KR101239077B1 - Generater module and aerogenerator having the same - Google Patents

Generater module and aerogenerator having the same Download PDF

Info

Publication number
KR101239077B1
KR101239077B1 KR1020110104782A KR20110104782A KR101239077B1 KR 101239077 B1 KR101239077 B1 KR 101239077B1 KR 1020110104782 A KR1020110104782 A KR 1020110104782A KR 20110104782 A KR20110104782 A KR 20110104782A KR 101239077 B1 KR101239077 B1 KR 101239077B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stator
rotor
generator module
disposed
coil
Prior art date
Application number
KR1020110104782A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
곽동훈
Original Assignee
곽동훈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 곽동훈 filed Critical 곽동훈
Priority to KR1020110104782A priority Critical patent/KR101239077B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101239077B1 publication Critical patent/KR101239077B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02Machines with one stator and two or more rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/02Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE: A generator module and a wind power generator including the same are provided to easily increase or decrease electricity generation capacity by arranging a stator and a plurality of rotors in an axial direction. CONSTITUTION: A first and a second rotors(170a,170b) are rotatably arranged in an axial direction of a stator(140). The first and the second rotors are respectively arranged on the sides of the stator along the axial direction. The stator includes a frame, an outer coil(165), and an inner coil(167). The outer coil is arranged in an outer slot of the frame. The inner coil is arranged in an inner slot of the frame.

Description

발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치{GENERATER MODULE AND AEROGENERATOR HAVING THE SAME}Generator module and wind turbine with same {GENERATER MODULE AND AEROGENERATOR HAVING THE SAME}

본 발명은, 발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 발전 용량의 증감을 용이하게 할 수 있도록 한 발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a generator module and a wind power generator including the same, and more particularly, to a generator module and a wind power generator including the same to facilitate increase and decrease of the power generation capacity.

주지된 바와 같이, 발전기 또는 발전기모듈(이하,'발전기모듈'이라고 표기함)는 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 장치이다.As is well known, a generator or generator module (hereinafter, referred to as a 'generator module') is a device that converts mechanical energy into electrical energy.

통상 상기 발전기모듈은 고정자에 대해 회전하는 회전자를 구비한 회전기로 구성될 수 있다.Typically the generator module may be composed of a rotor having a rotor that rotates with respect to the stator.

이러한 발전기모듈은, 자기장을 형성하기 위한 자석과, 기전력을 발생시키기 위한 도체를 구비하여 구성될 수 있다.Such a generator module may include a magnet for forming a magnetic field and a conductor for generating an electromotive force.

상기 발전기모듈은 상기 자석 또는 상기 도체를 회전시킬 수 있게 구성될 수 있다.The generator module may be configured to rotate the magnet or the conductor.

상기 발전기모듈의 상기 자석 또는 도체를 회전시키기 위한 동력원으로는 수력, 풍력 및 화력이 이용될 수 있다.Hydroelectric power, wind power, and thermal power may be used as a power source for rotating the magnet or conductor of the generator module.

최근에는 에너지자원의 고갈 및/또는 환경오염 등에 기인하여 연료를 사용하지 아니하는 풍력발전장치의 개발 및 이용이 늘고 있다.Recently, the development and use of wind power generators that do not use fuel due to exhaustion of energy resources and / or environmental pollution have increased.

이러한 풍력발전장치는, 고정자, 상기 고정자에 대해 회전 가능하게 배치되는 회전자 및 상기 회전자를 회전 구동시키기 위한 풍차 또는 팬조립체(이하, '팬조립체'라고 표기함)를 구비하여 구성될 수 있다.Such a wind turbine generator may include a stator, a rotor rotatably disposed with respect to the stator, and a windmill or a fan assembly (hereinafter, referred to as a 'fan assembly') for rotating and driving the rotor. .

도 1은 종래의 풍력발전장치의 일 예를 도시한 도면이다.1 is a view showing an example of a conventional wind power generator.

도 1에 도시된 바와 같이, 풍력발전장치는, 수직으로 배치되는 지주(10)와, 상기 지주(10)의 상부영역에 구비되는 발전기모듈(20)과, 상기 발전기모듈(20)에 구비되는 팬조립체(30)를 구비할 수 있다. As shown in FIG. 1, the wind power generator includes a support 10 arranged vertically, a generator module 20 provided in an upper region of the support 10, and a generator module 20. The fan assembly 30 may be provided.

상기 팬조립체(30)는, 허브(31)와, 상기 허브(31)에 대해 반경 방향으로 연장되고 둘레방향을 따라 이격되는 복수의 블레이드(32)를 구비하여 구성될 수 있다.The fan assembly 30 may include a hub 31 and a plurality of blades 32 extending radially with respect to the hub 31 and spaced apart in a circumferential direction.

상기 허브(31)의 축심에는 수평으로 배치된 회전축(미도시)이 구비되고, 이 회전축은 상기 발전기모듈(20)에 연결되어 상기 발전기모듈(20)의 회전자의 구동을 위한 구동력을 제공할 수 있다. A shaft of the hub 31 is provided with a rotating shaft (not shown) arranged horizontally, the rotating shaft is connected to the generator module 20 to provide a driving force for driving the rotor of the generator module 20. Can be.

그런데, 이러한 종래의 풍력발전장치는, 수평으로 배치된 회전축을 구비한 소위 "수평축형 풍차"로서, 풍속 및 풍향의 영향이 커서 설치 장소에 제약이 따른다. By the way, such a conventional wind power generator is a so-called "horizontal-shaft windmill" having a horizontally arranged rotary shaft, and the influence of the wind speed and the wind direction is large, which places limitations on the installation place.

이러한 점을 고려하여, 상기 풍력발전장치는 적절한 풍속 및 풍향을 구비한 지역(예를 들면, 해안가 등)에 설치될 수 있게 상대적으로 큰 크기를 가지게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 지주(10)는 수십 미터 내지 백 수십 미터의 크기를 구비하고, 상기 블레이드(32)의 회전반경은 수십 미터 내지 백 수십 미터를 구비하게 구성될 수 있다. 이에 따라 상기 발전기모듈(20)의 크기도 증가하게 되어 수십 톤 내지 수백 톤의 무게를 가지게 구성될 수 있다. In consideration of this point, the wind turbine generator can be configured to have a relatively large size so that it can be installed in an area (for example, a seaside) having an appropriate wind speed and wind direction. For example, the support 10 may have a size of several tens of meters to one hundred tens of meters, and the rotation radius of the blade 32 may be configured to have several tens of meters to hundreds of tens of meters. Accordingly, the size of the generator module 20 is also increased to be configured to have a weight of several tens to hundreds of tons.

이러한 수평축형 풍차를 구비한 풍력발전장치의 문제점을 고려하여 일부에서는 풍속 및 풍향의 영향이 상대적으로 작은 소위 '수직축형 풍차"를 구비한 풍력발전장치가 개발 및 이용되고 있다.In consideration of the problems of the wind power generator having a horizontal axis windmill, in some cases, a wind power generator having a so-called 'vertical axis windmill' having a relatively small influence of wind speed and wind direction has been developed and used.

그런데, 이러한 종래의 수평축형 풍차 또는 수직축형 풍차를 구비하여 구성되는 풍력발전장치들에 있어서는, 발전용량을 증가시키기 위해 발전기모듈(20)(고정자 및 회전자) 및/또는 팬조립체(30)의 자체의 크기를 증가시키도록 되어 있어, 발전 용량 증가시 발전기모듈(20) 및 팬조립체(30)를 새로 제작하여야 하므로 상대적으로 많은 시간 및 노력이 소요될 수 있다. 또한, 이에 기인하여 비용이 크게 증가할 수 있다. By the way, in the conventional wind power generators comprising a horizontal axis windmill or a vertical axis windmill, in order to increase the power generation capacity of the generator module 20 (stator and rotor) and / or fan assembly 30 Since it is to increase the size of the self, when the power generation capacity increases, the generator module 20 and the fan assembly 30 must be newly produced, which may take a relatively long time and effort. In addition, the cost can be greatly increased due to this.

따라서, 본 발명은, 발전 용량의 증감을 용이하게 할 수 있는 발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a generator module that can easily increase or decrease the power generation capacity and a wind power generator having the same.

또한, 본 발명은, 발전 효율을 제고시킬 수 있는 발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a generator module capable of improving power generation efficiency and a wind power generator having the same.

또한, 본 발명은, 설치 장소에 따른 제약을 줄일 수 있는 풍력발전장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, another object of the present invention is to provide a wind power generator that can reduce the constraints of the installation site.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 고정자; 동일한 회전축을 중심으로 상기 고정자에 대해 회전 가능하고, 축방향을 따라 상기 고정자의 양 측에 각각 배치되는 제1회전자 및 제2회전자;를 포함하는 발전기모듈을 제공한다. The present invention, to achieve the above object, the stator; It provides a generator module comprising: a first rotor and a second rotor rotatable about the stator about the same rotation axis, respectively disposed on both sides of the stator in the axial direction.

여기서, 상기 고정자는, 서로 동심적으로 형성되는 외측슬롯 및 내측슬롯을 구비한 프레임; 상기 외측슬롯에 구비되는 외측코일; 및 상기 내측슬롯에 구비되는 내측코일;을 구비하고, 상기 외측슬롯 및 내측슬롯은 각 원주방향을 따라 등간격으로 이격되게 각각 형성될 수 있다.The stator may include a frame having an outer slot and an inner slot formed concentrically with each other; An outer coil provided in the outer slot; And inner coils provided in the inner slots, wherein the outer slots and the inner slots may be formed to be spaced apart at equal intervals along each circumferential direction.

상기 제1회전자 및 제2회전자는 상기 외측코일에 대응되는 외측영구자석 및 상기 내측코일에 대응되는 내측영구자석을 각각 구비하여 구성될 수 있다.The first rotor and the second rotor may be provided with an outer permanent magnet corresponding to the outer coil and an inner permanent magnet corresponding to the inner coil, respectively.

상기 각 내측코일은 원주방향의 중심이 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측코일의 중심 사이에 각각 배치되게 구성될 수 있다.Each of the inner coils may be configured such that the center of the circumferential direction is disposed between the centers of two outer coils adjacent to each other in the circumferential direction.

상기 각 내측영구자석은 원주방향의 중심이 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측영구자석의 중심 사이에 각각 배치되게 구성될 수 있다.Each of the inner permanent magnets may be configured such that the center of the circumferential direction is disposed between the centers of two outer permanent magnets adjacent to each other in the circumferential direction.

상기 고정자는 축방향을 따라 서로 이격된 제1고정자 및 제2고정자를 구비하여 구성될 수 있다.The stator may be configured to include a first stator and a second stator spaced apart from each other along the axial direction.

