KR101155124B1 - Generator-rotor is occuring rotate force when generating - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발전동기에 관한 것으로, 특히 전동기와 발전기의 기능을 동시에 수행하여 전동기로서 회전동작을 하며 발전기의 전부하 운전시 반발력을 감소시켜 전동기의 소비전력을 감소시키면서, 출력을 획득하는 기술로서 발전시 회전력이 발생하는 발전동기에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation motive, and in particular, to perform the function of the motor and the generator at the same time to rotate as an electric motor and to reduce the repulsive force during the full load operation of the generator to reduce the power consumption of the electric motor, generating power as a technology It is related to the motive for generating power when starting torque.
발전기라 함은 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 기기이며, 전동기라 함은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치이다. 따라서 발전기와 전동기를 결합한 상태를 발전동기라고 표현할 수 있으며, 대표적인 사용 예는 회전위상 변환기이다. 회전 위상변환기는 상수변환기로서 교류전력을 받아 이를 동일 주파수의 상수가 다른 교류전력으로 변환시키는 기기이다. 상기와 같은 발전동기를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.A generator is a device that converts mechanical energy into electrical energy, and an electric motor is a device that converts electrical energy into mechanical energy. Therefore, the combined state of the generator and the motor can be expressed as a power generation motive, and a typical use case is a rotational phase converter. Rotational phase converter is a constant converter that receives AC power and converts it into AC power with a constant of the same frequency. The above-described power generation motive will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 발전동기의 기본 개념을 표현한 도면이다.1 is a diagram expressing the basic concept of power generation motive.
도 1a에서 동일 회전축(10)에 동일 용량의 전동기(2000)와 발전기(3000)가 결합 되어 있는 모습을 표현한 것으로, 전동기(2000)에 입력 전원을 투입하면 회전축(10)이 회전을 하며, 그 회전축(10)은 발전기(3000)의 회전자를 회전시켜 출력을 발생하고 있는 상태를 표현한 것이다. 이때 발전기(3000)가 무부하로 운전을 시작하면 전동기(2000)도 무부하 운전을 하나, 발전기(3000)가 전부하로 운전을 한다면 발전기(3000)의 회전자 자속과 계자극의 자속간에 반발력에 의한 저항으로 인하여 전동기(2000)는 전부하 운전을 한다. 따라서 발전기(3000)의 회전자 자속과 계자극의 자속간에 반발력이 적을수록 전동기의 소비전력량은 감소하며, 반발력이 커질수록 전동기의 소비전력량은 증가한다.In FIG. 1A, the
도 1b에서 발전기(3000)가 전부하로 운전을 할 때에, 발전기(3000)의 회전자 자속과 계자극의 자속 간에 반발력에 의한 저항을 감소시킨다면, 다시 서술하면 반발력을 감소시키면 동일 용량의 발전기(3000)를 다수로 설치하여도 전동기(2000)는 회전을 할 수 있으며 발전용량 역시 증가하는 것을 표현한 것이다. 따라서 본발명품의 목적중 일부는 반발력을 감소시키는 것이다.
In FIG. 1B, when the
도 2, 3, 4, 5, 6은 전동기의 동일 용량으로 발전기의 수량을 증가시키기 위한 발명품으로 특허출원 제 10-2011-0020686 호에 관한 도면이다.2, 3, 4, 5, and 6 are views of Patent Application No. 10-2011-0020686 as an invention for increasing the number of generators with the same capacity of an electric motor.
도 2은 발전동기 뭉치의 요부 단면도로서, 발전 투스(12)의 코일 홀더 뭉치는 미취부하고 전자석 투스(11)에 한하여 코일 홀더 뭉치(16)를 설치한 형태이다.2 is a cross-sectional view of the main portion of the power generation synchronous bundle, in which the coil holder bundle of the
도면에서 회전자(20)의 영구자석(25)은 전자석 투스(11)에 대하여 당김력으로 정지하고 있다. 이때에, 근접센서(61)는 회전자(20)에 부착된 영구자석(25)의 위치를 센싱하고, 신호를 출력하여 콘트롤러(1000)에 신호를 전송하면 콘트롤러(1000)는 무접점의 반도체 소자 S1에 소스와 게이트간에 전압을 유기시켜 전원을 전자석 투스(11)의 코일 홀더 뭉치에 전압을 인가하고 전자석 투스(11)은 코일(15)의 자화에 의하여 자력을 방출한다. 이 자력은 회전자(20)에 부착된 영구자석(25)과 반발력으로 작용하며, 이반발력은 회전자 팔(21)에 의하여 회전력으로 전환되여 회전을 시작한다. 이때 근접센서(61)는 회전자(20)에 부착된 영구자석(25)의 위치를 센싱하고 신호를 출력하여 콘트롤러(1000)에 신호를 전송하면 콘트롤러(1000)는 무접점의 반도체 소자 스위치 S1에 유기된 전압 차단하여 전원을 개방하여 역반발력을 억제한다. 이때 다시 센서(61)는 회전된 회전자(20)에 부착된 영구자석(25)의 위치를 센싱하고, 신호를 출력하여 콘트롤러(1000)에 신호를 전송하면 콘트롤러(1000)는 무접점의 반도체 소자 스위치 S1에 전압을 유기시켜 전원을 전자석 투스(11)의 코일 홀더 뭉치에 전압을 인가하고 전자석 투스(11)은 코일(15)의 자화에 의하여 자력을 방출하여 정반발력의 힘으로 회전자(20)을 회전시킨다. p1과 p3지점을 출발한 회전자(20)는 초기에 작용한 정반발력과 관성력의 힘으로 회전을 진행하여 p2지점과 p4지점에 도달하였을 때 회전자 영구자석(25)은 전자석 투스(11)에 대하여 정당김력으로 회전을 진행을 하여 p1지점과 p4지점에 도달한다. 이때 다시 전술한 센서(61)및 콘트롤러(1000)와 무접점 반도체 스위치에 의하여 전술한 동작을 반복하며 전동기로서의 회전을 진행한다. In the figure, the
그러나 상기 서술한 바와 같이 발전동기 뭉치 1개로는 위상차가 180도로 회전력 및 회전속도를 효율적으로 사용하는데 불리함이 있다.
However, as described above, there is a disadvantage in using one generation synchronous bundle efficiently using the rotational force and the rotational speed of 180 degrees.
다음은 전동기로서 소비 전력량에 대하여 설명을 하였다.The following describes the power consumption as an electric motor.
발전동기 뭉치 1개의 소비전력량은 코일(15)의 용량을 1㎾, 전압 인가 시간을 t1 이라 하면 1시간 동안 소비전력을 표1과 같이 정리하였다.The power consumption of one generation synchronous bundle is summarized as shown in Table 1 when the capacity of the
도 3은 상기 문제점을 보완한 경우의 개념을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a concept in the case of supplementing the above problem.
회전축(30)에 스테이트와 회전자로 이루어지는 발전동기 뭉치를 5개를 설치한 경우를 나타낸 것이다. 도면에서 회전자(20) 및 영구자석(25)은 36도 위상차로 비틀리게 설치되고, 이에 대응하는 코일 홀더 뭉치(16)가 부착된 전자석 투스(11)는 동일한 위상각으로 설치되여 있다. 이때 #1 발전동기 뭉치(100)는 센서와 콘트롤러와 무접점 반도체 스위치와 회전자 팔(21)에 의하여 정반발력으로 회전을 진행하면, 동일 회전축(30)에 부착된 #2, 3, 4, 5 발전동기 뭉치(100)도 회전한다. 이때, #2 발전동기 뭉치는 정당김력으로 작용하여 회전하고 p1지점에 위치하면 정반발력으로 작용하고 #3 발전동기 뭉치는 정당김력으로 작용하여 p1지점에 위치하면 정반발력으로 작용하고, 계속하여 순차적으로 작용하며 회전동작을 진행한다. 이때에 전자석 투스(11)의 코일(15)는 동시에 여자되지 않도록 무접점 반도체 스위치는 내부 인터록(inter lock)을 하여야 하며, 만일 동시에 여자된다면 역반발력의 작용으로 회전력 및 회전속도가 감소한다.The case in which five power generating synchronous bundles composed of a state and a rotor are installed on the rotating
상기 서술한 바와 같이 발전동기 뭉치 1개로는 180도 회전할 때마다 전원이 투입 개방으로 회전력 과 회전속도를 효율적으로 사용하는데 불리함이 있으나, 발전동기 뭉치를 5개로 설치하면 36도 회전할 때마다 전원이 투입 개방으로 회전력 및 회전 속도도 증가한다. 즉 발전동기 뭉치의 수량이 증가할수록 큰 회전력과 큰 회전속도를 얻을 수 있다.
As described above, there is a disadvantage in that the power is efficiently used for turning power and rotation speed by opening and closing the power generating synchronous bundle every 180 degrees. Rotational force and rotational speed also increase as the power supply opens. In other words, as the number of power generating motive bundles increases, a large rotational force and a large rotational speed can be obtained.
다음은 전동기로서 소비 전력량에 대하여 설명한다.Next, the electric power consumption amount as an electric motor is demonstrated.
발전동기 뭉치 1개의 소비전력량은 코일(15)의 용량을 1㎾, 전압 인가 시간을 t1 이라 하면 1시간 동안 소비전력은 표2와 같이 정리할 수 있다.The power consumption of one generation synchronous bundle can be summarized as shown in Table 2 when the capacity of the
코일 용량
(kW)Electromagnet
Coil capacity
(kW)
n개 설치용량
(kW)Motivation
n footprints
(kW)
사용 용량
(kW)real
Used capacity
(kW)
전압
인가시간For 1hr
Voltage
Authorization time
(kWh)Power consumption
(kWh)
비 고
이하 도면에서 발전기로서의 동작과 발전기로서 출력량에 대하여 설명한다. 먼저 발전기로서 동작을 설명한다.
In the drawings, the operation as a generator and the output amount as a generator will be described. First, the operation as a generator will be described.
도 4은 발전동기 뭉치의 요부 단면도이다.4 is a sectional view of main parts of the power generation bundling.
도 4a는 코일(15)을 전자석 투스(11)와 발전 투스(12)에 권선한 형태의 배면도이다. 즉 투스(11, 12)를 중심으로 좌측은 코일의 입구이며, 우측은 코일의 출구로서 180도 위상차가 있다.4A is a rear view of a form in which the
도 4b에서 회전축(30)을 중심으로 회전자 영구자석(25)이 좌에서 우측으로 회전을 진행하면 유도 기전력이 발생한다. 유도 기전력은 t1과 t3는 180도 위상 차이가 있는 기전력이다. 따라서, t2구간이 영구자석(25)의 폭보다 적으면 t1과 t3구간에서 발생하는 유도 기전력이 상쇄되여 발전의 효율이 적어지고, 그 폭이 크면 공회전으로 인하여 발전의 효율이 적어지므로 그 폭은 동일하게 하는 것이 바람직하다. t4구간은 슬롯(13)과 관계있는 부분으로 발전의 효율을 높이려면 적을수록 유리하다.In FIG. 4B, when the rotor
도 4c는 발전동기 뭉치(100)에 전자석 투스(11)와 발전 투스(12)에 코일(15)이 권선된 코일 홀더 뭉치(16)를 취부한 형태로 유도 기전력이 발생되는 구간을 표시한 것이다. 복수의 전자석 투스(11)의 t1부분은 유도 기전력을 채집하나 180도 위상차가 있는 t3부분은 회전을 위한 전원이 여자되는 부분으로 유도 기전력의 채집은 일부하고, 복수의 발전 투스(12)는 t1과 180도 위상차가 있는 t3구간에서 유도 기전력을 채집한다.
FIG. 4c shows a section in which induced electromotive force is generated in a form in which a
다음은 발전기로서 출력량에 관한 것이다.The following is about the output as a generator.
발전동기 뭉치 1개의 코일(15) 용량을 1㎾, 발전기 효율을 15%라고 하면 1시간 동안 획득할 수 있는 발전 출력량을 표3과 같이 정리하였다.Synchronization of
그러나 상기 표3과 같이 발전동기 뭉치 1개는 발전량을 효율적으로 획득하는데 불리함이 있다.
However, as shown in Table 3, one bundle of power generation motives has a disadvantage in efficiently obtaining power generation.
도 5는 상기 문제점을 보완한 경우의 개념을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the concept of the case of supplementing the above problem.
