KR101472056B1

KR101472056B1 - Brushless synchronous generator having flat exciter

Info

Publication number: KR101472056B1
Application number: KR20140117177A
Authority: KR
Inventors: 서정기
Original assignee: 주식회사 대흥기전
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2014-12-16

Abstract

평판형 여자기가 적용된 브러시리스 동기 발전기에 관한 것으로, 브러시리스 동기 발전기의 여자기 계자가 하우징의 일측 종단부의 평평한 내면에 회전축의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상으로 부착 결합됨으로써 축방향과 평행한 방향의 자속을 발생시키고, 여자기 전기자가 여자기 계자에 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상으로 대향하여 회전축과 일체로 회전함으로써 여자기 계자에 의해 발생된 자속으로부터 전력을 발생시킴으로써 종래의 발전기에 비해 여자기 부분의 길이가 대폭 짧아질 수 있다. Wherein the exciter of the brushless synchronous generator has a flat longitudinal inner surface at one end of the housing and a vertical longitudinal surface having a longer length in the transverse direction than a longitudinal length corresponding to the axial direction of the rotary shaft, And the exciter armature is provided with a flat plate shape having a longitudinal section having a longer length in the transverse direction than a length in the longitudinal direction corresponding to the axial direction of the exciter armature By generating electric power from the magnetic flux generated by the exciter, the length of the exciter portion can be significantly shortened as compared with the conventional generator.

Description

Technical Field The present invention relates to a brushless synchronous generator having a flat exciter,

브러시리스 동기 발전기에 관한 것으로, 특히 자여자(self excited) 방식으로 동작하는 브러시리스 동기 발전기에 관한 것이다.More particularly, to a brushless synchronous generator operating in a self excited manner.

브러시리스 동기 발전기란 발전기의 회전자에 해당하는 계자로 직류를 공급함으로써 이러한 계자로 전류를 공급하는 브러시(brush)가 필요 없는 브러시리스 발전기로서 회전자가 자기장에 동기되어 회전함으로써 회전 속도에 의해 교류의 주파수가 결정되는 교류 발전기를 말한다. 브러시리스 동기 발전기는 여자 방식에 따라 자여자(self excited) 방식의 발전기와 타여자(separated excited) 방식의 발전기로 구분될 수 있다. 타여자 방식은 별도의 외부 전원을 이용하여 계자 자속을 발생시키는 방식을 말하며, 자여자 방식은 발전기 자체에서 발생된 내부 전원을 이용하여 계자 자속을 발생시키는 방식을 말한다.A brushless synchronous generator is a brushless generator that does not need a brush to supply current to the field by supplying direct current to the field corresponding to the rotor of the generator. It is an alternator whose frequency is determined. The brushless synchronous generator can be divided into a self excited generator and a separated excited generator according to the excitation method. The other excitation method is a method of generating a field magnetic flux by using an external power source and the excitation method is a method of generating a field magnetic flux by using an internal power source generated from a generator itself.

자여자 방식으로 동작하는 브러시리스 동기 발전기는 외부로 출력되는 주전력을 발생시키는 주발전기 부분과 주전력의 발전에 요구되는 여자전력을 발생시켜 주발전기에 공급하는 여자기 부분으로 구분될 수 있다. 대한민국 등록특허공보 제10-0678492호 등에 개시된 바와 같은 종래의 브러시리스 동기 발전기는 원통형 구조의 주발전기와 원통형 구조의 여자기가 일렬로 결합되는 구조로 되어 있어 발전기의 길이가 매우 길었다. 이에 따라, 브러시리스 동기 발전기의 설치에 매우 넓은 공간이 요구된다는 문제점이 있었다. 또한, 브러시리스 동기 발전기가 한쪽 방향으로만 길어짐에 따라 데드 스페이스(dead space)가 증가하여 공간을 효율적으로 활용할 수 없다는 문제점이 있었다.A brushless synchronous generator that operates in a self-excited mode can be divided into a main generator portion generating main power output to the outside and an exciter portion generating excitation power required to generate main power and supplying the main power to the main generator. A conventional brushless synchronous generator as disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0678492 has a structure in which a cylindrical main generator and a cylindrical exciter are coupled in a line and the length of the generator is very long. Thus, there is a problem that a very large space is required for installation of the brushless synchronous generator. Also, as the brushless synchronous generator becomes longer in one direction, there is a problem that the dead space increases and the space can not be utilized efficiently.

브러시리스 동기 발전기의 길이를 감소시킴으로써 발전기의 설치 공간을 축소시키고 효율적인 공간 활용을 가능하게 하는 브러시리스 동기 발전기를 제공하는데 있다. 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.And to provide a brushless synchronous generator that reduces the installation space of the generator by reducing the length of the brushless synchronous generator and enables efficient space utilization. The present invention is not limited to the above-described technical problems, and another technical problem may be derived from the following description.

본 발명의 일 측면에 따른 브러시리스 동기 발전기는 상기 브러시리스 동기 발전기의 하우징을 길이 방향으로 관통하여 외력에 의해 회전하는 회전축; 상기 하우징의 일측 종단부의 평평한 내면에 상기 회전축의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상으로 부착 결합됨으로써 상기 축방향과 평행한 방향의 자속을 발생시키는 여자기 계자; 상기 여자기 계자에 상기 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상으로 대향하여 상기 회전축과 일체로 회전함으로써 상기 여자기 계자에 의해 발생된 자속으로부터 전력을 발생시키는 여자기 전기자; 상기 회전축과 일체로 회전함으로써 상기 여자기 전기자에 의해 발생된 전력으로부터 자속을 발생시키는 발전기 계자; 및 상기 하우징의 내면에 부착 결합되며 상기 발전기 계자에 의해 발생된 자속으로부터 외부로 출력되는 전력을 발생시키는 발전기 전기자를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a brushless synchronous generator includes: a rotating shaft that rotates by an external force through a housing of the brushless synchronous generator in a longitudinal direction; Which is attached to a flat inner surface of one longitudinal end of the housing in a flat plate shape having a vertical longitudinal length longer than a longitudinal length corresponding to the axial direction of the rotary shaft, thereby generating a magnetic flux in a direction parallel to the axial direction Machinery; The exciter unit is rotated integrally with the rotating shaft so as to face the exciter plate in a flat plate shape having a length in the transverse direction longer than the length in the longitudinal direction corresponding to the axial direction to generate electric power from the magnetic flux generated by the exciter An exciter armature; A generator field rotating integrally with the rotating shaft to generate magnetic flux from the electric power generated by the exciter armature; And a generator armature attached to the inner surface of the housing and generating power output to the outside from the magnetic flux generated by the generator field.

상기 여자기 계자는 상기 하우징의 일측 종단부의 평평한 내면 상에 서로간에 동일한 각도로 벌어져 방사형으로 배치되는 복수 개의 철심; 및 상기 각 철심에 각각이 상기 축방향과 직각을 이루는 평면상에서 일주하도록 권취되며 한 가닥으로 연결되는 복수 개의 권선을 포함하고, 상기 각 권선이 권취된 각 철심은 상기 회전축의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상을 형성할 수 있다.The exciter having a plurality of iron cores radially arranged on the flat inner surface of one end of the housing at an equal angle to each other; And a plurality of windings wound around each of the iron cores so as to be rounded on a plane perpendicular to the axial direction and connected to each other by a single strand, It is possible to form a flat plate shape having longitudinal sections longer in the transverse direction than the length in the direction.

상기 브러시리스 동기 발전기는 중심에 형성된 결합공에 상기 회전축이 삽입 결합되어 상기 축방향과 직각을 이루는 면방향을 갖는 원형의 평판 형상으로 상기 회전축과 일체로 회전하는 브라켓을 더 포함하고, 상기 여자기 전기자는 상기 브라켓의 평평한 일면에 서로간에 동일한 각도로 벌어져 방사형으로 배치되는 복수 개의 철심; 및 상기 각 철심에 각각이 상기 축방향과 직각을 이루는 평면상에서 일주하도록 권취되는 복수 개의 권선을 포함하고, 상기 여자기 계자의 철심의 개수에 대응하는 자극의 개수와 상기 여자기 전기자의 철심에 대응하는 자극의 개수는 서로 다를 수 있다.Wherein the brushless synchronous generator further comprises a bracket which is inserted into the coupling hole formed at the center of the rotor and inserted into the rotation shaft to rotate integrally with the rotary shaft in the shape of a circular plate having a plane direction perpendicular to the axial direction, The armature includes a plurality of iron cores disposed radially on a flat surface of the bracket at an equal angle to each other; And a plurality of windings wound around each of the iron cores so as to circulate on a plane perpendicular to the axial direction, wherein the number of magnetic poles corresponding to the number of iron cores of the exciter and the number of cores corresponding to the iron cores of the exciter armature The number of stimuli may be different.