상기 제1고정자 및 제2고정자는, 상호 동심적으로 배치되는 외측코일 및 내측코일을 각각 구비하여 구성될 수 있다.The first stator and the second stator may be configured to include an outer coil and an inner coil disposed concentrically with each other.

상기 제1고정자와 제2고정자 사이에 배치되는 제3회전자를 더 포함하여 구성될 수 있다.It may be configured to further include a third rotor disposed between the first stator and the second stator.

상기 제3회전자는, 상기 제1고정자 및 제2고정자 사이에 배치되는 프레임; 상기 프레임의 양 측에 상기 제1고정자 및 제2고정자의 외측코일 및 내측코일에 각각 대응되게 배치되는 외측영구자석 및 내측영구자석;을 포함하여 구성될 수 있다.The third rotor, the frame disposed between the first stator and the second stator; And an outer permanent magnet and an inner permanent magnet disposed on both sides of the frame to correspond to the outer coil and the inner coil of the first stator and the second stator, respectively.

상기 제1회전자 및 제2회전자는, 일 측에 상기 외측영구자석 및 내측영구자석이 구비되는 원반형상의 프레임; 및 상기 프레임의 타 측 테두리에 원주방향을 따라 배치되는 테두리영구자석;을 각각 구비하여 구성될 수 있다.The first rotor and the second rotor, the disk-shaped frame is provided with the outer permanent magnet and the inner permanent magnet on one side; And a permanent permanent magnet disposed along the circumferential direction at the other edge of the frame.

상기 발전기모듈은 축방향을 따라 상기 제1회전자 및 제2회전자의 일 측에 각각 배치되어 상기 제1회전자 및 제2회전자를 각각 자기적으로 지지하는 자기지지유닛;을 더 포함하여 구성될 수 있다.The generator module may further include a magnetic support unit disposed on one side of the first rotor and the second rotor along the axial direction to magnetically support the first rotor and the second rotor, respectively. Can be configured.

상기 제1회전자는, 상기 제1고정자의 일 측에 각각 배치되는 제1회전자프레임a); 상기 제1고정자의 외측코일 및 내측코일에 대응되게 상기 제1회전자프레임a)의 일 측면에 구비되는 외측영구자석 및 내측영구자석을 구비하며, 상기 제2회전자는, 제2회전자프레임, 상기 제2고정자의 외측코일 및 내측코일에 대응되게 상기 제2회전자프레임의 일 측면에 구비되는 외측영구자석 및 내측영구자석을 구비하여 구성될 수 있다. The first rotor, the first rotor frame a) respectively disposed on one side of the first stator; An outer permanent magnet and an inner permanent magnet provided on one side of the first rotor frame a) to correspond to the outer coil and the inner coil of the first stator, wherein the second rotor frame comprises: a second rotor frame, It may be configured to include an outer permanent magnet and an inner permanent magnet provided on one side of the second rotor frame to correspond to the outer coil and the inner coil of the second stator.

상기 제1회전자 및 제2회전자는 상기 제1회전자프레임a) 및 제2회전자프레임의 각 타 측면의 테두리에 각각 배치되는 테두리영구자석을 각각 구비하며,The first rotor and the second rotor is provided with a rim permanent magnet respectively disposed on the edge of each other side of the first rotor frame a) and the second rotor frame,

상기 제1회전자, 제2회전자 및 제3회전자의 외측에서 상기 제1회전자, 제2회전자 및 제3회전자를 각각 자기적으로 지지하는 자기지지유닛을 더 포함하는 발전기모듈.And a magnetic support unit that magnetically supports the first rotor, the second rotor, and the third rotor, respectively, from the outside of the first rotor, the second rotor, and the third rotor.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 회전축; 상기 회전축에 회전 가능하게 결합되는 팬조립체; 및 상기 팬조립체와 연동 가능하게 연결되어 상기 팬조립체의 회전 시 전류를 발생시키는 상기 발전기모듈;을 포함하는 풍력발전장치가 제공된다. On the other hand, according to another field of the present invention, the rotating shaft; A fan assembly rotatably coupled to the rotation shaft; And the generator module operatively connected to the fan assembly to generate a current when the fan assembly is rotated.

여기서, 상기 회전축은 상하방향으로 배치되고, 상기 팬조립체는 상기 축방향으로 이격되게 결합되는 복수 개로 구성될 수 있다. Here, the rotation shaft is disposed in the vertical direction, the fan assembly may be composed of a plurality of coupled to be spaced apart in the axial direction.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정자 및 복수의 회전자를 축방향으로 배치되도록 구성함으로써 발전 용량의 증감을 용이하게 할 수 있다. As described above, according to an embodiment of the present invention, by configuring the stator and the plurality of rotors in the axial direction, it is possible to facilitate the increase and decrease of power generation capacity.

또한, 고정자코일을 동심적으로 배치되게 하되 내측코일이 외측코일의 사이에 각각 배치되게 하고, 외측코일 및 내측코일에 대응되게 회전자의 영구자석이 배치되도록 함으로써, 상대적으로 작은 회전력으로 상기 회전자가 원활하게 회전될 수 있다. 또한, 회전자의 회전저항이 감소되어 발전 효율이 제고될 수 있다.In addition, the stator coils are arranged concentrically, but the inner coils are disposed between the outer coils, and the permanent magnets of the rotors are disposed to correspond to the outer coils and the inner coils, thereby allowing the rotor to have a relatively small rotational force. It can be rotated smoothly. In addition, the rotational resistance of the rotor can be reduced to improve the power generation efficiency.

또한, 회전자를 자기적으로 지지하는 자기지지유닛을 구비하도록 함으로써 회전축에 대해 횡방향으로 작용하는 외력에도 회전자가 안정적으로 지지되고 원활하게 회전될 수 있다. 이에 의해, 회전자의 회전 저항이 감소되어 발전 효율이 더욱 제고될 수 있다. In addition, by having a magnetic support unit for supporting the rotor magnetically, the rotor can be stably supported and smoothly rotated even by an external force acting in the transverse direction with respect to the rotation axis. By this, the rotational resistance of the rotor can be reduced, so that the power generation efficiency can be further improved.

또한, 회전축이 상하방향으로 배치되고 팬조립체는 복수 개로 구성되어 축방향으로 이격되게 결합되도록 함으로써 회전 반경을 줄일 수 있고 설치 장소의 제약을 줄일 수 있다. In addition, the rotation axis is arranged in the vertical direction and the fan assembly is composed of a plurality of to be coupled to be spaced apart in the axial direction can reduce the radius of rotation and can be limited in the installation site constraints.

도 1은 종래의 풍력발전장치의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치의 사시도,
도 3은 도 2의 발전기모듈의 사시도,
도 4는 도 3의 발전기모듈의 단면도,
도 5는 도 3의 발전기모듈의 분리사시도,
도 6은 도 4의 제1고정자의 평면도,
도 7은 도 6의 제1고정자의 단면도,
도 8은 도 7의 요부확대도,
도 9는 도 4의 제1고정자의 코일의 연결을 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 4의 제1회전자의 사시도,
도 11은 도 10의 제1회전자의 저면 사시도,
도 12는 도 11의 종단면도,
도 13은 도 12의 영구자석의 배치를 설명하기 위한 도면,
도 14는 도 5의 제3회전자의 사시도,
도 15는 도 14의 단면도,
도 16은 도 5의 하부베어링의 사시도,
도 17은 도 16의 종단면도,
도 18은 도 2의 팬조립체의 사시도,
도 19는 도 18의 평면도,
도 20은 도 18의 블레이드의 사시도,
도 21은 도 20의 평면도,
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기모듈의 단면도,
도 23은 도 22의 베어링유닛 및 제1회전자의 결합상태의 사시도이다.
1 is a view showing an example of a conventional wind power generator,
2 is a perspective view of a wind power generator according to an embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of the generator module of FIG.
4 is a cross-sectional view of the generator module of FIG.
5 is an exploded perspective view of the generator module of Figure 3,
6 is a plan view of the first stator of FIG. 4, FIG.
7 is a cross-sectional view of the first stator of FIG. 6, FIG.
8 is an enlarged view illustrating main parts of FIG. 7;
9 is a view for explaining the connection of the coil of the first stator of FIG.
10 is a perspective view of the first rotor of FIG. 4, FIG.
FIG. 11 is a bottom perspective view of the first rotor of FIG. 10;
12 is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 11;
13 is a view for explaining the arrangement of the permanent magnet of FIG.
14 is a perspective view of the third rotor of FIG. 5, FIG.
15 is a cross-sectional view of FIG.
16 is a perspective view of the lower bearing of FIG. 5, FIG.
17 is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 16;
18 is a perspective view of the fan assembly of FIG.
19 is a plan view of FIG. 18;
20 is a perspective view of the blade of FIG. 18;
21 is a plan view of FIG. 20;
22 is a sectional view of a generator module according to another embodiment of the present invention;
FIG. 23 is a perspective view of a coupling state of the bearing unit and the first rotor of FIG. 22.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치는, 회전축(111)과, 상기 회전축(111)에 회전 가능하게 결합되는 팬조립체(120)와, 상기 팬조립체(120)와 연동가능하게 연결되어 상기 팬조립체(120)의 회전 시 전류를 발생시키는 발전기모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the wind power generator according to the embodiment of the present invention includes a rotation shaft 111, a fan assembly 120 rotatably coupled to the rotation shaft 111, and the fan assembly 120. It may be configured to include a generator module 130 that is connected to the interlockable to generate a current when the fan assembly 120 rotates.

상기 팬조립체(120)는 축선 방향을 따라 서로 이격 배치되는 복수 개로 구성될 수 있다. 이에 의해, 용량의 증가 또는 감소시 상기 팬조립체(120)의 회전반경 또는 축 방향 크기를 증가 또는 감소하는 이외에도 상기 팬조립체(120)의 개수를 조절하는 것에 의해 용량의 증가 또는 감축에 대응이 가능할 수 있다. The fan assembly 120 may be formed of a plurality of spaced apart from each other along the axial direction. Accordingly, in addition to increasing or decreasing the rotation radius or axial size of the fan assembly 120 when the capacity is increased or decreased, it is possible to cope with the increase or decrease in capacity by controlling the number of the fan assembly 120. Can be.

또한, 상기 팬조립체(120)의 회전축(111)은 상하방향을 따라 배치될 수 있다. 이에 의해, 풍향의 영향을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 설치 장소의 제약을 줄일 수 있다. In addition, the rotating shaft 111 of the fan assembly 120 may be disposed along the vertical direction. Thereby, not only the influence of the wind direction can be reduced, but also the restriction of the installation site can be reduced.