회전축(30)에 스테이트와 회전자로 이루어지는 발전동기 뭉치를 5개 설치한 경우를 나타낸 것이다. 발전동기 뭉치 5개의 코일(15) 용량은 1㎾, 발전동기 뭉치 1개의 발전기 효율을 15%라고 하면, 1시간 동안 획득할 수 있는 발전 출력량을 표4과 같이 정리할 수 있다.The case where five power generation synchronous bundles which consist of a state and a rotor are installed in the
용량(kW)Motivation
Capacity (kW)
효율(%)As a generator
efficiency(%)
량(kWh)Power generation output
KWh
설치량(개)Generation motive bundle
Installation quantity ()
(kWh)Power generation
(kWh)
만일 발전동기 뭉치 n개가 설치 되였다면 n개의 소비전력량은 코일(15)의 용량을 1㎾, 발전동기 뭉치 1개의 발전기 효율을 15%라고 하면 1시간 동안 획득할 수 있는 소비 전력량과 발전 출력량을 표5과 같이 정리할 수 있다.If n units of power generation motives are installed, n power consumptions represent the power consumption and power generation output that can be obtained for 1 hour, if the capacity of the
소비전력량(kW)Motivation
Power Consumption (kW)
효율(%)As a generator
efficiency(%)
량(kWh)Power generation output
KWh
설치량(개)Generation motive bundle
Installation quantity ()
(kWh)Power generation
(kWh)
도 6은 코일(15)의 결선 방법이다.6 is a connection method of the
전자석 투스(11)의 코일(15)의 결선은 동작하는 발전동기 뭉치(100)의 전자석 투스(11) 외의 발전동기 뭉치(100)의 전자석 투스(11)가 동작하여 역반발력으로 인하여 회전력 및 회전속도가 저하되지 않도록 개별의 발전동기 뭉치마다 직렬로 결선하고,The connection of the
발전 투스(12)의 코일(15)의 결선은 개별의 발전동기 뭉치(100)의 발전 투스(12)를 결선하여 영구자석(25)에 대하여 획득하는 유도 기전력이 이외의 코일(15)에 전류의 흐름으로 자력으로 인한 역반발력으로 인하여 회전력 및 회전속도가 저하되지 않도록 복수의 발전동기 뭉치에 회전자(20)의 영구자석(25)이 대응하는 지점을 묶음으로 하되 직렬로 결선한다.The connection of the
도면을 참조하여 결선 묶음을 표6과 표7로 정리하며, 표6은 전자석 투스의 코일 번호이며, 표7은 발전 투스의 코일 번호이고, 코일의 번호는 도 5의 고정자 스테이트 외주면에 기입한 번호를 참조한다.Table 6 and Table 7 summarize the wiring bundles with reference to the drawings, Table 6 is the coil number of the electromagnetic tooth, Table 7 is the coil number of the power tooth, and the coil number is the number written on the outer circumferential surface of the stator state of FIG. See.
이상으로 도 2, 3, 4, 5, 6에 대하여 설명하였다.2, 3, 4, 5, and 6 have been described above.
도 2, 3, 4, 5, 6에서 설명한 바와 같이 전동기로서 회전을 하며 발전기로서 유도기전력을 획득하고자 많은 노력들이 이루어지고 있다.As described in FIGS. 2, 3, 4, 5, and 6, many efforts have been made to rotate as an electric motor and obtain an induced electromotive force as a generator.
상기와 같이 발전을 겸용하는 비엘디씨 모터는 발전을 할 때에 발전 투스의 크기로 인하여 발전의 공백이 발생하는 문제가 있다.As described above, the BCD motor which combines power generation has a problem in that power generation gap occurs due to the size of the power tooth.
또한, 180도의 위상차를 갖는 2종류의 유도기전력이 발전되여 부하를 분리하여야 하는 문제가 있다.In addition, two kinds of induced electromotive force having a phase difference of 180 degrees are generated, and there is a problem in that the load must be separated.
또한, 상기와 같은 문제로 인하여 발전 코일의 결선을 할 때에 결선이 복잡한 문제가 있다.In addition, due to the above problems, there is a problem in that the wiring is complicated when the power generation coil is connected.
또한, 상기와 같은 문제로 인하여 대용량일 경우 코일의 단면적이 커지므로 결선에 어려운 문제가 있다.In addition, due to the problems described above, if the capacity is large, the cross-sectional area of the coil is increased, so there is a difficult problem in wiring.
또한, 상기와 같은 문제로 인하여 유도 기전력을 체집할 때에 다수의 반도체소자가 소요되는 문제가 있다.In addition, there is a problem that a plurality of semiconductor devices are required when collecting induced electromotive force due to the above problems.
또한, 상기와 같은 문제로 인하여 제어반의 크기가 커지는 문제가 있다.In addition, there is a problem that the size of the control panel increases due to the above problems.
또한, 상기와 같은 문제로 인하여 다수의 반도체를 냉각하기 위한 냉각장치를 설치하여야 하는 문제가 있다.In addition, there is a problem that a cooling device for cooling a plurality of semiconductors should be provided due to the above problems.
또한, 발전코일의 소손으로 인한 교체시 발전을 겸용하는 비엘디씨 모터를 정지하여야 하는 문제가 있다.In addition, there is a problem to stop the BCD motor to combine power generation when replacing due to the burnout of the power coil.
또한, 상기와 같은 일련의 교체 작업으로 인한 재조립 과정에서 발생하는 베어링이나 회전축의 손상을 가져올 수 있고, 그에 따라 발전을 겸용하는 비엘디씨 모터의 진동과 소음으로 이어져 신뢰성 및 품질이 저하되는 문제가 있다.In addition, the bearing or the rotating shaft may be damaged during the reassembly process due to the series of replacement work as described above, resulting in the vibration and noise of the BCD motor that combines power generation, resulting in a decrease in reliability and quality. have.
또한, 상기와 같은 일련의 교체 작업으로 인한 분해 및 재조립과정에 의해 작업공수가 늘어나는 문제가 있다.In addition, there is a problem that the number of work is increased by the disassembly and reassembly process due to the series of replacement work as described above.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 발전동기 뭉치(100)를 전동뭉치(300)와 발전뭉치(500)로 분리를 하여 전동기와 발전기의 기능을 동시에 수행하는 발전시 회전력이 발생하는 발전동기를 제공하는 데 있다. An object of the present invention devised to solve the problems as described above, the power generation power to perform the functions of the electric motor and the generator at the same time by separating the electric power generating unit bundle (100) and the electric power bundle (500). This is to provide the generating motivation.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages, and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발전시 회전력이 발생하는 발전동기는, In order to achieve the above object, the power generation motive to generate a rotational force during power generation according to the present invention,
베어링이 부착된 양측 가이드 사이에, 회전축이 회전가능하게 설치되며 상기 회전축을 중심으로 전동 뭉치와 복수의 발전 뭉치가 설치되는데, 그 전동 뭉치에 있어서 회전의 중심으로부터 회전의 반대방향으로 일정각도 구부러진후 다시 반대방향으로 소정각도 구부러진 회전자 팔과 그 끝단에 회전자 영구자석이 부착된 회전자와, 그 영구자석의 회전반경 외 측으로 공극을 유지한 후 전자석 코일이 권선된 전자석 코일 홀더를 부착한 전자석 투스가 삽입될 수 있도록 요형태의 개방된 부분을 원의 내측으로 향하며, 복수개로 조립되어 원형을 이루는 스테이트와, 그 스테이트의 내측으로 부착되는 전자석 코일이 권선된 전자석 코일 홀더를 부착한 복수의 전자석 투스와, 그 스테이트 외 측으로 복수 개가 조립되어 원형을 이루는 고정자 커버를 포함하여 전동 뭉치를 이루며,Between the guides on which the bearings are attached, a rotating shaft is rotatably installed, and an electric bundle and a plurality of electric power bundles are installed around the rotary shaft, and the electric bundle is bent at an angle in a direction opposite to rotation from the center of rotation in the electric bundle. Electromagnet with a rotor arm bent at a predetermined angle in the opposite direction, a rotor with a permanent magnet attached to its end, and an electromagnet coil holder with an electromagnet coil wound after maintaining the void outside the rotation radius of the permanent magnet. A plurality of electromagnets having an open part of the concave shape toward the inner side of the circle so that the tooth can be inserted, and a state in which a plurality of assembled states are formed, and an electromagnet coil holder wound with an electromagnet coil attached to the inside of the state. Tooth and a plurality of stator covers are assembled outside the state to form a circular shape Form an open electric bunch,
전동 뭉치의 회전자가 부착된 동일한 회전축에, 회전의 중심으로부터 회전의 반대방향으로 일정각도 구부러진 후 다시 반대방향으로 소정각도 구부러진 복수의 회전자 팔과 그 끝단에 복수의 발전용 회전자 영구자석이 부착된 회전자와, 그 영구자석의 회전반경 외 측으로 공극을 유지한 후 발전 코일을 권선한 전자석 코일 홀더가 삽입될 수 있도록 요 형태의 개방된 부분을 원의 외 측으로 향하며 복수개로 조립되어 원형을 이루는 스테이트와, 그 스테이트 외측으로 매입되는 복수의 발전 코일이 권선된 발전 코일 홀더와, 그 발전 코일이 매입된 스테이트 외 측으로 복수 개가 조립되어 원형을 이루는 고정자 커버를 포함하여 일정한 위상각을 유지하며 복수의 발전 뭉치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A plurality of rotor arms bent at a predetermined angle in the opposite direction of rotation from the center of rotation and then bent at a predetermined angle in the opposite direction to the same rotating shaft to which the rotor of the electric bundle is attached, and a plurality of rotor permanent magnets for power generation are attached to the ends thereof. The open part of the yaw shape toward the outside of the circle to be inserted into a circular shape so that the rotor and the electromagnet coil holder winding the power generation coil can be inserted after maintaining the void outside the rotation radius of the permanent magnet. A plurality of power coil holders are wound around a state, a plurality of power coils embedded in the outside of the state, and a plurality of stator covers are assembled to the outside of the state in which the power coils are embedded to form a circular shape. It is characterized by consisting of a bundle of power.
또한, 전자석 코일을 권선한 전자석 코일 홀더를 부착한 전자석 투스를 1개, 2개, 또는 그 이상으로 하는 것과 발전 코일을 권선한 발전 코일홀더를 1개, 2개, 또는 그 이상으로 하는 것을 특징으로 한다.In addition, one, two, or more electromagnet teeth with an electromagnet coil holder wound around the electromagnet coil, and one, two or more electromagnet coil holders with the power coil coiled are characterized by It is done.
또한, 전동 뭉치와 발전 뭉치의 스테이트를 비자성체로 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the state of the electric power bundle and the power generation bundle is characterized in that the nonmagnetic material.
또한, 발전 뭉치의 스테이트에 부스바를 설치하고 발전 코일을 병렬 접속하는 것을 특징으로 한다.In addition, the bus bar is provided in the state of the power generation bundle, and the power generation coil is connected in parallel.
또한, 복수개의 발전 뭉치 스테이트에 설치한 부스바를 병렬 접속하는 것을 특징으로 한다. Moreover, it is characterized by connecting the bus bars installed in the plurality of power generation bundle states in parallel.
또한, 전동 뭉치의 운전은 회전자 영구자석에 대응하는 전자석 코일이 순차적으로 하며 연속적으로 순환하여 운전하는 것을 특징으로 한다.In addition, the operation of the electric bundle is characterized in that the electromagnet coil corresponding to the rotor permanent magnet sequentially and circulating continuously.
또한, 전동 뭉치가 소비하는 전력량은 동일시간 내에 전동 뭉치가 연속적으로 운전하여 소비하는 전력량보다 적은 것을 특징으로 한다.In addition, the amount of power consumed by the electric bundle is less than the amount of power consumed by the electric bundle continuously operating within the same time.
또한, 전동 뭉치에 부착되는 전자석 코일의 설치 수량이 증가할수록 회전력 및 회전속도가 증가하는 것을 특징으로 한다.In addition, as the installation quantity of the electromagnet coil attached to the electric bundle increases, the rotational force and the rotational speed is increased.
또한, 발전 뭉치의 설치 수량이 증가할수록 발전량이 증가하는 것을 특징으로 한다.In addition, the amount of power generation increases characterized in that the installation quantity of the power generation bundle increases.
상기한 구성으로 된 본 발명품에 의하면, 전자석과 영구자석 간에 작용하는 반발력으로 인하여 전동기와 발전기의 기능을 동시에 수행한다.According to the present invention having the above-described configuration, due to the repulsive force acting between the electromagnet and the permanent magnet performs the function of the motor and the generator at the same time.
도 1: 본 발명품의 개발 개념을 설명하기 위한 도면
도 2, 3, 4, 5, 6: 발명의 배경 도면 발취분(특허출원 제10-2011-0020686호)
도 7, 8 :본 발명품의 전동기로서 회전 원리를 설명하기 위한 도면
도 9, 10, 11, 12, 13 : 본 발명품의 발전시 회전력이 발생하는 원리를 설명하기 위한 도면
도 14: 발전코일의 정면도 및 측면도
도 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 ,23 : 본 발명품의 제1 실시예
도 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 : 본 발명품의 제2 실시예
도 31 : 본 발명품의 제3 실시예
도 32 : 본 발명품의 제4 실시예1 is a view for explaining the development concept of the present invention
2, 3, 4, 5, 6: Background drawing of the invention (patent application No. 10-2011-0020686)
7 and 8: A diagram for explaining the principle of rotation as the electric motor of the present invention
9, 10, 11, 12, and 13: a view for explaining the principle of generating a rotational force during the development of the present invention
14: Front view and side view of power generation coil
15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23: First embodiment of the present invention
24, 25, 26, 27, 28, 29 and 30: Second Embodiment of the Invention
31: Third Embodiment of the Invention
32: Fourth Embodiment of the Invention
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 발전시 회전력이 발생하는 발전동기의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the power generation motive power generating a rotational force in accordance with the present invention.
도 7는 본 발명품의 회전자에 대한 기본개념을 설명하는 것이다.Figure 7 illustrates the basic concept of the rotor of the present invention.
