KR101138213B1 - Rotary type inverter - Google Patents
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K47/00—Dynamo-electric converters
- H02K47/02—AC/DC converters or vice versa
Abstract
Description
본 발명은 직류를 교류로 변환하는 전류 변환장치에 관한 것으로, 직류모터(30)와 교류발전기를 연결하되, 교류발전기 계자(20)의 회전축을 중공축(中空軸)으로 형성하고 전기자(10)의 회전축이 계자(20) 회전축을 관통하도록 구성하며, 계자(20)와 전기자(10)의 회전축을 기어를 통하여 직류모터(30)와 연결함으로써, 직류모터(30)가 회전함에 따라 계자(20)와 전기자(10)가 상호 역방향으로 회전할 수 있도록 한 것이다.
The present invention relates to a current converter for converting a direct current into an alternating current, which connects a direct current motor (30) with an alternator, and forms a rotating shaft of the alternator field (20) as a hollow shaft and armature (10). The rotating shaft of the
가전제품을 비롯하여, 각종 전열 및 조명장치, 산업용 전기제품 등 전기, 전자 장치 대부분은 교류를 입력 전원으로 작동되는 것이 일반적이다.In addition to home appliances, most electric and electronic devices such as various electric heating and lighting devices, and industrial electric appliances are generally operated with an AC input power source.
이는 교류 기반의 발전 및 송, 배전 체계에서 기인한 것으로, 직류 회로로 구성된 전자 장치의 경우에도 정류를 전제로 일단 교류를 입력 전원으로 사용하게 된다.
This is due to the AC-based power generation, transmission, and distribution system, and even in the case of an electronic device composed of a DC circuit, AC is used as an input power supply on the premise of rectification.
이렇듯 대부분의 전기, 전자 장치가 교류를 입력 전원으로 작동되는 바, 직류 전원만이 공급되는 경우, 직류를 교류로 변환할 필요성이 있다.As such, most electric and electronic devices operate with AC as input power, and when only DC power is supplied, it is necessary to convert DC into AC.
즉, 전기, 전자 장치를 차량의 축전지에서 공급되는 직류로 가동할 경우나 태양광 발전 등 직류 기반 발전설비로부터 전력을 공급받는 경우 등을 상정할 때, 직류를 교류로 변환하는 수단이 필요하다.That is, a means for converting a direct current into an alternating current is required when operating an electric or electronic device with a direct current supplied from a battery of a vehicle or when receiving electric power from a direct current-based power generation facility such as solar power generation.
특히, 근래 오토캠핑(auto camping) 등의 야외 레저활동 인구가 증가하고 있으며, 태양광 발전 등 친환경 에너지에 관한 관심과 수요가 증대되고 있는 상황에서, 효율과 내구성을 겸비한 직류-교류 변환장치가 절실하게 요구되는 실정이다.
In particular, in recent years, the population of outdoor leisure activities such as auto camping is increasing, and in the situation where interest and demand for eco-friendly energy such as solar power generation are increasing, a DC-AC converter having efficiency and durability is urgently needed. Is required.
본 발명은 전술한 필요성을 감안하여 창안한 것으로, 직류모터(30) 및 교류발전기가 연결되어 직류를 교류로 변환하는 전류 변환장치에 있어서, 교류발전기의 계자(20)는 중공의 계자축(21)을 축으로 회전되고, 교류발전기의 전기자(10)는 선단부가 상기 계자축(21)을 관통하여 노출되는 전기자축(11)을 축으로 회전되며, 계자축(21) 및 전기자축(11)에는 각각 계자기어(22) 및 전기자기어(12)가 결합되고, 직류모터(30)의 회전축에는 주동기어(31)가 결합되며, 주동기어(31)와 계자기어(22)가 치합되어 직류모터(30)가 회전함에 따라 계자(20)가 회전하고, 주동기어(31)와 전기자기어(12) 사이에는 변환기어(32)가 자유롭게 회전 가능하도록 설치되며, 변환기어(32)는 주동기어(31) 및 전기자기어(12)에 치합되어, 직류모터(30)가 회전함에 따라 전기자(10)가 상기 계자(20)의 회전방향과 역방향으로 회전되고, 전기자(10)의 배후부에는 출력단자(15)가 설치되고, 출력단자(15)에 밀착되는 브러시(16)가 구성되어, 전기자(10)에서 발생되는 교류 전류가 브러시(16)를 통하여 출력됨을 특징으로 하는 회전식 전류 변환장치이다.
The present invention has been made in view of the above-mentioned needs, and in the current converter for converting direct current into alternating current by connecting a
본 발명을 통하여, 교류발전기의 계자(20)와 전기자(10)를 동시에 회전하되 상호 역방향으로 회전함으로써, 저속 직류모터(30)를 통해서도 고효율의 교류 발전이 가능하다.Through the present invention, by rotating the field (20) and the armature (10) of the alternator at the same time in the opposite direction, it is possible to generate a high-efficiency alternating current through the low-speed DC motor (30).