상기 회전축(111)의 일 측에는 상기 팬조립체(120)와 연동 가능하게 연결되어 상기 팬조립체(120)의 회전 시 전류를 발생시키는 발전기모듈(130)이 구비될 수 있다. 본 실시예에서 상기 회전축(111)의 하부영역에 상기 발전기모듈(130)이 결합된 경우를 예시하고 있다. One side of the rotating shaft 111 may be provided with a generator module 130 is connected to the fan assembly 120 to generate a current when the fan assembly 120 is rotated. In this embodiment, the generator module 130 is coupled to the lower region of the rotary shaft 111 is illustrated.

상기 발전기모듈(130)은, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 고정자(140)와, 동일한 회전축(111)을 중심으로 상기 고정자(140)에 대해 회전 가능하고, 축방향을 따라 상기 고정자(140)의 양 측에 각각 배치되는 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 회전축(111)은 상하방향을 따라 배치되게 구성될 수 있다. As shown in FIGS. 4 to 6, the generator module 130 is rotatable about the stator 140 with respect to the same rotation shaft 111 as the stator 140 and the stator along the axial direction. The first rotor 170a and the second rotor 170b disposed on both sides of the 140 may be provided. Here, the rotation shaft 111 may be configured to be arranged along the vertical direction.

상기 고정자(140)는 축방향을 따라 서로 이격된 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)는 상하방향을 따라 서로 이격 배치되게 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1고정자(141a)의 하측에 상기 제2고정자(141b)가 이격 배치될 수 있다. The stator 140 may include a first stator 141a and a second stator 141b spaced apart from each other along the axial direction. For example, the first stator 141a and the second stator 141b may be configured to be spaced apart from each other along the vertical direction. More specifically, the second stator 141b may be spaced apart from the lower side of the first stator 141a.

상기 제1고정자(141a)의 일 측에는 제1회전자(170a)가 구비될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제1회전자(170a)는 제1고정자(141a)의 상측에 배치될 수 있다. One side of the first stator 141a may be provided with a first rotor 170a. More specifically, the first rotor 170a may be disposed above the first stator 141a.

상기 제2고정자(141b)의 하측에는 제2회전자(170b)가 배치될 수 있다.A second rotor 170b may be disposed below the second stator 141b.

상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)의 사이에는 제3회전자(190)가 구비될 수 있다. A third rotor 190 may be provided between the first stator 141a and the second stator 141b.

상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)의 일 측에는 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)와 각각 척력이 작용하게 배치되는 자기지지유닛(210)이 각각 구비될 수 있다.On one side of the first rotor (170a) and the second rotor (170b) is a magnetic support unit 210 is disposed so that the repulsive force acts with the first rotor (170a) and the second rotor (170b), respectively Each may be provided.

상기 제1회전자(170a)의 상측 및 상기 제2회전자(170b)의 하측에는 자기지지유닛(210)이 각각 구비될 수 있다. The magnetic support unit 210 may be provided at an upper side of the first rotor 170a and a lower side of the second rotor 170b, respectively.

상기 각 자기지지유닛(210)은 지지판(214)에 각각 결합될 수 있다.Each of the magnetic support units 210 may be coupled to the support plate 214, respectively.

상기 각 지지판(214)은 상기 회전축(111)에 상대 운동 가능하게 결합될 수 있다.Each of the support plates 214 may be coupled to the rotation shaft 111 so as to be relatively movable.

한편, 상기 고정자(140)는 비교적 얇은 두께를 가지는 대략 사각 판 형상을 구비하게 구성될 수 있다.On the other hand, the stator 140 may be configured to have a substantially rectangular plate shape having a relatively thin thickness.

상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)는, 고정자프레임(143)과, 상기 고정자프레임(143)에 결합되는 고정자코일(163)을 구비하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)는 그 구성이 유사하므로 이하에서는 상기 제1고정자(141a)를 예를 들어 설명하기로 한다.The first stator 141a and the second stator 141b may include a stator frame 143 and a stator coil 163 coupled to the stator frame 143. Here, since the configurations of the first stator 141a and the second stator 141b are similar, the first stator 141a will be described below by way of example.

상기 고정자프레임(143)은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 비교적 얇은 두께를 가지는 사각 판상으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 고정자프레임(143)은 비자성체로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 고정자프레임(143)은 합성수지부재 또는 알루미늄(Al)으로 구성될 수 있다. As shown in FIGS. 7 and 8, the stator frame 143 may have a rectangular plate shape having a relatively thin thickness. Here, the stator frame 143 may be composed of a nonmagnetic material. For example, the stator frame 143 may be made of a synthetic resin member or aluminum (Al).

상기 고정자프레임(143)에는 복수의 슬롯(145)이 구비될 수 있다. The stator frame 143 may be provided with a plurality of slots 145.

상기 슬롯(145)은 상호 동심적으로 배치되는 외측슬롯(146) 및 내측슬롯(147)을 구비하여 구성될 수 있다. The slot 145 may be configured to include an outer slot 146 and an inner slot 147 disposed concentrically with each other.

상기 슬롯(145)은 상기 고정자프레임(143)을 관통하여 형성될 수 있다. The slot 145 may be formed through the stator frame 143.

상기 슬롯(145)은 대략 사각형 형상으로 구성될 수 있다. The slot 145 may have a substantially rectangular shape.

상기 외측슬롯(146) 및 내측슬롯(147)은 각 원주방향을 따라 등간격으로 이격되게 각각 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제2고정자(141b)는 상기 제1고정자(141a)와 외측슬롯(146) 및 내측슬롯(147)의 크기 및 반경방향을 따른 위치는 동일하게 구성되지만, 원주방향을 따른 위치는 다르게 구성될 수 있다. The outer slot 146 and the inner slot 147 may be configured to be spaced apart at equal intervals along each circumferential direction. Here, the second stator 141b has the same position along the size and radial direction of the first stator 141a, the outer slot 146 and the inner slot 147, but different positions along the circumferential direction. Can be configured.

예를 들면, 상기 제1고정자(141a)의 외측슬롯(146)은 평면 투영시 상기 제2고정자(141b)의 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측슬롯(146)의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2고정자(141b)의 외측슬롯(146)은 평면 투영시 상기 제1고정자(141a)의 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측슬롯(146)의 사이에 배치되게 구성될 수 있다. For example, the outer slot 146 of the first stator 141a may be disposed between two outer slots 146 adjacent to each other in the circumferential direction of the second stator 141b in a plane projection. In addition, the outer slot 146 of the second stator 141b may be disposed between two outer slots 146 adjacent to each other in the circumferential direction of the first stator 141a during a plane projection.

상기 고정자프레임(143)의 중앙영역에는 관통공((148)이 형성될 수 있다. The through hole 148 may be formed in the central region of the stator frame 143.

상기 관통공(148)의 내부에는 상기 회전축(111)이 통과할 수 있다. The rotating shaft 111 may pass through the through hole 148.

상기 관통공(148)은 상기 회전축(111)에 비해 확장된 크기를 가지게 구성될 수 있다. 여기서, 상기 관통공(148)은 상기 회전축(111)이 통과하는 이외에 상기 고정자프레임(143)의 무게를 감소시킬 수 있다.The through hole 148 may be configured to have an extended size compared to the rotation shaft 111. Here, the through hole 148 may reduce the weight of the stator frame 143 in addition to the rotation shaft 111 passes.

상기 고정자프레임(143)의 모서리영역에는 결합공(149)이 각각 구비될 수 있다.Coupling holes 149 may be provided in corner regions of the stator frame 143, respectively.

상기 결합공(149)에는 지지부재(152)가 각각 결합될 수 있다. Support members 152 may be coupled to the coupling holes 149, respectively.

상기 지지부재(152)는, 예를 들면, 막대 형상의 로드(153)와, 상기 로드(153)에 비해 축소된 길이를 가지며 내부에 상기 로드(153)가 삽입되는 복수의 스페이서(spacer)(154를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 고정자프레임(143)이 미리 설정된 위치에 각각 지지되어 상기 회전자(170a,170b,190)들과 미리 설정된 공극(air gap)을 유지할 수 있다. The support member 152 may include, for example, a rod-shaped rod 153 and a plurality of spacers having a reduced length compared to the rod 153 and into which the rod 153 is inserted. The stator frame 143 may be supported at predetermined positions, respectively, to maintain a predetermined air gap with the rotors 170a, 170b, and 190.

상기 고정자코일(163)은 미리 설정된 방향으로 권선될 수 있다. 예를 들면, 상기 고정자코일(163)은 상기 슬롯(145)의 둘레방향을 따라 권선되게 구성될 수 있다.The stator coil 163 may be wound in a predetermined direction. For example, the stator coil 163 may be configured to be wound along the circumferential direction of the slot 145.

상기 고정자코일(163)은, 상기 외측슬롯(146)의 내부에 삽입되는 외측코일(165) 및 상기 내측슬롯(147)의 내부에 삽입되는 내측코일(167)을 구비하여 구성될 수 있다. The stator coil 163 may be configured to include an outer coil 165 inserted into the outer slot 146 and an inner coil 167 inserted into the inner slot 147.

상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)은 상기 외측슬롯(146) 및 내측슬롯(147)의 둘레방향을 따라 각각 권선될 수 있다. 여기서, 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)은 동일한 선경 및 턴(turn) 수를 구비하게 구성될 수 있다. The outer coil 165 and the inner coil 167 may be wound along the circumferential direction of the outer slot 146 and the inner slot 147, respectively. Here, the outer coil 165 and the inner coil 167 may be configured to have the same wire diameter and the number of turns.

여기서, 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)은 원주방향을 따른 중심이 서로 일치되지 아니하게 예를 들면 외측코일(165)과 내측코일(167)이 서로 지그재그로 배치되게 구성될 수 있다. Here, the outer coil 165 and the inner coil 167 may be configured such that, for example, the outer coil 165 and the inner coil 167 are arranged in a zigzag so that the centers along the circumferential direction do not coincide with each other. .

보다 구체적으로, 상기 내측코일(167)은 중심(c2)이 원주방향으로 서로 인접된 2개의 외측코일(165)들의 각 중심(c1) 사이에 배치되게 구성되는 것이 바람직할 수 있다. 이에 의해, 상기 회전자(170a,170b,190)의 회전시 코깅토크(cogging torque)를 줄일 수 있고, 코깅토크에 기인한 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있다. 여기서, 상기 내측코일(167)과 외측코일(165)의 원주방향을 따른 중심은 가능한 한 서로 일치하지 아니하게 배치되는 것이 상기 회전자(170a,170b,190)의 회전시 코깅토크를 감소시킬 수 있어 바람직할 수 있다. More specifically, the inner coil 167 may be configured such that the center c2 is disposed between each center c1 of the two outer coils 165 adjacent to each other in the circumferential direction. As a result, cogging torque may be reduced when the rotors 170a, 170b, and 190 are rotated, and vibration and noise caused by cogging torque may be suppressed. Here, the centers along the circumferential direction of the inner coil 167 and the outer coil 165 may be arranged so that they do not coincide with each other as much as possible, thereby reducing cogging torque during rotation of the rotors 170a, 170b, and 190. It may be desirable.