도면에서, 전자석 투스(35)에 코일(37)이 권선된 코일 홀더(36)를 취부 하고, 회전축(10)에는 회전자(20)를 회전 가능하게 부착하고 회전자 팔(21)의 끝 부위에 영구자석(25)이 부착되어 있고, 또 전자석 투스(35)는 스위치에 의해 전원을 투입되여 전자석으로 작동을 하며 자력을 방출하고 있는 형상이다.In the figure, a
도 7a에서 전자석 투스(35)의 자극과 영구자석(25)은 같은 극, 예컨대 N극이 서로 인접되어, 두자극은 180도의 위상차로 반발력으로 작용한다. 그러나 회전자(20)는 두 자력의 반발력의 힘을 보유하면서 회전자(20)는 정지하고 있다.In FIG. 7A, the magnetic pole of the
도 7b는 도 7a의 자력의 힘을 벡터로 표시한 것으로, 전자석의 자력을 F1이라고 하고 영구자석(25)의 자력을 F2라고 하면 자력의 합은 F=F1-F2로써 회전축(10)과 전자석 투스(35)의 방향으로 반발력을 보유하면서 정지하고 있다.FIG. 7B is a vector showing the force of the magnetic force of FIG. 7A. When the magnetic force of the electromagnet is F1 and the magnetic force of the
도 7c는 도 7a의 문제점을 보완한 실시예로서 전자석 투스(35)의 자극과 영구자석(25)은 같은 극, 예컨대 N극이 서로 인접되어, 두자극은 180도의 위상차를 두고 반발력으로 작용한다. 그러나 회전자 팔(21)을 회전축(10)의 수평면상 하측으로 기울기를 r1으로 하여 그선을 기준으로 회전자 영구자석(25)의 회전반경 내에서 굽힘으로 영구자석과 연결하면 r2의 내각이 형성되면서 회전자(20)는 반발력을 우측으로 회전력으로 전환하여 우측으로 회전을 한다.FIG. 7C is an embodiment to solve the problem of FIG. 7A. The magnetic pole of the
도 7d는 벡터로 표시한 것으로 전자석 투스(35)의 자력 힘을 F1이라 하고 영구자석(25)의 반발력을 F2라 하면 합성벡터 F=F1+F2의 힘으로 반발력이 회전력으로 전환하여 회전자(20)는 우측으로 회전을 진행한다. 상기 기울기 r1과 r2는 특별히 한정되지 않으며, 회전자 팔(21)의 설치 수량에 대응하여 적절하게 변형이 가능하다.FIG. 7D shows a vector. When the magnetic force of the
다시 서술하면, 회전자 팔(21)은 회전축(10)을 중심점으로 하여 회전자 영구자석(25)의 회전반경 내에서 회전자의 팔(21)의 내각이 적을수록 회전자 팔(21)의 길이가 길수록, 동일한 반발력에 대한 회전력의 전환이 유리하나, 회전자 팔(21)의 설치 수량에 따라 적절하게 변형이 가능하다. 또한, 회전자 팔(21)의 굵기를 영구자석(25)의 부분보다 적게 하여서 회전자(20)가 회전을 진행하면 관성력으로 진행을 하는데, 이때에 풀라이 흴(미도시)의 역활을 할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 그 굵기는 적용례에 따라 적절하게 변형이 가능하다.In other words, the
따라서, 회전자 팔(21)의 굽힘 및 굵기는 본 발명품의 효율을 증가시키거나, 또는 감소시키는 역활을 한다.
Accordingly, the bending and thickness of the
도 8은 본 발명품의 용어 및 회전동작의 기본 개념을 설명하기 위한 도면으로, 스테이트(30)의 홈 부위에, 코일(37)이 권선된 코일 홀더(36)가 부착된 전자석 투스(35)를 설치하고, 회전축(10)에 회전자(20)를 회전 가능하게 부착하고, 회전자 팔(21)의 끝 부위에 영구자석(25)이 부착되어 있는 형상으로서 도 8a, b, c에서 전자석 투스(35)는 스위치에 의해 전원이 단락된 상태로, 영구자석에 대하여는 자성체로서 상호 작용을 하고 있으며, 도 8d, e, f에서 전자석 투스(35)는 스위치에 의해 전원이 연결되여 있으므로 전자석 투스(35)의 자극은 영구자석에 대하여 전자석으로서 상호 작용을 하고 있는 형상으로, 전자석과 영구자석의 같은 극, 예컨대 N극이 서로 작용하고 있다. 이때에 스테이트(30)의 재질은 비자성체이다.8 is a view for explaining the basic concept of the term and the rotation operation of the present invention, in the groove portion of the
도 8a에서 회전자 영구자석(25)은 전자석 투스(35)에 대하여 자력은 당김력으로 작용을 하여 회전축(10)은 회전을 진행한다. 이 자력의 힘을 정당김력이라 하고, In FIG. 8A, the rotor
도 8b에서 회전자 영구자석(25)은 전자석 투스(35)에 대하여 자력은, 수직으로 당김력이 작용을 하여 어떤 물리적인 힘이 가해지지 않는 한 정지상태를 유지한다. 이 힘을 당김력이라 하고,In FIG. 8B, the rotor
도 8c에서 회전자 영구자석(25)은 전자석 투스(35)에 대하여 자력은 당김력으로 작용을 하여 역회전을 진행한다. 이 자력의 힘을 역당김력이라 한다.In FIG. 8C, the rotor
즉, 당김력(인력)은 정당김력 과 당김력 및 역당김력으로 세분화하여 구분한다.
In other words, the pull force (manpower) is divided into party pull force, pull force and inverse pull force.
도 8d에서 회전자 영구자석(25)은 전자석 투스(35)에 대하여 자력이 반발력으로 작용을 하여 역회전을 진행한다. 이 자력의 힘을 역반발력이라 하고,In FIG. 8D, the rotor
도 8e에서 회전자 영구자석(25)은 전자석 투스(35)에 대하여 자력이 수직으로 반발력이 작용하나 도 7c에서 전술한 것과 같이 벡터의 원리에 의해 회전력으로 전환된다. 이 자력의 힘을 반발력이라 하고,In FIG. 8E, the rotor
도 8f에서 회전자 영구자석(25)은 전자석 투스(35)에 대하여 자력이 반발력으로 작용을 하여 정회전을 진행한다. 이 자력의 힘을 정반발력이라 한다.In FIG. 8F, the rotor
즉, 반발력(척력)은 역반발력 과 반발력 및 정반발력으로 세분화하여 구분한다.
In other words, the repulsive force (repulsive force) is divided into repulsive force, repulsive force and static repulsive force.
특히, 도 8중 도 8a, 도 8e, 도 8f는 본 발명품의 회전 원리가 된다.In particular, Figs. 8A, 8E and 8F in Fig. 8 become the rotation principle of the present invention.
후술하지만, 회전축(10)을 중심으로 회전 가능하게 고정된 회전자(20)에 회전자 팔(21)의 끝 부위에 부착된 영구자석(25)은 전자석 투스(35)에 대하여 정당김력으로 회전을 하다가 정지하려고 한다. 다시 표현하면 회전자(20)는 회전 관성력으로 인하여 도면상에서 회전축(10)의 수직선의 지점을 이탈하였다가 역회전하여 정지 하려고 한다. 하지만 이때에 반발력 지점에서 센서에 센싱으로 인한 콘트롤러의 신호에 의해, 전자석 투스(35)의 코일(37)이 전원의 연결, 코일(37)이 여자(exite)되면서 전자석의 자력으로 반발력이 작용하며, 이 반발력은 회전자 팔(21)의 굽힘으로 인하여 회전력으로 전환되여 정회전을 하며, 이때 역반발력이 되지 않도록 전원을 개방한다. 이때는 당김력이 작용하나 회전력의 힘이 세게 작용하여 회전을 진행하며 다시 센서에 의해 전원이 투입되여 전자석 투스(35)의 전자력의 힘으로 정반발력이 작용한 후 전원은 개방된다. 이러한 동작으로 회전자(20)는 상기 동작을 반복하면서 회전을 진행한다. Although described later, the
이상으로 본 발명품의 기본 회전 원리를 설명하였다. 상기에서 설명한 동작방법은 하나의 예를 설명한 것으로 회전자(20)가 회전을 진행하면 관성력이 발생하므로 이러한 점을 고려하여 동작방법은 설정하는 것이 바람직하다.
The basic rotation principle of the present invention has been described above. The operation method described above has been described as an example, and since the inertial force is generated when the
도 9, 10, 11, 12, 13은 본 발명품의 발전시 회전력이 발생하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.9, 10, 11, 12, and 13 are diagrams for explaining the principle of generating a rotational force during power generation of the present invention.
도 9a에서 회전축(10)을 중심으로 회전자(20)와 회전자 팔(21)의 끝단에 영구자석(25)이 부착되어 있으며 우측 상단에는 도체 즉 동선(80)이 위치하고 있는 형상이다. 이때, 도 9b와 같이 회전자 영구자석(25)이 동선(80)의 하측으로 회전을 하면 동선에는 전류가 흐르며, 또한 이 전류에 의하여 자력이 발생한다. 따라서 동선(80)에서 형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 간에는 회전을 방해하는 역반발력과 도 8e 및 도 8f에서 설명한 바와 같이 회전을 증가시켜주는 반발력과 정반발력이 작용한다. In FIG. 9A, a
도 9c는 상기에서 서술한 전류의 발생을 그래프로 표현한 것이다. 도면에서 전류는 발생을 시작하여 점차 적으로 증가하여 일정크기를 유지하다가 점점 감소한다. 9C is a graphical representation of generation of the above-described current. In the figure, the current starts to increase gradually and maintains a constant magnitude and then decreases gradually.
도 9d는 동선(80)에서 형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 사이에서 두 자력간에 힘을 표현한 것이다. 즉 동선(80)과 회전자 영구자석(25)의 중간지점까지 역반발력으로 작용하다가 중간지점에서 반발력으로 작용하고, 또다시 정반발력으로 작용한다. 이때, 동선에 발생하는 유도기전력에 의한 전류와 두자력 간에 작용하는 힘은 회전자 영구자석(25)의 자력의 힘과 회전자(20)가 회전하는 속도에 비례한다.FIG. 9D illustrates a force between two magnetic forces between the magnetic force formed in the
도 9e는 회전축(10)을 중심으로 회전자(20)와 회전자 팔(21)의 끝단에 영구자석(25)이 부착되어 있으며 우측 상단에는 발전코일 홀더(31a)에 발전코일(32a)을 권선한 상태를 표현한 것으로 발전코일(32a)의 폭을 L1이고 회전자 영구자석(25)의 폭을 L2이면 L1=L2 일 경우를 표현한 것이다. Figure 9e is a
도 9f에서 회전자 영구자석(25)이 발전코일(32a)의 하측으로 회전을 하면 발전코일(32a)에는 전류가 흐르며 또한 이 전류에 의하여 자력이 발생한다. 따라서 발전코일(32a)형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 간에는 회전을 방해하는 역반발력과 회전을 증가시켜주는 반발력과 정반발력이 작용한다.In FIG. 9F, when the rotor
도 9g는 상기에서 서술한 전류의 발생을 그래프로 표현한 것이다. 도면에서 전류는 발생을 시작 점차적으로 증가하다가 발전코일(32a)과 회전자 영구자석(25)의 중간지점을 기점으로 점점 감소한다.9G is a graphical representation of generation of the above-described current. In the drawing, the current gradually starts to increase and gradually decreases from the midpoint of the
도 9h는 발전코일(32a)에서 형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 사이에서 두 자력 간의 힘을 표현한 것이다. 즉 발전코일(32a)과 회전자 영구자석(25)의 중간지점까지 역반발력으로 작용하다가 중간지점에서 반발력으로 작용하고, 또다시 정반발력으로 작용한다. 이때, 동선에 발생하는 유도기전력에 의한 전류와 두자력 간에 작용하는 힘은 회전자 영구자석(25)의 자력의 힘과 회전자(20)가 회전하는 속도에 비례한다.
