KR101471784B1

KR101471784B1 - System for generating power

Info

Publication number: KR101471784B1
Application number: KR20130092282A
Authority: KR
Inventors: 손문수
Original assignee: 손문수
Priority date: 2013-08-03
Filing date: 2013-08-03
Publication date: 2014-12-26

Abstract

Provided is a power generation system capable of generating electric power using an insulation board and a magnet without using a separate core structure. The power generation system according to an embodiment of the present invention comprises: a rotary shaft transferring rotational motion energy; an insulation board connected to the rotary shaft to receive the rotational motion energy; a magnet part with N and S poles installed around the insulation board; a coil wound around the insulation board; a conductor provided in the insulation board; at least one terminal provided in the insulation board and connected to the conductor; and a brush being in contact with the terminal to collect a generated current. Accordingly, high power can be effectively generated using the rotational motion energy transferred to the insulation board and the magnet installed around the insulation board, without having separate equipment.

Description

[0001] SYSTEM FOR GENERATING POWER [0002]

코일이 형성된 절연 보드의 회전력과 발전기 원리를 이용한 전력 발전 시스템에 관한 발명이다.
The present invention relates to a power generation system using a rotational force of an insulated board having a coil and a generator principle.

전기 또는 전자 시스템에 필요한 전원을 효율적으로 공급하기 위해서 소모되는 에너지를 활용하는 장치에 대한 개발이 최근에 이루어지고 있다. 즉, 전기 또는 전자 시스템에서 소모되는 비전기적 특성의 에너지원을 전기 에너지로 변환하고 변환된 전기 에너지로 배터리를 충전하는 장치들을 이용하기 위한 시도들이 이루어지고 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Devices have recently been developed that utilize the energy consumed to efficiently supply the power needed for an electrical or electronic system. That is, attempts have been made to use devices that convert energy sources of non-electrical characteristics consumed in an electrical or electronic system into electrical energy and charge the battery with the converted electrical energy.

예를 들어, 모터를 이용하고 유도 발전기를 사용하여 전기 또는 전자 시스템에 전원을 제공하는 방법 및 장치가 있다. 이 장치에서는, 전자 시스템용 전원을 제공하기 위하여 모터 안의 로터의 기계적인 회전을 이용하는데, 이 로터의 회전은 스테이터 권선의 출력단에서 전자 시스템에 전원을 제공하기에 충분한 전기전압을 유도시키게 된다. 다만, 이런 장치들은 장치 자체가 장애물로 작용하게 된다. 또한, 모터가 상대적으로 큰 부피를 가지며 고가라는 점인데, 이로 인해 전원 공급장치들의 이용이 제한된다. 일 예로, 종래 기술인 한국공개특허공보 특1994-0017059 발명(자동차 바퀴에 장치하여 지면 위를 회전 할 때 마찰, 충격이 발생하고 이 때 소요되는 에너지를 발전시켜 전기에너지로 바꾸고 3상 교류 출력을 얻는 자동차용 발전장치)을 들 수 있다. 이 종래 기술의 경우에도 발명의 구성하는 장치들 자체가 장애물로 작용하며, 상대적으로 큰 부피를 가지며 고가라는 점이 여전히 문제점으로 남아있다.For example, there are methods and apparatus that utilize motors and provide power to electrical or electronic systems using induction generators. In this device, mechanical rotation of the rotor in the motor is used to provide power for the electronic system, which leads to an electrical voltage sufficient to provide power to the electronic system at the output of the stator winding. However, these devices will act as obstacles themselves. Also, the motor is relatively bulky and expensive, which limits the use of power supplies. For example, in the prior art disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 1994-0017059 (equipped with an automobile wheel so that friction and impact are generated when rotating on a ground surface, and the energy required at that time is converted into electric energy and three- Vehicle power generation apparatus). Even in the case of this prior art, the devices constituting the invention themselves act as obstacles, and the relatively large volume and high cost still remain as a problem.

또한, 다른 예로 회생 제동장치가 있는데, 이는 전동기를 발전기로서 작동시켜 운동 에너지를 전기 에너지로 변환해 회수하면서 제동력을 발휘하는 전기 제동방법이다. 전력 회생 브레이크라고도 불린다. 이는 발전시의 회전저항을 제동력으로서 이용할 수도 있으며, 전동기를 동력으로 하는 엘리베이터, 전동차, 자동차 등에 넓게 이용된다. 다만, 제동 시에만 소모되는 에너지를 이용한다는 점에서 역시 그 한계가 존재한다.As another example, there is a regenerative braking device, which is an electric braking method in which the motor is operated as a generator to convert kinetic energy into electrical energy and recover the braking force. It is also called power recovery brake. This can be used as a braking force by the rotational resistance at the time of power generation, and is widely used in an elevator, a motor vehicle, or an automobile powered by a motor. However, there are also limitations in that the energy consumed only during braking is used.

