KR101718706B1 - 고출력유지모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로 회전력을 구하는 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 공급으로 자장을 형성하는 코일이 본체에 고정되고 복수 개의 자석이 회전되어 회전력을 구하는 것이며, 다수 회동구성 및 발전 구성들의 코일과 작용되는 다수 자석들이 회전의 종축방향에 대해 동일 극성을 갖도록 함으로써 전체 자석들에 의해 하나의 균일한 자력을 형성하여 최대 효율 및 고출력의 회동구성을 갖도록 하는 고출력유지모터에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 특징은 회전축을 중심으로 하여 회전하고 복수 개의 메인자석을 구비한 자석부; 및 본체에 고정되어 상기 자석부에 자장이 인가되도록 하는 자력회동부를 포함하고, 상기 자석부는, 회전축과 함께 회동하는 판 형태의 자석베이스; 및 상기 자석베이스에서 회전축을 중심으로 하여 동일 각도를 이루어 설치된 메인자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고출력유지모터{HIGH EFFICIENCY PRESERVING MOTOR}

본 발명은 전기로 회전력을 구하는 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 공급으로 자장을 형성하는 코일이 본체에 고정되고 복수 개의 자석이 회전되어 회전력을 구하는 것이며, 다수 회동구성 및 발전 구성들의 코일과 작용되는 다수 자석들이 회전의 종축방향에 대해 동일 극성을 갖도록 함으로써 전체 자석들에 의해 하나의 균일한 자력을 형성하여 최대 효율 및 고출력의 회동구성을 갖도록 하는 고출력유지모터에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 인가되는 전기를 이용하여 회전력을 얻는 것이다. 종래의 모터는 회전축에 다수 코일을 권선하여 코일에 자장이 형성되게 한다. 그리고 외부로는 영구자석을 구비함으로써 코일에 형성되는 자장의 극성과 영구자석의 자장의 극성 사이에 의하여 척력과 인력이 작용함으로 인해 중앙의 회전축이 회전되도록 한다.

이러한 종래의 모터는 회전되는 코일에 전기를 인가하기 위해 브러쉬가 구비되어야 하며, 오랜 모터의 회전으로 인해 브러쉬가 고온으로 되고 물성이 물러짐으로 인해 파손됨으로써 코일에 전기인가가 잘 이루어지지 않을 뿐만 아니라 일부 고열에 인해 화재가 발생되는 문제가 발생하였다.

근래에는 이러한 종래의 문제점을 극복하기 위해서 브러쉬가 없는 타입의 모터들이 개발되고 있다. 즉 코어가 없는 타입이나 코일과 영구자석의 위치를 변경하는 타입 등이 제시되곤 하였다.

하지만 이러한 구성들에서도 각 코일이나 영구자석들이 위치된 곳은 자력이 세지만 이격된 위치에서는 자속밀도가 낮기 때문에 척력이나 인력이 줄어들어 회전력이 줄어들 수 있으며 이로 인해 불규칙 회전이 일어날 수 있는 우려가 있다.

또한 단순히 모터 회전축을 회전시키는 역할만 할 뿐 별다른 효율을 얻지 못하는 한계가 있는 것이다.

등록특허번호 제10-0712673호(2007년 05월 02일 공고) 공개특허번호 제10-2014-0048819호(2014년 04월 24일 공개) 등록특허번호 제10-0853588호(2008년 08월 21일 공고)