상기 브러시리스 동기 발전기는 중심에 형성된 결합공에 상기 회전축이 삽입 결합되어 상기 축방향과 직각을 이루는 면방향을 갖는 원형의 평판 형상으로 상기 회전축과 일체로 회전하는 브라켓; 및 상기 브라켓에 두께방향으로 삽입 결합되어 입력단이 상기 여자기 전기자에 전기적으로 연결되고 출력단이 상기 발전기 계자에 전기적으로 연결됨으로써 상기 여자기 전기자로부터 출력된 교류를 정류하여 상기 발전기 계자에 출력하는 정류기를 더 포함하고, 상기 여자기 전기자는 상기 브라켓의 일면에 부착 결합되어 상기 브라켓과 일체로 회전함으로써 상기 회전축과 일체로 회전하게 될 수 있다.Wherein the brushless synchronous generator includes a bracket rotatably connected to the coupling hole formed at the center of the rotary shaft, the rotary shaft integrally inserted into the coupling hole, the rotary shaft integrally coupled to the rotary shaft and having a planar shape having a plane direction perpendicular to the axial direction; And a rectifier which is inserted into the bracket in the thickness direction and whose input end is electrically connected to the exciter armature and whose output end is electrically connected to the generator field to thereby rectify the alternating current output from the exciter armature and output to the generator field The exciter armature may be attached to one surface of the bracket and integrally rotated with the bracket so as to rotate integrally with the rotation shaft.

상기 발전기 계자는 상기 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 짧은 종단면을 갖는 원기둥 형상으로 상기 회전축과 일체로 회전함으로써 상기 여자기 전기자에 의해 발생된 전력으로부터 상기 축방향과 직각인 방향의 자속을 발생시키고, 상기 발전기 전기자는 상기 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 짧은 종단면을 갖는 원통 형상으로 상기 발전기 계자의 외주면을 감쌈으로써 상기 발전기 계자에 의해 발생된 자속으로부터 전력을 발생시킬 수 있다.Wherein the generator field is a columnar shape having a longitudinal section having a shorter transverse length than a longitudinal length corresponding to the axial direction and is integrally rotated with the rotary shaft so as to be perpendicular to the axial direction from the power generated by the exciter armature And the generator arm is wound around the outer circumferential surface of the generator field in the shape of a cylinder having a vertical cross-section having a shorter length in the transverse direction than the longitudinal length corresponding to the axial direction, so that the magnetic flux generated by the generator field Power can be generated.

브러시리스 동기 발전기의 여자기 계자가 하우징의 일측 종단부의 평평한 내면에 회전축의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상으로 부착 결합됨으로써 축방향과 평행한 방향의 자속을 발생시키고, 여자기 전기자가 여자기 계자에 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상으로 대향하여 회전축과 일체로 회전함으로써 여자기 계자에 의해 발생된 자속으로부터 전력을 발생시킴으로써 종래의 발전기에 비해 여자기 부분의 길이가 대폭 짧아질 수 있다. 그 결과, 브러시리스 동기 발전기의 설치에 필요한 공간이 축소될 수 있을 뿐만 아니라 데드 스페이스가 줄어들어 효율적인 공간 활용이 가능하게 된다.The exciter of the brushless synchronous generator is attached to the flat inner surface of one end of the housing in a flat plate shape having a lengthwise longitudinal length that is longer than the longitudinal length corresponding to the axial direction of the rotary shaft, And the exciter armature is caused to rotate by the exciter field by being integrally rotated with the rotary shaft so as to face the exciter in the form of a flat plate having a vertical length longer in the transverse direction than the length in the longitudinal direction corresponding to the axial direction The length of the exciter portion can be significantly shortened by generating electric power from the magnetic flux. As a result, not only the space required for installing the brushless synchronous generator can be reduced, but also the dead space is reduced, thereby enabling efficient space utilization.

또한, 여자기 전기자로부터 출력된 교류를 정류하여 발전기 계자에 출력하는 정류기가 원형의 평판 형상으로 회전축과 일체로 회전하는 브라켓에 두께방향으로 삽입 결합되고, 여자기 전기자는 브라켓의 일면에 부착 결합되어 브라켓과 일체로 회전함으로써 종래의 발전기에서 정류기가 발전기 계자와 여자기 전기자 사이에 일렬로 위치하여 발전기의 길이가 길어지는 요인을 제거하여 발전기의 전체 길이가 보다 줄어들 수 있다.The rectifier for rectifying the AC output from the exciter to output it to the generator field is inserted and coupled in the thickness direction to a bracket that is integrally rotated with the rotary shaft in the form of a circular flat plate and the exciter armature is attached and bonded to one surface of the bracket By rotating integrally with the bracket, the rectifier in the conventional generator can be positioned in a line between the generator field and the exciter armature, eliminating the factor of increasing the length of the generator, so that the overall length of the generator can be further reduced.

또한, 발전기 계자가 회전축의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 짧은 종단면을 갖는 원기둥 형상으로 회전축과 일체로 회전함으로써 여자기 전기자에 의해 발생된 전력으로부터 회전축의 축방향과 직각인 방향의 자속을 발생시키고, 발전기 전기자가 회전축의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 짧은 종단면을 갖는 원통 형상으로 발전기 계자의 외주면을 감쌈으로써 발전기 계자에 의해 발생된 자속으로부터 전력을 발생시킴으로써 여자기 부분의 길이가 대폭 축소됨에도 불구하고 대용량 발전이 가능하게 될 수 있다.In addition, the generator field is integrally formed with the rotary shaft in the form of a cylinder having a longitudinal section having a shorter length in the transverse direction than the longitudinal length corresponding to the axial direction of the rotary shaft, so that the electric field generated from the electric power generated by the exciter armature And the generator armature is wound from the magnetic flux generated by the generator field by winding the outer circumferential surface of the generator field in a cylindrical shape having a vertical length shorter than the longitudinal length corresponding to the axial direction of the rotary shaft, By generating electric power, large-capacity power generation can be made even though the length of the exciter part is greatly reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브러시리스 동기 발전기의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발전기 계자(41)의 내부에 발전기 전기자(42)가 삽입된 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 여자기 계자(31)의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 여자기 계자(31)의 분해도이다.
도 5는 도 1에 도시된 여자기 전기자(32)의 평면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 여자기 전기자(32)의 분해도이다.
도 7은 도 1에 도시된 여자기 전기자 권선(322), 정류기(34), 및 발전기 계자 권선(412)간의 결선도이다.
도 8은 도 1에 도시된 브러시리스 동기 발전기의 자속의 방향을 도시한 도면이다.1 is a longitudinal sectional view of a brushless synchronous generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a state in which the generator armature 42 is inserted into the generator field 41 shown in FIG.
3 is a plan view of the exciter 31 shown in Fig.
Fig. 4 is an exploded view of the exciter 31 shown in Fig.
5 is a plan view of the exciter 32 shown in Fig.
6 is an exploded view of the exciter armature 32 shown in Fig.
7 is a wiring diagram between the exciter armature winding 322, the rectifier 34, and the generator field winding 412 shown in Fig.
8 is a view showing the direction of the magnetic flux of the brushless synchronous generator shown in Fig.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 브러시리스 동기 발전기란 발전기의 회전자에 해당하는 계자로 직류를 공급함으로써 이러한 계자로 전류를 공급하는 브러시(brush)가 필요 없는 브러시리스 발전기로서 회전자가 자기장에 동기되어 회전함으로써 회전 속도에 의해 교류의 주파수가 결정되는 교류 발전기를 말한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 평판형 여자기가 적용된 자여자 방식의 브러시리스 동기 발전기에 관한 것으로, 이하에서는 간략하게 "브러시리스 동기 발전기"라고 호칭하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A brushless synchronous generator is a brushless generator that does not need a brush to supply current to the field by supplying direct current to the field corresponding to the rotor of the generator. It is an alternator whose frequency is determined. The embodiments described below relate to a self-excited brushless synchronous generator to which a flat exciter is applied, and will be briefly referred to as "brushless synchronous generator" hereinafter.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브러시리스 동기 발전기의 종단면도로서 브러시리스 동기 발전기의 일측 종단부의 지름으로부터 타측 종단부의 지름까지 종방향으로 절단한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 브러시리스 동기 발전기는 하우징(10), 회전축(20), 여자기 계자(31), 여자기 전기자(32), 브라켓(33), 정류기(34), 발전기 계자(41), 발전기 전기자(42), 및 자동전압조절기(AVR, Automatic Voltage Regulator)(50)로 구성된다. 여기에서, 발전기 계자(41)와 발전기 전기자(42)는 외부로 출력되는 전력을 발생시키는 부분으로 주발전기(40)로 분류되며, 여자기 계자(31)와 여자기 전기자(32)는 발전기 계자(41)로 출력되는 여자 전력을 발생시키는 부분으로 여자기(30)로 분류된다. 상기된 구성 요소들은 주요 구성 요소로서 본 실시예에 따른 브러시리스 동기 발전기는 상기된 구성 요소 외에 다른 구성 요소가 추가되어 구성될 수 있다. 1 is a longitudinal sectional view of a brushless synchronous generator according to an embodiment of the present invention, taken along the longitudinal direction from the diameter of one end of the brushless synchronous generator to the diameter of the other end. 1, the brushless synchronous generator according to the present embodiment includes a housing 10, a rotating shaft 20, an exciter 31, an exciter 32, a bracket 33, a rectifier 34, A generator armature 41, a generator armature 42, and an automatic voltage regulator (AVR) 50. Here, the generator field 41 and the generator armature 42 are classified as the main generator 40 as a portion that generates power output to the outside, and the exciter 31 and the exciter 32 are connected to the generator field The exciter 30 is classified into a part generating excitation power output to the excitation unit 41. [ The above-described components are main components, and the brushless synchronous generator according to the present embodiment can be constituted by adding other components in addition to the above-described components.