또한, 종래의 발전기는 철심에 코일을 감고 주위에 자석을 두어 전력을 발생시키는 원리인데, 이 때 적용되는 철심의 부피 및 무게가 필요에 따라 상당히 커질 수 있다는 점, 철심으로 인해 손실되는 자속이 발생한다는 점에서 그 한계점이 있다.
In addition, the conventional generator has a principle in which a coil is wound around an iron core and a magnet is placed around the coil to generate electric power. In this case, the volume and weight of the iron core applied can be considerably increased as needed, There are limitations in that.

한국공개특허공보 특1994-0017059 (1994. 07. 25. 공개)Korean Unexamined Patent Publication No. 1994-0017059 (published on July 25, 1994)

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면 별도의 철심 구조를 이용하지 않고 절연 보드와 자석을 이용하여 전력을 발전시킬 수 있는 전력 발전 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric power generation system capable of generating electric power using an insulation board and a magnet without using a separate iron core structure.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the description below.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템은 회전 운동 에너지를 전달하는 회전축; 상기 회전축과 연결되어 상기 회전 운동 에너지를 전달받는 절연 보드; 상기 절연 보드 주위에 설치되는 N극과 S극의 자석부; 상기 절연 보드에 권선되어 구비되는 코일; 상기 절연 보드에 구비되는 도선; 상기 절연 보드에 구비되고 상기 도선과 연결된 하나 이상의 단자; 상기 단자와 접촉하여 발생하는 전류를 수집하는 브러시;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a power generation system including: a rotary shaft for transmitting rotational kinetic energy; An insulation board connected to the rotation shaft to receive the rotational kinetic energy; An N-pole and an S-pole magnet disposed around the insulating board; A coil wound on the insulation board; A conductor provided on the insulation board; One or more terminals provided on the insulation board and connected to the leads; And a brush for collecting a current generated in contact with the terminal.

또한, 상기 절연 보드는, PCB(Printed Circuit Board)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The insulating board may include a PCB (Printed Circuit Board).

또한, 상기 도선은 상기 자석부로부터 나오는 자속에 수직 방향이 되도록 상기 절연 보드에 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lead wire is provided on the insulation board so as to be perpendicular to the magnetic flux emitted from the magnet portion.

또한, 상기 코일은, 상기 절연 보드에 형성된 두 개 이상의 홀(hole)을 관통하여 권선되는 것을 특징으로 한다.Further, the coil is wound by passing through two or more holes formed in the insulating board.

또한, 상기 절연 보드는 복수 개이고, 상기 자석부는 상기 절연 보드의 수만큼 S극과 N극 쌍을 구비하고, 각 S극과 N극 쌍이 상기 절연 보드를 중심으로 대칭이 되게 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the number of the insulation boards is plural, the magnet part has S-poles and N-pole pairs as many as the number of the insulation boards, and each S-pole and N-pole pairs are symmetrical about the insulation board .

또한, 복수 개의 절연 보드는, 각 절연 보드가 발생시키는 기전력의 위상이 서로 다르도록, 회전 시작 위치가 다르게 설치된 각 절연 보드를 포함하는 것을 특징으로 한다.The plurality of insulation boards may include respective insulation boards having rotation start positions different from each other such that phases of electromotive forces generated by the insulation boards are different from each other.

또한, 상기 브러시가 수집하는 전류의 크기 또는 형성된 전압의 크기를 조절하는 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The controller may further include an adjusting unit for adjusting a magnitude of a current or a magnitude of a voltage generated by the brush.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 발전 시스템은 별도의 장치를 구비하지 않고도, 절연 보드에 전달되는 회전 운동에너지와 절연 보드 주위에 설치되는 자석만을 이용하여 전력을 효율적으로 생성할 수 있다.As described above, the electric power generation system according to the present invention can efficiently generate electric power using only the rotational kinetic energy transmitted to the insulation board and the magnets installed around the insulation board without a separate device.

또한, 본 발명에 따른 전력 발전 시스템은 그 구조상 많은 공간을 차지하지 않으므로, 고전력을 필요로 하는 소형 발전기에 적용될 수 있다는 장점이 있다.Further, since the power generation system according to the present invention does not take up much space due to its structure, it can be applied to a compact generator requiring high power.

또한, 본 발명에 따른 전력 발전 시스템은 종래 발전기와 달리 코일이 권선되는 철심을 구성으로 하지 않으므로, 철심으로 인한 자속 유출을 최소화할 수 있어서 고효율의 전력을 발생시킬 수 있다.Also, unlike the conventional generator, the electric power generation system according to the present invention does not constitute an iron core in which a coil is wound, so that magnetic flux leakage due to an iron core can be minimized, and high efficiency electric power can be generated.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Unless stated, the effects will be apparent to those skilled in the art from the description and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템의 일 측면을 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템의 절연 보드가 2개인 경우를 도시한 개략도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템의 작동 과정을 도시한 순서도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템이 발전시킨 전력으로 배터리를 충전하는 것을 도시한 회로도이다.1 is a schematic diagram showing a power generation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing an aspect of a power generation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a case where there are two insulation boards of a power generation system according to an embodiment of the present invention.
4 to 5 are flowcharts illustrating an operation of the power generation system according to an embodiment of the present invention.
6 to 7 are circuit diagrams illustrating charging of a battery with electric power generated by a power generation system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.Although not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not.

