밀폐판(36a)의 내부로 천공된 수직유통홀(39)로 연통 형성된다.

이와 같이 수직유통홀(39)과 순환관통홀(37)에 의해 연통되게 형성된 가스입 구(42a)와 가스출구(42b)에는 가스유입분기니플(43a)과 가스유출분기니플(43b)이 끼움 결합되어 설치되며, 상기 끼움 설치되는 가스유입분기니플(43a)과 가스유출분기니플(43b)의 단부는 상기 초전도체주전동기(10)의 좌측밀폐판(16a)에 형성된 가스입구(19a) 및 가스출구(19b)에 결합된다.

상기와 같이 결합된 가스유입분기니플(43a)과 가스유출분기니플(43b)의 둘레부로는 분기구멍(44)이 형성되어 상기 좌측밀폐판(16a)과 좌측전동기밀폐판(36a)에 형성된 연통홈(17)과 순환관통홀(37)을 통하여 고정자동체(12) 및 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)에 형성된 냉매강제순환홀(13)(33)로 냉매가스를 공급 강제순환하도록 한다.

따라서, 상기와 같이 결합 구성되는 초전도체주전동기(10)는 일측으로 돌출 형성된 가스유입분기니플(43a)과 가스유출분기니플(43a)로 별도로 형성된 냉매가스공급부(50)에 의해 냉매가스가 유입 및 유출 순환하면서 초전도체주전동기(10)를 구성하는 고정자동체(12)를 급진냉각시킨다.

상기 상부전동기브라켓커버(31a)의 중앙부와 고정자동체(12)의 중앙 내측으로 온도감지센서(48)가 매설 형성되어 고정자동체(12)의 내부 온도를 감지한다.

상기 좌측전동기밀폐판(36a)에는 단자함(49)이 설치되어 고정자동체(12)의 내부로 권취된 계자코일(14a) 및 다수의 입출력전기선 결선되어 컨트롤부(70)로 연결된 것이다.

한편, 도 11은 상기 초전도체주전동기(10)로 냉매가스를 공급하는 냉매가스공급부(50)의 구성을 보인 것으로, 설치 장소나 사용목적에 따라 대용량의 냉매가 스를 공급하여 급동결 냉각시키는 순환고정가스공급부(52)와 휴대가 용이하고 이동이 편리한 간이탱크가스공급부(56)로 각각 설치되며, 또, 상기 간이탱크가스공급부(56)는 가스보충역할을 함과 동시에 필요에 따라서는 상기 순환고정가스공급부(52)와 간이탱크가스공급부(56)가 복합적으로 사용되며, 상기 순환고정가스공급부(52) 또는 간이탱크가스공급부(56) 중 어느 것이든 하나만을 사용해도 무방하다.

상기 순환고정가스공급부(52)는 냉매가스저장탱크(53) 및 냉매가스회수진공탱크(54)가 구비되어 체크밸브(53a)와 진공미터기(54a)가 구비된 콤프레셔(55)가 결합 구성된다.

또, 상기 냉매가스저장탱크(53)측으로는 가스배출니플(53b)과 감압밸브(53c) 및 체크밸브(54d)를 갖는 솔레노이드밸브(54e)가 설치된 가스공급관(51a)으로 결합 구성되어 좌측전동기밀폐판(36a)에 결합 형성된 가스유입니플(43a)측으로 결합된다.

또한, 냉매가스회수진공탱크(54)측으로는 진공니플(54b)과 드라이어(54b) 및 체크밸브(54d)를 갖는 솔레노이드밸브(54e)가 설치된 가스유출관(51b)으로 결합 구성되어 좌측전동기밀폐판(36a)에 결합 형성된 가스유출니플(43b)측으로 결합된다.

한편, 상기 간이탱크가스공급부(56)는 좌측전동기밀폐판(36a)의 가스입구(42a)측의 가스유입니플(43a)로 착탈 교환이 용이한 간이탱크(56a)와 퀵테크다운잭(56b) 및 니들밸브(56c)가 구비된 가스공급관(51a)이 결합 구성된다.

또, 좌측전동기밀폐판(36a)의 가스출구(42b)측의 가스유출니플(43b)로 배출밸브(57a)와 니들밸브(57b)를 갖는 사일런스(57c)가 구비된 가스유출관(51b)이 결 합 구성된다.

상기와 같이 냉매가스공급부(50)의 냉매가스 공급에 의해 냉각되는 초전도체주전동기(10) 는 고정자(11)와 회전자(25)를 임계압력온도 30K 이상으로 급동결 냉각시켜 회전자(25)가 회전할 때에 발생되는 저항을 최소 "0" 상태에 가깝도록 한다.