하우징(10)은 발전기의 회전자가 그 내부에서 원활하게 회전할 수 있도록 하기 위해 원통 형상으로 형성되어 있으며 양측 종단부는 회전축(20)이 관통되는 부분을 제외하고 막혀 있다. 하우징(10)의 내면은 발전기의 회전자의 원활한 회전을 위해 반드시 원통 형상이어야 하나 외면은 발전기의 고정을 위해 원통 형상이 아닐 수도 있다. 하우징(10)의 내부에는 회전축(20), 여자기 계자(31), 여자기 전기자(32), 브라켓(33), 정류기(34), 발전기 계자(41), 및 발전기 전기자(42)가 내장되어 있다. 이와 같이 하우징(10)에 내장되는 요소들 중 여자기 전기자(32), 브라켓(33), 정류기(34), 발전기 계자(41)는 회전축(20)에 의해 회전되는 요소로서 회전자로 통칭하기도 한다. 반면, 여자기 계자(31)와 발전기 전기자(42)는 하우징(10)에 부착되어 고정되는 요소로서 고정자로 통칭하기도 한다. The housing 10 is formed in a cylindrical shape so that the rotor of the generator can rotate smoothly therein, and both ends of the housing 10 are closed except for the portion through which the rotating shaft 20 penetrates. The inner surface of the housing 10 must be cylindrical in order to smoothly rotate the rotor of the generator, but the outer surface may not be cylindrical in shape for securing the generator. The housing 10 is provided with a rotary shaft 20, an exciter 31, an exciter 32, a bracket 33, a rectifier 34, a generator field 41 and a generator armature 42 . Among the elements housed in the housing 10, the exciter 32, the bracket 33, the rectifier 34 and the generator field element 41 are elements that are rotated by the rotary shaft 20, do. On the other hand, the exciter 31 and the generator armature 42 may be collectively referred to as a stator, which is an element attached and fixed to the housing 10.

회전축(20)은 하우징(10)을 길이 방향으로 관통하여 외력에 의해 회전한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축(20)은 하우징(10)의 일측 종단부의 중심에 형성된 관통공과 타측 종단부의 중심에 형성된 관통공을 관통한다. 회전축(20)과 하우징(10)의 양측 종단부의 관통공 사이에는 볼베어링(11, 12)이 삽입되어 있어 회전축(20)은 원활하게 회전할 수 있다. 회전축(20)을 회전시키는 외력의 예로는 내연기관의 동력, 수력, 풍력 등을 들 수 있다. 회전축(20)은 이러한 외부 동력원의 운동 에너지를 전달받아 회전함으로써 회전축(20)에 결합된 여자기 전기자(32)와 발전기 계자(41)를 회전시켜 전기 에너지가 발생되도록 한다.The rotary shaft (20) passes through the housing (10) in the longitudinal direction and rotates by an external force. 1, the rotary shaft 20 penetrates a through hole formed at the center of one longitudinal end portion of the housing 10 and a through hole formed at the center of the other longitudinal end portion. Ball bearings 11 and 12 are inserted between the rotating shaft 20 and the through holes at both ends of the housing 10 so that the rotating shaft 20 can rotate smoothly. Examples of the external force for rotating the rotary shaft 20 include power, hydraulic power, and wind power of the internal combustion engine. The rotating shaft 20 receives the kinetic energy of the external power source and rotates to rotate the exciter 32 coupled to the rotating shaft 20 and the generator field 41 to generate electric energy.

여자기 계자(31)는 하우징(10)의 일측 종단부의 평평한 내면에 회전축(20)의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상으로 부착 결합됨으로써 회전축(20)의 축방향과 평행한 방향의 자속을 발생시킨다. 도 1에 도시된 바와 같이, 여자기 계자(31)는 원통 형상의 하우징(10)의 길이방향으로 서로 대향하는 하우징(10)의 양측 종단부의 원형의 두 내면 중 일면에 부착되어 고정된다. The exciter 31 is mounted on a flat inner surface of one longitudinal end of the housing 10 in a flat plate shape having a longer length in the transverse direction than a length in the longitudinal direction corresponding to the axial direction of the rotary shaft 20, 20 in the direction parallel to the axial direction. As shown in Fig. 1, the exciter 31 is attached and fixed on one of two circular inner surfaces of the opposite longitudinal end portions of the housing 10, which are opposed to each other in the longitudinal direction of the cylindrical housing 10.

여자기 계자(31)는 복수 개의 여자기 계자 철심(311)과 각 여자기 계자 철심(311)에 다수회 권취되는 복수 개의 여자기 계자 권선(312)으로 구성된다. 여자기 계자 철심(311)은 일반적으로 규소 강판으로 제작된다. 본 실시예에서 여자기 계자 철심(311)의 N극과 S극은 고정되어 있어 자속의 방향이 변하지 않으므로 일반 강판으로 제작될 수도 있다. 각 여자기 계자 권선(312)은 각 여자기 계자 철심(311)에 회전축(20)의 축방향과 직각을 이루는 평면상에서 일주하도록 권취된다. 이와 같이, 각 여자기 계자 권선(312)은 각 여자기 계자 철심(311)에 회전축(20)의 둘레방향으로 권취되기 때문에 앙페르의 법칙에 따라 여자기 계자(31)에 의해 회전축(20)의 축방향과 평행한 방향의 자속이 발생될 수 있다. The exciter 31 is composed of a plurality of exciter iron cores 311 and a plurality of exciter field windings 312 wound on the exciter iron cores 311 a plurality of times. The exciter core 311 is generally made of a silicon steel plate. In this embodiment, since the N pole and S pole of the exciter iron core 311 are fixed and the direction of the magnetic flux does not change, it can be made of a general steel plate. Each of the exciting coil windings 312 is wound around each exciter core 311 so as to extend in a plane perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 20. Since each of the exciting coil windings 312 is wound around the exciting coil iron core 311 in the circumferential direction of the rotating shaft 20 in this manner, the exciting coil 313 is wound around the rotating shaft 20 by the exciter 31, A magnetic flux in a direction parallel to the axial direction of the rotor can be generated.

여자기 전기자(32)는 여자기 계자(31)에 회전축(20)의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상으로 대향하여 회전축(20)과 일체로 회전함으로써 여자기 계자(31)에 의해 발생된 자속으로부터 전력을 발생시킨다. 도 1에 도시된 바와 같이, 여자기 전기자(32)는 회전축(20)과 직접 결합하지 않으며 원형의 평판, 즉 원판 형상의 브라켓(33)의 일면에 부착 결합되어 브라켓(33)과 일체로 회전함으로써 회전축(20)과 일체로 회전하게 된다. 이와 같이, 여자기 계자(31)와 여자기 전기자(32)는 양자 모두 하우징(10)의 일측 종단부의 평평한 내면에 회전축(20)의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상을 가지고 있으며 이러한 두 개의 평판이 서로 대향되는 구조로 여자 전력이 발생되기 때문에 종래의 발전기에 비해 여자기 부분의 길이가 대폭 짧아질 수 있다. The exciter 32 has an exciter 31 integrally formed with the rotating shaft 20 so as to face the exciter 31 in a flat plate shape having a length in the longitudinal direction longer than the length in the longitudinal direction corresponding to the axial direction of the rotating shaft 20 And generates electric power from the magnetic flux generated by the exciter 31 by rotating. 1, the exciter 32 is not directly coupled to the rotary shaft 20 but is attached to one surface of a circular flat plate, that is, a disk-shaped bracket 33, and is integrally rotated with the bracket 33 Thereby rotating integrally with the rotary shaft 20. As described above, both the exciter 31 and the exciter 32 are provided on the flat inner surface of one longitudinal end of the housing 10 with a length in the transverse direction that is longer than the longitudinal direction corresponding to the axial direction of the rotary shaft 20 The length of the exciter portion can be significantly shortened as compared with the conventional generator because excitation power is generated in a structure in which the two flat plates are opposed to each other.

여자기 전기자(32)는 복수 개의 여자기 전기자 철심(321)과 각 여자기 전기자 철심(321)에 각각이 다수회 권취되는 복수 개의 여자기 전기자 권선(322)으로 구성된다. 여자기 전기자 철심(321)은 이것의 회전에 따라 그 내부를 통과하는 자속의 방향이 수시로 변하기 때문에 규소 강판으로 제작됨이 바람직하다. 각 여자기 전기자 권선(322)은 각 여자기 전기자 철심(321)에 회전축(20)의 축방향과 직각을 이루는 평면상에서 일주하도록 권취된다. 이와 같이, 각 여자기 전기자 권선(322)은 각 여자기 전기자 철심(321)에 회전축(20)의 둘레방향으로 권취되어 회전되기 때문에 각 여자기 전기자 권선(322)에 의해 둘러싸인 평면을 통과하는 자속의 양은 변화되며 페러데이의 법칙에 따라 각 여자기 전기자 권선(322)에는 기전력이 유도되어 전류가 흐르게 된다.The exciter 32 is composed of a plurality of exciter armature cores 321 and a plurality of exciter armature windings 322 wound around the exciter armature cores 321 a plurality of times. The direction of the magnetic flux passing through the inside of the armature core 321 of the exciter armature varies with the rotation of the armature core 321, so it is preferable that the armature 321 is made of a silicon steel plate. Each exciter winding 322 is wound around each exciter iron core 321 so as to circulate on a plane perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 20. Since each exciting coil winding 322 is wound around the exciting coil iron core 321 in the circumferential direction of the rotating shaft 20 and is thus rotated, the magnetic flux passing through the plane surrounded by the exciting coil winding 322 And the electromotive force is induced in each exciter winding 322 according to the Faraday's law so that a current flows.