한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. '~부' 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들로 분리되거나, 다른 '~부'와 통합되는 형태로 제공될 수 있다.The term " part " or the like used throughout this specification may mean a unit for processing at least one function or operation. Functions provided in '~' may be provided in a smaller number of components, or in a form integrated with other 'parts'.

본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성에 '연결'된다는 의미는 반드시 두 구성이 직접적으로 연결되는 것뿐만 아니라, 또 다른 구성이 매개되어 간접적으로 연결되는 것까지 포함한다. 본 명세서에서 공지된 구성에 대한 일반적인 내용에 관한 설명은 본 발명의 요지를 흐르지 않기 위해 생략될 수 있다.In the present specification, the meaning that one configuration is 'connected' to another configuration does not necessarily mean that the two configurations are directly connected but also another configuration is indirectly connected. The description of the general contents of known configurations in this specification may be omitted so as not to overcome the gist of the present invention.

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

먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템의 구성에 대해 도 1을 기초로 설명한다.First, a configuration of a power generation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a power generation system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)은 회전축(15), 절연 보드(130), 자석부, 코일(140), 도선(미도시), 단자(150), 브러시(160)와 케이스(170)를 포함한다.The power generation system 100 according to an embodiment of the present invention includes a rotary shaft 15, an insulation board 130, a magnet unit, a coil 140, a conductor (not shown), a terminal 150, a brush 160 And a case 170.

회전축(15)은 회전 운동 에너지를 발생시키는 모터 등의 회전 운동 에너지를 절연 보드(130)에 전달한다.The rotary shaft 15 transfers rotational kinetic energy of a motor or the like which generates rotational kinetic energy to the insulating board 130.

바람직하게는 회전축(15)은 절연 보드(130)의 회전 중심에 연결될 수 있다.Preferably, the rotary shaft 15 may be connected to the center of rotation of the insulating board 130.

또한, 회전축(15)에는 절연 보드(130)가 회전할 때 발생하는 편심을 방지하기 위한 베어링 구조물이 더 구비될 수 있다.The rotary shaft 15 may further include a bearing structure for preventing eccentricity generated when the insulating board 130 rotates.

절연 보드(130)는 회전축(15)과 연결되어 회전 운동 에너지를 전달받는다.The insulating board 130 is connected to the rotating shaft 15 to receive rotational kinetic energy.

또한, 절연 보드(130)는 바람직하게는 원형의 보드 형태로 형성될 수 있다.In addition, the insulating board 130 may be formed in a circular board shape.

또한, 절연 보드(130)는 수지, 플라스틱 등 절연체로 이루어질 수 있다.In addition, the insulating board 130 may be made of an insulator such as resin or plastic.

또한, 절연 보드(130)는 PCB(Printed Circuit Board) 형태로 구비될 수 있다.In addition, the insulating board 130 may be provided in the form of a printed circuit board (PCB).

또한, 절연 보드(130)가 한 개 구비되는 경우에는 발생하는 기전력은 사인파 형태가 된다.Also, when one insulating board 130 is provided, the generated electromotive force becomes a sine wave form.

또한, 절연 보드(130)는 복수 개로 구비될 수 있다.In addition, a plurality of insulating boards 130 may be provided.

절연 보드(130)가 복수 개 구비되는 경우에는, 절연 보드(130)가 한 개 구비되는 경우에 발생하는 기전력 사인파의 위상과 달리, 위상이 조정될 수 있다. 즉, 하나의 절연 보드(130)가 구비되는 경우의 기전력 사인파는 시간에 따라 높고 낮음이 반복되는데 반해, 복수 개의 절연 보드(130)가 구비되는 경우의 기전력 사인파는 위상이 보상될 수 있기 때문에 전체적으로 일정한 기전력을 발생시킬 수 있는 장점이 있다.When a plurality of insulating boards 130 are provided, the phase can be adjusted differently from the phase of an electromotive force sinusoidal wave generated when one insulating board 130 is provided. In other words, the electromotive force sine wave in the case where one insulating board 130 is provided is repeated high and low according to time, whereas the electromotive force sine wave in the case where a plurality of insulating boards 130 are provided can be compensated for There is an advantage that a constant electromotive force can be generated.

자석부는 절연 보드(130) 주위에 설치된다. 자세하게는 자석부는 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(170)의 일 면에 N극이 설치되고 이와 대응하는 다른 면에 S극이 설치된다.The magnet portion is installed around the insulating board 130. More specifically, as shown in Fig. 1, the magnet portion is provided with N poles on one surface of the case 170 and an S pole on the other surface thereof.

또한, 케이스(170) 일 면에 설치되는 자석부는 하나 이상 구비될 수 있고, 바람직하게는 상, 하, 좌, 우에 N극이 한 개씩 설치되며, 다른 면에는 일 면에 대응하도록 상, 하, 좌, 우에 S극이 한 개씩 설치될 수 있다.In addition, one or more magnet portions may be provided on one surface of the case 170, and one N pole may be provided on the upper, lower, left, and right sides of the case 170, One S pole can be installed on the left and right sides.