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 자석이 위치된 회전체의 구성의 베이스를 판체로 형성하고 이러한 회전체 베이스 판체의 측면부에 자석들을 배치하며, 전기가 인가되는 자력회동부의 베이스도 판체로 형성하고 자력회동부 베이스 판체의 원주면을 따라 전자석을 형성함으로써 전자석의 양측에서 발생되는 양쪽 극성의 자력을 모두 이용이 가능하여 회전력이 증대되도록 하면서 전체 부피를 줄이면서 회전이 안정적으로 이루어지게 하는 목적이 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은, 인가되는 전기에 의해 회전되는 자석들의 자력과 자석을 회전하게 하는 전자석의 자력이 복합적으로 발전코일에 자력을 인가하게 되어 발전코일에서 전기가 발생되도록 하는 발전구성을 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 다른 목적은, 다수의 자석들과, 다수의 코일들에 의해 형성되는 자계가 될 수 있으면 균일한 자속밀도를 형성하도록 다수 자석들 사이에 자계형성자석부를 더 부가함으로써, 안정적인 회전을 이룰 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회전축을 중심으로 하여 회전하고 복수 개의 메인자석을 구비한 자석부; 및 본체에 고정되어 상기 자석부에 자장이 인가되도록 하는 자력회동부를 포함하고, 상기 자석부는, 회전축과 함께 회동하는 판 형태의 자석베이스; 및 상기 자석베이스에서 회전축을 중심으로 하여 동일 각도를 이루어 설치된 메인자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 복수 개의 상기 자석부들은, 설치된 상기 메인자석들이 회전축의 종축방향에 대해 같은 방향으로 동일 극성을 갖도록 구비되고, 상기 자력회동부는 복수 개로 구비되며, 개별 자력회동부는, 태양광발전시설, 태양열발전시설, 풍력발전시설, 지열발전시설, 해양발전시설, 배기가스발전시설, 연소가스발전시설, 배터리, 및 외부전력공급시설 중 어느 하나로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 회전되는 상기 자석부와 근접되어 자석부의 회전에 따른 자력변화로 발전하는 고속유지발전코일부; 및 상기 자석부는 복수 개로 구비되어지되, 상기 고속유지발전코일부로부터 전원을 공급받아 일측 자석부에 자장이 인가되도록 하는 고속유지자력가속코일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 고속유지발전코일부에서 발전되는 전력을 관제하며 소정 전력 이상으로 발전된 경우 고속유지자력가속코일부로 전원이 공급되도록 하는 고속유지발전관제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 자석부의 복수 개 메인자석들 사이에 위치된 복수 개의 자계형성자석부를 더 구비하고, 상기 자계형성자석부는, 근접된 양측 메인자석과 동일한 극성을 갖도록 배치되어, 서로 다른 극성을 갖는 양측 메인자석들에 의한 극성의 경계를 이루는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 자력회동부의 코일로 전기를 인가하는 인가전력전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기의 고출력유지모터; 및 상기 회전축의 출력측에 결합되어 회전되는 발전자석베이스에 복수 개의 발전자석이 설치된 하나 이상의 발전자석부; 회전되는 발전자석부와 근접되어 회전되는 발전자석부에 의한 자장변화로 발전코일에서 전기가 발전되는 발전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 회전축을 중심으로 하여 회전하고 복수 개의 메인자석을 구비한 자석부; 및 본체에 고정되어 상기 자석부에 자장이 인가되도록 하는 자력회동부를 포함하고, 상기 자석부는, 회전축과 함께 회동하는 판 형태의 자석베이스; 및 상기 자석베이스에서 회전축을 중심으로 하여 동일 각도를 이루어 설치된 메인자석을 포함하는 고출력유지모터에 있어서, 상기 자력회동부는 복수 개로 구비되며, 개별 자력회동부는, 태양광발전시설, 태양열발전시설, 풍력발전시설, 지열발전시설, 해양발전시설, 배기가스발전시설, 연소가스발전시설, 배터리, 및 외부전력공급시설 중 어느 하나로부터 전원을 공급받고, 상기 고출력유지모터의 모터주제어부는, 공급되는 전원을 제어하는 전원제어부; 및 상기 자력회동부의 코일로 전기를 인가하는 인가전력전환부를 포함하며, 상기 전원제어부는, 상기 시설들로부터 공급되는 전원들을 제어하기 위한 개별전원공급제어부를 포함하고, 상기 인가전력전환부는, 상기 개별 자력회동부들 각각의 회동코일로 전원을 공급하기 위한 세부인가전력전환부를 포함하며, 회전되는 상기 자석부와 근접되어 자석부의 회전에 따른 자력변화로 발전하는 고속유지발전코일부; 및 상기 자석부는 복수 개로 구비되어지되, 상기 고속유지발전코일부로부터 전원을 공급받아 일측 자석부에 자장이 인가되도록 하는 고속유지자력가속코일부를 포함하고, 상기 모터주제어부는, 상기 고속유지발전코일부에서 발전되는 전력을 관제하며 소정 전력 이상으로 발전된 경우 고속유지자력가속코일부로 전원이 공급되도록 하는 고속유지발전관제부를 포함하며, 상기 고속유지발전코일부의 코일 주위를 근접되게 회전하는 고속유지발전1자석 및 고속유지발전2자석을 포함하고, 상기 고속유지자력가속코일부의 주위를 근접되게 회전하는 고속유지자력가속1자석 및 고속유지자력가속2자석을 포함하며, 상기 회전축 일측에 형성된 회전축마크를 센싱하는 회전센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 자석부의 복수 개 메인자석들 사이에 위치된 복수 개의 자계형성자석부를 더 구비하고, 상기 메인자석에서 코일측 방향으로는 이웃한 메인자석들은 서로 다른 극을 위치되게 배치하며, 하나의 코일에 자력이 미치는 이웃한 두 메인자석들에 대해서 멀어져가는 메인자석에는 척력이 작용하고 근접되는 메인자석은 인력이 작용하고, 상기 자계형성자석부는, 근접된 양측 메인자석의 코일 방향측으로 동일한 극성을 갖도록 배치되어, 서로 다른 극성을 갖는 양측 메인자석들에 의한 극성의 경계를 이루는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터를 제공한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 자석이 위치된 회전체의 구성의 베이스를 판체로 형성하고 전기가 인가되는 자력회동부의 베이스도 판체로 형성함으로써 장치의 폭방향의 크기가 작아지고, 전자석의 양쪽으로 자석이 지나도록 배치함으로써 전자석의 양쪽 극과의 작용이 모두 이용되도록 하여 회전력이 증대되도록 하고 회전이 안정적으로 이루어지는 탁월한 효과가 있다.