브라켓(33)은 그 중심에 형성된 결합공에 회전축(20)이 삽입 결합되어 회전축(20)의 축방향과 직각을 이루는 면방향을 갖는 원형의 평판 형상으로 회전축(20)과 일체로 회전한다. 정류기(34)는 브라켓(33)에 두께 방향으로 삽입 결합되어 입력단은 여자기 전기자(32)에 연결되고 출력단은 발전기 계자(41)에 연결됨으로써 여자기 전기자(32)로부터 출력된 교류를 정류하여 발전기 계자(41)에 출력한다. 정류기(34)는 원판 형상의 브라켓(33)의 중심으로부터 동일한 간격으로 이격된 위치의 복수 쌍의 개구에 삽입 결합되는 복수 쌍의 정류소자들로 구성된다. 정류소자의 대표적인 예로는 다이오드를 들 수 있다. 이와 같이, 브라켓(33)의 중심 결합공 주위의 안쪽 영역에는 정류기(34)가 설치되고 바깥쪽 영역에는 여자기 전기자(32)가 설치됨으로써 발전기의 전체 길이가 보다 더 줄어들게 된다. 종래의 발전기에서는 이러한 정류기가 발전기 계자와 여자기 전기자 사이에 일렬로 위치하여 발전기의 길이가 길어지는 요인으로 작용하였다.The bracket 33 rotates integrally with the rotary shaft 20 in the shape of a circular plate having a plane direction perpendicular to the axial direction of the rotary shaft 20 and inserted into the coupling hole formed at the center of the rotary shaft 20. The rectifier 34 is inserted in the thickness direction of the bracket 33 so that the input is connected to the exciter 32 and the output is connected to the generator field 41 to rectify the AC output from the exciter 32 To the generator field (41). The rectifier (34) is constituted by a plurality of rectifying elements inserted and coupled to a plurality of pairs of openings at positions spaced equidistantly from the center of the disc-shaped bracket (33). A typical example of a rectifying element is a diode. As described above, the rectifier 34 is provided in the inner area around the center engaging hole of the bracket 33, and the exciter armature 32 is provided in the outer area, thereby further reducing the overall length of the generator. In conventional generators, such a rectifier is located in a line between the generator field and the exciter armature, which causes the length of the generator to become longer.

발전기 계자(41)는 그 중심에 형성된 결합공에 회전축(20)이 삽입 결합되어 회전축(20)과 일체로 회전함으로써 여자기 전기자(32)에 의해 발생된 전력으로부터 자속을 발생시킨다. 도 1에 도시된 바와 같이, 발전기 계자(41)는 회전축(20)의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 짧은 종단면을 갖는 원기둥 형상으로 회전축(20)과 일체로 회전함으로써 여자기 전기자(32)에 의해 발생된 전력으로부터 회전축(20)의 축방향과 직각인 방향의 자속을 발생시킨다. 발전기 계자(41)는 하나의 원기둥 형상의 발전기 계자 철심(411)과 이것에 권취되는 발전기 계자 권선(412)으로 구성된다. 상술한 바와 같이, 정류기(34)로부터 발전기 계자(41)로 직류가 공급되기 때문에 발전기 계자 권선(412)은 한 가닥으로 제작된 하나의 권선이거나 복수 개의 권선이 한 가닥으로 연결된 권선으로서 이것을 통해 직류가 흐르게 된다.The generator field element 41 generates a magnetic flux from the electric power generated by the exciter armature 32 by inserting the rotary shaft 20 into the coupling hole formed at the center thereof and integrally rotating with the rotary shaft 20. 1, the generator field member 41 is integrally rotated with the rotary shaft 20 in the form of a columnar shape having a length in the lateral direction shorter than the length in the longitudinal direction corresponding to the axial direction of the rotary shaft 20 And generates a magnetic flux in a direction perpendicular to the axial direction of the rotary shaft 20 from the electric power generated by the exciter 32. [ The generator field 41 is composed of a single columnar generator iron core 411 and a generator field winding 412 wound on the same. As described above, since DC is supplied from the rectifier 34 to the generator field 41, the generator field winding 412 is a single winding or a plurality of windings connected in a single strand, .

발전기 전기자(42)는 하우징의 내면에 부착 결합되며 발전기 계자(41)에 의해 발생된 자속으로부터 외부로 출력되는 전력을 발생시킨다. 도 1에 도시된 바와 같이, 발전기 전기자(42)는 회전축(20)의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 짧은 종단면을 갖는 원통 형상으로 발전기 계자(41)의 외주면을 감쌈으로써 발전기 계자(41)에 의해 발생된 자속으로부터 전력을 발생시킨다. 발전기 전기자(42)는 하나의 원통 형상의 발전기 전기자 철심(421)과 이것에 권취되는 3 가닥의 발전기 전기자 권선(422)으로 구성된다. 이와 같이, 발전기 전기자 권선(422)은 3 가닥이기 때문에 3 상의 교류가 발생될 수 있다.The generator armature 42 is attached to the inner surface of the housing and generates electric power output from the magnetic flux generated by the generator field 41 to the outside. As shown in FIG. 1, the generator armature 42 is formed into a cylindrical shape having a length in the lateral direction shorter than the length in the longitudinal direction corresponding to the axial direction of the rotary shaft 20, and is wound around the outer peripheral surface of the generator field 41 Thereby generating electric power from the magnetic flux generated by the generator field 41. The generator armature 42 comprises a single cylindrical generator armature core 421 and three stranded generator armature windings 422 wound thereon. As such, since the generator armature winding 422 has three strands, three phases of AC can be generated.

도 2는 도 1에 도시된 발전기 계자(41)의 내부에 발전기 전기자(42)가 삽입된 모습을 도시한 도면이다. 발전기 계자 철심(411)과 발전기 전기자 철심(421)의 구조적 특징이 명확히 나타나도록 하기 위해 발전기 계자 권선(412)과 발전기 전기자 권선(422)은 생략되어 있다. 발전기 계자 철심(411)은 그 중심에 회전축(20)이 삽입 결합되는 결합공이 형성되어 있고 그 외주면에 90도 간격으로 4 개의 길이방향의 홈이 패여 있어 상하좌우 방향의 4 개의 돌출 부위를 갖는다. 이것은 "+" 형상의 규소 강판을 여러 장 적층시켜 제작될 수 있다. 발전기 계자 권선(412)은 발전기 계자 철심(411)의 각 돌출부위에 다수회 권취된다. 이에 따라, 발전기 계자 철심(411)의 4 개의 돌출 부위에는 N극과 S극이 서로 번갈아 형성될 수 있다. 발전기 계자(41)의 회전에 따라 발전기 전기자(42)의 어느 일 지점에 형성되는 자속의 방향은 수시로 변경되게 된다. FIG. 2 is a view showing a state in which the generator armature 42 is inserted into the generator field 41 shown in FIG. The generator field winding 412 and the generator armature winding 422 are omitted to clearly show the structural features of the generator field core 411 and the generator armature core 421. [ The generator core iron core 411 is formed with a coupling hole through which the rotary shaft 20 is inserted and coupled at the center thereof. Four longitudinally grooved grooves are formed on the outer circumferential surface at intervals of 90 degrees to have four protruding portions in the vertical and horizontal directions. This can be fabricated by stacking several "+" shaped silicon steel sheets. The generator field winding 412 is wound on each protrusion of the generator field core 411 a plurality of times. Accordingly, the N pole and the S pole can be alternately formed in the four protruding portions of the generator field core 411. The direction of the magnetic flux formed at any one point of the generator armature 42 is changed from time to time as the generator field 41 rotates.

발전기 전기자 철심(421)의 내주면에는 발전기 계자 철심(411)의 돌출 부위의 개수보다 훨씬 더 많은 54 개의 돌출 부위가 형성되어 있다. 3 가닥의 발전기 전기자 권선(422)은 발전기 전기자 철심(421)의 각 돌출 부위에 다수회 권취된다. 이와 같이, 3 가닥의 발전기 전기자 권선(422)이 발전기 전기자 철심(421)의 각 돌출 부위에 권취됨으로써 3 가닥의 발전기 전기자 권선(422)으로부터 3상의 교류가 출력될 수 있다. 이러한 발전기 전기자(42)의 권선 구조를 농형 구조라고 하며 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있기 때문에 본 발명의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 보다 자세한 설명은 생략하기로 한다.On the inner circumferential surface of the generator armature core 421, 54 protruding portions far larger than the number of protruding portions of the generator core iron core 411 are formed. The three-stranded generator armature winding 422 is wound several times on each protruding portion of the generator armature core 421. As described above, the three-phase generator armature winding 422 is wound around each protruding portion of the generator armature core 421 so that three-phase alternating current can be output from the three-phase generator armature winding 422. Since the winding structure of the generator armature 42 is known as a spiral structure and is well known to those skilled in the art, a detailed description will be omitted in order to prevent the features of the present invention from being blurred .