또한, 자석부는 N극과 S극을 포함한다. 바람직하게는 적어도 한 쌍 이상의 N극과 S극을 포함할 수 있다.The magnet portion includes N poles and S poles. Preferably at least one pair of N poles and S poles.

또한, 자석부는 절연 보드의 수만큼 S극과 N극을 구비할 수 있다.Further, the magnet portion may have S poles and N poles as many as the number of insulating boards.

또한, 자석부는 바람직하게는 절연 보드를 중심으로 대칭이 되도록 설치될 수 있다.Further, the magnet portion may preferably be provided so as to be symmetrical about the insulating board.

코일(140)은 절연 보드(130)에 권선되어 구비된다.The coil 140 is wound around the insulation board 130.

또한, 코일(140)은 절연 보드(130)에 형성된 두 개 이상의 홀(hole)을 관통하여 권선되는 형태로 이루어질 수 있다.In addition, the coil 140 may be formed to be wound through two or more holes formed in the insulating board 130.

또한, 코일(140)은 종래 발전기의 코일과 달리 절연 보드(130)에 권선되어 구비될 수 있어서, 보다 높은 전력 발생을 위해 적층되는 형태로 절연 보드(130)에 권선될 수 있다.In addition, the coil 140 may be wound on the insulating board 130, unlike the coil of the conventional generator, and may be wound on the insulating board 130 in a laminated form for higher power generation.

또한, 코일(140)의 권선 수는 요구되는 전력의 크기에 따라 변경될 수 있다.In addition, the number of windings of the coil 140 can be changed according to the magnitude of the required power.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)의 코일(140)은, 보다 높은 전력을 최소한의 공간에서 발생시킬 수 있도록 하는 구조이다.That is, the coil 140 of the power generation system 100 according to the embodiment of the present invention is capable of generating higher power in a minimum space.

도선은 절연 보드(130)에 구비된다.The lead wire is provided on the insulating board 130.

또한, 도선은 자석부로부터 나오는 자속에 수직 방향이 되도록 절연 보드(130)에 구비된다.Further, the conductor is provided on the insulating board 130 so as to be perpendicular to the magnetic flux emitted from the magnet portion.

단자(150)는 절연 보드(130)에 구비되고 도선과 연결되며, 하나 이상으로 이루어질 수 있다.The terminals 150 may be provided on the insulating board 130 and connected to the wires, and may be formed of one or more wires.

또한, 단자(150)는 절연 보드(130) 상에서 발생하는 전력을 전달하는 기능을 담당한다.In addition, the terminal 150 functions to transfer electric power generated on the insulating board 130.

또한, 단자(150)는 하나의 단자로 이루어지거나 또는 둘 이상의 단자(입출력단자) 형태로 이루어질 수 있다.In addition, the terminal 150 may be formed as one terminal or in the form of two or more terminals (input and output terminals).

브러시(160)는 단자(150)와 접촉하여, 발생하는 전류를 수집한다. 즉, 발생된 전력을 다른 장치에 공급하기 위해 전력을 모으는 기능을 수행한다.The brush 160 contacts the terminal 150 and collects the generated current. That is, it performs a function of collecting electric power to supply the generated electric power to another device.

또한, 브러시(160)는 바람직하게는 절연 보드(130)의 회전축(15) 주위에 설치되어 절연 보드(130) 상의 단자(150)와 접촉하여 전류를 수집한다.The brush 160 is preferably installed around the rotation axis 15 of the insulation board 130 and contacts the terminals 150 on the insulation board 130 to collect current.

구체적으로, 브러시(160)는 회전축(15)과 함께 회전하지 않고 따로 고정되는 형태로 구비된다.Specifically, the brush 160 is not rotated together with the rotary shaft 15 but is fixed separately.

또한, 브러시(160)는 원형 타입으로 두 개의 단자를 구비할 수 있다.In addition, the brush 160 may have two terminals in a circular shape.

또한, 브러시(160)는 원형 타입으로 두 개 이상의 단자를 구비할 수 있는데, 특히 단자를 세 개 구비하는 경우에는 'Y' 결선을 적용할 수 있고, 이에 따라 두 개의 단자가 적용되는 경우에 비해 높은 전력을 발생시킬 수 있는 장점을 가지게 된다.In addition, the brush 160 may be a circular type and may have two or more terminals. In particular, when three terminals are provided, a 'Y' connection can be applied. Thus, compared to the case where two terminals are used And has the advantage of generating high power.

다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)의 구성을 다른 측면에서 본 것을 도 2를 기초로 설명한다.Next, the construction of the power generation system 100 according to an embodiment of the present invention will be described on the basis of FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템의 일 측면을 도시한 모식도이다.2 is a schematic diagram showing an aspect of a power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)의 구성 중 절연 보드(130)는 코일(140), 단자(150), 도선(미도시)와 브러시(160)를 포함한다. 2, the insulation board 130 includes a coil 140, a terminal 150, a conductor (not shown) and a brush 160 (not shown) ).