본 실시예에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 외측코일(165)이 16개로 구성되고, 상기 내측코일(167)이 10개로 구성될 수 있다. 도 6에 도시된 외측코일(165) 및 내측코일(167) 중 일부의 중심이 서로 일치되게 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 6의 상측 및 하측에 각각 배치된 외측코일(165) 및 내측코일(167)의 중심이 서로 일치되게 배치되어 있다. 그러나, 이들을 제외한 나머지는 모두 내측코일(167)의 중심(c2)이 서로 인접한 2개의 외측코일(165)의 중심(c1) 사이에 배치되게 구성되어 있어 상기 회전자의 회전시 코깅토크가 저감될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 회전축(111)에 상대적으로 작은 외력이 작용하여도 상기 회전자(170a.170b,190)가 상기 고정자(140)에 대해 상대 회전될 수 있다. 여기서, 도 6을 참조하면, 상기 제2고정자(141b)의 외측코일(165) 및 내측코일(167)은 상기 제1고정자(141a)의 중심이 서로 일치된 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 비해 원주방향을 따라 소정 각도 회전된 위치에서 외측코일(165)의 중심(선)과 내측코일(167)의 중심(선)이 서로 일치되게 배치되어 있음을 확인할 수 있다. 여기서, 상기 고정자(140,141a,141b)의 크기가 변화될 경우 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)의 중심이 상호 일치되지 아니하고 지그재그로 배치되게 구성될 수 있음은 물론이다. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the outer coil 165 may be configured as sixteen, and the inner coil 167 may be configured as ten. The centers of some of the outer coil 165 and the inner coil 167 shown in FIG. 6 may be disposed to coincide with each other. More specifically, the centers of the outer coil 165 and the inner coil 167 disposed on the upper side and the lower side of FIG. 6 are disposed to coincide with each other. However, except for these, all of them are configured such that the center c2 of the inner coil 167 is disposed between the centers c1 of two outer coils 165 adjacent to each other, thereby reducing cogging torque when the rotor is rotated. Can be. According to this configuration, the rotor (170a. 170b, 190) can be relatively rotated with respect to the stator 140 even if a relatively small external force acts on the rotary shaft (111). 6, the outer coil 165 and the inner coil 167 of the second stator 141b have an outer coil 165 and an inner coil whose centers of the first stators 141a coincide with each other. It can be seen that the center (line) of the outer coil 165 and the center (line) of the inner coil 167 are arranged to coincide with each other at a position rotated by a predetermined angle in the circumferential direction as compared with 167. Here, when the sizes of the stators 140, 141a and 141b are changed, the centers of the outer coil 165 and the inner coil 167 may be arranged in a zigzag without being coincident with each other.

상기 고정자코일(163)의 중심에는 코어(168)가 구비될 수 있다.The core 168 may be provided at the center of the stator coil 163.

상기 코어(168)는 페라이트코어(FERRIRE CORE)로 구성될 수 있다. The core 168 may be formed of a ferrite core.

상기 고정자코일(163)은 상기 코어(168)의 둘레에 권선될 수 있다. The stator coil 163 may be wound around the core 168.

상기 고정자코일(163)과 상기 코어(168) 사이에는 절연부재(169)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 고정자코일(163)과 상기 코어(168)가 상호 절연될 수 있다. An insulating member 169 may be provided between the stator coil 163 and the core 168. As a result, the stator coil 163 and the core 168 may be insulated from each other.

상기 고정자코일(163)은 단상 또는 3상을 구비하게 구성될 수 있다. 이하, 상기 고정자코일(163)이 3상을 구비한 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. The stator coil 163 may be configured to have a single phase or three phases. Hereinafter, the case where the stator coil 163 is provided with three phases will be described by way of example.

보다 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 고정자코일(163)은 원주방향을 따라 3상(예를 들면, 'u상', 'v상', 'w상')이 차례로 배치될 수 있다. More specifically, as shown in FIG. 10, the stator coil 163 may be arranged in three phases (eg, 'u-phase', 'v-phase', 'w-phase') in the circumferential direction. have.

상기 고정자코일(163)은 동일한 상이 서로 직렬로 연결되게 구성될 수 있다. The stator coil 163 may be configured such that the same phases are connected in series with each other.

상기 고정자코일(163)의 각 상의 일 단부는 외부로 인출되어 부하(미도시)측에 연결될 수 있고, 타 단부는 서로 일 점(N)에서 동시에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)은 다양한 방법에 의해 서로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)의 각 상은 직렬로 연결되고 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)는 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. One end of each phase of the stator coil 163 may be drawn out to be connected to a load (not shown) side, and the other ends may be simultaneously connected to each other at one point (N). Here, the outer coil 165 and the inner coil 167 may be connected to each other by various methods. For example, each phase of the outer coil 165 and the inner coil 167 may be connected in series, and the first stator 141a and the second stator 141b may be connected in series or in parallel with each other.

한편, 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)는, 원반형상의 프레임(171)(실제로는 제1회전자프레임(172a) 및 제2회전자프레임(172b)과, 상기 프레임(171)의 일 측에 동심적으로 배치되는 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)과, 상기 프레임(171)의 타 측 테두리에 원주방향을 따라 배치되는 테두리영구자석(177)을 각각 구비하여 구성될 수 있다. On the other hand, the first rotor (170a) and the second rotor (170b), the disk-shaped frame 171 (actually the first rotor frame 172a and the second rotor frame 172b and the frame, An outer permanent magnet 175 and an inner permanent magnet 176 disposed concentrically on one side of 171, and a border permanent magnet 177 disposed along the circumferential direction on the other edge of the frame 171. Each may be provided.

상기 프레임(171)(172a,172b)은 자성체로 구성될 수 있다. The frames 171 (172a and 172b) may be made of a magnetic material.

상기 제1회전자(170a)는 상기 제1고정자(141a)의 상측에 배치될 수 있다.The first rotor 170a may be disposed above the first stator 141a.

상기 제2회전자(170b)는 상기 제2고정자(141b)의 하측에 배치될 수 있다. The second rotor 170b may be disposed below the second stator 141b.

보다 구체적으로, 상기 제1회전자(170a)는, 상기 제1고정자(141a)의 일 측(본 실시예에서 상측)에 각각 배치되는 제1회전자프레임(172a)과, 상기 제1고정자(141a)의 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 대응되게 상기 제1회전자프레임(172a)의 일 측면(본 실시예에서는 저부면)에 구비되는 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)을 구비할 수 있다. 상기 제1회전자프레임(172a)의 상부면에 테두리영구자석(177)이 구비될 수 있다. More specifically, the first rotor 170a may include a first rotor frame 172a disposed on one side (upper side in the present embodiment) of the first stator 141a and the first stator ( The outer permanent magnet 175 and the inner permanent magnet provided on one side (bottom surface in the present embodiment) of the first rotor frame 172a to correspond to the outer coil 165 and the inner coil 167 of 141a. 176 may be provided. An edge permanent magnet 177 may be provided on an upper surface of the first rotor frame 172a.

상기 제2회전자(170b)는, 상기 제2고정자(141b)의 일 측(본 실시예에서 하측)에 배치되는 제2회전자프레임(172b), 상기 제2고정자(141b)의 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 대응되게 상기 제2회전자프레임(172b)의 일 측면(본 실시예에서는 상부면)에 구비되는 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)을 구비하여 구성될 수 있다. 상기 제2회전자프레임(172b)의 저부면에는 테두리영구자석(177)이 구비될 수 있다. The second rotor 170b may include a second rotor frame 172b disposed on one side of the second stator 141b (lower side in this embodiment), and an outer coil of the second stator 141b. 165 and the outer permanent magnet 175 and the inner permanent magnet 176 provided on one side (top surface in the present embodiment) of the second rotor frame 172b to correspond to the inner coil 167, Can be configured. A bottom permanent magnet 177 may be provided on the bottom surface of the second rotor frame 172b.

여기서, 상기 제2회전자(170b)는 상기 제1회전자(170a)와 설치 위치만 상이할 뿐 실질적인 구성은 상호 유사하므로 구체적인 설명은 제1회전자(170a)의 설명으로 갈음하기로 한다. Here, the second rotor 170b differs only in the installation position from the first rotor 170a, but substantially similar in structure to each other, and thus a detailed description thereof will be replaced with the description of the first rotor 170a.

보다 구체적으로, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1회전자(170a)는 원반형상의 제1회전자프레임(172a)을 구비할 수 있다.More specifically, as shown in FIGS. 10 to 12, the first rotor 170a may include a disc shaped first rotor frame 172a.

상기 제1회전자프레임(172a)은 비교적 얇은 두께의 원반 또는 원판으로 구성될 수 있다. The first rotor frame 172a may be composed of a disc or disc of relatively thin thickness.

상기 제1회전자프레임(172a)의 중앙영역에는 상기 회전축(111)이 삽입될 수 있게 축공(173)이 관통형성될 수 있다. A shaft hole 173 may be formed in the center region of the first rotor frame 172a to allow the rotation shaft 111 to be inserted therethrough.

상기 제1회전자프레임(172a)의 저면에는 상기 제1고정자(141a)의 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 대응되게 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)이 각각 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)이 각각 배치되는 가상의 원(원주)은 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)이 배치되는 가상의 원(원주)과 동일한 직경을 구비할 수 있다. An outer permanent magnet 175 and an inner permanent magnet 176 are provided on the bottom of the first rotor frame 172a to correspond to the outer coil 165 and the inner coil 167 of the first stator 141a, respectively. Can be. More specifically, the virtual circle (circumference) in which the outer permanent magnet 175 and the inner permanent magnet 176 are disposed, respectively, is a virtual circle (circumference) in which the outer coil 165 and the inner coil 167 are disposed. It may have the same diameter as.

상기 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)은 두께방향으로 서로 다른 자극(N극, S극)이 구비되게 구성될 수 있다. The outer permanent magnet 175 and the inner permanent magnet 176 may be configured to be provided with different magnetic poles (N pole, S pole) in the thickness direction.