FIG. 9h represents the force between the two magnetic forces between the magnetic force formed in the
도 10a는 회전축(10)을 중심으로 회전자(20)와 회전자 팔(21)의 끝단에 영구자석(25)이 부착되어 있으며 우측 상단에는 발전코일 홀더(31a)에 발전코일(32a)을 권선한 상태를 표현한 것으로 발전코일(32a)의 폭을 L1이고 회전자 영구자석(25)의 폭을 L2이면 L1>L2 일 경우를 표현한 것이다. 10a shows a
도 10b에서 회전자 영구자석(25)이 발전코일(32a)의 하측으로 회전을 하면 발전코일(32a)에는 전류가 흐르며 또한 이 전류에 의하여 자력이 발생한다. 따라서 발전코일(32a)형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 간에는 회전을 방해하는 역반발력과 회전을 증가시켜주는 반발력과 정반발력이 작용한다. In FIG. 10B, when the rotor
도 10c는 상기에서 서술한 전류의 발생을 그래프로 표현한 것이다. 도면에서 전류는 발생을 시작 회전자 영구자석(25)이 발전코일(32a)에 완전히 진입할 때까지 증가하다가 완전히 진입한 후부터 일정크기를 유지하다가 회전자 영구자석(25)이 발전코일(32a)에서 벗어나는 지점부터 점점 감소한다.10C graphically illustrates the generation of the current described above. In the drawing, the current starts to increase until the rotor
도 10d는 발전코일(32a)에서 형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 사이에서 두 자력 간의 힘을 표현한 것이다. 즉 발전코일(32a)과 회전자 영구자석(25)의 중간지점까지 역반발력으로 작용하다가 중간지점에서 반발력으로 작용하고 또, 다시 정반발력으로 작용한다. 이때, 발전코일(32a)의 폭(L1)이 클수록 역반발력의 힘은 상승한다.Figure 10d represents the force between the two magnetic forces between the magnetic force formed in the power coil (32a) and the rotor permanent magnet (25). That is, it acts as a repulsive force to the middle point of the
도 10e는 회전축(10)을 중심으로 회전자(20)와 회전자 팔(21)의 끝단에 영구자석(25)이 부착되어 있으며 우측 상단에는 발전코일 홀더(31a)에 발전코일(32a)을 권선한 상태를 표현한 것으로 발전코일(32a)의 폭을 L1이고 회전자 영구자석(25)의 폭을 L2이면 L1<L2 일 경우를 표현한 것이다. 10E shows that the
도 10f에서 회전자 영구자석(25)이 발전코일(32a)의 하측으로 회전을 하면 발전코일(32a)에는 전류가 흐르며 또한 이 전류에 의하여 자력이 발생한다. 따라서 발전코일(32a)형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 간에는 회전을 방해하는 역반발력과 증가시켜주는 반발력과 정반발력이 작용한다. In FIG. 10F, when the rotor
도 10g는 상기에서 서술한 전류의 발생을 그래프로 표현한 것이다. 도면에서 전류는 발생을 시작 회전자 영구자석(25)의 시작점이 발전코일(32a)에 완전히 진입할 때까지 증가하다가 완전히 진입한 후부터 일정크기를 유지하다가 회전자 영구자석(25)의 끝지점이 발전코일(32a)에서 벗어나는 지점부터 점점 감소한다.Fig. 10G is a graphical representation of the generation of the current described above. In the drawing, the current starts to increase until the starting point of the rotor
도 10h는 발전코일(32a)에서 형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 사이에서 두 자력 간의 힘을 표현한 것이다. 즉 발전코일(32a)과 회전자 영구자석(25)의 중간지점까지 역반발력으로 작용하다가 정반발력으로 작용한다. 이때, 회전자 영구자석(25)의 폭(L2)이 클수록 역반발력의 힘은 상승한다.
FIG. 10h represents the force between the two magnetic forces between the magnetic force formed in the
상기에서 서술한 바와 같이 회전자 영구자석(25)이 발전코일(32a)에 대하여 회전을 할 때에는 역반발력과 반발력과 정반발력이 발생한다. 즉 역반발력의 크기만큼 전동기의 회전력이 필요한 것이며, L1=L2, L1>L2, L1<L2를 비교하여 설명한 것과 같이 L1=L2일 경우가 역반발력이 작용하는 시간이 적다.
As described above, when the rotor
도 11, 12, 13은 본 발명품에서 발전을 진행할 때에 역반발력의 크기를 설명하는 것이다.11, 12, and 13 illustrate the magnitude of the repulsive force when the power generation progresses in the present invention.
도 11a에서 회전축(10)을 중심으로 회전자(20)와 회전자 팔(21)의 끝단에 영구자석(25)이 부착되어 있으며 우측 상단에는 연속적으로 30도의 위상차를 두고 발전코일(32a)과 발전코일(32b)이 배치되어 있는 것을 표현한 것이다.In FIG. 11A, the
도 11b에서 회전자 영구자석(25)이 발전코일(32a)과 발전코일(32b)의 하측으로 회전을 하면 발전코일(32a, 32b)에는 전류가 흐르며 또한 이 전류에 의하여 자력이 발생한다. 따라서 발전코일(32a)과 발전코일(32b)에 형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 간에는 회전을 방해하는 역반발력과 회전을 증가시켜주는 반발력과 정반발력이 작용한다.In FIG. 11B, when the rotor
도 11c는 발전코일의 결선을 표시한 것으로 발전코일(32a)과 발전코일(32b)는 병렬로 결선한다.11C shows the connection of the power generation coil. The
도 11d는 상기에서 서술한 전류의 발생을 그래프로 표현한 것이다. 11D is a graphical representation of generation of the above-described current.
도면에서 전류는 발생을 시작, 회전자 영구자석(25)의 시작점이 발전 코일(32a)에 완전히 진입할 때까지 증가하다가 완전히 진입한 후부터 감소하다가 다시 발전코일(32b)에 완전히 진입할 때까지 증가하다가 회전자 영구자석(25)의 시작 지점이 발전코일(32b)에서 벗어나는 지점부터 점점 감소한다. 두 상승점은 30도의 위상각이 있다.In the drawing, the current starts to be generated and increases until the starting point of the rotor
도 11e는 발전코일(32a)에서 형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 사이에서 두 자력 간의 힘을 표현한 것이다. 즉 발전코일(32a)과 회전자 영구자석(25)의 중간지점까지 1.역반발력으로 작용하다가 2.반발력과 3.정반발력으로 작용하다 발전코일(32b)시작 지점에서 다시 4.역반발력이 작용하는데 이 지점은 발전코일(32a)의 반발력과 정반발력의 힘이 발전코일(32b)의 역반발력의 힘과 상쇄되고 잔여분의 역반발력의 힘이 발전코일(32b)과 회전자 영구자석(25)의 중간지점까지 작용하며 이지점을 통과하면서 5.반발력과 6.정반발력이 작용한다. 이때에 2.반발력과 5.반발력의 시간은 회전자 영구자석(25)이 30도의 위상차를 통과하는 시간이다.FIG. 11E represents the force between the two magnetic forces between the magnetic force formed in the
다시 서술하면 30도의 위상차 내에서 발전코일(32a)의 반발력과 정반발력의 힘이 발전코일(32b)의 역반발력의 힘과 상쇄되고 잔여분의 역반발력의 힘이 4.역반발력이며 이 힘의 크기만큼 전동기의 회전력이 필요한 것이다. 따라서 발전코일 연속적으로 설치되어 있다면 전동기의 부담이 적어진다.
In other words, within 30 degrees of phase difference, the repulsive force of the
본 발명품에서 복수의 발전뭉치를 설치하였을 때에 위상차를 두는 방법은 2종류로 구분되는데, 발전뭉치는 동일한 위상으로 설치하고 회전축에 부착된 회전자를 위상차를 두는 방법과 회전축에 부착하는 회전자는 동일한 위상으로 설치하고 발전뭉치의 스테이트를 위상차를 갖게 하는 2가지 방법으로 구분할 수 있으며 그 위상차는 회전축을 중심점으로 하여 발전코일의 폭의 각도를 발전뭉치의 수량으로 나누는 것이다. 예를 들면 발전뭉치가 5개 설치되고 발전코일의 각도가 30도 일때는 6도가 위상차가 된다.
In the present invention, when a plurality of power generation units are installed, there are two types of phase difference methods. The power generation units are installed in the same phase and the rotors attached to the rotating shaft have a phase difference and the rotors attached to the rotating shaft have the same phase. The phase difference is divided by the number of power generation bundles with the width of the power generation coil centered on the axis of rotation. For example, if five generation bundles are installed and the angle of the power coil is 30 degrees, the phase difference is 6 degrees.
도 12는 발전코일의 폭의 각도가 회전축의 중심점에서 23도이고 발전 뭉치가 2개이므로 11.5도의 위상차로 회전자가 비틀리게 설치된 것을 표현한 것이다.12 represents that the rotor is twisted with a phase difference of 11.5 degrees because the angle of the width of the power generation coil is 23 degrees from the center point of the rotational axis and two power generation bundles.
도 12a에서 회전축(10)을 중심으로 그 회전축에 #1 발전뭉치의 회전자(20)와 회전자 팔(21)의 끝단에 영구자석(25)이 부착되고 11.5도의 위상차를 두고 #2 발전뭉치의 회전자(20)와 회전자 팔(21)의 끝단에 영구자석(25)이 부착되어 있으며 상단에는 2개의 #1 과 #2의 발전뭉치가 동일한 위상으로 32a(#1)발전코일과 #2 발전코일이 배치되어 있는 것을 표현한 것으로 회전축이 회전을 하면 동시에 #1 에 부착된 회전자 영구자석(25)과 #2 에 부착된 회전자 영구자석(25)이 회전을 하여 32a(#1)발전코일과 32a(#2)발전코일에는 전류가 흐르며 또한 이 전류에 의하여 자력이 발생한다. 따라서 32a(#1)발전코일과 32a(#2)발전코일에는 #1 에 부착된 회전자 영구자석(25)과 #2 에 부착된 회전자 영구자석(25) 간에는 회전을 방해하는 역반발력과 회전을 증가시켜주는 반발력과 정반발력이 작용한다.In FIG. 12A, the
도 12b는 발전코일의 결선을 표시한 것으로 32a(#1)발전코일과 #2 발전코일은 병렬로 결선한다.12B shows the connection of the power generation coil. The 32a (# 1) power generation coil and the # 2 power generation coil are connected in parallel.
도 12c는 상기에서 서술한 전류의 발생을 그래프로 표현한 것이다. 도면에서 전류는 #1 회전자 영구자석(25)의 시작점이 32a(#1)발전코일에 완전히 진입할 때까지 증가하다가 완전히 진입한 후부터 감소하다가 다시 #2 회전자 영구자석(25)의 시작점이 32a(#2)발전코일에 완전히 진입할 때까지 증가하다가 완전히 진입한 후부터 지점부터 점점 감소한다.12C is a graphical representation of generation of the above-described current. In the drawing, the current increases until the starting point of the # 1 rotor
도 12d는 발전코일(32a)에서 형성되는 자력과 회전자 영구자석(25) 사이에서 두 자력 간의 힘을 표현한 것이다. 즉 #1 회전자 영구자석(25)과 32a(#1)발전코일의 중간지점까지 1.역반발력으로 작용하다가 2.반발력과 3.정반발력으로 작용하다 #2 회전자 영구자석(25)의 시작점이 32a(#2)발전코일의 지점에 진입하면 다시 4.역반발력이 작용하는데 이 지점은 #1 회전자 영구자석(25)과 32a(#1)발전코일의 반발력과 정반발력이 #2 회전자 영구자석(25)의 시작점이 32a(#2)발전코일의 역반발력의 힘과 상쇄되고 잔여분의 역반발력의 힘이 #2 회전자 영구자석(25)과 32a(#2)발전코일의 중간지점에서 5.반발력과 6.정반발력이 작용한다. 이때에 2.반발력과 5.반발력 사이의 시간은 #1과 #2회전자 영구자석(25)이 11.5도의 위상차를 통과하는 시간이다.FIG. 12D represents the force between the two magnetic forces between the magnetic force formed in the
다시 서술하면 11.5도의 위상차 내에서 발전코일(32a)의 반발력과 정반발력의 힘이 발전코일(32b)의 역반발력의 힘과 상쇄되고 잔여분의 역반발력의 힘이 4.역반발력이며 이 힘의 크기만큼 전동기의 회전력이 필요한 것이다. 따라서 발전뭉치가 1개 설치된 경우보다 발전뭉치가 복수로 설치되어 있다면 전동기의 부담이 적어진다.In other words, within the phase difference of 11.5 degrees, the repulsive force and the positive repulsive force of the
도 13은 동일한 회전축(10)에 2개의 회전자(20)를 동일한 위상으로 설치하고 2개의 발전뭉치의 발전코일을 11.5도의 위상차를 두고 설치한 경우를 표현한 것으로 도 13a, 13b, 13c, 13d의 동작과 기능은 도 12a, 12b, 12c, 12d,에서 설명한 것과 동일하므로 그에 따른 설명은 중복되므로 생략한다.
FIG. 13 illustrates a case in which two
도 14는 발전코일의 정면도 및 측면도이다.14 is a front view and a side view of the power generation coil.
도 14a에서 회전축(10)을 중심으로 회전자(20)가 부착되고 그 회전자(20)에 회전자 팔(21)이 부착되고 회전자 팔(21)의 끝부위에 회전자 영구자석(25)이 부착되고 상부에 H형상의 발전코일 홀더(31)에 발전코일(32)이 권선된 형태의 정면도이다. 발전코일 홀더의 재질은 내열성과 절연성이 있는 비자성체로서 재질을 선택하여야 하며 권선을 할때에 코일이 손상되지 않도록 오프셋을 감안하여 제작하여야 하고 그 재질로서 특별히 한정되지 않으나 PVC가 적당하다.In FIG. 14A, the
도 14b는 측면도로서 회전자 영구자석(25)의 폭은 발전코일(32)의 각각의 오프셋지점 이내로 선정하여야 하며 회전자 영구자석의 재질은 강력한 자력을 갖는 희토류계 네오디윰으로 4,000가우스 이상이 적당하다.
14B is a side view of which the width of the rotor
이상으로 본 발명품의 전동기로서 회전 원리와 발전시 회전력이 발생하는 원리를 설명하였다. 다음은 본 발명품의 제1 실시예에 대하여 설명한다.
As described above, as the electric motor of the present invention, the principle of rotation and the principle of generating rotation force during power generation have been described. Next, a first embodiment of the present invention will be described.
도 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 ,23은 본 발명품의 제1 실시 예로서,
15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, and 23 are examples of the first embodiment of the present invention.
도 15는 발전동기 뭉치의 분해도 이다.15 is an exploded view of a power generation bundle.