이 중에서 코일(140)은 도 2에서와 같이 회전축(15)을 중심으로 절연 보드(130) 상에 대칭적으로 구비될 수 있다. 이와 달리 비대칭적이거나 하나 또는 셋 이상이 구비될 수 있다.2, the coil 140 may be symmetrically disposed on the insulating board 130 with the rotation axis 15 as a center. Alternatively, it may be asymmetrical or one or more than three.

코일(140)은 절연 보드(130)에 권선되어 구비될 수 있는데, 도 2에 모식적으로 도시된 바와 같이 회전축(15)을 중심으로 대칭적으로 두 부분으로 나누어져서 구비될 수 있다.The coil 140 may be wound around the insulation board 130 and may be symmetrically divided into two parts around the rotary shaft 15 as schematically shown in FIG.

또한, 단자(150)는 절연 보드(130)에 구비된 도선과 연결되어 구비될 수 있는데, 하나 또는 도 2에 도시된 바와 같이 2개가 구비될 수 있다.In addition, the terminal 150 may be connected to a lead provided on the insulation board 130, and two terminals may be provided as shown in one or two of FIG.

또한, 브러시(160)는 회전축(15) 주위에 설치되어 단자(150)로부터 발생하는 전류를 수집할 수 있다.Further, the brush 160 may be installed around the rotating shaft 15 to collect current generated from the terminal 150.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)의 절연 보드(130)가 2개인 경우를 도 3을 기초로 이하에서 설명한다.Next, a case in which the insulation board 130 of the power generation system 100 according to the embodiment of the present invention is two will be described with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템의 절연 보드가 2개인 경우를 도시한 개략도이다. FIG. 3 is a schematic view showing a case where there are two insulation boards of a power generation system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)은 기존 발전기와 달리 절연 보드(130)에 코일(140)을 권선할 수 있고, 하나 이상의 절연 보드(130)를 구비할 수 있어서, 전력 발전 효율이 상당히 높다는 장점이 있다.The power generation system 100 according to an embodiment of the present invention can wind the coil 140 on the insulation board 130 and can include one or more insulation boards 130 different from existing generators, The advantage is that the efficiency is quite high.

즉, 종래 발전기에서 철심에 코일을 권선하는 방식과 비교해서, 본 전력 발전 시스템(100)은 절연 보드(130)를 이용하므로 소실되는 자속이 발생하지 않는다. 이에 따라 발전 전력의 효율도 증가한다.That is, compared with the conventional method of winding the coil on the iron core in the generator, the electric power generating system 100 uses the insulating board 130, so that a lost magnetic flux is not generated. As a result, the efficiency of generated power is also increased.

또한, 종래 발전기에서는 자장이 발생한 공간에서 회전하는 회전자가 공간적인 제약(공간이 협소)을 가지고 있었으나, 본 발명의 전력 발전 시스템(100)에서는 보드 형태의 절연 보드(130)를 공간 제약을 최소화하면서 다수 개 구비할 수 있어서 발전 전력 효율이 월등하다.However, in the electric power generation system 100 of the present invention, the board-type insulation board 130 may be installed in a space in which the magnetic field is generated, It is possible to provide a plurality of power generation efficiency.

일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이 절연 보드(130)가 두 개인 경우의 전력 발전 시스템(100)에 대해 살펴본다.As an example, a power generation system 100 in the case of two insulation boards 130 as shown in FIG. 3 will be described.

본 발명의 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)은 두 개의 절연 보드(130-1, 130-2)를 구비한다. 두 개의 절연 보드(130-1, 130-2)는 회전축(15)에 연결되어 회전 운동 에너지를 전달받아 회전한다.The power generation system 100 according to the embodiment of the present invention includes two insulation boards 130-1 and 130-2. The two insulation boards 130-1 and 130-2 are connected to the rotary shaft 15 to receive rotational kinetic energy and rotate.

또한, 두 절연 보드(130-1, 130-2)는 각각 코일(140-1, 140-2), 도선, 단자(150-1, 150-2)와 브러시(160-1, 160-2)를 구비한다.The two insulating boards 130-1 and 130-2 are connected to the coils 140-1 and 140-2 and the lead wires 150-1 and 150-2 and the brushes 160-1 and 160-2, Respectively.

또한, 각 코일(140-1, 140-2)은 동일한 형태로 각 절연 보드(130-1, 130-2)에 권선되어 구비된다.In addition, the coils 140-1 and 140-2 are wound around the insulating boards 130-1 and 130-2 in the same manner.

또한, 자석부는 도 1의 경우와 달리 두 절연 보드(130-1, 130-2) 사이에 추가로 설치되는데, N극과 S극으로 이루어진 자석이 두 절연 보드(130-1, 130-2) 사이에 추가로 설치된다.Unlike the case of FIG. 1, the magnet unit is additionally installed between two insulating boards 130-1 and 130-2. A magnet having N poles and S poles is inserted between two insulating boards 130-1 and 130-2, Respectively.

이 때, 두 절연 보드(130-1, 130-2) 사이에 설치되는 자석부의 극성은 해당 절연 보드의 반대편에 설치된 자석부의 극성과 반대가 되도록 설치된다.At this time, the polarities of the magnet portions provided between the two insulation boards 130-1 and 130-2 are set to be opposite to the polarities of the magnet portions provided on the opposite side of the insulation board.