상기 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)은 상호 크기가 동일하게 구성될 수 있다.The outer permanent magnet 175 and the inner permanent magnet 176 may be configured to have the same size.

한편, 상기 제1회전자프레임(172a)의 상면에는 테두리를 따라 복수의 테두리영구자석(177)이 구비될 수 있다.Meanwhile, a plurality of edge permanent magnets 177 may be provided on an upper surface of the first rotor frame 172a along the edge.

상기 테두리영구자석(177)은 지지틀(180)에 의해 지지될 수 있다.The frame permanent magnet 177 may be supported by the support frame 180.

상기 지지틀(180)은 예를 들면, 링 형상으로 구성될 수 있다.The support frame 180 may be configured, for example, in a ring shape.

상기 지지틀(180)은 외측틀(181) 및 내측틀(182)을 구비할 수 있다.The support frame 180 may include an outer frame 181 and an inner frame 182.

상기 외측틀(181) 및 내측틀(182) 사이에는 상기 테두리영구자석(177)이 삽입될 수 있다.The edge permanent magnet 177 may be inserted between the outer frame 181 and the inner frame 182.

상기 외측틀(181) 및 내측틀(182) 사이에는 상기 테두리영구자석(177)이 일정한 간격을 유지할 수 있게 하는 간격유지부재(183)가 구비될 수 있다. A gap maintaining member 183 may be provided between the outer frame 181 and the inner frame 182 so that the frame permanent magnet 177 may maintain a constant gap.

여기서, 상기 테두리영구자석(177)은 반경방향을 따라 착자될 수 있다. 즉, 상기 테두리영구자석(177)은 반경 방향을 따라 외면 및 내면이 서로 다른 자극(N극, S극)을 구비하게 구성될 수 있다. Here, the edge permanent magnet 177 may be magnetized along the radial direction. That is, the edge permanent magnet 177 may be configured to have magnetic poles (N pole, S pole) different from the outer surface and the inner surface along the radial direction.

상기 각 테두리영구자석(177)은 서로 동일한 자극을 구비하게 동일한 방향으로 배치될 수 있다. Each of the edge permanent magnets 177 may be disposed in the same direction to have the same magnetic poles.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)은 원주방향을 따른 중심이 서로 일치하지 아니하도록 예를 들면 지그재그로 배치되게 구성될 수 있다.As shown in FIG. 13, the outer permanent magnet 175 and the inner permanent magnet 176 may be configured to be arranged in zigzag, for example, such that centers along the circumferential direction do not coincide with each other.

보다 구체적으로, 상기 내측영구자석(176)은 원주방향을 따른 중심(선)(c2)이 원주방향을 따라 서로 인접한 2개의 외측영구자석(175)의 중심(선)(c1) 사이에 배치되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 회전자의 회전시 코깅토크를 줄일 수 있고, 코깅토크에 기인한 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있다. More specifically, the inner permanent magnet 176 is such that the center (line) c2 along the circumferential direction is disposed between the center (line) c1 of two outer permanent magnets 175 adjacent to each other along the circumferential direction. Can be configured. As a result, cogging torque during rotation of the rotor can be reduced, and vibration and noise caused by cogging torque can be suppressed.

한편, 제3회전자(190)는, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b) 사이에 배치되는 프레임(191)과, 상기 프레임(191)의 양 측에 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)의 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 각각 대응되게 배치되는 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 각 회전자의 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)은 동일한 크기로 형성될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIGS. 14 and 15, the third rotor 190 includes a frame 191 disposed between the first stator 141a and the second stator 141b and the frame 191. The outer permanent magnet 175 and the inner permanent magnet 176 disposed on both sides of the first stator 141a and the second stator 141b to correspond to the outer coil 165 and the inner coil 167, respectively. It may be configured to include. Here, the outer permanent magnet 175 and the inner permanent magnet 176 of each rotor may be formed in the same size.

상기 프레임(191)은 비교적 얇은 두께의 원형 판으로 구성될 수 있다.The frame 191 may be composed of a circular plate having a relatively thin thickness.

상기 프레임(191)의 중앙영역에는 상기 회전축(111)이 삽입될 수 있게 축공(193)이 관통 형성될 수 있다. A shaft hole 193 may be formed through the central region of the frame 191 so that the rotating shaft 111 can be inserted therein.

상기 프레임(191)의 상면 및 저면에는 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)의 각 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 각각 대응되게 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)이 각각 구비될 수 있다. 여기서, 상기 프레임(191)의 상측의 외측영구자석(175)과 상기 프레임(191)의 하측의 외측영구자석(175)은 원주방향을 따라 그 중심이 서로 위상차를 가지게 배치될 수 있다. 예를 들면, 평면 투영시 상기 프레임(191)의 상면에 구비된 각 외측영구자석(175)은 상기 프레임(191)의 저면에 구비된 서로 인접한 2개의 외측영구자석(175) 사이에 각각 배치되게 구성될 수 있다. 반대로, 상기 프레임(191)의 저면에 구비된 각 외측영구자석(175)은 평면 투영시 상기 프레임(191)의 상면에 배치된 2개의 외측영구자석(175) 사이에 각각 배치될 수 있다. Upper and lower surfaces of the frame 191 correspond to the outer coil 165 and the inner coil 167 of the first stator 141a and the second stator 141b, respectively. Magnets 176 may be provided respectively. Here, the outer permanent magnet 175 on the upper side of the frame 191 and the outer permanent magnet 175 on the lower side of the frame 191 may be disposed such that their centers have phase differences with each other in the circumferential direction. For example, in the planar projection, each outer permanent magnet 175 provided on the upper surface of the frame 191 may be disposed between two adjacent outer permanent magnets 175 provided on the bottom of the frame 191, respectively. Can be configured. On the contrary, each of the outer permanent magnets 175 provided on the bottom of the frame 191 may be disposed between the two outer permanent magnets 175 disposed on the upper surface of the frame 191 in the plane projection.

한편, 본 실시예의 발전기모듈(130)은 축방향을 따라 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)의 각 일 측에 각각 배치되어 상기 제1회전자(170a)의 테두리영구자석(177) 및 제2회전자(170b)의 테두리영구자석(177)과 척력이 작용하게 배치되는 자기지지유닛(210)을 더 포함하여 구성될 수 있다. On the other hand, the generator module 130 of the present embodiment is disposed on each side of the first rotor (170a) and the second rotor (170b) in the axial direction, respectively, the permanent rim of the first rotor (170a) The magnet 177 and the edge permanent magnet 177 of the second rotor 170b and the magnetic support unit 210 which is disposed to act on the repulsive force may be further included.

보다 구체적으로, 상기 자기지지유닛(210)은 상기 제1회전자(170a)의 상측에 배치되는 제1자기지지유닛(211a)과, 상기 제2회전자(170b)의 하측에 배치되는 제2자기지지유닛(211b)을 구비할 수 있다.More specifically, the magnetic support unit 210 is a first magnetic support unit 211a disposed above the first rotor 170a and a second disposed below the second rotor 170b. The magnetic support unit 211b may be provided.

상기 제1자기지지유닛(211a) 및 제2자기지지유닛(211b)은 상호 구성이 유사하므로 이하, 도면 설명의 편의상 제2자기지지유닛(211b)을 예를 들어 설명한다. Since the first magnetic support unit 211a and the second magnetic support unit 211b have similar configurations, the second magnetic support unit 211b will be described below by way of example for convenience of description.

상기 제2자기지지유닛(211b)은 상기 제2회전자(170b)의 테두리영구자석(177)과 축방향으로 소정의 공극을 구비하게 이격 배치되는 복수의 영구자석(212)을 구비하여 구성될 수 있다. The second magnetic support unit 211b may include a plurality of permanent magnets 212 disposed to be spaced apart from the edge permanent magnet 177 of the second rotor 170b with a predetermined gap in the axial direction. Can be.

상기 공극은, 예를 들면, 10㎜내외로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 공극은 자석의 세기를 고려하여 적절히 조절될 수 있음은 물론이다. The voids may be, for example, about 10 mm. Here, of course, the gap can be appropriately adjusted in consideration of the strength of the magnet.

상기 제2자기지지유닛(211b)은 상기 복수의 영구자석(212)을 원주방향을 따라 소정 간격으로 이격되게 지지하는 지지틀(213)을 구비할 수 있다.The second magnetic support unit 211b may include a support frame 213 for supporting the plurality of permanent magnets 212 spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction.

상기 지지틀(213)은 원형의 링 형상을 구비할 수 있다. The support frame 213 may have a circular ring shape.

상기 지지틀(213)의 내경면에 상기 복수의 영구자석((212)이 소정 간격으로 이격되게 결합될 수 있다.The plurality of permanent magnets 212 may be coupled to the inner diameter surface of the support frame 213 at predetermined intervals.

상기 영구자석(212)은 반경방향을 따라 서로 다른 자극(N극, S극)을 구비하게 구성될 수 있다.The permanent magnet 212 may be configured to have different magnetic poles (N pole, S pole) in the radial direction.

상기 영구자석(212)은 원주방향을 따라 동일한 자극(N극, S극)을 구비하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 영구자석(212)은 상기 제2회전자(170b)의 테두리영구자석(177)과 사이에 척력이 작용할 수 있다. 이에 의해, 상기 제2회전자(170b)와 상기 자기지지유닛(211b)이 상호 일정한 간격을 유지하면서 상기 제2회전자(170b)를 안정적으로 정해진 위치에 회전 가능하게 지지할 수 있다. The permanent magnets 212 may be disposed to have the same magnetic poles (N pole, S pole) along the circumferential direction. Accordingly, the permanent magnet 212 may have a repulsive force between the edge permanent magnet 177 of the second rotor 170b. As a result, the second rotor 170b and the magnetic support unit 211b may rotatably support the second rotor 170b at a predetermined position while maintaining a constant interval therebetween.

상기 제2자기지지유닛(211b)은 지지판(214)에 결합될 수 있다. 이에 의해, 상기 제2자기지지유닛(211b)이 정해진 위치에서 상기 제2회전자(170b)를 안정적으로 지지할 수 있다.The second magnetic support unit 211b may be coupled to the support plate 214. As a result, the second magnetic support unit 211b may stably support the second rotor 170b at a predetermined position.

상기 지지판(214)은 대략 사각 판 형상으로 구성될 수 있다. The support plate 214 may be configured in a substantially square plate shape.

상기 지지판(214)의 중앙에는 상기 회전축(111)이 삽입될 수 있게 축공(215)이 관통형성될 수 있다. A shaft hole 215 may be formed through the center of the support plate 214 so that the rotation shaft 111 can be inserted therein.