회전축(10)에 회전의 중심으로부터 회전의 반대방향으로 일정각도 구부러진후 다시 반대방향으로 소정각도 구부러진 회전자 팔(21)과 그 끝단에 회전자 영구자석(25)이 부착된 회전자(20)와, 영구자석(25)의 회전반경 외측으로 공극을 유지한 후 발전코일(32)이 삽입될 수 있도록 요형태의 개방된 부분을 원의 외측으로 향하고 전자석 투스(35)가 삽입될 수 있도록 요형태의 개방된 부분을 원의 내측으로 향하며 복수개로 조립되어 원형을 이루는 스테이트(30)와 그 스테이트(30)에 외측에서 내측으로 삽입되는 발전코일 홀더(31)에 발전코일(32)이 권선된 복수개의 발전코일 뭉치와 스테이트(30) 내측에서 외측으로 삽입되는 전자석 코일 홀더(36)에 전동 코일(37)와 전자석투스(35)와 그 스테이트 외측으로 복수개가 조립되어 원형을 이루는 고정자 커버를 포함하여 발전동기 뭉치(100)를 분해한 분해도 이다.
도 16은 발전동기 뭉치의 조립도의 정면도 및 측면도이다.16 is a front view and a side view of the assembled view of the power generation bundling.
도 16a는 발전동기 뭉치를 조립한 정면도이다. 발전동기 뭉치(100)을 구성하는 재질 및 종류는 특별한 것에 한정되지는 않으나 회전자(20) 및 회전자 팔(21)은 자성체 또는 비자성체로서 철 또는 알미늄이 적당하고 회전자 영구자석(25)은 희토류계 네오디윰이 바람직하고 스테이트(30)은 비자성체로서 알미늄이 바람직하고 전자석 투스는 자성체로서 순철 또는 규소강판을 적층하여 사용하고 고정자 커버(40)은 자성체 또는 비자성체로서 철 또는 알미늄이 바람직하다.16A is a front view of the power generation synchronous bundle assembled. The material and type constituting the power generator
도 16b는 발전동기 뭉치를 5개를 배치한 경우의 측면도이다.16B is a side view of the case where five power generation synchronous bundles are arranged.
도면에서 참조번호 50은 좌측과 우측 가이드로서 원판 형상이며 중심에 베어링이 부착되어 있다. 베어링이 설치된 좌측과 우측 가이드 사이에 회전축(10)을 설치하고, 그 회전축(10)에 복수의 발전동기 뭉치(100)를 설치하고, 고정볼트(41)로 취부하여 고정한다. 본 도면에서는 회전자(20)를 설치할 때에 비틀림은 표기되지 않았지만 발전동기 뭉치를 5개를 배치한 경우에는, 회전자(20)에 부착되는 회전자 팔(21)과 영구자석(25)은 2개를 설치한 경우를 나타낸 것으로 본 예에 대하여 회전자(20)를 회전축(10)에 배치할 때에, 각각이 비틀어 배치하되 비틀리는 위상각은 회전자 팔(25)이 10개이므로 360도를 10등분으로 하여 36도로 비틀리게 배치하는 것이 바람직하고 각각의 회전자(20)의 회전반경 외측으로 스테이트(30) 및 고정자 커버(40)를 양측 가이드(50)에 볼트 체결하여 조립하며, 비록 도면에는 회전자(20)의 위치를 감지하는 센서 및 회전 감지판 또는 로타리 엔코더는 미도시 되였지만 회전축(10)에 설치하여야 한다.
In the figure,
도 17은 제 1 실시 예에서의 코일 배치 및 결선에 관한 도면으로서,FIG. 17 is a diagram related to the arrangement and wiring of the coil in the first embodiment;
도 17a는 코일의 배치 및 결선에 관한 도면이다.17A is a diagram relating to arrangement and connection of coils.
일반적인 비엘디씨 모터에 있어서, 고정자 스테이터에서 투스 와 코일 사이에는 절연을 유지하기 위한 인슐레이터가 삽입된다. 즉 코일을 권선 할 때에 슬롯과 슬롯 사이에 인슐레이터가 감싼 위로 코일을 권선 하나, 본 실시 예에서는 인슐레이터와 동등 이상의 절연성을 갖는 프라스틱으로 사출, 성현한 코일홀더(36)에 코일(32)을 권선한 코일 홀더 뭉치를 복수의 전자석 투스(11)에 삽입하여 고정을 한다.In a typical BCD motor, an insulator is inserted between the tooth and the coil in the stator stator to maintain insulation. That is, when winding the coil, the coil is wound up between the slot and the insulator, but in the present embodiment, the
그리고, 본 실시 예에서는 전자석 투스(35)는 후술 하지만, 개별의 발전동기 뭉치마다 직렬로 결선하였고 발전 코일(32)은 후술하지만, 복수의 발전동기 뭉치에 회전자(20)의 영구자석(25)이 대응하는 지점을 묶음으로 하여 결선하였다.In addition, although the
도 17b는 코일 홀더(36)의 단면도이며, 도 17c는 A와 A'의 단면도이다.17B is a sectional view of the
각각의 도면에서 코일 홀더(36)는 투스에 고정할 수 있는 홀을 구비하고 중공의 사각통의 형태로, 위와 아래는 권선된 코일이 이탈하지 않도록 돌출되며, 높이는 한정되지 않으며, 적용예에 따라 적절하게 변형이 가능하다.
또한, 코일 홀더(36)는 코일과 투스 사이를 절연시키는 기능을 구비하며 코일의 소손 및 단락시에 교체를 용이하게 하는 것으로, 프라스틱을 사출, 성형하여 형성될 수 있다. 물론, 상기에서 서술한 재질 및 종류는 특정한 것에 한정되지 않는다.In addition, the
이하의 도면에서 본 실시 예의 전동기로서의 회전동작과 전동기로서 소비 전력량을 설명한다.
In the following drawings, the rotation operation as the electric motor and the amount of power consumption as the electric motor of the present embodiment will be described.
먼저 전동기로서 설명한다.First, the electric motor will be described.
도 18은 발전동기 뭉치의 요부 단면도로서, 발전코일은 미취부하고 전자석 투스(35)에 한하여 전자석 코일홀더(36)에 전자석 코일(37)를 설치한 형태이다.FIG. 18 is a sectional view of main parts of the power generation synchronous bundle, in which the power generation coil is not attached and the
도면에서 회전자(20)의 영구자석(25)은 전자석 투스(35)에 대하여 도 8b에서 전술한 바와 같이 당김력으로 정지하고 있다. 이때에, 센서(61)는 회전자(20)에 부착된 영구자석(25)의 위치를 센싱하고, 신호를 출력하여 콘트롤러(1000)에 신호를 전송하면 콘트롤러(1000)는 무접점의 반도체 소자 S1에 소스와 게이트간에 전압을 유기시켜 전원을 전자석 투스(35)의 코일 홀더 뭉치에 전압을 인가하고 전자석 투스(35)은 코일(37)의 자화에 의하여 자력을 방출한다. 이 자력은 회전자(20)에 부착된 영구자석(25)과 반발력으로 작용하며, 이반발력은 회전자 팔(21)에 의하여 회전력으로 전환되여 회전을 시작한다. 이때 센서(61)는 회전자(20)에 부착된 영구자석(25)의 위치를 센싱하고 신호를 출력하여 콘트롤러(1000)에 신호를 전송하면 콘트롤러(1000)는 무접점의 반도체 소자 스위치 S1에 유기된 전압 차단하여 전원을 개방하여 역반발력을 억제한다. 이때 다시 센서(61)는 회전된 회전자(20)에 부착된 영구자석(25)의 위치를 센싱하고, 신호를 출력하여 콘트롤러(1000)에 신호를 전송하면 콘트롤러(1000)는 무접점의 반도체 소자 스위치 S1에 전압을 유기시켜 전원을 전자석 투스(11)의 코일 홀더 뭉치에 전압을 인가하고 전자석 투스(35)은 코일(37)의 자화에 의하여 자력을 방출하여 정반발력의 힘으로 회전자(20)을 회전시킨다. p1과 p3지점을 출발한 회전자(20)는 초기에 작용한 정반발력과 관성력의 힘으로 회전을 진행하여 p2지점과 p4지점에 도달하였을 때 회전자 영구자석(25)은 전자석 투스(35)에 대하여 정당김력으로 회전을 진행을 하여 p1지점과 p4지점에 도달한다. 이때 다시 전술한 센서(61)및 콘트롤러(1000)와 무접점 반도체 스위치에 의하여 전술한 동작을 반복하며 전동기로서의 회전을 진행한다. In the figure, the
그러나 상기 서술한 바와 같이 발전동기 뭉치 1개로 관성력으로 이동하는 구간이 넓어 위상차가 180도로 설치된 영구자석(25a, 25b) 2개로는 회전력 및 회전속도를 효율적으로 사용하는데 불리함이 있다.
However, as described above, there is a disadvantage in using the rotational force and the rotational speed efficiently with two permanent magnets (25a, 25b) having a phase difference of 180 degrees due to the wide range of movement of inertia force with one bundle of power generating motives.
다음은 전동기로서 소비 전력량에 대하여 설명한다.Next, the electric power consumption amount as an electric motor is demonstrated.
발전동기 뭉치 1개의 소비전력량은 코일(37)의 용량을 1㎾, 전압 인가 시간을 t1 이라 하면 1시간 동안 소비전력은 표8과 같이 정리할 수 있다.The power consumption of one power generation synchronous bundle can be summarized as shown in Table 8 when the capacity of the
도 19는 상기 문제점을 보완한 경우의 개념을 설명하기 위한 도면이다.19 is a diagram for explaining the concept of the case where the above-mentioned problem is solved.
본 실시예에 있어서는 하나의 회전축(10)에 스테이트(30)와 회전자(20)로 이루어지는 발전동기 뭉치를 복수개, 본 예에서는 5개를 설치한 경우를 나타낸 것이다. 본 실시예와 같이 발전동기 뭉치(100)를 복수개 채용하는 경우에는 회전감지판이 또는 로타리 엔코드가 설치되나, 본 예에서는 각각에 센서를 취부한 경우로 하여 설명하고, 동일한 부호는 생략하며, 도 16 및 전술한 도 18과 실질적으로 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.In the present embodiment, a case in which a plurality of power generating synchronous bundles composed of the
도면에서 회전자(20) 및 영구자석(25)은 36도 위상차로 비틀리게 설치되고, 이에 대응하는 코일 (37)이 부착된 전자석 투스(35)는 동일한 위상각으로 설치되여 있다. 이때 #1 발전동기 뭉치(100)는 도 18에서 서술한 바와 같이 센서와 콘트롤러와 무접점 반도체 스위치와 회전자 팔(21)에 의하여 정반발력으로 회전을 진행하면, 동일 회전축(10)에 부착된 #2, 3, 4, 5 발전동기 뭉치(100)도 회전한다. 이때, #2 발전동기 뭉치는 정당김력으로 작용하여 회전하고 p1지점에 위치하면 정반발력으로 작용하고 #3 발전동기 뭉치는 정당김력으로 작용하여 p1지점에 위치하면 정반발력으로 작용하고, 계속하여 순차적으로 작용하며 회전동작을 진행한다. 이때에 전자석 투스(35)의 코일(37)은 동시에 여자되지 않도록 무접점 반도체 스위치를 내부 인터록(inter lock)을 하여야 하며, 만일 동시에 여자된다면 역반발력의 작용으로 회전력 및 회전속도가 감소한다.In the figure, the
상기 서술한 바와 같이 발전동기 뭉치 1개로는 180도 회전할 때마다 전원이 투입 개방으로 회전력 과 회전속도를 효율적으로 사용하는데 불리함이 있으나, 발전동기 뭉치를 5개로 설치하면 36도 회전할 때마다 전원이 투입 개방으로 회전력 및 회전 속도도 증가한다. 즉 발전동기 뭉치의 수량이 증가할수록 큰 회전력과 큰 회전속도를 얻을 수 있다.
As described above, there is a disadvantage in that the power is efficiently used for turning power and rotation speed by opening and closing the power generating synchronous bundle every 180 degrees. Rotational force and rotational speed also increase as the power supply opens. In other words, as the number of power generating motive bundles increases, a large rotational force and a large rotational speed can be obtained.
다음은 전동기로서 소비 전력량에 대하여 설명한다.Next, the electric power consumption amount as an electric motor is demonstrated.
발전동기 뭉치 1개의 소비전력량은 코일(15)의 용량을 1㎾, 전압 인가 시간을 t1 이라 하면 1시간 동안 소비전력은 표9와 같이 정리할 수 있다.The power consumption of one power generation synchronous bundle can be summarized as shown in Table 9 for 1 hour if the capacity of the
코일 용량
(kW)Electromagnet
Coil capacity
(kW)
n개 설치용량
(kW)Motivation
n footprints
(kW)
사용 용량
(kW)real
Used capacity
(kW)
전압
인가시간For 1hr
Voltage
Authorization time
(kWh)Power consumption
(kWh)
비 고
상기한 표9를 정리하여 서술하면, 발전동기 뭉치를 복수로 설치하되 전자석용 투스에 권선된 코일의 여자는 순차적으로 하여 연속적으로 1조씩 여자 하여야 하며, 발전동기 뭉치의 설치 수량이 증가할수록 회전력 및 회전속도가 증가하고, 복수의 발전동기 뭉치가 소비하는 전력량은 동일시간 내에 발전동기 뭉치 1조의 전자석용 투스에 권선된 코일이 연속적으로 여자 될 때에 소비하는 전력량보다 적은 것을 특징으로 한다.