또한, 단자(150-1, 150-2)는 각 절연 보드(130-1, 130-2) 상에 설치된다.In addition, the terminals 150-1 and 150-2 are provided on the insulating boards 130-1 and 130-2.

또한, 브러시(160-1, 160-2)는 각 절연 보드(130-1, 130-2)의 회전축(15) 주위에 설치되며, 해당 단자(150-1, 150-2)와 접촉하여 전류를 수집한다.The brushes 160-1 and 160-2 are provided around the rotation axis 15 of the insulation boards 130-1 and 130-2 and are in contact with the terminals 150-1 and 150-2, Lt; / RTI >

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)의 작동 과정을 도 4 내지 도 5의 순서도를 기초로 이하에서 설명한다.Next, the operation of the power generation system 100 according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to flowcharts of FIGS. 4 to 5. FIG.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템의 작동 과정을 도시한 순서도이다.4 to 5 are flowcharts illustrating an operation of the power generation system according to an embodiment of the present invention.

먼저 도 4에 도시된 전력 발전 시스템의 작동 과정에 대해 설명한다.First, the operation of the power generation system shown in FIG. 4 will be described.

회전 운동 에너지를 전달하는 회전축(15)과 연결된 절연 보드(130)가 회전축(15)을 중심으로 회전한다(S400). 코일(140)과 도선이 설치된 절연 보드(130)와 절연 보드 (130) 주위에 설치된 자석부가 전자기 유도 작용으로 전력을 발생시킨다(S410). 절연 보드(130)에 설치된 단자(150)와 접촉하는 브러시(160)가 전력(전류)을 수집한다(S420).The insulating board 130 connected to the rotating shaft 15 for transmitting rotational kinetic energy rotates about the rotating shaft 15 (S400 ). The coil 140 and the insulation board 130 with the wire and the magnet installed around the insulation board 130 generate the electric power by the electromagnetic induction operation S410. The brush 160 that contacts the terminal 150 installed on the insulating board 130 collects electric power (current) (S420).

다음으로, 도 5에 도시된 전력 발전 시스템의 작동 과정에 대해 설명한다.Next, an operation process of the power generation system shown in Fig. 5 will be described.

먼저, 회전 운동 에너지를 전달하는 회전축과 연결된 하나 이상의 절연 보드가 회전축을 중심으로 같은 방향으로 회전한다(S500).First, at least one insulating board connected to a rotational axis for transmitting rotational kinetic energy rotates about the rotational axis in the same direction (S500).

절연 보드 수에 대응하는 수만큼의 N극과 S극 쌍(자석부)을 절연 보드 주위에 설치한다(S510).The number of N poles and S poles (magnet portions) corresponding to the number of insulation boards is provided around the insulation board (S510).

코일과 도선이 설치된 각 절연 보드와 절연 보드 주위에 설치된 하나 이상의 자석부가 전자기 유도 작용으로 전력을 발생시킨다(S520).Each of the insulation boards provided with coils and wires and one or more magnets installed around the insulation board generate electric power by an electromagnetic induction operation (S520).

절연 보드에 각각 설치된 단자와 접촉하는 브러시가 전력(전류)를 수집한다(S530).The brushes that contact terminals provided on the insulating board respectively collect electric power (current) (S530).

마지막으로, 본 발명의 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)이 생성한 전력으로 배터리를 충전하는 과정을 도 6 내지 도 7을 기초로 이하에서 설명한다.Finally, a process of charging the battery with power generated by the power generation system 100 according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 to 7. FIG.

도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)이 발전시킨 전력으로 배터리를 충전하는 것을 도시한 회로도이다.6 to 7 are circuit diagrams showing charging of the battery with power generated by the power generation system 100 according to an embodiment of the present invention.

배터리 충전 시스템은 디바이스(2), 모터(10), 회전축(15), 전력 발전 시스템(100), 조절부(40)와 배터리(55)를 포함한다. The battery charging system includes a device 2, a motor 10, a rotary shaft 15, a power generation system 100, a regulating unit 40 and a battery 55.

모터(10)는 바람직하게는 전기 에너지에 의해 구동되는 전기 모터이다. 이때 모터(10)에 인가되는 전원은 교류 또는 직류 전원이 될 수 있는데 바람직하게는 직류 전원이다. The motor 10 is preferably an electric motor driven by electrical energy. At this time, the power source applied to the motor 10 may be an AC or DC power source, preferably a DC power source.

또한, 모터(10)에 인가되는 전원은 3상 전원이 될 수 있다. 인가되는 전원에 의해 모터(10)가 구동되는데, 구동된 모터(10)의 회전을 전달하는 회전축(15)이 양 측에 구비된다. Also, the power source applied to the motor 10 may be a three-phase power source. The motor 10 is driven by an applied power source, and rotary shafts 15 for transmitting the rotation of the driven motor 10 are provided on both sides.