또한, 중공 계자축(21)과 계자축(21)을 관통하는 전기자축(11)을 통하여 단일 직류모터(30) 및 최소한의 기어 조합으로도 계자(20)와 전기자(10)의 역방향 동시 회전을 달성할 수 있으며, 이로써 전류 변환장치의 구성을 간소화하고 내구성을 확보하는 효과도 얻을 수 있다.
In addition, through the
도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명의 부분절단 분해사시도
도 3은 본 발명의 기어 결합상태 사시도
도 4는 본 발명의 계자 회전방식 설명도
도 5는 본 발명의 전기자 회전방식 설명도
도 6은 본 발명의 부분절단 배면 사시도
도 7은 본 발명의 전기자 발췌 배면 사시도1 is a perspective view of the present invention
Figure 2 is an exploded perspective view of a partial cut of the present invention
Figure 3 is a perspective view of the gear coupling state of the present invention
Figure 4 is an explanatory view of the field rotation method of the present invention
5 is an explanatory view of the armature rotation method of the present invention
Figure 6 is a partially cut back perspective view of the present invention
Figure 7 is a perspective view of the armature extract back of the present invention
본 발명의 상세한 구성 및 작동 원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A detailed configuration and operating principle of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
우선 도 1은 본 발명의 외관을 도시한 사시도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명은 직류모터(30) 및 직류모터(30)와 연결되어 회전하는 교류발전기로 구성된다.First, Figure 1 is a perspective view showing the appearance of the present invention, as shown, the present invention is composed of a
도시된 실시예에서는 상기 직류모터(30)와 교류발전기를 고정하고 기어 및 회전축 등이 설치되는 구조체로서, 전판(41), 중판(42) 및 배판(43)의 판체가 구성된다.In the illustrated embodiment as a structure in which the
도 2는 본 발명의 내부 구조를 도시한 부분절단 분해사시도로서, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 교류발전기는 내주면에 다수의 영구자석이 부착된 원통형 계자(20)와, 다수의 코일 권선부가 구성되어 계자(20)에 결합되는 전기자(10)로 구성되며, 이들 전기자(10) 및 계자(20)의 회전축인 전기자축(11)과 계자축(21)은 기어를 통하여 직류모터(30)와 연결되어, 직류모터(30)에 직류 전원이 인가됨에 따라 회전하면서, 전기자(10)에서 교류 전류가 발생된다.2 is a partially cutaway exploded perspective view showing the internal structure of the present invention, as can be seen through the drawings, the alternator of the present invention is a
또한, 계자(20)의 회전축인 계자축(21)은 중공축(中空軸)으로 형성되는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 전기자(10)의 회전축인 전기자축(11)의 선단부가 중공축인 계자축(21)을 관통하여 노출되며, 이들 전기자축(11) 및 계자축(21)은 각각 전판(41) 및 중판(42)에 결합되어 지지된다.In addition, the
이때 중공의 계자축(21)은 전기자축(11)의 외경보다 큰 내경을 가지도록 형성하고, 도면부호가 부여되지는 않았으나, 전판(41)과 전기자축(11) 및 중판(42)과 계자축(21)의 연결부에는 베어링을 구성하여, 전기자(10)와 계자(20)의 원활한 회전이 가능하도록 한다.At this time, the
본 발명의 전기자(10)와 계자(20)는 단일 직류모터(30)에 의하여 구동되는데, 이는 도 2에 도시된 바와 같은 계자축(21)의 중공구조 및 도 3에 도시된 바와 같은 기어 치합구조를 통하여 달성된다.The
즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 계자축(21)에는 계자기어(22)가 결합되고, 이 계자기어(22)에는 직류모터(30)와 연결된 주동기어(31)가 치합되어, 직류모터(30)가 회전함에 따라 계자(20)가 회전되며, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 중공 계자축(21)을 관통하여 노출된 전기자축(11)의 선단부에는 전기자기어(12)가 결합되고 이 전기자기어(12)와 주동기어(31) 사이에는 변환기어(32)가 설치되어, 직류모터(30)가 회전함에 따라 전기자(10) 또한 회전하되 상기 계자(20)와 역방향으로 회전하게 되는 것이다.That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the
도 3에 도시된 바와 같이, 전기자기어(12)와 주동기어(31) 사이의 변환기어(32)는 중판(42)에 고정된 변환기어축(33)에 자유롭게 회전 가능하도록 결합되고, 전기자기어(12)와 주동기어(31)에 치합되어, 직류모터(30)가 회전함에 따라 주동기어(31), 변환기어(32) 및 전기자기어(12)가 순차적으로 회전하게 되며, 주동기어(31)와 전기자기어(12) 사이에 치합되는 변환기어(32)로 인하여, 주동기어(31)와 직접 연결된 계자기어(22)와, 전기자기어(12)는 상호 역방향으로 회전하게 된다.As shown in FIG. 3, the
도시된 실시예에서는 주동기어(31)의 계자기어(22) 치합부와 변환기어(32) 치합부의 직경이 다르게 구성되어 있으나, 변환기어(32) 및 전기자기어(12)의 직경을 조절함으로써 주동기어(31)의 부위별 직경을 동일하게 구성할 수도 있다.In the illustrated embodiment, the diameter of the
일반적인 교류발전기의 경우 영구자석이 부착된 계자(20)가 회전자로 구성되고, 코일 권선부가 형성된 전기자(10)는 고정자로 구성되는 바, 고정자인 전기자(10)에 직접 배선이 가능하지만, 본 발명에서는 계자(20) 및 전기자(10)가 모두 회전자로 구성되므로, 회전하는 전기자(10)로부터 전력을 인출하는 수단이 필요하다.In the case of a general alternator, the
이에 도 6 및 도 7에서와 같이, 전기자(10)의 배후부에 환상(環狀)의 출력단자(15)를 설치하고, 출력단자(15)에 밀착되는 브러시(16)를 배판(43)에 구성하여, 전기자(10)에서 발생되는 교류 전류가 브러시(16)를 통하여 출력될 수 있도록 한다.6 and 7, an
도시된 실시예는 출력단자(15)가 전기자(10)의 배면에 동심원상으로 구성되고 브러시(16)가 전기자축(11)의 축방향으로 밀착되는 구조를 가지고 있으나, 출력단자(15)를 전기자축(11) 외주면에 형성하고 브러시(16)가 전기자축(11)과 직교하는 방향으로 밀착되도록 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.