이와 같이, 발전기 계자(41)와 발전기 전기자(42)는 원기둥의 외주면과 원통의 내주면이 서로 대향하는 형상을 갖고 있기 때문에 그 대향 면적이 넓어 발전기 전기자 권선(422)에 쇄교하는 자속수가 많아져 대용량의 발전이 가능하다. 한편, 여자기(30)는 발전기 계자(41)로 출력되는 계자 전류에 대응되는 전력만 생산하면 되기 때문에 이러한 대용량의 발전이 필요 없다. 일반적으로, 여자기(30)는 주발전기(40)의 크기의 20분의 1 정도로 제작된다. 본 실시예에서는 이러한 점에 착안하여 여자기 계자(31)와 여자기 전기자(32) 사이의 대향 면적을 희생시키는 대신에 여자기 계자(31)와 여자기 전기자(32)의 길이를 대폭 줄임으로써 브러시리스 동기 발전기의 길이를 대폭 축소시킬 수 있다. Since the outer circumferential surface of the cylinder and the inner circumferential surface of the cylinder are opposed to each other, the opposing area of the generator field 41 and the generator armature 42 is increased and the number of fluxes connected to the generator armature winding 422 increases It is possible to develop large capacity. On the other hand, since the exciter 30 needs to produce only the electric power corresponding to the field current output to the generator field 41, such large-capacity power generation is not required. Generally, the exciter 30 is fabricated to about one-twentieth the size of the main generator 40. In this embodiment, by paying attention to this point, the length of the exciter 31 and the exciter 32 is significantly reduced instead of sacrificing the facing area between the exciter 31 and the exciter 32 The length of the brushless synchronous generator can be greatly reduced.

게다가, 종래의 발전기는 여자기의 발전량이 주발전기의 발전량에 비해 매우 적기 때문에 여자기 부분의 지름이 주발전기 부분의 지름보다 작았다. 본 실시예에서는 여자기 계자(31)와 여자기 전기자(32)가 내장되는 부분의 하우징(10)의 지름을 발전기 계자(41)와 발전기 전기자(42)가 내장되는 부분의 하우징(10)의 지름과 동일하게 함으로써 여자기 계자(31)와 여자기 전기자(32) 사이의 대향 면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 여자기 계자(31)와 여자기 전기자(32)가 2 개의 평판이 서로 대향하는 형상을 가짐으로 인한 대향 면적의 축소는 어느 정도 보상될 수 있다. 이와 같이, 하우징(10)의 지름이 일정하게 됨에 따라 발전기의 설치와 하우징(10)의 제작이 용이하여 발전기의 제작단가가 떨어질 수 있을 뿐만 아니라 보다 간결해진 내부 공간 내에서 회전자가 보다 단순한 구조로 회전할 수 있기 때문에 발전기의 진동이 감소될 수 있다.In addition, the diameter of the exciter portion of the conventional generator is smaller than that of the main generator portion because the exciter generating power is much smaller than the power generated by the main generator. The diameter of the housing 10 in which the exciter 31 and the exciter 32 are housed is smaller than the diameter of the housing 10 in the portion where the generator field 41 and the generator armature 42 are housed It is possible to increase the opposed area between the exciter 31 and the exciter 32. As a result, reduction of the facing area due to the shape of the exciter 31 and the exciter 32 facing each other can be compensated to some extent. As the diameter of the housing 10 becomes constant, the installation of the generator and the manufacture of the housing 10 are facilitated, so that the manufacturing cost of the generator can be reduced. In addition, the rotor can be constructed in a simpler structure The vibration of the generator can be reduced because it can rotate.

자동전압조절기(50)는 발전기 전기자(42)로부터 출력되는 전압의 변화에 반비례하여 여자기 계자(31)로 출력되는 계자 전류를 변화시킴으로써 발전기 전기자(42)로부터 출력되는 전압을 일정하게 유지한다. 발전기는 외부의 전기설비 등에 일정한 전압을 공급하여야 한다. 이를 위해서는 발전기 전기자 권선(422)에 유도되는 기전력이 일정하여야 하고, 발전기 전기자 권선(422)에 쇄교하는 자속이 일정하여야 한다. 발전기에 부하가 걸려 발전기 전기자 권선(422)에 부하 전류가 흐르면, 이 부하 전류에 의해 역자속이 발생된다. 이 역자속에 의한 감자 현상으로 인해 발전기 전기자 권선(422)에 유도되는 기전력이 감소되어 발전기의 출력 전압도 감소하게 된다.The automatic voltage regulator 50 keeps the voltage output from the generator armature 42 constant by changing the field current output to the exciter 31 in inverse proportion to the change in the voltage output from the generator armature 42. [ The generator must supply a constant voltage to the external electrical equipment. To this end, the electromotive force induced in the generator armature winding 422 must be constant and the flux linking the generator armature winding 422 must be constant. When a load is applied to the generator and a load current flows through the generator armature winding 422, the inductor is generated by this load current. The electromotive force induced in the generator armature winding 422 is reduced due to the potato phenomenon caused by the inverse of the inductor, so that the output voltage of the generator also decreases.

자동전압조절기(50)는 발전기 전기자(42)로부터 출력되는 전압이 감소하면 여자기 계자(31)로 출력되는 계자 전류를 증가시킴으로써 발전기 전기자(42)로부터 출력되는 전압을 증가시키고, 발전기 전기자(42)로부터 출력되는 전압이 증가하면 여자기 계자(31)로 출력되는 계자 전류를 감소시킴으로써 발전기 전기자(42)로부터 출력되는 전압을 감소시킨다. 여자기 계자 권선(312)에 흐르는 전류의 크기에 비례하여 여자기 계자(31)에 의해 발생되는 자속의 크기가 증감되기 때문에 결과적으로 발전기 전기자(42)로부터 출력되는 전압이 일정하게 유지될 수 있다. 이와 같이, 자동전압조절기(50)는 발전기의 출력 전압을 감시하여 부귀환 방식으로 발전기의 출력 전압을 제어한다. The automatic voltage regulator 50 increases the voltage output from the generator armature 42 by increasing the field current output to the exciter 31 when the voltage output from the generator armature 42 decreases, The voltage output from the generator armature 42 is reduced by reducing the field current output to the exciter 31. [ The magnitude of the magnetic flux generated by the exciter 31 can be increased or decreased in proportion to the magnitude of the current flowing through the exciter winding 312 so that the voltage output from the generator armature 42 can be kept constant . Thus, the automatic voltage regulator 50 monitors the output voltage of the generator and controls the output voltage of the generator in a negative feedback system.

도 3은 도 1에 도시된 여자기 계자(31)의 평면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 여자기 계자(31)의 분해도이다. 도 3을 참조하면, 복수 개의 여자기 계자 철심(311)이 하우징(10)의 일측 종단부의 평평한 원형의 내면 상에 그 내면의 중심으로부터 서로간에 동일한 각도로 벌어져 방사형으로 배치되고 각 여자기 계자 철심(311)에는 여자기 계자 권선(312)이 권취된다. 도 4를 참조하면, 각 여자기 계자 철심(311)은 회전축(20)의 축방향에 대응되는 종방향의 단면, 즉 종단면이 "T" 형상을 갖는다. 상술한 바와 같이, 여자기 계자 철심(311)은 규소 강판 대신에 일반 강판으로 제작될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각 권선이 권취된 각 여자기 계자 철심(311)은 회전축(20)의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상을 형성하게 된다. 볼트(313)와 스프링 와셔(314)를 사용하여 "T" 형상의 여자기 계자 철심(311)의 보다 좁은 일면이 하우징(10)의 일측 종단부의 내면에 부착될 수 있다. 이에 따라, 여자기 계자 권선(312)은 여자기 계자 철심(311)의 직각으로 패어진 부분과 하우징(10)의 일측 종단부의 내면 사이에 끼여 고정되게 된다. Fig. 3 is a plan view of the exciter 31 shown in Fig. 1, and Fig. 4 is an exploded view of the exciter 31 shown in Fig. 3, a plurality of exciter iron cores 311 are radially arranged on an inner surface of a flat circular shape at one end of the housing 10 at an equal angle from the center of the inner surface thereof, The exciting coil winding 312 is wound around the exciting coil 311. Referring to Fig. 4, each of the exciter iron cores 311 has a vertical cross section corresponding to the axial direction of the rotary shaft 20, that is, the vertical cross section has a "T" shape. As described above, the exciter iron core 311 can be made of a general steel plate instead of a silicon steel plate. As shown in Fig. 4, each of the exciter iron cores 311 wound with the respective windings forms a flat plate shape having a vertical longitudinal side longer than the longitudinal direction corresponding to the axial direction of the rotary shaft 20 . The bolt 313 and the spring washer 314 can be used to attach a narrower one side of the "T" shaped exciter iron core 311 to the inner surface of one end of the housing 10. Accordingly, the exciting coil winding 312 is held between the portion of the excitation coil core 311 which is warped at right angles with the inner surface of the one end portion of the housing 10.

본 실시예에서는 브러시리스 동기 발전기로부터 3상의 교류 전력이 출력되도록 하기 위하여 복수 개의 여자기 계자 철심(311)의 자극이 N극과 S극이 짝을 이루어야 하므로 여자기 계자 철심(311)의 개수는 짝수이어야 한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 8 개의 여자기 계자 철심(311)이 하우징(10)의 일측 종단부의 평평한 원형의 내면 상에 서로간에 동일하게 45도로 벌어져 방사형으로 배치될 수 있다. 각 여자기 계자 철심(311)의 자속 방향은 이것에 이웃하는 다른 두 개의 여자기 계자 철심(311)의 자속 방향과 다르다. 즉, 8 개의 여자기 계자 철심(311)의 자극은 N극과 S극이 번갈아 가며 나타나게 된다. In the present embodiment, in order to output three-phase AC power from the brushless synchronous generator, the number of the exciter iron cores 311 is required to be equal to the number of the exciter iron cores 311 It should be an even number. For example, as shown in Fig. 3, eight exciter iron cores 311 may be radially arranged on the flat circular inner surface of one end of the housing 10 at equal 45 degrees widened from each other. The direction of magnetic flux of each exciter iron core 311 is different from that of the other two exciter iron cores 311 adjacent to this. That is, the magnetic poles of the eight exciter iron cores (311) alternate between N poles and S poles.