회전축(15)의 일 측은 모터(10)를 이용해 동작시키고자 하는 디바이스(2)에 연결된다. 회전축(15)의 타 측은 전력 발전 시스템(100)에 연결된다. One side of the rotary shaft 15 is connected to the device 2 to be operated by the motor 10. The other side of the rotary shaft 15 is connected to the power generation system 100.

또한, 전력 발전 시스템(100)에서 발생한 전력의 전압은 바람직하게는 구동되는 디바이스(2)가 실제적으로 동작할 수 있는 요구 전압보다 큰 전압이다.In addition, the voltage of the power generated in the power generation system 100 is preferably a voltage higher than the required voltage at which the driven device 2 can actually operate.

또한, 조절부(40)는 전력 발전 시스템(100)에서 발생한 전력의 전압을 조절한다. In addition, the regulator 40 regulates the voltage of the power generated in the power generation system 100.

또한, 조절부(40)는 도 7에 도시된 바와 같이 DC-DC 컨버터(43)를 포함할 수 있다. 이 경우 DC-DC 컨버터(43)는 인가되는 전압을 승압시키거나 감압시켜 출력할 수 있다. In addition, the regulator 40 may include a DC-DC converter 43 as shown in FIG. In this case, the DC-DC converter 43 can increase or decrease the applied voltage and output it.

또한, 배터리(55)는 조절부(40)를 통해 전압 또는 전류의 크기가 조절된 전력에 의해 충전이 이루어지는 부분이다. In addition, the battery 55 is a portion where charging is performed by the power whose voltage or current magnitude is regulated through the regulating unit 40.

배터리(55)는 하나 이상이 될 수 있고, 조절부(40)를 통해 원하는 크기의 전압을 가지고, 이러한 발전 전력을 배터리(55)에서 충전한다. 또한, 이러한 배터리(55)는 발생시킨 전력을 일단 충전이라는 과정을 통해 저장해 놓고 쓰기 위한 장치이므로, 전력을 저장하지 않고 바로 전원으로서 사용하는 경우에는 배터리(55)가 포함되지 않고 실시될 수 있다. The battery 55 may be at least one, and has a voltage of a desired magnitude through the regulating unit 40, and charges the generated power in the battery 55. In addition, since the battery 55 is a device for writing and storing the generated power through the process of charging once, when the battery 55 is used as a power source without storing the power, the battery 55 may be omitted.

이와 같이, 모터(10)의 회전 운동에너지를 2차적으로(발전기를 구동) 활용함으로써 고효율의 에너지를 생성하는 결과를 가져올 수 있다. As described above, by utilizing the rotational kinetic energy of the motor 10 secondarily (driving the generator), high-efficiency energy can be generated.

다음으로 도 7을 기초로 본 발명의 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)이 적용된 전기 자동차의 배터리 충전 시스템을 도 7을 기초로 설명한다.7, a battery charging system for an electric vehicle to which the power generation system 100 according to the embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 시스템(100)이 발전시킨 전력으로 자동차 배터리를 충전하는 것을 도시한 회로도이다.FIG. 7 is a circuit diagram showing charging of an automobile battery with power generated by the power generation system 100 according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 전기 자동차의 배터리 충전 시스템은 휠(5), 모터(10), 전력 발전 시스템(100), 조절부(40), 충전부(50), 스위칭부(60)를 포함한다. 7, the battery charging system of an electric vehicle includes a wheel 5, a motor 10, a power generation system 100, a regulating unit 40, a charging unit 50, and a switching unit 60 do.

모터(10)의 회전축(15) 일측에는 휠(5)이 구비되고, 회전축(15)의 타측에는 모터(10)의 회전 운동 에너지를 이용하여 전력을 발생시키는 전력 발전 시스템(100)가 구비된다. A power generating system 100 is provided at one side of the rotary shaft 15 of the motor 10 and at the other side of the rotary shaft 15 to generate electric power using rotational kinetic energy of the motor 10 .

여기서, 모터(10)는 하나 이상의 휠(5)을 회전시킬 수 있다. Here, the motor 10 can rotate one or more wheels 5.

전력 발전 시스템(100)에서 발생시킨 전력의 전압은, 바람직하게는 전기 자동차의 모터(10)를 구동시키는 전압인 10V 내지 20V 범위의 전압보다 크다.The voltage of the electric power generated in the electric power generating system 100 is preferably larger than the voltage in the range of 10 V to 20 V which is the voltage for driving the motor 10 of the electric vehicle.

또한, 10V 내지 20V 범위의 전압보다 큰 전압을 발생시키는 전력 발전 시스템(100)의 절연 보드(130)는 하나 이상으로 형성될 수 있다. 이를 통해 모터(10)를 구동시키는 전압보다 큰 전압을 생성할 수 있다. In addition, the isolation board 130 of the power generation system 100 generating a voltage greater than the voltage in the range of 10V to 20V may be formed in more than one. Thereby generating a voltage larger than a voltage for driving the motor 10.