상기 지지판(214)의 저부면에는 상기 축공(215)에 삽입된 상기 회전축(111)의 하부영역을 회전 가능하게 지지하는 베어링(216)이 구비될 수 있다. 상기 베어링(216)은 도면에는 구체적으로 도시하지 아니하였으나 레이디얼베어링(radial bearing)(미도시) 및/또는 스러스트베어링(thrust bearing)(미도시)을 구비하여 구성될 수 있다. The bottom surface of the support plate 214 may be provided with a bearing 216 for rotatably supporting the lower region of the rotary shaft 111 inserted into the shaft hole 215. Although not illustrated in detail, the bearing 216 may be configured to include a radial bearing (not shown) and / or a thrust bearing (not shown).

상기 지지판(214)의 각 모서리에는 결합공(217)이 관통 형성될 수 있다. 이에 의해 상기 지지부재(152)가 결합될 수 있다. Coupling holes 217 may be formed through each corner of the support plate 214. As a result, the support member 152 may be coupled.

한편, 상기 각 팬조립체(120)는, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(111)의 둘레에 이격배치되는 복수의 블레이드(122)와, 상기 블레이드(122)의 상부 및 하부에 각각 배치되어 상기 블레이드(122)를 지지하는 지지부재(124)를 구비하여 구성될 수 있다. On the other hand, each fan assembly 120, as shown in Figure 18 and 19, a plurality of blades 122 spaced apart around the rotation axis 111, and the upper and lower parts of the blade 122 It may be configured to include a support member 124 disposed on each of which supports the blade 122.

상기 블레이드(122)는 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(111)으로부터 멀어질수록 곡률반경(r1,r2,r3)이 증가하는 곡면을 구비하게 구성될 수 있다. As shown in FIGS. 20 and 21, the blade 122 may have a curved surface in which the radiuses of curvature r1, r2, and r3 increase as the distance from the rotational axis 111 increases.

상기 블레이드(122)는 상기 회전축(111)으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되게 배치될 수 있다. The blade 122 may be spaced apart from the rotation shaft 111 by a predetermined distance.

예를 들면, 상기 블레이드(122)는 상기 회전축(111)을 중심으로 소정 직경을 가지는 가상의 원주상(실제로는 후술할 원반부(125))에 내측 단부가 위치되게 구성될 수 있다.For example, the blade 122 may be configured such that the inner end portion is positioned on a virtual circumference (actually, the disc portion 125 to be described later) having a predetermined diameter around the rotation shaft 111.

상기 블레이드(122)는 회전방향을 따라 동일한 간격으로 이격 배치될 수 있다.The blades 122 may be spaced apart at equal intervals along the rotational direction.

상기 블레이드(122)의 상측 및 하측에는 상기 지지부재(124)가 각각 구비될 수 있다.The support member 124 may be provided on the upper side and the lower side of the blade 122, respectively.

상기 각 지지부재(124)는, 소정 직경을 구비한 원반부(125)와, 상기 원반부(125)의 둘레에 반경방향을 따라 연장되어 상기 블레이드(122)의 상측 및 하측을 차단하는 차단부(127)를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 블레이드(122)는 축방향을 따라 양 측(도면상 상측 및 하측) 단부가 차단된 버킷(bucket) 형상을 구비하게 구성될 수 있다.Each of the supporting members 124 includes a disk portion 125 having a predetermined diameter and a blocking portion extending radially around the disk portion 125 to block the upper and lower sides of the blade 122. 127 may be provided. As a result, the blade 122 may be configured to have a bucket shape in which both ends (upper and lower sides in the drawing) of the blade 122 are blocked along the axial direction.

상기 원반부(125)의 중앙영역에는 상기 회전축(111)이 삽입될 수 있게 축공(126)이 관통 형성될 수 있다. A shaft hole 126 may be formed in the central region of the disc 125 to allow the rotation shaft 111 to be inserted therethrough.

상기 차단부(127)의 외측 테두리는 상기 블레이드(122)의 곡률반경(r1,r2,r3)과 동일한 곡률반경을 구비하게 구성될 수 있다. 상기 차단부(127)의 내측 테두리는, 예를 들면, 상기 블레이드(122)의 2번째 곡률반경(r2)과 유사한 곡률반경을 구비하게 구성될 수 있다. 이에 의해, 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 차단부(127) 사이의 간격은 상기 블레이드(122)의 외측단부로부터 내측단부를 향하여 점진적으로 작아지게 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 블레이드(122)들 사이로 바람의 유입시 상기 팬조립체(120)를 회전시키는 토크는 증가하게 되고, 상기 팬조립체(120)의 반대 방향으로 작용하는 공기의 저항은 상대적으로 작아져 상대적으로 적은 풍량에서도 상기 팬조립체(120)가 원활하게 회전될 수 있다.The outer edge of the blocking part 127 may be configured to have the same radius of curvature as the radius of curvature r1, r2, r3 of the blade 122. The inner edge of the blocking part 127 may be configured to have, for example, a radius of curvature similar to the second radius of curvature r2 of the blade 122. As a result, as shown in FIG. 20, the interval between the blocking portions 127 may be gradually reduced from the outer end of the blade 122 toward the inner end. According to this configuration, the torque for rotating the fan assembly 120 is increased when the inflow of wind between the blades 122, the resistance of the air acting in the opposite direction of the fan assembly 120 is relatively small The fan assembly 120 can be smoothly rotated even at a relatively low air flow rate.

이러한 구성을 구비한 본 실시예의 팬조립체(120)는 풍속이 증가하여도 회전속도가 일정 속도 이상 상승하지 아니하기 때문에 상기 팬조립체(120)의 회전 속도를 제한할 필요가 없다. 이에 따라, 브레이크 장치 등 속도 제한 장치(미도시)를 추가하지 아니하거나, 예비적으로 구비할 경우 상대적으로 소용량의 속도 제한 장치가 구비될 수 있다.The fan assembly 120 of the present embodiment having such a configuration does not need to limit the rotational speed of the fan assembly 120 because the rotational speed does not increase more than a certain speed even if the wind speed is increased. Accordingly, a speed limiting device having a relatively small capacity may be provided when a speed limiting device (not shown) such as a brake device is not added or provided in advance.

이러한 구성에 의하여, 상기 팬조립체(120)가 회전하면 상기 팬조립체(120)의 회전력은 상기 회전축(111)을 통해 상기 회전자(170a,170b,190)에 전달될 수 있다. 이에 의해, 상기 회전자(170a,170b,190)가 상기 고정자(140)에 대해 상대 운동(회전)할 수 있다. In this configuration, when the fan assembly 120 rotates, the rotational force of the fan assembly 120 may be transmitted to the rotors 170a, 170b, and 190 through the rotation shaft 111. As a result, the rotors 170a, 170b, and 190 may move relative to the stator 140.

상기 회전자(170a,170b,190)가 상기 고정자(140)에 대해 각각 상대 회전하면 상기 고정자코일(163)에 전자기유도에 의해 기전력이 발생되어 유도전류가 흐르게 될 수 있다. 즉, 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)의 각 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 대해 상기 제1회전자(170a), 제2회전자(170b) 및 제3회전자(190)의 각 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)이 상대 회전하면 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)의 각 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 유도전류가 흐르게 될 수 있다. 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)의 유도전류는 정해진 선로를 통해 부하회로(미도시)와 연결될 수 있다. When the rotors 170a, 170b, and 190 rotate relative to the stator 140, electromotive force is generated by the electromagnetic induction in the stator coil 163, so that an induced current may flow. That is, the first rotor 170a, the second rotor 170b, and the third rotor 3 with respect to each of the outer coil 165 and the inner coil 167 of the first stator 141a and the second stator 141b. When the outer permanent magnet 175 and the inner permanent magnet 176 of the rotor 190 rotates relative to each other, the outer coil 165 and the inner coil 167 of the first stator 141a and the second stator 141b. ), An induced current may flow. Induction currents of the outer coil 165 and the inner coil 167 may be connected to a load circuit (not shown) through a predetermined line.

여기서, 상기 각 회전자(170a,170b,190)의 각 내측영구자석(176)은 외측영구자석(175)의 사이에 각각 배치되고, 상기 각 고정자(140)의 각 내측코일(167)은 각 외측코일(165)의 사이에 배치되도록 구성됨으로써, 상기 회전자(170a,170b,190)의 회전시 코깅토크가 저감될 수 있다. 이에 의해, 회전 저항이 작아지게 되어 상대적으로 작은 힘(풍력)에 의해서 상기 회전자(170a,170b,190)가 원활하게 회전되어 발전 작용을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)는 상기 자기지지유닛(210)에 의해 자기적으로 균형을 유지하게 지지됨으로써 상기 회전축(111)에 대해 횡방향 외력 작용시에도 상기 회전자(170a,170b,190)가 원활하게 회전될 수 있다. 이에 따라, 상기 회전자(170a,170b,190)의 속도가 상대적으로 더욱 상승될 수 있다. 이에 의해, 상기 고정자코일(163)에 유도되는 전류가 증가될 수 있고 발전효율이 제고될 수 있다. Here, each inner permanent magnet 176 of each rotor 170a, 170b, 190 is disposed between the outer permanent magnet 175, each inner coil 167 of each stator 140 is each By being arranged between the outer coil 165, the cogging torque can be reduced during the rotation of the rotor (170a, 170b, 190). As a result, the rotational resistance becomes small, and the rotors 170a, 170b, and 190 are smoothly rotated by a relatively small force (wind force) to perform a power generation function. In addition, the first rotor (170a) and the second rotor (170b) is supported by the magnetic support unit 210 to maintain a magnetically balanced even when the external force acting in the transverse shaft 111 The rotors 170a, 170b, and 190 may rotate smoothly. Accordingly, the speed of the rotor (170a, 170b, 190) can be relatively further increased. As a result, current induced in the stator coil 163 may be increased, and power generation efficiency may be improved.

이하, 도 23 및 도 24를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 전술 및 도시한 실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 인용하여 설명될 수 있다. 또한, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 23 and 24. The same and equivalent parts as those of the foregoing and illustrated embodiments may be described by omitting the same reference numerals for convenience of description of the drawings. In addition, duplicate descriptions of some components may be omitted.

전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전장치는, 회전축(111)과, 상기 회전축(111)에 회전 가능하게 결합되는 팬조립체(120)와, 상기 팬조립체(120)와 연동가능하게 연결되어 상기 팬조립체(120)의 회전 시 전류를 발생시키는 발전기모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다.As described above, the wind power generator according to another embodiment of the present invention, the rotary shaft 111, the fan assembly 120 rotatably coupled to the rotary shaft 111, and the fan assembly 120 is interlocked with It may be configured to include a generator module 130 that is connected to be possible to generate a current during the rotation of the fan assembly 120.