이러한 여자기 계자(31)의 자극 배치는 앙페르의 법칙에 따라 각 여자기 계자 철심(311)에 권취된 여자기 계자 권선(312)의 전류 흐름 방향이 교대로 반시계방향과 시계방향이 반복되도록 함으로써 실현될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 8 개의 여자기 계자 철심(311)이 시계방향으로 N1, S1, N2, S2, N3, S3, N4, S4의 순서로 배치되어 있다. 이하에서는 각 여자기 계자 철심(311)과 그것에 권취된 여자기 계자 권선(312)을 "자극"으로 호칭할 수도 있다. 모든 여자기 계자 철심(311)에는 반시계방향의 나선형태로 각 여자기 계자 철심(311)의 둘레를 따라 여자기 계자 권선(312)이 다수회 권취된다. 이에 따라, 각 여자기 계자 권선(312)의 권취 시작점에 직류가 흘러 들어가면 철심 둘레를 따라 반시계방향으로 전류가 흐르게 되고 여자기 계자 권선(312)의 권취 끝점에 직류가 흘러 들어가면 철심 둘레를 따라 시계방향으로 전류가 흐르게 된다. The excitation arrangement of the exciter 31 is such that the current flow direction of the exciter winding 312 wound on each exciter iron core 311 is alternately repeated counterclockwise and clockwise according to the Amper's law . As shown in FIG. 3, eight exciter iron core 311 are arranged in the order of N1, S1, N2, S2, N3, S3, N4 and S4 in the clockwise direction. Hereinafter, each of the exciter core iron cores 311 and the exciter coil windings 312 wound thereon may be referred to as "stimulation ". The excitation coil windings 312 are wound around the excitation iron core 311 along the circumference of each exciter iron core 311 in the form of a counterclockwise spiral. Accordingly, when DC flows into the winding start point of each exciting coil winding 312, current flows in the counterclockwise direction around the iron core, and when DC flows into the winding end point of the exciting coil winding 312, Current flows clockwise.

본 실시예에서는 하우징(10)의 일측 종단부의 평평한 원형의 내면 상에 방사형으로 N극과 S극이 번갈아 가며 형성되도록 하기 위해 각 여자기 계자 권선(312)의 권취 끝점은 이웃하는 여자기 계자 권선(312)의 권취 끝점과 연결되고, N1 자극과 S4 자극을 제외한 각 여자기 계자 권선(312)의 권취 시작점은 이웃하는 여자기 계자 권선(312)의 권취 시작점과 연결된다. 예를 들어, N1 자극의 권취 끝점 FN1은 S1 자극의 권취 끝점 FS1과 연결되고, S1 자극의 권취 시작점 CS1은 N2 자극의 권취 시작점 CN2와 연결된다. 한편, N1 자극의 권취 시작점 CN1은 자동전압조절기(50)의 양극 출력단자에 연결되고 S4 자극의 권취 시작점 CS4는 자동전압조절기(50)의 음극 출력단자에 연결된다. In this embodiment, the winding end point of each exciter coil winding 312 is connected to the adjacent exciter coil winding 312 so that the N pole and S pole are alternately formed radially on the flat circular inner surface of the one end of the housing 10 And the winding start point of each exciter winding 312 except the N1 excitation and the S4 excitation is connected to the winding starting point of the neighboring exciting coil winding 312. [ For example, the winding end point FN1 of the N1 magnetic pole is connected to the winding end point FS1 of the S1 magnetic pole, and the winding start point CS1 of the S1 magnetic pole is connected to the winding start point CN2 of the N2 magnetic pole. On the other hand, the winding start point CN1 of the N1 magnetic pole is connected to the positive output terminal of the automatic voltage regulator 50 and the winding start point CS4 of the S4 magnetic pole is connected to the negative output terminal of the automatic voltage regulator 50.

이와 같이, 각 여자기 계자 철심(311)에 권취된 여자기 계자 권선(312)에 흐르는 전류의 방향이 번갈아 가며 서로 반대가 됨으로써 각 자극의 자속의 방향도 번갈아 가며 서로 반대가 되게 된다. 이렇게 번갈아 가며 서로 반대가 되는 방향의 자속에 의해 여자기 전기자 권선(322)에 교류가 유도될 수 있다. 본 실시예에서는 모든 여자기 계자 철심(311)에 권취되는 권선의 권취 방향을 일정하게 하고 매우 단순하게 반복되는 각 여자기 계자 철심(311)의 권선들간의 결선 구조를 통해 하우징(10)의 일측 종단부의 평평한 원형의 내면 상에 방사형으로 N극과 S극이 번갈아 가며 형성되도록 함으로써 권취 방향에 대한 제작자의 혼동으로 인한 제품의 불량률을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 발전기의 제작공정 단순화로 인해 제품의 제작 속도를 향상시키고 제작 단가를 낮출 수 있다.As described above, the directions of the currents flowing through the exciting coil windings 312 wound around the exciter iron cores 311 are alternately opposite to each other, so that the directions of the magnetic fluxes of the respective magnetic poles alternately become opposite to each other. Alternating currents can be induced in the exciter winding 322 by alternating magnetic fluxes in opposite directions. In this embodiment, the winding direction of the windings wound on all of the exciter iron cores 311 is made constant, and one side of the housing 10 is connected through the wiring structure between the windings of the exciter iron cores 311, The N-pole and the S-pole are alternately formed radially on the inner surface of the flat circular end of the end portion, thereby making it possible to reduce the defect rate of the product due to the manufacturer's confusion about the winding direction, And the manufacturing cost can be lowered.

도 5는 도 1에 도시된 여자기 전기자(32)의 평면도이고, 도 6은 도 1에 도시된 여자기 전기자(32)의 분해도이다. 도 5를 참조하면, 복수 개의 여자기 전기자 철심(321)이 브라켓(33)의 평평한 일면 상에 그 일면의 중심으로부터 서로간에 동일한 각도로 벌어져 방사형으로 배치되고 각 여자기 전기자 철심(321)에는 여자기 전기자 권선(322)이 권취된다. 여기에서, 여자기 전기자 철심(321)이 배치되는 브라켓(33)의 일면은 하우징(10)의 일측 종단부의 내면에 대향하는 면이다. 도 6을 참조하면, 각 여자기 전기자 철심(321)은 회전축(20)의 축방향에 대응되는 종방향의 단면, 즉 종단면이 "T" 형상을 갖는다. 상술한 바와 같이, 이러한 여자기 전기자 철심(321)은 "T" 형상의 규소 강판을 여러 장 적층시켜 제작될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 각 권선이 권취된 각 여자기 전기자 철심(321)은 회전축(20)의 축방향에 대응되는 종방향의 길이보다 횡방향의 길이가 긴 종단면을 갖는 평판 형상을 형성하게 된다. 볼트(323)와 스프링 와셔(324)를 사용하여 "T"자 형상의 여자기 전기자 철심(321)의 보다 좁은 일면이 브라켓(33)의 일면에 부착될 수 있다. 이에 따라, 여자기 전기자 권선(322)은 여자기 전기자 철심(321)의 직각으로 패어진 부분과 브라켓(33)의 일면 사이에 끼여 고정되게 된다. Fig. 5 is a plan view of the exciter armature 32 shown in Fig. 1, and Fig. 6 is an exploded view of the exciter armature 32 shown in Fig. 5, a plurality of exciter iron core cores 321 are radially arranged on the flat one surface of the bracket 33 at the same angle from each other at the center of one surface thereof, and each exciter iron core 321 is provided with a female The armature winding 322 is wound. Here, one surface of the bracket 33 on which the exciter iron core 321 is disposed is a surface facing the inner surface of one longitudinal end portion of the housing 10. 6, each of the exciter iron core 321 has a vertical cross section corresponding to the axial direction of the rotary shaft 20, that is, the vertical cross section has a "T" shape. As described above, such an exciter iron core 321 can be manufactured by stacking a plurality of "T" shaped silicon steel plates. 6, each of the exciter iron cores 321 around which the respective windings are wound forms a flat plate shape having a vertical longitudinal side longer than the longitudinal direction corresponding to the axial direction of the rotary shaft 20 . The bolt 323 and the spring washer 324 can be used to attach a narrower one side of the "T" shaped exciter armature core 321 to one side of the bracket 33. Accordingly, the excitation coil winding 322 is held between the portion of the excitation armature core 321 which is warped at a right angle and the one surface of the bracket 33, and is fixed.