To summarize the above Table 9, install a plurality of generator synchronous bundles, but the excitation of the coil wound on the electromagnet tooth should be sequentially excited one by one set, and the rotational force and The rotation speed is increased, and the amount of power consumed by the plurality of power generating synchronous bundles is less than the amount of power consumed when the coils wound on the pair of electromagnet teeth of the power generating synchronous bundle are continuously excited within the same time.
이상으로 전동기로서 회전동작과 소비 전력량을 설명하였다.
The rotation operation and the power consumption as the electric motor have been described above.
이하 도면에서 본 발명품을 발전기로서의 동작과 발전기로서 출력량에 대하여 설명한다. 먼저 발전기로서 동작을 설명한다.
In the following drawings, the present invention will be described for the operation as a generator and the output amount as a generator. First, the operation as a generator will be described.
도 20은 발전동기 뭉치의 요부 단면도 및 결선도이다.20 is a sectional view and a connection diagram of main parts of the power generation synchronous bundle.
도 20a는 발전동기 뭉치(100)에 발전 코일(32a~t)이 권선된 코일 홀더 뭉치만 취부한 형태로 유도 기전력이 발생되는 구간을 표시한 것이다. FIG. 20A illustrates a section in which induced electromotive force is generated in a form in which only a bundle of coil holders in which power generation coils 32a to t are wound is mounted on the
t1은 발전 코일(32)의 부분으로 유도 기전력이 채집되는 구간이고, t1 is a section in which induced electromotive force is collected as a part of the
t2는 각각의 발전 코일(32)의 공백구간이며, t2 is a blank section of each
t3는 전자석 투스(35)가 설치되는 구간으로서 유도기전력이 미발생되는 구간이다.t3 is a section in which the
도 20b는 발전 코일의 결선도이다20B is a connection diagram of a power generation coil.
도 16b를 참조하면 발전동기 뭉치(100)마다 코일을 결선할 수 있는 부스바 지지애자(38)에 부스바(39)를 설치하고, 그 설치된 부스바(bus bar)에 발전 코일(32a~t)를 병열로 접속한다. 이에 사용되는 재질 및 종류는 특별히 한정되지 않으나 부스바 지지애자(38)는 에폭시의 재질로 하고, 부스바(39)는 은도금한 동대를 사용하며, 부스바에 코일을 연결시 접촉저항의 최소화하기 위하여 터미널등을 사용하는 것이 바람직하다.
Referring to FIG. 16B, a
다음은 발전기로서 출력량에 대하여 설명한다.The following describes the output quantity as a generator.
발전동기 뭉치 1개의 코일(15) 용량을 1㎾, 발전기 효율을 15%라고 하면 1시간 동안 획득할 수 있는 발전 출력량을 표10과 같이 정리할 수 있다.Synchronization of
그러나 상기 표10과 같이 발전동기 뭉치 1개는 발전량을 효율적으로 획득하는데 불리함이 있다.
However, as shown in Table 10, one generation motive bundle is disadvantageous in obtaining power generation efficiently.
도 21는 상기 문제점을 보완한 경우의 개념을 설명하기 위한 도면이다.21 is a diagram for explaining the concept of the case where the above-mentioned problem is solved.
본 실시예에 있어서는 하나의 회전축(30)에 스테이트와 회전자로 이루어지는 발전동기 뭉치(100)를 복수개, 본 예에서는 5개를 설치한 경우를 나타낸 것이다. 도 20에서 서술한 바와 같이 복수의 발전 코일(32)이 설치된 스테이트(30)에 대하여 복수의 회전자(20)에 부착된 영구자석(25)에 의하여 유도 기전력이 발생한다.In the present embodiment, a case in which a plurality of power generating
이때에 결선은 후술하지만 발전동기 뭉치(100)의 발전코일은 부스바(39)에 병렬로 연결하고, 복수의 발전동기 뭉치(100)의 결선은 발전코일(32)이 결선된 부스바(39)를 병렬접속한다.
At this time, the wiring will be described later, but the power generation coils of the power generation
다음은 발전기로서 출력량에 대하여 설명한다.The following describes the output quantity as a generator.
발전동기 뭉치 5개의 발전 코일(32)의 용량을 1㎾, 발전동기 뭉치 1개의 발전기 효율을 15%라고 하면, 1시간 동안 획득할 수 있는 발전 출력량을 표11과 같이 정리할 수 있다.If the capacity of the five generator coils 32 is 1 kW and the generator efficiency is 15%, the power generation output that can be obtained for one hour can be summarized as shown in Table 11 below.
용량(kW)Motivation
Capacity (kW)
효율(%)As a generator
efficiency(%)
량(kWh)Power generation output
KWh
설치량(개)Generation motive bundle
Installation quantity ()
(kWh)Power generation
(kWh)
상기 도표 11를 설명하면 발전동기 뭉치의 수량이 5배 증가하면 발전량도 5배로 증가한다.
Referring to Table 11, when the quantity of the motive power generation bundle increases five times, the amount of generation increases five times.
전술한 원리에 의하여 비록 도면은 미도시 되였지만, n개의 발전동기 뭉치를 설치한 경우에 대하여 소비전력량과 출력량을 설명한다.Although the drawings are not shown in accordance with the above-described principle, power consumption and output power will be described with respect to the case where n generators are installed.
발전동기 뭉치 n개의 소비전력량은 코일(15)의 용량을 1㎾, 발전동기 뭉치 1개의 발전기 효율을 15%라고 하면 1시간 동안 획득할 수 있는 소비 전력량과 발전 출력량을 표12와 같이 정리할 수 있다.The power consumption of the n power generation synchronous bundles can be summarized as shown in Table 12 when the power consumption of the
소비전력량(kW)Motivation
Power Consumption (kW)
효율(%)As a generator
efficiency(%)
량(kWh)Power generation output
KWh
설치량(개)Generation motive bundle
Installation quantity ()
(kWh)Power generation
(kWh)
상기한 표12를 정리하여 서술하면, 발전동기 뭉치의 설치 수량이 증가하여도 소비하는 전력량은 동일시간 내에 발전동기 뭉치 1조의 전자석용 투스에 권선된 코일이 연속적으로 여자 될 때에 소비하는 전력량보다 적으며 발전동기 뭉치의 설치 수량이 증가할수록 발전량은 증가한다.
To summarize the above Table 12, the amount of power consumed even if the number of installation units of power generators is increased is less than the amount of power consumed when the coils wound on a pair of electromagnet teeth in the same group are continuously excited within the same time. As the number of installed motive bundles increases, the amount of power increases.
도 22는 전자석 코일(37) 및 발전 코일(32)의 결선 방법이다.22 is a method of connecting the
도 22a는 전자석 코일(37)의 결선 방법으로서 전자석 투스(35)의 전자석 코일(37) 결선은 동작하는 발전동기 뭉치(100)의 전자석 투스(35) 외의 발전동기 뭉치(100)의 전자석 투스(35)가 동작하여 역반발력으로 인하여 회전력 및 회전속도가 저하되지 않도록 하며, 개별의 발전동기 뭉치(100)마다 직렬로 결선하는 것이 바람직하다.FIG. 22A illustrates a method of connecting the
도 22b는 발전 코일(32)의 결선도 이다.22B is a connection diagram of the
발전동기 뭉치(100)의 발전코일은 부스바(39)에 병렬로 연결하고, 복수의 발전동기 뭉치(100)의 결선은 발전코일(32)이 결선된 부스바(39)를 병렬접속한다.The power generation coils of the power generation
도면을 참조하여 결선 묶음을 표13으로 정리하며, 표13은 전자석 투스의 코일 번호이다.Table 13 shows the wiring bundles with reference to the drawings, and Table 13 shows the coil numbers of the electromagnet tooth.
이상으로 발전기로서 동작과 출력량을 설명하였다.
The operation and output quantity as a generator have been described above.
도 23은 발전동기 뭉치가 발전을 할 때에 회전력 발생에 관한 도면이다.23 is a diagram relating to the generation of rotational force when the power generation synchronous bundle generates power.
도 23a에서는 도면의 설명을 중복되지 않게 하기 위하여 회전자 영구자석을 1개로 설치한 경우로 설명한다. 도면에와 같이 발전코일이 발전 가능 위상은 13도이며 발전이 없는 구간으로 전자석 투스가 설치되는 위상은 32도, 발전 코일 사이의 위상은 2도를 표기한 것이다.In FIG. 23A, in order to avoid overlapping description of the drawings, the case where one rotor permanent magnet is provided will be described. As shown in the drawing, the power generation phase of the power generation coil is 13 degrees, the phase where no electromagnetism is installed in the section without power generation is 32 degrees, and the phase between the power generation coils is 2 degrees.
도 23b는 발전동기 뭉치를 1개 설치하였을 때로서 도 9, 10, 11, 12, 13에서 설명하였듯이 회전자 영구자석이 전자석 투스의 지점을 통과하고 발전이 시작되는 지점이 가장 크게 4.역반발력이 발생하는 지점이며, 발전 코일이 연속적으로 설치되어 있는 부분에서 역반발력의 발생은 전자석 투스의 지점을 통과하고 발전이 시작되는 지점보다 작게 발생 한다.FIG. 23B shows a case in which one unit of power generation synchronous is installed. As described in FIGS. 9, 10, 11, 12 and 13, the point where the rotor permanent magnet passes through the point of the electromagnetism and the power generation starts is the greatest. This is the point where it occurs, and the generation of the repulsive force at the portion where the power generation coil is installed continuously occurs smaller than the point where the power generation passes through the point of electromagnetism.
도 23c는 발전동기 뭉치를 5개 설치하였을 때이다. 본 그래프는 도 23b에서 점선의 원형으로 표시한 부분을 확대한 것이 아니고 발전동기 뭉치에 설치된 발전 코일은 5개 모두 동위상으로서 4.역반발력을 5배 증가한 것으로 표현한 것이다.FIG. 23C shows five units of power generating motive bundles. This graph is not an enlarged portion of the circle indicated by the dotted line in Figure 23b, but the power generation coils installed in the power generation synchronous bundle is expressed as a five-fold increase in the 4. repulsion force is all in phase.
따라서, 동위상일 경우에는 발전동기 뭉치의 수량이 증가할수록 역반발력의 힘은 증가한다.
Therefore, in the case of in-phase, the force of repulsive force increases as the number of generating motive bundles increases.
이상으로 제 1 실시예를 설명하였다.
The first embodiment has been described above.
제1 실시 예에는 복수 개의 발전 뭉치에 설치되는 회전자 영구자석의 수량이 동일하여야 하는 문제가 있다.In the first embodiment, there is a problem in that the number of rotor permanent magnets installed in the plurality of power generation bundles should be the same.
또한, 발전동기 뭉치에 설치되는 전자석 투스의 공간 만큼 발전량이 감소한다.In addition, the amount of power generation is reduced by the space of the electromagnet tooth installed in the power generation synchronous bundle.
또한, 발전동기 뭉치에 설치되는 전자석 투스로 인하여 역반발력은 발전 코일이 연속적으로 설치되어 있는 부분보다 커지는 문제가 있다.In addition, due to the electromagnetism installed in the power generation synchronous bundle, the repulsive force is larger than the portion in which the power generation coil is continuously installed.
또한, 복수의 발전동기 뭉치의 스테이트는 동위상으로 인하여 1개의 발전동기의 역반발력보다 복수 배의 역반발력이 증가한다.
In addition, the states of the plurality of power generation synchronous bundles increase the number of times of the back reaction force by a plurality of times than the back reaction force of one power generation motive due to the in-phase.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 제 2 실시 예에서는 발전동기 뭉치를 전동뭉치와 발전 뭉치로 분리하였고 복수의 발전 뭉치는 발전 뭉치의 스테이트에 설치되는 발전코일의 폭을 복수의 수량으로 분활한 결과치로 위상차를 둔다.
In order to solve the above problems, in the second embodiment, the power generation motive bundle is divided into a power generation bundle and a power generation bundle. Puts.
다음은 제2 실시 예를 설명한다
The following describes the second embodiment.
도 24는 전동 뭉치의 분해도 이다.24 is an exploded view of the electric bundle.
회전축(10)에 회전의 중심으로부터 회전의 반대방향으로 일정각도 구부러진후 다시 반대방향으로 소정각도 구부러진 회전자 팔(21)과 그 끝단에 회전자 영구자석(25)이 부착된 회전자(20)와 영구자석(25)의 회전반경 외측으로 공극을 유지한 후 전자석 코일(37)이 권선된 전자석 코일 홀더(36)를 부착한 전자석 투스(35)가 삽입될 수 있도록 요형태의 개방된 부분을 원의 내측으로 향하며 복수개로 조립되어 원형을 이루는 스테이트(30)와 그 스테이트 외측으로 복수개가 조립되어 원형을 이루는 고정자 커버를 포함한 전동 뭉치(300)를 분해한 분해도 이다.