상기 냉매강제순환홀(13)(33)로 공급되는 냉매의 종류는 헬륨가스(He), 이산화탄소가스(CO₂), 질소가스(N) 등이 사용된다.

또, 상기 고정자동체(12)를 구성하는 재질은 초전도체인 MgB₂(이붕소마그네슘), 또는, 초강력영구자성체인 Na-Fe-B(희토류철계)를 사용한다.

도 12는 본 발명의 초전도체 전동기를 제어하는 컨트롤부를 개략적으로 나타낸 블럭도로써, 상기 블럭도에 나타낸 바와 같은 컨트롤부(70)는 본 발명의 초전도체 전동기(10)를 구성하는 단자함(49)을 통하여 연결되어 상기 초전도체 전동기(10)의 구동 및 입출력을 제어한다.

또, 상기 냉매가스공급부(50)와도 연결되어 초전도체 전동기(10)로 공급 순환되는 냉매가스를 조절 및 제어하게 되며, 상부전동기브라켓커버(31a)의 중앙부로 매설 형성된 온도감지센서(48)는 초전도체 전동기(10)의 온도를 감지하여 상기 컨트롤부(70)의 온도센서컨트롤러(72)에 의해 제어되어 냉매가스공급을 조절하여 초전도체 전동기(10)의 냉각온도를 일정하게 제어하게 된다.

이와 같이 설치되는 본 발명의 초전도체주전동기(10)는 고정자동체(12)의 내 측으로 형성된 냉매강제순환홀(13) 및 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)의 냉매강제순환홀(33)로 냉매가스공급부(50)로부터 냉매가 순환공급되어 상기 초전도체주전동기(10)를 구성하는 고정자(11)와 회전자(25)를 임계압력온도 30K 이상으로 급동결 냉각시켜 전동기축(27)이 결합 고정된 회전자(25)가 회전할 때에 저항이 최소"0" 상태가 되도록 급진냉각회로를 구성하여 회전자(25)가 회전하는데 공급되는 전력 손실을 최소화함으로써, 2극, 3극, 4극, 6극, 8극, 12극에 구애됨이 없이 소, 중, 대형전동기에 폭넓게 활용하여 고성능 고효율의 회전력을 얻을 수 있도록 하며, 친환경적인 초전도체주견인전동기로써, 무진동, 무소음 무보수(수리) 등 경제적인 에너지절감 효과와 작은 체적(부피)으로 고성능 고효율의 동력에너지를 얻을 수 있고, 설치가 간편하여 사용목적이나 임의로 원하는 용량에 맞게 설치되며, 설치 후 유지 보수, A/S 등 관리비가 적게 드는 매우 용이하다.

도 1은 본 발명의 초전도체주전동기의 둘레부로 상,하부전동기브라켓커버 및 좌,우측전동기밀폐판이 결합 구성된 사시도.

도 2는 본 발명의 초전도체주전동기의 둘레부로 형성된 상,하부전동기브라켓커버 및 좌,우측전동기밀폐판을 분리하여 보인 분리 사시도.

도 3은 본 발명의 초전도체주전동기의 고정자커버를 일부 절개하여 보인 분리사시도.

도 4는 본 발명의 초전도체주전동기를 분리하여 보인 사시도.

도 5는 도 1의 A-A선 단면도.

도 6은 도 5의 B-B선 단면도.

도 7은 도 5의 C-C선 단면도.

도 8은 도 7의 "가" 부분의 부분확대도.

도 9는 본 발명의 좌측전동기밀폐판의 내측면을 보인 측면도.

도 10은 본 발명의 우측전동기밀폐판의 내측면을 보인 측면도.

도 11은 본 발명의 냉매가스를 공급하는 냉매공급부의 개략구성도.

도 12는 도 12는 본 발명의 초전도체주전동기를 제어하는 제어시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도.

도 13은 종래의 전동기의 종래 냉각 구조를 보인 개략단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

5 고정부재(결착부재) 6 고정홀

10 초전도체주전동기 11 고정자 12 고정자동체

13 냉매강제순환홀 14 계자코일권취부 14a 계자코일

15 계자코일자석 16a,16b 좌,우측밀폐판 17 연통홈

18 단턱륜 18a 축홀 19a 가스입구

19b 가스출구 20 유통홀 22a 베어링

22b 지지부재 23a,23b 고정자커버 23c 니플홀

23d 커버홀 25 회전자 26 회전자동체

27 전동기축 28 회전자자석 29 특수차단층

31a,31b 상,하전동기브라켓커버 33 냉매강제순환홀

34 플랜지 34a 위치맞춤돌기(다올핀)