그리고 본 발명의 다른 효과는, 인가되는 전기에 의해 회전되는 자석들도 자력선을 형성하게 되며 이처럼 회전되는 자석에 의해 형성되는 자력의 영향으로 발전코일에서 전기가 발생되도록 하는 것이다.

그리고 본 발명의 다른 효과는, 다수의 자석들과, 다수의 코일들에 의해 형성되는 자계가 될 수 있으면 균일한 자속밀도를 형성하도록 다수 자석들 사이에 자계형성자석부를 더 부가함으로써, 안정적인 회전을 이룰 수 있도록 하는 것이다.

그리고 본 발명의 다른 효과는, 회전력을 인가하는 전자석 N극, S극의 양쪽 자력의 힘을 모두 회전력으로 이용하는 플럭스의 흐름을 유도로부터 발전되도록 하는 것이다.

그리고 본 발명의 다른 효과는, 회전되는 회전축의 종축방향으로 다수 자석들의 극성이 동일하게 하여 하나의 커다란 자력구성을 이루게 함으로써 이에 대응되는 발전코일에서 최고의 고출력 발전이 이루어지도록 하는 것이다.

그리고 본 발명의 다른 효과는, 고속회전되는 상태에서는 고속회전의 자석에 의해 발전되게 하고 발전된 전기가 다시 자석을 회동시키도록 함으로써 회전속도가 급작스럽게 감소하는 것을 방지하여 안정적인 고출력이 유지되도록 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 모터에 대한 구성 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모터에 있어서 각 부재들이 분리된 상태를 도시한 분해 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모터에 있어서 전원 공급으로 자력을 발생하여 회전력을 일으키는 자력회동부에 대한 분해 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모터에 있어서 회전되는 자석들에 의해 전기를 발전시키는 고속유지발전코일부에 대한 분해 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 모터는 회전축과 함께 회동되는 자석부에 있어서 서로 대향된 두 개의 자석들이 위치된 예를 보인 자석 배치 설명도이다.
도 6은 본 발명에 따른 모터에 있어서 발전구성이나 자력발생구성 등에서 54개로 코일을 구성한 예를 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 모터에 있어서 발전구성이나 자력발생구성 등에서 24개로 코일을 구성한 예를 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 모터의 자석부 및 자력회동부나 발전부 등에서 자석들과 코일들 사이에 작용하는 자력에 대한 설명을 예시한 설명도이다.
도 9는 본 발명에 따른 모터에 있어서 다수 자력회동부에 개별로 인가되는 전원구성을 도시한 예시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 모터에 있어서 고출력을 어느 정도 유지시키기 위한 고속유지부의 구성을 도시한 예시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 모터에 의한 동력으로 발전하는 발전부에 대한 구성도이다.

이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉 본 발명에 따른 고효율 모터는 첨부된 도 1 내지 도 11 등에서와 같이, 전기접점이 없이 마련된 모터에 관한 것이며, 특히 자력을 인가하는 자력회동부(50)는 본체에 고정되고 회전축을 중심으로 하여 방사형으로 전자석을 설치한 것이며, 특히 전자석의 회동코어(56)를 'I'자 형태로 하여 회동코일(55)을 권선하여 회전축(11)의 종축방향으로 양극의 자장이 형성되도록 설치한다. 이로써 자력회동부(50)의 코일에 인가하는 전기의 변화에 따른 자장변화에 의해 자석이 설치된 회전체가 회전함으로써 회전력을 구하는 고효율의 고출력유지모터(10)에 관한 것이다.

특히 계속해서 회전하는 회전체로써 자석부(60)에는 자석(메인자석 등)이 구비된 것이며, 이러한 자석들에 의해서도 자장이 형성되기 때문에, 자석들의 자력선이 미치는 범위 내에 발전코일을 구비함으로써 발전코일을 통해 별도의 발전 구성을 이루게 되며, 이처럼 발전코일에 의해 발전된 전기는 다시 소정 전력 이상으로 발전될 경우 보충 전원으로써 공급하도록 구비한 고효율 모터에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 고출력유지모터(10)에 대한 상세한 구성들을 살펴보면 다음과 같다.

즉 도 1 등을 통해서 살펴본 바와 같이, 회전축(11)을 중심으로 하여 회전하는 자석베이스(61)에 복수 개의 메인자석(62)을 구비한 자석부(60)를 마련한다.