상기 팬조립체(120)는 복수 개로 구성되고, 상기 회전축(111)의 축방향을 따라 이격되게 상기 회전축(111)에 동시에 결합되게 구성될 수 있다. The fan assembly 120 may be configured in plural and may be simultaneously coupled to the rotation shaft 111 to be spaced apart along the axial direction of the rotation shaft 111.

상기 발전기모듈(130)은, 고정자(140)와, 동일한 회전축(111)을 중심으로 상기 고정자(140)에 대해 회전 가능하고, 축방향을 따라 상기 고정자(140)의 양 측에 각각 배치되는 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)를 구비할 수 있다.The generator module 130 is rotatable about the stator 140 with respect to the stator 140 and the same rotating shaft 111, and are disposed on both sides of the stator 140 along the axial direction, respectively. The first rotor 170a and the second rotor 170b may be provided.

상기 고정자(140)는, 예를 들면, 축방향을 따라 이격 배치된 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)를 구비하여 구성될 수 있다.The stator 140 may include, for example, a first stator 141a and a second stator 141b spaced apart along the axial direction.

상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)는 도면상 상하방향을 따라 이격 배치될 수 있다. The first stator 141a and the second stator 141b may be spaced apart from each other in the vertical direction in the drawing.

상기 제1고정자(141a)의 상측에는 제1회전자(170a)가 구비될 수 있다.The first rotor 170a may be provided above the first stator 141a.

상기 제2고정자(141b)의 하측에는 상기 제2회전자(170b)가 배치될 수 있다.The second rotor 170b may be disposed below the second stator 141b.

상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b) 사이에는 제3회전자(190)가 구비될 수 있다.A third rotor 190 may be provided between the first stator 141a and the second stator 141b.

한편, 본 실시예의 발전기모듈(130)은, 상기 제1회전자(170a), 제2회전자(170b) 및 제3회전자(190)를 자기적으로 지지하는 자기지지유닛(230)을 구비하여 구성될 수 있다. On the other hand, the generator module 130 of the present embodiment, the magnetic support unit 230 for magnetically supporting the first rotor 170a, the second rotor 170b and the third rotor 190. Can be configured.

보다 구체적으로, 상기 자기지지유닛(230)은, 상기 제1회전자(170a), 제2회전자(170b) 및 제3회전자(190)의 외측에서 상기 제1회전자(170a), 제2회전자(170b) 및 제3회전자(190)를 각각 자기적으로 지지하게 구성될 수 있다.More specifically, the magnetic support unit 230, the first rotor (170a), third outside the first rotor (170a), the second rotor (170b) and the third rotor (190) The second rotor 170b and the third rotor 190 may be configured to magnetically support each.

상기 각 자기지지유닛(230)은, 중앙에 상기 각 회전자를 수용하는 회전자수용부(235)가 구비된 사각 판상의 프레임(233)과, 상기 회전자수용부(235)의 내경에 배치되는 복수의 영구자석(241)을 구비하여 구성될 수 있다. Each of the magnetic support units 230 includes a square plate-shaped frame 233 having a rotor accommodating portion 235 at the center and accommodating an inner diameter of the rotor accommodating portion 235. It may be configured with a plurality of permanent magnets 241 to be.

상기 회전자수용부(235) 및 영구자석(241)은 내부에 수용된 회전자(170a,170b,190)와 소정의 공극(air gap)을 유지하게 구성될 수 있다. 예를 들면 상기 공극은 10㎜ 내외로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 공극은 적절히 조절될 수 있다. The rotor accommodating part 235 and the permanent magnet 241 may be configured to maintain a predetermined air gap with the rotors 170a, 170b, 190 accommodated therein. For example, the pores may be configured to about 10 mm. Here, the voids can be adjusted appropriately.

상기 자기지지유닛(230)은, 상기 제1회전자(170a)를 자기적으로 지지하는 제1자기지지유닛(231a)과, 상기 제2회전자(170b)를 자기적으로 지지하는 제2자기지지유닛(231b)과, 제3회전자(190)를 자기적으로 지지하는 제3자기지지유닛(231c)을 구비할 수 있다.The magnetic support unit 230 may include a first magnetic support unit 231a for magnetically supporting the first rotor 170a and a second magnetic force for magnetically supporting the second rotor 170b. A support unit 231b and a third magnetic support unit 231c for magnetically supporting the third rotor 190 may be provided.

상기 제1자기지지유닛(231a) 및 제2자기지지유닛(231b)은 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)의 각 테두리영구자석(177)과 척력이 작용하게 상기 테두리영구자석(177)과 반대의 자극을 구비하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 영구자석(241)들은 상기 테두리영구자석(177)과 동일한 자극(N극, S극)을 구비하게 배치될 수 있다. The first magnetic support unit 231a and the second magnetic support unit 231b may have the edges such that the edge permanent magnets 177 and the repulsive force of the first rotor 170a and the second rotor 170b act on each other. It may be configured to have a magnetic pole opposite to the permanent magnet 177. That is, the permanent magnets 241 may be disposed to have the same magnetic poles (N pole, S pole) as the edge permanent magnet 177.

한편, 상기 제3자기지지유닛(231c)은 상기 제3회전자(190)의 외측영구자석(175)의 원주방향을 따른 자극 배열과 동일한 자극배열을 구비하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 제2자기지지유닛(231c)의 영구자석(241)들은 원주방향을 따라 N극 및 S극이 교호적으로 배치되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 제3자기지지유닛(231c)과 상기 제3회전자(190)의 외측영구자석(175) 간의 자기력(인력 및 척력)이 균형을 이룰 수 있다. Meanwhile, the third magnetic support unit 231c may be configured to have the same magnetic pole array as the magnetic pole array along the circumferential direction of the outer permanent magnet 175 of the third rotor 190. That is, the permanent magnets 241 of the second magnetic support unit 231c may be configured such that the N pole and the S pole are alternately disposed along the circumferential direction. As a result, magnetic forces (human and repulsive forces) between the third magnetic support unit 231c and the outer permanent magnet 175 of the third rotor 190 may be balanced.

이러한 구성에 의하여, 상기 팬조립체(120)가 회전하면 상기 회전축(111)을 통해 상기 팬조립체(120)의 회전력이 전달되어 상기 회전자(170a,170b,190)가 회전될 수 있다. 이때, 상기 각 회전자(170a,170b,190)는 각 내측영구자석(176)이 외측영구자석(175)들 사이에 각각 배치되고, 상기 고정자(140)는 외측코일(165) 사이에 내측코일(167)이 각각 배치되게 구성됨으로써 상기 회전자(170a,170b,190)의 회전시 코깅토크가 저감될 수 있다. 이에 의해, 회전 저항이 작아지게 되어 상대적으로 작은 힘(풍력)에 의해서 상기 회전자(170a,170b,190)가 원활하게 회전될 수 있다. 또한, 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)는 상기 자기지지유닛(230)에 의해 자기적으로 균형을 유지할 수 있게 지지됨으로써 상기 회전축(111)에 대해 횡방향 외력 작용시에도 자기력에 의해 초기위치로 쉽게 복귀되어 원활하게 회전될 수 있다. 이에 따라, 상기 회전자(170a,170b,190)의 속도가 상대적으로 더욱 상승될 수 있다. 이에 의해, 상기 고정자코일(163)에 유도되는 전류가 증가되어 발전효율이 제고될 수 있다.In this configuration, when the fan assembly 120 rotates, the rotational force of the fan assembly 120 is transmitted through the rotation shaft 111 so that the rotors 170a, 170b, and 190 may rotate. In this case, each of the rotor (170a, 170b, 190) each inner permanent magnet 176 is disposed between the outer permanent magnet 175, respectively, the stator 140 is the inner coil between the outer coil 165 Since 167 is configured to be disposed respectively, cogging torque during rotation of the rotors 170a, 170b, and 190 may be reduced. As a result, the rotational resistance becomes small, and the rotors 170a, 170b, and 190 may be smoothly rotated by a relatively small force (wind force). In addition, the first rotor (170a) and the second rotor (170b) is supported by the magnetic support unit 230 to maintain a magnetically balanced when the external force acts on the rotation axis 111 Edo is easily returned to the initial position by the magnetic force can be rotated smoothly. Accordingly, the speed of the rotor (170a, 170b, 190) can be relatively further increased. As a result, an electric current induced in the stator coil 163 may be increased to increase power generation efficiency.

전술 및 도시한 실시예에서는 상기 팬조립체의 회전축과 상기 회전자의 회전축이 동일하게 구성된 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 상기 팬조립체의 회전축과 상기 회전자의 회전축이 별개로 구성되어 동력 전달 가능하게 상호 연결될 수도 있다.In the above-described and illustrated embodiments, the case in which the rotating shaft of the fan assembly and the rotating shaft of the rotor are configured to be the same is described, for example. May be interconnected.

또한, 상기 팬조립체의 회전축과 상기 회전자의 회전축 사이에는 속도를 가변할 수 있는 변속기 또는 증속기가 구비되어 구성될 수도 있다. In addition, between the rotation axis of the fan assembly and the rotation axis of the rotor may be provided with a transmission or a speed increaser capable of varying the speed.

전술 및 도시한 실시예에서는 상기 고정자가 제1고정자 및 제2고정자를 구비하게 구성된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 상기 고정자는 한 개 또는 세 개 이상으로 구성될 수도 있다. In the above-described and illustrated embodiments, the case where the stator is configured to include the first stator and the second stator is described as an example. However, the stator may be one or three or more.

이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다. In the above, specific embodiments of the present invention have been shown and described. However, the present invention can be embodied in various forms without departing from the spirit or essential features thereof, so the embodiments described above should not be limited by the details of the detailed description.