이분해에 배열된 전자석 투스(35)의 배열에서, 제1 실시 예의 도 16을 참조하면, 5개의 발전동기 뭉치(100)에 설치되어 있는 전자석 투스(35)는 동위상으로 회전자는 36도 비틀리게 설치한 것과 제2 실시 예의 도 24의 분해도에서 2개의 회전자 영구자석(25a, 25b)을 설치한 회전자를 중심으로 전자석 코일홀더(36)에 전자석 코일(37)을 권선한 전자석 코일 뭉치가 설치된 전자석 투스(35)를 36도의 위상차를 두고 10개 설치한 것과 동일하다.
In the arrangement of the
도 25는 조립 정면도 및 측면도와 코일의 결선도이다.25 is an assembly front view, a side view, and a connection diagram of a coil.
도 25a는 전동 뭉치(300)의 조립 정면도이다.25A is an assembled front view of the
회전축(10)에, 회전의 중심으로부터 회전자(20)에 일체화된 회전자 팔(21)의 끝단에 부착되는 영구자석(25)과, 그 영구자석(25)의 회전반경 외측으로 공극을 유지한 후 전자석 코일(37)이 권선된 전자석 코일 홀더(36)를 부착한 후 복수로 설치되는 전자석 투스(35)와, 그 전자석 투스가 삽입될 수 있도록 요형태의 개방된 부분을 원의 내측으로 향하며 복수개로 조립되어 원형을 이루는 전동 뭉치 스테이트(34)와, 그 스테이트 외측으로 복수개가 조립되어 원형을 이루는 고정자 커버(40)를 포함한 전동 뭉치(300)의 조립 정면도이다. On the rotating
이때, 본 예에서는 전자석 투스가 10개 설치하였으므로 36도의 위상차를 배열하였다. 전동 뭉치(300)를 구성하는 재질 및 종류는 특별한 것에 한정되지는 않으나 회전자(20) 및 회전자 팔(21)은 자성체 또는 비자성체로서 철 또는 알미늄이 적당하고 회전자 영구자석(25)은 희토류계 네오디윰이 바람직하고 전동 뭉치 스테이트(34)는 비자성체로서 알미늄이 바람직하고 전자석 투스는 자성체로서 순철 또는 규소강판을 적층하여 사용하고 고정자 커버(40)은 자성체 또는 비자성체로서 철 또는 알미늄이 바람직하다.At this time, since 10 electromagnet teeth were installed in this example, the phase difference of 36 degrees was arranged. The material and type constituting the
도 25b는 전동 뭉치의 측면도이며, 미도시 되였지만 동일 회전축(10)에는 양측으로 가이드와 복수의 발전 뭉치가 설치되어있다.25B is a side view of the electric bundle, and although not shown, the guide and a plurality of electric power bundles are provided on both sides of the
도 25c는 전자석 코일(37)의 결선도로서 전자석 코일(37)은 회전자 영구자석(25a, 25b)에 대응하는 전자석 코일은 직렬로 결선한 후 콘트롤러(1000)에서 제어할 수 있도록 반도체 스위치를 포함하여 병렬로 결선하며, 그 운전에 대한 자세한 설명은 생략하고 개요만 설명한다. 도 25a에서 회전자 영구자석(25a, 25b)이 p1, p11에 위치하였을 때에 전원을 투입하여 구동하여 p2, p12의 위치에 도달하면 전원을 개방하여 관성력으로 이동하고 다시 p3, p13의 위치에 도달하면 전원을 투입하여 구동하여 회전자(20)가 이동하며, 이러한 동작을 반복적으로 진행하여 연속적으로 회전을 한다.25C is a connection diagram of the
이상으로 전동 뭉치의 회전동작에 대하여 설명하였다.
The rotation operation of the electric bundle has been described above.
다음은 전동기로서 소비 전력량에 대하여 설명한다.Next, the electric power consumption amount as an electric motor is demonstrated.
전동 뭉치 1개에 전자석 코일(37)이 10개 부착하였을 때에, 전자석 코일(37)의 용량을 0.5㎾, 전압 인가 시간을 t1 이라 하면 1시간 동안 소비전력은 표14와 같이 정리할 수 있다.When 10 electromagnet coils 37 are attached to a single electric bundle, the power consumption of the
코일 용량
(kW)Electromagnet
Coil capacity
(kW)
10개 설치용량
(kW)Electric bundle coil
10 units
(kW)
사용 용량
(kW)real
Used capacity
(kW)
전압
인가시간For 1hr
Voltage
Authorization time
(kWh)Power consumption
(kWh)
비 고
Remarks
만일 전동 뭉치 1개에 전자석 코일(37)이 n개 부착하였다면, 전자석 코일(37)의 용량을 0.5㎾, 전압 인가 시간을 t1 이라 하면 1시간 동안 소비전력은 표15와 같이 정리할 수 있다.
If n electromagnet coils 37 are attached to one electric bundle, the power consumption of the electromagnet coils 37 is 0.5 kW and the voltage application time is t1.
코일 용량
(kW)Electromagnet
Coil capacity
(kW)
n개 설치용량
(kW)Electric bundle coil
n footprints
(kW)
사용 용량
(kW)real
Used capacity
(kW)
전압
인가시간For 1hr
Voltage
Authorization time
(kWh)Power consumption
(kWh)
비 고
Remarks
상기 표14와 표15를 정리하여 서술하면, 전동 뭉치에 설치된 전자석 코일의 설치 수량이 증가하여도 소비하는 전력량은 동일시간 내에 전동 뭉치 1조의 전자석 투스에 부착된 전자석 코일이 연속적으로 여자 될 때에 소비하는 전력량보다 적다.
In summary, Tables 14 and 15 above show that the amount of power consumed is increased when the electromagnet coils attached to a pair of electromagnet teeth are continuously excited within the same time, even if the installation quantity of the electromagnet coils installed in the electric bundle increases. It is less than the amount of power to say.
이상으로 전동 뭉치의 구성과 회전동작 및 소비전력에 대하여 설명하였다.
The configuration, rotation operation and power consumption of the electric bundle have been described above.
다음은 발전 뭉치에 대하여 설명한다.
The following describes the development bundles.
도 26은 발전 뭉치의 분해도 이다.26 is an exploded view of a power bundle.
전동 뭉치(300)의 회전자가 부착된 회전축(10)에, 회전의 중심으로부터 회전의 반대방향으로 일정각도 구부러진 후 다시 반대방향으로 소정각도 구부러진 복수의 회전자 팔(21)과 그 끝단에 복수의 발전용 회전자 영구자석(26)이 부착된 회전자(20)와, 그 영구자석(26)의 회전반경 외측으로 공극을 유지한 후 발전 코일(32)이 권선된 전자석 코일 홀더(31)가 삽입될 수 있도록 요형태의 개방된 부분을 원의 외측으로 향하며 복수개로 조립되어 원형을 이루는 스테이트(33)와, 그 스테이트에 매입되는 복수의 발전 코일(32)이 권선된 전자석 코일 홀더(31)와, 그 스테이트 외측으로 복수개가 조립되어 원형을 이루는 고정자 커버(40)를 포함한 발전 뭉치(500)를 분해한 분해도 이다. On the rotating
이분해도 는 제1 실시 예의 도 15을 참조하면 전자석 투스의 공간에 발전 코일(32)을 설치하였다. 따라서 추가로 설치된 수량만큼 발전 효율은 증가한다.
The decomposition degree, referring to FIG. 15 of the first embodiment, the
도 27은 발전 뭉치의 조립 정면도 와 측면도 및 발전 코일의 결선도 이다.27 is a front view and a side view of the assembly of power generation bundles and the connection diagram of the power generation coil.
도 27a는 발전 뭉치(500)의 조립 정면도이다.27A is an assembled front view of the
회전축(10)에, 회전의 중심으로부터 회전자(20)에 일체화된 복수의 회전자 팔(21)의 끝단에 부착되는 복수의 영구자석(26)과, 그 영구자석(26)의 회전반경 외측으로 공극을 유지한 후 발전 코일(32)이 권선된 전자석 코일 홀더(31)를 복수로 삽입하여 설치되는 요형태의 개방된 부분을 원의 내측으로 향하며 복수개로 조립되어 원형을 이루는 발전 뭉치 스테이트(33)와, 그 스테이트 외측으로 복수개가 조립되어 원형을 이루는 고정자 커버를 포함한 발전 뭉치(500)의 조립 정면도이다. On the
이때, 본 예에서는 전자석 투스가 24개 설치하였으므로 15도의 위상차로 배열하였고 발전용 회전자 영구 자석(26)은 3개를 설치하였다. 다시 서술하면 제 1 실시예의 도 20에서 전동 뭉치(300)의 회전자 영구자석(25)의 수량과 동일하지 않고 복수로 사용하여도 되는 것이다. 즉 발전용 회전자 영구자석(26)의 수량의 증가로 발전량은 증가한다. At this time, since 24 electromagnet teeth were installed in this example, they were arranged with a phase difference of 15 degrees and three rotor
참고로 발전 뭉치(500)를 구성하는 재질 및 종류는 특별한 것에 한정되지는 않으나 회전자(20) 및 회전자 팔(21)은 자성체 또는 비자성체로서 철 또는 알미늄이 적당하고 영구자석(26)은 희토류계 네오디윰이 바람직하고 발전 뭉치 스테이트(33)는 비자성체로서 알미늄이 바람직하고 전자석 투스는 자성체로서 순철 또는 규소강판을 적층하여 사용하고 고정자 커버(40)은 자성체 또는 비자성체로서 철 또는 알미늄이 바람직하다.For reference, the material and type constituting the generating
도 27b는 전동 뭉치의 측면도이며, 미도시 되였지만 동일 회전축(10)에는 양측으로 가이드와 전동 뭉치가 설치되어있다.27B is a side view of the electric bundle, although not shown, the guide and the electric bundle are installed at both sides of the
도 27c는 발전 코일(32)의 결선도로서 27C is a connection diagram of the
도 27b를 참조하면 발전 뭉치(500)에 코일을 결선할 수 있는 부스바 지지애자(38)에 부스바(39)를 설치하고, 그 설치된 부스바에 발전 코일(32a~x)를 병열로 접속한다. Referring to FIG. 27B, a
이에 사용되는 재질 및 종류는 특별히 한정되지 않으나 부스바 지지애자(38)는 에폭시의 재질을 사용하며, 부스바(39)는 은도금한 동대를 사용하고, 부스바에 코일을 부착시 접촉저항의 최소화하기 위하여 터미널등을 사용하는 것이 바람직하다.The material and type used therein are not particularly limited, but the
다음은 발전 뭉치의 발전량에 대하여 설명한다.
The following describes the amount of power generated by the bundle.
발전동기 뭉치 1개의 코일(15) 용량을 1㎾, 발전기 효율을 15%라고 하면 1시간 동안 획득할 수 있는 발전 출력량을 표16과 같이 정리할 수 있다.Synchronization of
도 28은 측면도이다28 is a side view
베어링이 부착된 양측 가이드 사이에, 회전축(10)이 회전가능하게 설치되며 상기 회전축(10)을 중심으로 전동 뭉치(300)과 복수의 발전 뭉치(500)이 설치 되는데, 그 전동 뭉치(300)에 있어서 회전의 중심으로부터 회전의 반대방향으로 일정각도 구부러진후 다시 반대방향으로 소정각도 구부러진 회전자 팔(21)과 그 끝단에 회전자 영구자석(25)이 부착된 회전자(20)와, 그 영구자석(25)의 회전반경 외측으로 공극을 유지한 후 전자석 코일(37)이 권선된 전자석 코일 홀더(36)를 부착한 전자석 투스(35)가 삽입될 수 있도록 요형태의 개방된 부분을 원의 내측으로 향하며, 복수개로 조립되어 원형을 이루는 스테이트(30)와, 그 스테이트의 내측으로 부착되는 전자석 코일(37)이 권선된 전자석 코일 홀더(36)를 부착한 복수의 전자석 투스(35)와, 그 스테이트 외측으로 복수개가 조립되어 원형을 이루는 고정자 커버를 포함하여 전동 뭉치(300)를 이루며,Between the guides attached to the bearing, the
전동 뭉치(300)의 회전자가 부착된 동일한 회전축(10)에, 회전의 중심으로부터 회전의 반대방향으로 일정각도 구부러진후 다시 반대방향으로 소정각도 구부러진 복수의 회전자 팔(21)과 그 끝단에 복수의 발전용 회전자 영구자석(26)이 부착된 회전자(20)와, 그 영구자석(26)의 회전반경 외측으로 공극을 유지한 후 발전 코일(32)이 권선된 전자석 코일 홀더(31)가 삽입될 수 있도록 요형태의 개방된 부분을 원의 외측으로 향하며 복수개로 조립되어 원형을 이루는 스테이트(33)와, 그 스테이트 외측으로 매입되는 복수의 발전 코일(32)이 권선된 발전 코일 홀더(31)와, 그 발전 코일(32)이 매입된 스테이트 외측으로 복수개가 조립되어 원형을 이루는 고정자 커버(40)를 포함하여 일정한 위상각을 유지하며 복수의 발전 뭉치(500)가 부착된 발전시 회전력이 발생하는 발전동기의 측면도이다.On the same
본 도면에서는 도 27a를 참조하면 발전 코일(32)의 폭이 13도이고 발전 뭉치의 수량이 5개이므로 발전 뭉치의 회전자를 기준으로 각각의 회전자(20)를 2.6도씩의 위상 차이를 두고 설치한 것을 표현한 것이다. 참고로 회전자(20)를 동위상으로 설치하고, 발전 뭉치 스테이트(33)를 위상차를 두어도 동일하다.