여자기 전기자 철심(321)과 여자기 계자 철심(311)의 개수가 동일하면 각 여자기 전기자 철심(321)에 권취된 여자기 전기자 권선(322)이 동일한 시점에 각 여자기 계자 철심(311)으로부터 방사되는 동일한 세기의 자속 내부를 이동하게 되므로 각 여자기 전기자 권선(322)에는 시간적으로 동일한 위상의 기전력이 유도되게 된다. 따라서, 여자기 전기자 권선(322)을 어떤 방식으로 결선하여도 단상 전력이 발생하게 된다. 여자기 전기자 철심(321)과 여자기 계자 철심(311)의 개수를 다르게 하면, 각 여자기 전기자 철심(321)에 권취된 여자기 전기자 권선(322)이 동일한 시점에 각 여자기 계자 철심(311)으로부터 방사되는 서로 다른 세기의 자속 내부를 이동하게 되므로 각 여자기 전기자 권선(322)에는 서로 다른 위상의 기전력이 유도되게 된다. If the numbers of the excitation coil iron core 321 and the exciter iron core 311 are the same, the excitation armature winding 322 wound on each exciter iron core 321 is wound around each exciter iron core 311 at the same time, The electromotive force of the same phase with respect to time is induced in each exciter winding 322. Therefore, single-phase power is generated even if the exciting coil winding 322 is connected in any way. When the numbers of the excitation coil iron core 321 and the exciter iron core 311 are made different from each other, the excitation armature winding 322 wound on each exciter iron core 321 is wound around each exciter iron core 311 So that the electromotive force of different phases is induced in each exciter winding 322. In this case,

여자기(30)로부터 3상의 교류 전력이 출력되도록 하기 위해서는 주발전기(40) 부분과 같이 여자기 전기자(32)의 권선 구조가 농형 구조이면 된다. 본 실시예에서 여자기(30)는 평판 형상으로 형성되기 때문에 그것의 권선 구조를 농형 구조로 하는 것은 매우 어렵고 복잡하다. 본 실시예에서는 여자기(30)로부터 3상의 교류 전력이 출력되도록 하기 위하여 여자기 계자 철심(311)의 개수에 대응하는 자극의 개수와 여자기 전기자 철심(321)에 대응하는 자극의 개수는 서로 다르다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 9 개의 여자기 전기자 철심(321)이 브라켓(33)의 평평한 일면 상에 서로간에 동일하게 40도로 벌어져 방사형으로 배치될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 9 개의 여자기 전기자 철심(321)이 시계방향으로 R1, R2, R3, S1, S2, S3, T1, T2, T3의 순서로 배치되어 있다. 이하에서는 각 여자기 전기자 철심(321)과 그것에 권취된 여자기 전기자 권선(322)을 "자극"으로 호칭할 수도 있다. 여자기 전기자 철심(321)에는 서로 인접해 있는 3개씩 한 조를 이루어 한 가닥의 여자기 전기자 권선(322)으로 권취된다. 예를 들어, 한 가닥의 여자기 전기자 권선(322)은 R1 자극에 해당하는 여자기 전기자 철심(321)에 다수회 권취된 후에 R2, R3 순서로 나머지 두 개의 자극에 해당하는 여자기 전기자 철심(321)에 다수회 권취된다. In order to output three-phase alternating-current power from the exciter 30, the winding structure of the exciter 32 needs to be of a spiral structure like the main generator 40. In this embodiment, since the exciter 30 is formed in a flat plate shape, it is very difficult and complicated to make the winding structure of the exciter 30 a crumb structure. The number of the poles corresponding to the number of the exciter iron cores 311 and the number of the poles corresponding to the exciter iron cores 321 are different from each other in order to output AC power of three phases from the exciter 30 in this embodiment different. For example, as shown in Fig. 5, nine exciter iron core 321 may be radially arranged on the same flat surface of the bracket 33 at the same angle of 40 degrees to each other. As shown in Fig. 5, nine exciter armature cores 321 are arranged in the order of R1, R2, R3, S1, S2, S3, T1, T2 and T3 in the clockwise direction. Hereinafter, each of the exciter iron core 321 and the exciter armature winding 322 wound thereon may be referred to as "excitation ". And is wound around a pair of exciting armature windings 322 of three pairs adjacent to each other in the armature core 321 of the exciting armature. For example, one strand of the armature winding 322 is wound several times on the armature 321 of the excitation armature corresponding to the R1 stimulus, and then wound in the order of R2 and R3. 321).

상술한 바와 같이, 8개의 여자기 계자(31)와 9개의 여자기 전기자(32)가 배치되면 여자기 계자(31)의 자극간 기계각(mechanical angle)은 45도가 되고 여자기 전기자(32)의 자극간 기계각은 40도가 된다. 한편, 여자기 계자(31)의 N극과 다음 S극의 전기각(electrical angle)은 180도이다. 따라서, 여자기 전기자(32)의 이웃 자극들간의 전기각은 160도가 되어 기준자극 R1에서 발생되는 전기보다 다음 자극 R2에서 발생되는 전기가 160도 뒤지게 된다. 즉, 여자기 전기자(32)의 자극과 여자기 계자(31)의 자극의 개수가 동일할 때에 여자기 전기자(32)의 기준자극 R1에서 발생되는 전기보다 다음 자극 R2에서 발생되는 전기가 180도 뒤지게 되는 것에 비해 20도 앞선 전기가 발생되게 된다. As described above, when eight exciter groups 31 and nine exciter arms 32 are disposed, the mechanical angle between the exciters of the exciter 31 is 45 degrees and the exciter 32 is excited. The mechanical angle between the stimulation of the stimulation is 40 degrees. On the other hand, the electrical angle of the N pole and the next S pole of the exciter 31 is 180 degrees. Therefore, the electric angle between the neighboring magnetic poles of the exciter 32 is 160 degrees, and the electric power generated by the next magnetic pole R2 is 160 degrees behind the electric power generated by the reference magnetic pole R1. That is, when the number of the stimuli of the exciter 32 is equal to the number of the exciters of the exciter 31, the electricity generated by the next stimulus R2 is 180 degrees Electricity will be generated 20 degrees ahead of that which will be lost.

따라서, 여자기 전기자(32)의 기준자극 R1과 이것으로부터 3극이 떨어져 있는 3번째 자극 S1에는 기준자극 R1보다 20 x 3 = 60도 앞선 전기가 발생된다. 본 실시예에서는 기준자극 R1과 자극 S1 각각에 권취되는 권선의 극성이 반대이기 때문에 자극 S1에는 역으로 기준자극 R1보다 240도 앞선 전기가 발생된다. 동일한 원리로 기준자극 R1로부터 6극이 떨어져 있는 6번째 자극 T1에는 기준자극 R1보다 20 x 6 = 120도 앞선 전기가 발생된다. 정리하면, 기준자극 R1과 자극 간격이 3배수가 되는 여자기 전기자(32)의 자극에는 각각 120도 위상 차이가 발생하게 되어 3상의 교류 전력이 형성된다. Therefore, electricity is generated 20 x 3 = 60 degrees ahead of the reference magnetic pole R1 in the reference magnetic pole R1 of the exciter armature 32 and the third magnetic pole S1 having three poles apart therefrom. In this embodiment, since the poles of the windings wound on the reference magnetic pole R1 and the magnetic poles S1 are opposite to each other, electricity is generated in advance of the magnetic pole S1 by 240 degrees ahead of the reference magnetic pole R1. On the same principle, electricity is generated 20 times 6 = 120 degrees ahead of the reference magnetic pole R1 at the sixth magnetic pole T1 where six poles are separated from the reference magnetic pole R1. In summary, a phase difference of 120 degrees is generated between the reference stimulus R1 and the stimulus of the exciter 32 having a stimulation interval of three times, thereby forming three-phase AC power.

도 5에 도시된 바와 같이, 여자기 전기자(32)의 자극을 3개씩 직렬로 결선하면 여자기 전기자(32)로부터 3상의 교류가 출력되게 된다. 도 5-6에 도시된 바와 같이, 9개의 자극을 갖는 여자기 전기자(32)가 8개의 자극을 갖는 여자기 계자(31) 상에서 1800rpm으로 회전하면 여자기 전기자(32)로부터 3상의 120Hz의 교류가 출력된다. 여기에서, 여자기 전기자(32)로부터 출력되는 교류의 주파수는 여자기 전기자(32)의 RPM(Revolution Per Minute)에 여자기 계자(31)의 자극의 개수를 곱한 값을 120으로 나눈 값이다. As shown in FIG. 5, when three magnetic poles of the exciter armature 32 are connected in series, three-phase alternating current is outputted from the exciter 32. As shown in FIGS. 5-6, when the exciter armature 32 having nine magnetic poles is rotated at 1800 rpm on the exciter 31 having eight magnetic poles, the three-phase 120 Hz alternating current Is output. Here, the frequency of the alternating current output from the exciter 32 is a value obtained by dividing the value obtained by multiplying the RPM (Revolution Per Minute) of the exciter 32 by the number of the excitation of the exciter 31.

상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 여자기 전기자(32)의 자극을 3개씩 직렬로 결선하고 여자기 계자(31)의 자극이 8개가 되도록 배치함으로써 사용자가 원하는 전압 크기와 전류 크기를 갖는 3상의 120Hz의 교류가 여자기 전기자(32)로부터 출력되도록 할 수 있다. 보다 큰 발전량의 발전기를 제작하기 위해 보다 큰 발전량을 갖는 여자기(30)가 필요하면 여자기의 자극의 개수를 늘여야 한다. 여자기 전기자(32)의 자극의 개수는 9의 배수로 하고 여자기 계자(31)의 자극의 개수는 8의 배수로 하여 여자기 전기자(32)의 자극 개수와 여자기 계자(31) 자극 개수의 비율이 9대8이 되도록 함이 바람직하다. 예를 들어, 여자기 계자(31)의 자극 개수가 16개이면 여자기 전기자(32)의 자극 개수가 18개가 되고, 여자기 계자(31)의 자극 개수가 24개이면 여자기 전기자(32)의 자극 개수가 27개가 된다.As described above, in the present embodiment, three magnetic poles of the exciter 32 are connected in series and the exciter of the exciter 31 is arranged so as to have eight, so that the three phases An alternating current of 120 Hz can be outputted from the exciter armature 32. If the exciter 30 having a larger power generation amount is required to produce a generator of a larger power generation amount, the number of stimuli of the exciter must be increased. The number of magnetic poles of the exciter 32 is set to a multiple of 9 and the number of magnetic poles of the exciter 31 is set to 8 so that the ratio of the number of excitation of the exciter 32 to the number of excitation of the exciter 31 To be 9 to 8 is preferable. For example, when the number of excitation of the exciter 31 is 16, the number of excitation of the exciter 32 is 18, and when the number of excitation of the exciter 31 is 24, The number of stimulation of the stimulation is 27.