발생한 전력은 조절부(40)에 포함되는 DC-DC 컨버터(43)와 가변저항(47)에 의해 전압과 전류가 조절된다. 여기서 가변저항(47)은 DC-DC 컨버터(43)에 포함되는 형태로 실시될 수 있다. 이때 조절되어 전력 발전 시스템(100)에서 출력되는 전압은 전기 자동차의 모터(10)를 구동시킬 수 있는 소정의 전압 범위를 가진다. The voltage and current are regulated by the DC-DC converter 43 and the variable resistor 47 included in the regulating unit 40. Here, the variable resistor 47 may be embodied as being included in the DC-DC converter 43. At this time, the voltage output from the power generation system 100 is controlled to have a predetermined voltage range capable of driving the motor 10 of the electric vehicle.

가변저항(47)은 회로와 연결되는 것으로 저항을 변경해서 회로 내에 흐르는 전류의 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 가변 저항을 작게 하면, 회로와 연결되는 가변 저항 쪽으로 전류가 많이 흘러 회로 내의 전류의 크기를 작게 할 수 있다. The variable resistor 47 is connected to the circuit so that the resistance can be changed to adjust the magnitude of the current flowing in the circuit. For example, when the variable resistance is made small, a large amount of current flows toward the variable resistor connected to the circuit, so that the magnitude of the current in the circuit can be reduced.

스위칭부(60)는 배터리(55)가 하나 이상인 경우, 배터리(55)를 번갈아가며 충전하기 위한 것이다. 따라서, 배터리(55)를 구비하지 않고 바로 발생된 전력을 전원으로 사용하는 경우나, 배터리(55)가 하나인 경우에는 스위칭부(60)를 포함하지 않고 실시될 수 있다. The switching unit 60 is for alternately charging the battery 55 when the number of the batteries 55 is one or more. Therefore, when the power generated directly without using the battery 55 is used as the power source, or when the battery 55 is provided as one, the switching unit 60 can be omitted.

전력 발전 시스템(100)에서 출력되는 전압으로 배터리(55)를 충전하는데, 배터리(55)는 하나 이상이 구비될 수 있다. 도 7에서는 배터리(55)가 두 개인 경우를 도시하고 있다. At least one battery 55 may be provided to charge the battery 55 with the voltage output from the power generation system 100. FIG. 7 shows a case where there are two batteries 55. FIG.

배터리(55)가 두 개인 경우에는 교대로 충전할 수 있다. 즉, 스위칭부(60)를 이용하여 두 개의 배터리(55) 중 하나의 배터리(55)를 전력 발전 시스템(100)에서 출력되는 전압으로 충전하는 동안 다른 배터리(55)는 모터(10)를 구동시키는 전원을 인가한다. When two batteries 55 are provided, they can be charged alternately. That is, while the battery 55 of one of the two batteries 55 is charged with the voltage output from the power generation system 100 by using the switching unit 60, the other battery 55 drives the motor 10 .

그 후 스위칭부(60)의 작동으로, 모터(10)를 구동시키는 배터리(55)가 방전되면 충전을 완료한 다른 배터리(55)를 통해서 모터(10)를 구동하고, 방전된 배터리(55)를 전력 발전 시스템(100)에서 발생시킨 전력의 전압을 이용해 다시 충전한다. Thereafter, when the battery 55 for driving the motor 10 is discharged by the operation of the switching unit 60, the motor 10 is driven through the other charged battery 55, The electric power generating system 100,

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modifications are possible within the scope of the present invention. It is to be understood that the technical scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims and that the technical scope of the present invention is not limited to the literary description of the claims, To the invention of the invention.

2 : 디바이스 5 : 휠
10 : 모터 15 : 회전축
40 : 조절부 43 : DC-DC 컨버터
47 : 가변저항 55 : 배터리
60 : 스위칭부 100 : 전력 발전 시스템
130 : 절연 보드 140 : 코일
150 : 단자 160 : 브러시
170 : 케이스2: Device 5: Wheel
10: motor 15:
40: regulator 43: DC-DC converter
47: Variable resistor 55: Battery
60: switching unit 100: electric power generation system
130: Insulation board 140: Coil
150: Terminal 160: Brush
170: Case

Claims

A rotating shaft for transmitting rotational kinetic energy;
An insulation board connected to the rotation shaft to receive the rotational kinetic energy;
A plurality of magnet portions provided so that N poles and S poles correspond to each other with respect to a plurality of insulated boards;
A coil wound around the plurality of insulation boards;
Conductors respectively provided on the plurality of insulation boards;
One or more terminals provided on the plurality of insulation boards and connected to the leads;
And a brush for collecting a current generated in contact with the terminal,
Each of the plurality of insulation boards includes a PCB (Printed Circuit Board)
Wherein the lead wire is provided on the insulating board so as to be perpendicular to a magnetic flux emitted from the magnet portion,
Wherein the plurality of insulation boards are provided with different rotation start positions so that phases of electromotive forces generated by the insulation boards are different from each other.

delete

The method according to claim 1,
Wherein:
Wherein at least two holes formed in the insulating board are wound through the through holes.

delete

5. The method of claim 4,
Further comprising an adjuster for adjusting the magnitude of the current collected by the brush or the magnitude of the voltage formed by the brush.