36a,36b 좌,우전동기밀폐판 37 순환관통홀

38 단턱륜 39 수직유통홀

40 연통홈 41 밀폐링 42a 가스입구

42b 가스출구 43a 가스유입분기니플

43b 가스유출분기니플 44 분기구멍 46 리테나플랜지

47 리테나 48 온도감지센서 49 단자함

50 냉매가스공급부 51a 가스공급관 51b 가스유출관

52 순환고정가스공급부 53 냉매가스저장탱크 53a 체크밸브

53b 가스배출니플 53c 감압밸브 53d 체크밸브

53e 솔레노이드밸브 54 냉매가스회수진공탱크

54a 진공미터기 54b 진공니플 54c 드라이어

54d 체크밸브 54e 솔레노이드밸브 54f 응축기(콘덴서)

55 콤프레셔

56 간이탱크가스공급부 56a 간이탱크 56b 퀵테크다운잭

56c 니들밸브 57a 배출밸브 57b 니들밸브

57c 사일런스 70 컨트롤부

72 온도감지센서컨트롤러

Claims

회전자(25)와 고정자(11)로 구성되는 전동기에 있어서,

다수의 냉매강제순환홀(13)을 형성한 고정자동체(12)의 좌,우측을 좌,우측밀폐판(16a)(16b)으로 밀폐 결합시키며, 고정자(11)의 좌,우외측을 고정자커버(23a)(23b)로서 결합 고정하여 구성된 초전도체주전동기(10)의 내,외부로 다수의 냉매강제순환홀(13)(33)을 서로 연통되게 형성한 고정자동체(12)와 상,하전동기브라켓커버(31a)(31b) 및 좌,우전동기밀폐판(36a)(36b)으로 결합 구성하여 전동시키며, 별도로 연결되는 냉매가스공급부(50)로부터 상기 고정자동체(12) 및 상,하전동기브라켓커버(31a)(31b)에 형성한 냉매강제순환홀(13)(33)로 냉매가스를 순환공급시켜줌으로써, 상기 초전도체주전동기(10)를 구성하는 고정자(11)와 회전자(25)를 냉각시키도록 구성하되,

상기 좌측전동기밀폐판(36a)으로 형성된 가스입구(42a)와 가스출구(42b)에는, 가스유입분기니플(43a)과 가스유출분기니플(43b)이 끼움 결합되어 설치되며, 상기 끼움 설치되는 가스유입분기니플(43a)과 가스유출분기니플(43b)의 둘레부로는 분기구멍(44)이 형성되어 상기 좌측밀폐판(16a)과 좌측전동기밀폐판(36a)에 형성된 연통홈(17)과 순환관통홀(37)을 통하여 고정자동체(12) 및 상,하부전동기브라켓커버(31a)(31b)에 형성된 냉매강제순환홀(13)(33)로 냉매가스를 공급하도록 결합된 것을 특징으로 한 초전도체주견인전동기.
제1항에 있어서,

상기 초전도체주전동기(10)를 구성하는 고정자(11)는, 둘레부로 다수의 냉매강제순환홀(13)이 천공 형성되며, 내측으로 계자코일(14a)이 권취되고, 계자코일자석(15)이 고정된 다수의 계자코일권취부(14)가 형성된 고정자동체(12)로 구성된 것 을 특징으로 한 초전도체주견인전동기.
제1항에 있어서,

상기 초전도체주전동기(10)를 구성하는 고정자(11)의 양측으로는, 상기 고정자(11)를 구성하는 고정자동체(12)의 좌,우측으로 다수의 연통홈(17)을 형성한 좌,우측밀폐판(16a)(16b)이 고정부재(5)에 의해 결합 고정된 것을 특징으로 한 초전도체주견인전동기.
제1항에 있어서,

상기 고정자동체(12)의 좌,우측으로 결합 고정되는 좌,우측밀폐판(16a)(16b)은, 상기 고정자동체(12)에 형성된 냉매강제순환홀(13)과 상기 좌,우측밀폐판(16a)(16b)에 형성한 연통홈(17)이 맞닿아 결합하되, 서로 어긋난 상태로 결합되어 상기 냉매강제순환홀(13)이 서로 지그재그 연통되게 결합 고정된 것을 특징으로 한 초전도체주견인전동기.
제1항에 있어서,

상기 고정자동체(12)는 초전도체인 MgB₂(이붕소마그네슘) 또는 초강력영구자성체인 Na-Fe-B(희토류철계) 중 어느 하나를 선택적으로 사용된 것을 특징으로 한 초전도체주견인전동기.
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제1항에 있어서,

상기 냉매가스공급부(50)는 순환고정가스공급부(52)와 간이탱크가스공급부(56)로 구성되는 것을 특징으로 한 초전도체주견인전동기.
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