도 7은 도 1에 도시된 여자기 전기자 권선(322), 정류기(34), 및 발전기 계자 권선(412)간의 결선도이다. 도 7을 참조하면, 정류기(34)는 6개의 다이오드(D1-D6)로 구성된다. R상의 여자기 전기자 권선(322)의 시작점 C1은 다이오드 D1의 애노드(anode)와 다이오드 D2의 캐소드(cathode)에 병렬로 연결되고, 다이오드 D1의 캐소드는 발전기 계자(41)의 양극 단자에 연결되며 다이오드 D2의 애노드는 발전기 계자(41)의 음극 단자에 연결된다. 마찬가지로, S상의 여자기 전기자 권선(322)의 시작점 C1은 다이오드 D3의 애노드와 다이오드 D4의 캐소드에 병렬로 연결되고, T상의 여자기 전기자 권선(322)의 시작점 C1은 다이오드 D5의 애노드와 다이오드 D6의 캐소드에 병렬로 연결된다. 다이오드 D3 과 D5의 캐소드는 발전기 계자(41)의 양극 단자에 연결되고, 다이오드 D4 와 D6의 애노드는 발전기 계자(41)의 음극 단자에 연결된다. Fig. 7 is a wiring diagram between the exciter armature winding 322, the rectifier 34, and the generator field winding 412 shown in Fig. Referring to Fig. 7, the rectifier 34 is composed of six diodes D1-D6. The starting point C1 of the exciter winding 322 on R is connected in parallel to the anode of the diode D1 and the cathode of the diode D2 and the cathode of the diode D1 is connected to the positive terminal of the generator field 41 The anode of the diode D2 is connected to the negative terminal of the generator field 41. Likewise, the starting point C1 of the exciter winding 322 on S is connected in parallel to the anode of the diode D3 and the cathode of the diode D4, and the starting point C1 of the exciter armature winding 322 on T is connected to the anode of the diode D5 and the diode D6 In parallel. The cathodes of the diodes D3 and D5 are connected to the positive terminal of the generator field 41 and the anodes of the diodes D4 and D6 are connected to the negative terminal of the generator field 41.

이러한 결선을 통해 R상, S상, T상의 여자기 전기자 권선(322)의 각 시작점 C1에서 출력된 교류는 3상 전파 정류되어 직류로 변환되게 된다. 도 5를 참조하면, 원판 형상의 브라켓(33)의 중심으로부터 동일한 간격으로 이격된 위치의 3쌍의 개구에 정류기(34)를 구성하는 6개의 다이오드, 즉 3 쌍의 다이오드가 삽입 결합되어 있다. 여기에서, 한 쌍의 다이오드란 상기된 바와 같은 결선을 용이하게 하기 위하여 애노드와 캐소드의 방향이 브라켓(33)에 서로 반대가 되도록 삽입된 2 개의 다이오드를 말한다. 즉, 3 쌍의 다이오드란 D1-D2 쌍의 다이오드, D3-D4 쌍의 다이오드, D5-D6 쌍의 다이오드를 말한다. Through this connection, the alternating current output from each starting point C1 of the exciting coil winding 322 on the R phase, the S phase, and the T phase is rectified by three phase full wave and converted into DC. 5, six diodes, that is, three pairs of diodes, constituting the rectifier 34 are inserted and connected to three pairs of openings spaced apart from the center of the disk-shaped bracket 33 at equal intervals. Here, a pair of diodes refers to two diodes inserted in such a manner that the directions of the anode and the cathode are opposite to each other in the bracket 33 in order to facilitate the wiring as described above. That is, the three pairs of diodes are D1-D2 pair diodes, D3-D4 pair diodes, and D5-D6 pair diodes.

도 8은 도 1에 도시된 브러시리스 동기 발전기의 자속의 방향을 도시한 도면이다. 도 8을 참조하면, 여자기 계자(31)에서는 회전축(20)의 축방향과 평행한 방향으로 자속이 발생되고 발전기 계자(41)에서는 회전축(20)의 축방향과 수직인 방향으로 자속이 발생된다. 본 실시예에서 여자기(30)는 회전축(20)의 축방향과 평행한 방향의 자속을 이용하여 발전함으로써 여자기(30)를 평판 형상으로 제작할 수 있어 발전기의 길이를 대폭 축소시킬 수 있고, 주발전기(40)는 회전축(20)의 축방향과 수직인 방향의 자속을 이용하여 발전함으로써 쇄교 자속수가 많아져 대용량의 발전을 가능하게 한다. 8 is a view showing the direction of the magnetic flux of the brushless synchronous generator shown in Fig. 8, a magnetic flux is generated in a direction parallel to the axial direction of the rotary shaft 20 in the exciter 31 and a magnetic flux is generated in a direction perpendicular to the axial direction of the rotary shaft 20 in the generator field 41 do. In the present embodiment, the exciter 30 can be manufactured in the shape of a flat plate by using the magnetic flux in a direction parallel to the axial direction of the rotating shaft 20, so that the length of the generator can be greatly reduced, The main generator 40 generates electric power by using magnetic flux in a direction perpendicular to the axial direction of the rotary shaft 20, thereby enabling a large-capacity electric power to be generated.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

10 ... 하우징
11, 12 ... 볼베어링
20 ... 회전축
30 ... 여자기
31 ... 여자기 계자
311 ... 여자기 계자 철심
312 ... 여자기 계자 권선
32 ... 여자기 전기자
321 ... 여자기 전기자 철심
322 ... 여자기 전기자 권선
33 ... 브라켓
34 ... 정류기
40 ... 주발전기
41 ... 발전기 계자
411 ... 발전기 계자 철심
412 ... 발전기 계자 권선
42 ... 발전기 전기자
421 ... 발전기 전기자 철심
422 ... 발전기 전기자 권선
50 ... 자동전압조절기10 ... housing
11, 12 ... ball bearing
20 ... rotation shaft
30 ... Female
31 ... Female machine player
311 ... Female machine iron core
312 ... Wound machine field winding
32 ... Female armature
321 ... Female armature iron core
322 ... Female armature winding
33 ... bracket
34 ... rectifier
40 ... main generator
41 ... generator field
411 ... generator field iron core
412 ... generator field winding
42 ... generator armature
421 ... generator armature iron core
422 ... generator armature winding
50 ... Automatic voltage regulator

Claims

In a brushless synchronous generator,
A rotating shaft passing through the housing of the brushless synchronous generator in the longitudinal direction and rotating by an external force;
Which is attached to a flat inner surface of one longitudinal end of the housing in a flat plate shape having a vertical longitudinal length longer than a longitudinal length corresponding to the axial direction of the rotary shaft, thereby generating a magnetic flux in a direction parallel to the axial direction Machinery;
The exciter unit is rotated integrally with the rotating shaft so as to face the exciter plate in a flat plate shape having a length in the transverse direction longer than the length in the longitudinal direction corresponding to the axial direction to generate electric power from the magnetic flux generated by the exciter An exciter armature;
A generator field rotating integrally with the rotating shaft to generate magnetic flux from the electric power generated by the exciter armature;
A generator arm attached to the inner surface of the housing and generating power output to the outside from the magnetic flux generated by the generator field; And
And a bracket rotatably coupled to the rotation shaft, wherein the rotation shaft is inserted into the coupling hole formed at the center and has a planar shape having a plane direction perpendicular to the axial direction,
The exciter machine
A plurality of iron cores radially arranged on the flat inner surface of one end of the housing at an equal angle to each other; And
And a plurality of windings wound on the respective iron cores so as to be rounded on a plane perpendicular to the axial direction and connected with one strand,
Each of the iron cores on which the respective windings are wound forms a flat plate shape having a vertical longitudinal length longer than a longitudinal length corresponding to the axial direction of the rotary shaft,
The exciter armature
A plurality of iron cores disposed radially on the flat surface of the bracket at equal angles to each other; And
And each of the iron cores includes a plurality of windings wound around the plane on a plane perpendicular to the axial direction,
Wherein the number of magnetic poles corresponding to the number of iron cores of the exciter and the number of magnetic poles corresponding to the iron cores of the exciter armature are different from each other.

delete

The method according to claim 1,
A rectifier inserted into the bracket in the thickness direction and having an input terminal electrically connected to the exciter armature and an output terminal electrically connected to the generator field to thereby rectify the AC output from the exciter armature and output the rectified AC generator to the generator field Including,
Wherein the exciter armature is attached to one surface of the bracket and integrally rotates with the bracket to rotate integrally with the rotation shaft.

The method according to claim 1,
Wherein the generator field is a columnar shape having a longitudinal section having a shorter transverse length than a longitudinal length corresponding to the axial direction and is integrally rotated with the rotary shaft so as to be perpendicular to the axial direction from the power generated by the exciter armature Direction magnetic flux,
The generator armature is configured to generate electric power from the magnetic flux generated by the generator field by winding the outer circumferential surface of the generator field in a cylindrical shape having a vertical length shorter than the length in the longitudinal direction corresponding to the axial direction, A brushless synchronous generator.