또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.Further, even when the embodiments not listed in the detailed description have been described, it should be interpreted broadly within the scope of the technical idea defined in the appended claims. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

111 : 회전축 120 : 팬조립체
122 : 블레이드 124 : 지지부재
125 : 원반부 127 : 차단부
130 : 발전기모듈 140 : 고정자
141a : 제1고정자 141b : 제2고정자
143 : 고정자프레임 146 : 외측슬롯
147 : 내측슬롯 163 : 고정자코일
165 : 외측코일 167 : 내측코일
170a : 제1회전자 170b : 제2회전자
175 : 외측영구자석 176 : 내측영구자석
177 : 테두리영구자석 180,213 : 지지틀
181 : 외측틀 182 : 내측틀
183 : 간격유지부재 190 : 제3회전자
210 : 자기지지유닛 212 : 영구자석
214 : 지지판
111: rotating shaft 120: fan assembly
122: blade 124: support member
125: disc portion 127: blocking portion
130: generator module 140: stator
141a: first stator 141b: second stator
143: stator frame 146: outer slot
147: inner slot 163: stator coil
165: outer coil 167: inner coil
170a: first rotor 170b: second rotor
175: outer permanent magnet 176: inner permanent magnet
177: permanent permanent magnet 180,213: support frame
181: outer frame 182: inner frame
183: spacing member 190: third rotor
210: magnetic support unit 212: permanent magnet
214: support plate

Claims (12)

고정자;
동일한 회전축을 중심으로 상기 고정자에 대해 회전 가능하고, 축방향을 따라 상기 고정자의 양 측에 각각 배치되는 제1회전자 및 제2회전자;
를 포함하는 발전기모듈.
Stator;
First and second rotors rotatable about the stator about the same rotation axis and disposed on both sides of the stator in an axial direction, respectively;
Generator module comprising a.
제1항에 있어서, 상기 고정자는,
서로 동심적으로 형성되는 외측슬롯 및 내측슬롯을 구비한 프레임;
상기 외측슬롯에 구비되는 외측코일; 및
상기 내측슬롯에 구비되는 내측코일;을 구비하고,
상기 외측슬롯 및 내측슬롯은 각 원주방향을 따라 등간격으로 이격되게 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
The method of claim 1, wherein the stator,
A frame having an outer slot and an inner slot formed concentrically with each other;
An outer coil provided in the outer slot; And
An inner coil provided in the inner slot;
The outer slot and the inner slot is a generator module, characterized in that each formed spaced at equal intervals along the circumferential direction.
제2항에 있어서,
상기 제1회전자 및 제2회전자는 상기 외측코일에 대응되는 외측영구자석 및 상기 내측코일에 대응되는 내측영구자석을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
The method of claim 2,
The first rotor and the second rotor generator module characterized in that it comprises an outer permanent magnet corresponding to the outer coil and the inner permanent magnet corresponding to the inner coil, respectively.
제2항에 있어서,
상기 각 내측코일은 원주방향의 중심이 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측코일의 중심 사이에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
The method of claim 2,
Each of the inner coils are generator modules, characterized in that the center of the circumferential direction is disposed between the center of the two outer coils adjacent to each other in the circumferential direction.
제3항에 있어서,
상기 각 내측영구자석은 원주방향의 중심이 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측영구자석의 중심 사이에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
The method of claim 3,
Each of the inner permanent magnets is a generator module, characterized in that the center of the circumferential direction is disposed between the center of the two outer permanent magnets adjacent to each other in the circumferential direction.
제1항에 있어서,
상기 고정자는 축방향을 따라 서로 이격된 제1고정자 및 제2고정자를 구비하는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
The method of claim 1,
The stator includes a first stator and a second stator spaced apart from each other along the axial direction generator module.
제6항에 있어서,
상기 제1고정자 및 제2고정자는, 상호 동심적으로 배치되는 외측코일 및 내측코일을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
The method according to claim 6,
The first stator and the second stator, the generator module characterized in that it comprises an outer coil and the inner coil are arranged concentrically with each other.
제7항에 있어서,
상기 제1고정자와 제2고정자 사이에 배치되는 제3회전자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
The method of claim 7, wherein
The generator module further comprises a third rotor disposed between the first stator and the second stator.
제3항에 있어서,
축방향을 따라 상기 제1회전자 및 제2회전자의 각 일 측에 각각 배치되어 상기 제1회전자 및 제2회전자를 자기적으로 지지하는 자기지지유닛;을 더 포함하는 발전기모듈.
The method of claim 3,
And a magnetic support unit disposed on each side of the first rotor and the second rotor along an axial direction to magnetically support the first rotor and the second rotor, respectively.
제8항에 있어서,
상기 제3회전자를 자기적으로 지지하는 자기지지유닛을 더 포함하는 발전기모듈.
9. The method of claim 8,
Generator module further comprising a magnetic support unit for magnetically supporting the third rotor.
회전축;
상기 회전축에 회전 가능하게 결합되는 팬조립체; 및
상기 팬조립체와 연동가능하게 연결되어 상기 팬조립체의 회전시 전류를 발생시키는 제1항의 발전기모듈;
을 포함하는 풍력발전장치.
A rotating shaft;
A fan assembly rotatably coupled to the rotation shaft; And
The generator module of claim 1, wherein the generator module is connected to the fan assembly and generates a current when the fan assembly is rotated.
Wind power generator comprising a.
제11항에 있어서,
상기 회전축은 상하방향으로 배치되고,
상기 팬조립체는 상기 축방향으로 이격되게 결합되는 복수 개로 구성되는 것을 특징으로 풍력발전장치.
The method of claim 11,
The rotating shaft is disposed in the vertical direction,
The fan assembly is a wind power generator, characterized in that consisting of a plurality of coupled to the axial spaced apart.
KR1020110104782A 2011-10-13 2011-10-13 Generater module and aerogenerator having the same KR101239077B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110104782A KR101239077B1 (en) 2011-10-13 2011-10-13 Generater module and aerogenerator having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110104782A KR101239077B1 (en) 2011-10-13 2011-10-13 Generater module and aerogenerator having the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101239077B1 true KR101239077B1 (en) 2013-03-05

Family

ID=48181045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110104782A KR101239077B1 (en) 2011-10-13 2011-10-13 Generater module and aerogenerator having the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101239077B1 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584509B1 (en) 2014-11-17 2016-01-15 석세명 Magnetic Rotation Accelerator and Generator comprising the same
KR101759844B1 (en) 2016-09-01 2017-07-19 강성광 Automation Controllable Cogging Torque Generator
KR101870597B1 (en) 2018-02-14 2018-06-22 윤성현 Apparatus for generating by wind power
WO2018117555A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-28 선상규 Generator using two rotors capable of using rotating shaft or fixed shaft
KR101891469B1 (en) 2018-06-19 2018-08-27 윤성현 Apparatus for generating by wind power
KR101899280B1 (en) 2018-02-09 2018-09-14 윤성현 Apparatus for generating by wind power
KR101975739B1 (en) 2019-02-19 2019-05-07 윤성현 Apparatus for generating by wind power
KR102039510B1 (en) * 2018-05-30 2019-11-01 트윈테크(주) Small generator using for wind
KR102129225B1 (en) 2020-03-25 2020-07-02 올컴에너지 주식회사 High Capacity Hybrid Power Generation Device
KR102180515B1 (en) 2020-07-23 2020-11-25 올컴에너지 주식회사 High Capacity Hybrid Power Generation Device
KR102299372B1 (en) * 2021-06-04 2021-09-08 주식회사 윈스 parallel configurable wind power generator
KR102304777B1 (en) * 2021-06-04 2021-09-28 주식회사 윈스 wind power generation apparatus
KR102332600B1 (en) * 2021-05-21 2021-12-01 남정호 Multi-pole low speed generator

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090092419A (en) * 2008-02-27 2009-09-01 아이알제너레이터(주) Generator and wind power system using the same
KR20110038792A (en) * 2009-10-09 2011-04-15 노순창 High-efficiency generator using wind

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090092419A (en) * 2008-02-27 2009-09-01 아이알제너레이터(주) Generator and wind power system using the same
KR20110038792A (en) * 2009-10-09 2011-04-15 노순창 High-efficiency generator using wind

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584509B1 (en) 2014-11-17 2016-01-15 석세명 Magnetic Rotation Accelerator and Generator comprising the same
KR101759844B1 (en) 2016-09-01 2017-07-19 강성광 Automation Controllable Cogging Torque Generator
WO2018117555A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-28 선상규 Generator using two rotors capable of using rotating shaft or fixed shaft
KR101899280B1 (en) 2018-02-09 2018-09-14 윤성현 Apparatus for generating by wind power
KR101870597B1 (en) 2018-02-14 2018-06-22 윤성현 Apparatus for generating by wind power
KR102039510B1 (en) * 2018-05-30 2019-11-01 트윈테크(주) Small generator using for wind
KR101891469B1 (en) 2018-06-19 2018-08-27 윤성현 Apparatus for generating by wind power
KR101975739B1 (en) 2019-02-19 2019-05-07 윤성현 Apparatus for generating by wind power
KR102129225B1 (en) 2020-03-25 2020-07-02 올컴에너지 주식회사 High Capacity Hybrid Power Generation Device
KR102180515B1 (en) 2020-07-23 2020-11-25 올컴에너지 주식회사 High Capacity Hybrid Power Generation Device
KR102332600B1 (en) * 2021-05-21 2021-12-01 남정호 Multi-pole low speed generator
KR102299372B1 (en) * 2021-06-04 2021-09-08 주식회사 윈스 parallel configurable wind power generator
KR102304777B1 (en) * 2021-06-04 2021-09-28 주식회사 윈스 wind power generation apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101239077B1 (en) Generater module and aerogenerator having the same
WO2016015665A1 (en) Winding type permanent magnet coupling transmission device
EP3221953B1 (en) Wind turbine
KR20160091357A (en) Direct drive generator for renewable energy applications
RU2494520C2 (en) Electromagnetic generator
WO2011142919A1 (en) Wind turbines direct drive alternator system with torque balancing
KR101843464B1 (en) A hydroelectric turbine coil arrangement
CN110034649A (en) A kind of axial magnetic field magnetic flux suitching type transverse flux permanent magnetic motor
JP2021145544A (en) Pairs of complementary unidirectionally magnetic rotor/stator assemblies
KR101435112B1 (en) Plate structure with a generator
KR101230054B1 (en) Slotted axial field permanent magnet synchronous generator for small wind turbine generator
CN103780036A (en) Dual-stator structure type high temperature superconducting permanent magnet wind driven generator
KR101872262B1 (en) Magnet generator
JP2014204644A (en) Generator of monopole configuration
JP2015056991A (en) Multiple permanent magnetic rotary type alternating current power generation unit
KR101614685B1 (en) Wound field type synchronous motor and rotor thereof
CN203734486U (en) High-temperature superconductive permanent-magnetic aerogenerator with double-stator structure
JP2013062989A (en) Generator
KR20150032790A (en) Permanent magnet rotary electrical machine and wind-power generation system
WO2012121685A2 (en) Low-speed multipole synchronous generator
KR20120104829A (en) Radial flux permanent magnet generator mounting a coil and permanent magnet in radial direction and assembling method therefore
KR20110072192A (en) Coreless generator
CN201174647Y (en) Permanent magnetic brushless motor
EP2802062A1 (en) An electric generator for a wind power generator
WO2013051954A1 (en) Rotor for a wind energy installation with a vertical axis of rotation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160126

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161227

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180223

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190123

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200213

Year of fee payment: 8