The illustrated embodiment has a structure in which the
10 : 전기자
11 : 전기자축
12 : 전기자기어
15 : 출력단자
16 : 브러시
20 : 계자
21 : 계자축
22 : 계자기어
30 : 직류모터
31 : 주동기어
32 : 변환기어
33 : 변환기어축
41 : 전판
42 : 중판
43 : 배판10: armature
11: electric magnetic shaft
12: electric magnetic gear
15: Output terminal
16: brush
20: field
21: field axis
22: field gear
30: DC motor
31: main gear
32: converter gear
33: Converter gear shaft
41: the previous edition
42: medium
43: backboard
Claims (1)
교류발전기의 계자(20)는 중공의 계자축(21)을 축으로 회전되고, 교류발전기의 전기자(10)는 선단부가 상기 계자축(21)을 관통하여 노출되는 전기자축(11)을 축으로 회전되며;
계자축(21) 및 전기자축(11)에는 각각 계자기어(22) 및 전기자기어(12)가 결합되고;
직류모터(30)의 회전축에는 주동기어(31)가 결합되며, 주동기어(31)와 계자기어(22)가 치합되어 직류모터(30)가 회전함에 따라 계자(20)가 회전하고;
주동기어(31)와 전기자기어(12) 사이에는 변환기어(32)가 자유롭게 회전 가능하도록 설치되며, 변환기어(32)는 주동기어(31) 및 전기자기어(12)에 치합되어, 직류모터(30)가 회전함에 따라 전기자(10)가 상기 계자(20)의 회전방향과 역방향으로 회전되고;
전기자(10)의 배후부에는 출력단자(15)가 설치되고, 출력단자(15)에 밀착되는 브러시(16)가 구성되어, 전기자(10)에서 발생되는 교류 전류가 브러시(16)를 통하여 출력됨을 특징으로 하는 회전식 전류 변환장치.In the current converter for connecting a DC motor 30 and an alternator to convert the DC to AC,
The field generator 20 of the alternator is rotated about the hollow field shaft 21, and the armature 10 of the alternator has an armature 11 whose tip is exposed through the field shaft 21. Rotated;
The field gear 22 and the armature gear 12 are coupled to the field shaft 21 and the armature shaft 11, respectively;
The main gear 31 is coupled to the rotation shaft of the DC motor 30, and the field gear 20 rotates as the main gear 31 and the field gear 22 are engaged to rotate the DC motor 30;
The converter gear 32 is rotatably installed between the main gear 31 and the electric magnetic gear 12, the converter gear 32 is meshed with the main gear 31 and the electric magnetic gear 12, the DC motor ( As the 30 is rotated, the armature 10 is rotated in the opposite direction to the rotational direction of the field 20;
An output terminal 15 is provided at the rear portion of the armature 10, and a brush 16 that is in close contact with the output terminal 15 is configured so that an alternating current generated by the armature 10 is output through the brush 16. Rotary current inverter, characterized in that.
Priority Applications (1)
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KR1020120014146A KR101138213B1 (en) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | Rotary type inverter |
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KR101138213B1 true KR101138213B1 (en) | 2012-04-24 |
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KR1020120014146A KR101138213B1 (en) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | Rotary type inverter |
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Country | Link |
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KR (1) | KR101138213B1 (en) |
Citations (4)
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JPH08317621A (en) * | 1995-05-18 | 1996-11-29 | Masatake Mizumoto | Generator |
KR19980076241A (en) * | 1997-04-08 | 1998-11-16 | 김강호 | generator |
KR200217447Y1 (en) | 2000-10-04 | 2001-03-15 | 임일상 | Low speed generator |
KR101062154B1 (en) | 2009-09-17 | 2011-09-05 | 김경화 | generator |
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2012
- 2012-02-13 KR KR1020120014146A patent/KR101138213B1/en active IP Right Grant
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