In FIG. 27A, since the width of the
다음은 발전기로서 출력량에 대하여 설명한다.
The following describes the output quantity as a generator.
발전동기 뭉치 5개의 발전 코일(32)의 용량을 1㎾, 발전동기 뭉치 1개의 발전기 효율을 15%라고 하면, 1시간 동안 획득할 수 있는 발전 출력량을 표17과 같이 정리할 수 있다.If the capacity of the five generator coils 32 is 1 kW and the generator efficiency is 15%, the power generation output that can be obtained for one hour can be summarized as shown in Table 17.
용량(kW)Motivation
Capacity (kW)
효율(%)As a generator
efficiency(%)
량(kWh)Power generation output
KWh
설치량(개)Generation motive bundle
Installation quantity ()
(kWh)Power generation
(kWh)
상기 도표 17를 설명하면 발전 뭉치의 수량이 5배 증가하면 발전량도 5배로 증가한다.
Referring to Table 17, if the quantity of power generation increases five times, the power generation also increases five times.
전술한 원리에 의하여 비록 도면은 미도시 되였지만, n개의 발전동기 뭉치를 설치한 경우에 대하여 소비전력량과 출력량을 설명한다.
Although the drawings are not shown in accordance with the above-described principle, power consumption and output power will be described with respect to the case where n generators are installed.
발전 뭉치 n개의 소비전력량은 발전 코일(32)의 용량을 1㎾, 발전동기 뭉치 1개의 발전기 효율을 15%라고 하면 1시간 동안 획득할 수 있는 소비 전력량과 발전 출력량을 표18과 같이 정리할 수 있다.
The power consumption of n power generation bundles can be summarized as shown in Table 18 when the power consumption of the
소비전력량(kW)Electric wad
Power Consumption (kW)
효율(%)As a generator
efficiency(%)
량(kWh)Power generation output
KWh
설치량(개)Generation motive bundle
Installation quantity ()
(kWh)Power generation
(kWh)
상기 표15와 표18을 정리하여 서술하면, 전동 뭉치에 설치된 전자석 코일의 수량이 증가하여도 소비하는 전력량은 동일시간 내에 전동 뭉치 1조의 전자석용 투스에 권선된 코일이 연속적으로 여자 될 때에 소비하는 전력량보다 적으며, 발전 뭉치의 발전량은 설치 수량이 증가할수록 발전량은 증가한다.
In summary, Tables 15 and 18 describe that the amount of power consumed is increased even when the number of electromagnet coils installed in the power bundle increases, while the coils wound on the pair of electromagnet teeth in the same time are continuously excited within the same time. It is less than the amount of electricity, and the amount of electricity generated by the power generation bundle increases as the installed quantity increases.
도 29는 발전 코일의 결선도 이다.29 is a connection diagram of a power generation coil.
발전 뭉치(500)의 발전코일은 부스바(39)에 병렬로 연결하고, 복수의 발전 뭉치(500)의 결선은 발전코일(32)이 결선한 부스바(39)를 병렬접속한다.
The power generation coils of the
도 30은 발전 뭉치가 발전을 할 때에 역반발력에 관한 도면이다.30 is a diagram of the repulsive force when the power generation bundle generates power.
도 30a에서는 도면의 설명을 중복되지 않게 하기 위하여 회전자 영구자석을 1개로 설치한 경우로 설명한다. 도면에와 같이 발전코일이 발전 가능 위상은 13도이며 발전 코일 사이의 위상은 2도를 표기한 것이다.In FIG. 30A, in order to avoid overlapping descriptions of the drawings, the case where one rotor permanent magnet is provided will be described. As shown in the drawing, the power generation phase of the power generation coil is 13 degrees, and the phase between the power generation coils is 2 degrees.
도 30b는 발전 뭉치를 1개 설치하였을 때로서 도 9, 10, 11, 12, 13에서 설명하였듯이 발전용 회전자 영구자석이 발전 코일이 연속적으로 설치되어 있는 부분에서 시작하는 지점이 가장 크게 4.역반발력이 발생하는 지점이나, 그 역반발력은 어느 지점에서나 동일하다. FIG. 30B is a case where one power generation bundle is installed, and as described in FIGS. 9, 10, 11, 12, and 13, the point where the permanent rotor for power generation starts at a portion where the power generation coils are continuously installed is the largest 4. At the point where the repulsive force occurs, the repulsive force is the same at any point.
도 30c는 발전 뭉치를 5개 설치하였을 때이다. 본 그래프는 도 30b의 점선으로 표기된 원의 부분을 확대하여 표현한 것으로 도면에서 32a의 역반발력의 힘이 1-32a, 2-32a, 3-32a, 4-32a, 5-32a로 분활 된다. 이는 발전 코일(32)의 폭이 13도이고 발전 뭉치의 수량이 5개이므로 2.6도씩의 위상각을 두고 설치되며 4.역반발력은 1개의 발전 뭉치일 때에 발생하는 역반발력의 5분에 1로 감소 된다. 따라서 발전 뭉치의 수량이 증가할수록 발전 뭉치의 위상차로 인하여 발전 뭉치 에서 발생하는 역반발력은 감소한다. 다시 서술하면 역반발력이 감소할수록, 전동 뭉치가 운전할 때에 무부하 운전에 가깝게 운전이 되며 소비전력 또한 감소되며, 역반발력이 커질수록 전부하 운전이 되며 소비 전력 또한 증가 된다.
30c shows the case where five power bundles are installed. This graph is an enlarged representation of a circle indicated by a dotted line in FIG. 30B. In the drawing, the force of the repulsive force of 32a is divided into 1-32a, 2-32a, 3-32a, 4-32a, and 5-32a. It is installed at a phase angle of 2.6 degrees because the width of the
도 31은 슬립링(slip ring)에 관한 도면이다.FIG. 31 is a diagram of a slip ring. FIG.
미도시 되였지만 발전동기의 전동 뭉치(300)를 콘트롤러(1000)에서 제어할 때에 발전동기 회전축(10)에는 전동 뭉치의 회전자를 감지하는 장치로서, 센서 와 회전감지판 또는 로타리 엔코더를 설치하고 전동뭉치와 콘트롤러 사이에 전원선과 제어선이 설치되는데, 발전동기를 다수로 설치할 때에 전동 뭉치(300)의 수량에 따라 제어반이 증가하며, 또한 배선이 복잡해지는 문제가 있다. 이러한 점을 고려하여 본 발명품에 슬립링을 설치하는 것을 표현한 도면이며 전동 뭉치(300)의 동작에 대한 설명은 생략한다.
Although not shown in the drawing, when controlling the
도 31a에서 슬립링(70)에 부착되는 접촉판(73) t1~t10까지 돌출 부위에 부러쉬(75)를 통하여 전원이 공급되면 도 25c에서 설명한 동작을 충족하게 접촉판(73)을 구성한 일 예이며,An example in which the
도 31b는 슬립링에 대한 전자석 코일(37)의 결선의 일 예로서, 슬립링에 대한 입체도이며 슬립링의 제작 및 재질에 대한 설명은 생략한다.
31B is an example of connection of the
도 32는 본 발명품에서 사용하는 영구자석이 설치되는 부위에 전자석으로 대체한 도면이다.32 is a view replaced with an electromagnet at the site where the permanent magnet used in the present invention is installed.
도 32a는 전자석을 설치한 전동 뭉치(300)의 일 예이며,32A is an example of the
도 32b는 전자석을 설치한 발전 뭉치(500)의 일 예이다.32B is an example of the
상기 도면에서 전자석의 기능은 영구자석과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.Since the function of the electromagnet is the same as that of the permanent magnet in the drawing, description thereof will be omitted.
본 발명품에서 사용하는 영구자석은 희토류계 네오디윰으로서 원자재 및 생산이 일부 국가에서만 한정 생산, 제작하므로 해마다 가격이 가파르게 상승하고 있다. 따라서 제작원가를 감소시키며, 자재 수급 등을 고려하여야 한다. 본도면은 영구자석을 대체하기 위하여 회전자에 부착되는 회전자 영구자석의 위치에 전자석을 설치한 전동 뭉치(300)과 발전 뭉치(500)의 일 예이다. 물론 영구자석은 4,000~4.500가우스 정도의 자력을 방출하기 때문에 그 자력만큼 소비전력이 절약된다. 하지만 유도 기전력 e=blv에서 유도 기전력은 자력과 속도와 코일의 길이에 비례하여 상승하므로 전자석의 자력을 영구자석보다 높게 하면 회전자의 속도가 증가하고 이에 따라 유도기전력도 상승한다. 참고로 회전자에 설치되는 전자석에 공급되는 전원은 미도시 되였지만 도 31에서 설명한 슬립링에 추가하여 설치하는 것이 바람직하다.
The permanent magnet used in the present invention is a rare earth-based neodymium, and its raw materials and production are limited to only a few countries. Therefore, manufacturing cost should be reduced and material supply and demand should be considered. This drawing is an example of the
이상으로 발전시 회전력이 발생하는 발전동기의 설명을 하였다.In the above, the motive for generating the rotational force during power generation has been described.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전동기와 발전기의 역활을 동시에 수행하는 것으로 회전기기가 필요한 모든 산업에 전반적으로 사용할 수 있다.As described above, according to the present invention, the role of the electric motor and the generator can be performed at the same time, so that the rotary machine can be used in all industries required.
10: 회전축
20: 회전자, 21: 회전자 팔, 25: 회전자 영구자석
26: 발전용 회전자 영구자석
30: 스테이트, 31: 발전코일 홀더, 32: 발전코일, 33: 발전뭉치 스테이트
34: 전동뭉치 스테이트, 35: 전자석 투스, 36: 전자석 코일홀더,
37: 전자석 코일, 38: 지지애자, 39: 동 부스바
40: 고정자 커버, 61: 근접센서, 70: 슬립링
100: 발전동기 뭉치, 300: 전동 뭉치, 500: 발전 뭉치10: axis of rotation
20: rotor, 21: rotor arm, 25: rotor permanent magnet
26: rotor permanent magnet for power generation
30: state, 31: power coil holder, 32: power coil, 33: power bundle state
34: electrokinetic state, 35: electromagnet tooth, 36: electromagnet coil holder,
37: electromagnet coil, 38: support insulator, 39: copper busbar
40: stator cover, 61: proximity sensor, 70: slip ring
100: power generation bundle, 300: electric power bundle, 500: power generation bundle
Claims (10)
전동 뭉치의 회전자가 부착된 동일한 회전축에, 회전의 중심으로부터 회전의 반대방향으로 일정각도 구부러진 후 다시 반대방향으로 소정각도 구부러진 복수의 회전자 팔과 그 끝단에 복수의 발전용 회전자 영구자석이 부착된 회전자와, 그 영구자석의 회전반경 외측으로 공극을 유지한 후 발전 코일을 권선한 발전 코일홀더가 삽입될 수 있도록 요 형태의 개방된 부분을 원의 외측으로 향하며 복수개로 조립되어 원형을 이루는 스테이트와, 그 스테이트 외측으로 매입되는 복수의 발전 코일을 권선한 복수의 발전 코일 홀더와, 그 발전 코일이 매입된 스테이트 외측으로 복수개가 조립되어 원형을 이루는 고정자 커버를 포함하여 발전 뭉치가 이루어지며 전자석 코일을 권선한 전자석 코일 홀더를 부착한 전자석 투스를 1개, 2개, 또는 그 이상으로 하는 것과 발전 코일을 권선한 발전 코일홀더를 1개, 2개, 또는 그 이상으로 하며
전동 뭉치와 발전 뭉치의 스테이트는 비자성체인 것을 특징으로 하는 발전시 회전력이 발생하는 발전동기.
A rotating shaft is rotatably installed between the left and right guides with a bearing and both guides, and an electric bundle and a plurality of electric power bundles are installed on the rotary shaft, and in the electric bundle, opposite rotation from the center of rotation. The rotor arm bent at a certain angle in the direction and then bent at the predetermined angle in the opposite direction, the rotor with the rotor permanent magnet attached to its end, and the electromagnet winding the electromagnetic coil after maintaining the air gap outside the rotation radius of the permanent magnet. The electromagnet coil holder is wound around the state in which the concave-shaped open part is assembled into a plurality of circular state, and the electromagnet coil attached to the inside of the state is wound. Electromagnet tooth which attached and plural pieces are assembled outside the state, and form circle Forms a motorized bundle, including the stator cover,
A plurality of rotor arms bent at a predetermined angle in the opposite direction of rotation from the center of rotation and then bent at a predetermined angle in the opposite direction to the same rotating shaft to which the rotor of the electric bundle is attached, and a plurality of rotor permanent magnets for power generation are attached to the ends thereof. And a plurality of open parts of the yaw shape toward the outside of the circle so as to be inserted into the rotor and the generator coil holder winding the generator coil after maintaining the air gap outside the rotation radius of the permanent magnet. An electromagnet is formed by including a state, a plurality of power coil holders wound around a plurality of power coils embedded outside the state, and a plurality of stator covers that are assembled and formed in a circle outside the state in which the power coils are embedded. One, two, or more electromagnet teeth with an electromagnet coil holder wound with coils One, two, or more coils
The state of the electric bundle and the electric power generation bundle is a non-magnetic material, the power generation motive power generating rotational power during generation.
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