즉 자석부(60)는 회전축(11)과 함께 회동하는 판 형태의 자석베이스(61)를 구비하고, 상기 자석베이스(61)에서 회전축(11)을 중심으로 하여 동일 각도를 이루어 설치된 메인자석(62)을 포함하는 것이다.

그리고 자석부와 함께 본 발명에 따른 모터는, 본체(미도시됨)에 고정되어 상기 자석부(60)에 자장이 인가되도록 하는 자력회동부(50)를 포함하는 것이다.

이로써 본 발명에 따른 모터주제어부(20)의 인가전력전환부(22)로부터 인가되는 전력변화에 따라 자력회동부(50)의 다수 회동코일(55)들에 인가되는 전기변화로 인해, 자장이 형성됨으로써 자장이 변화됨에 의해 N극 및 S극 등으로 된 메인자석(62)들이 힘을 받게 되며 이로써 메인자석(62)들을 포함한 자석부(60)가 회전축(11)을 중심으로 하여 회전하게 된다.

이에 도 5 등에서의 예시에서는 총 6개의 메인자석(62)들이 자석베이스(61)에 각각 구비된 것을 예시로 보이고 있으며, 각 메인자석(62)들은 서로 60도의 각도를 이룸을 예시하였으며, 다른 실시예에서는 이러한 자석들 간격이나 자석의 수를 달리하여 실시할 수도 있을 것이다.

이러한 메인자석(62)들은 N극과 S극 등의 극성 방향이 회전축의 종축방향을 이루는 것이며, 따라서 도 3, 도 9 등의 도면들의 예시에서처럼 회전축(11)의 종축방향으로 소정 거리로 이격된 자력회동부(50)의 코일에 의한 자장의 영향을 받기 쉽도록 메인자석(62)들의 극방향을 이루게 된다.

이처럼 메인자석의 극방향을 회전축(11)의 종축방향으로 함으로써, 도 3, 도 4 등에서처럼 자력회동부 및 발전부의 코일 등이 하나의 판상에 마련된 일체형 실시예의 경우 등과 같이, 자석부의 어느 쪽에 코일들이 위치되도록 결합되더라도 자장의 영향권에 있도록 실시되게 된다. 그리하여 좀더 다양한 모터의 구성을 이룰 수 있는 장점을 갖는다.

도 3의 자력회동부(50)는 회전축(11)을 중심에 위치한 회동베이스에 다수 개의 회동코어(56)가 구비되고, 이러한 회동코어(56)에 회동코일(55)이 권선된 것이다. 이러한 자력회동부(50)의 양측으로 회동1자석(57) 및 회동2자석(58) 등을 자력에 의해 회동시키는 것이다. 도 4의 발전부는 후술되는 고속유지발전코일부(71) 또는 도 11의 발전부(30) 등에 대해 예시로 도시한 것이며, 주위를 근접되게 회전하는 자석들에 의해 발전된다. 그리고 회동자석부의 구성으로써 54개의 코일을 도 6에 도시하였고, 도 7은 24개의 코일을 예시한 것이며, 발전부의 구성으로써 도 4에 공심코일로써 제시하였다. 이는 상기 회동자석부의 회전력 손실을 최소화하기 위하여 바람직하다.

특히 도 1에서처럼 본 발명에 따른 상기 자석부(60)에 있어서 복수 개의 상기 자석부(60)들은, 설치된 상기 메인자석(62)들이 회전축(11)의 종축방향에 대해 같은 방향으로 동일 극성을 갖도록 구비되는 것이다. 그리고 자석들이 모두 동일 회전축(11)과 함께 회동하므로 회전축(11) 종방향과 나란한 방향으로 배열된 메인자석들이 동일 극성 배열로 형성되기 때문에, 이들 사이에 의하여 하나의 자력선을 형성하게 된다. 만약 각 자석부들 사이에 자석들이 배치된 각도가 상이할 경우에는 회전축의 종축방향으로 자력선이 균일하게 형성되지 않고, 각도가 틀어지는 만큼 자력이 상쇄될 수도 있을 것이다. 하지만 본 발명의 예시에서처럼 각 자석들이 서로 배치된 극성이 동일하고 함께 회동되기 때문에 회전축 종축방향으로는 하나의 균일한 자력선을 형성하면서도 상쇄되는 부분을 적게 하기 때문에 자력밀도 또한 최대가 되도록 형성되는 것이다.

이처럼 균일하면서도 최고 자속밀도의 자력선이 형성되도록 하는 자석들이 회동됨으로써 이들 자석들과 근접된 발전부에는 이들 자석들에 의한 자력선에 의해 일정하면서도 최대의 전력이 발생되는 것이다. 또한 자력에 의해 자석부를 회동시키는 자력회동부(50)에 의해서도 최대 일효율을 발생하게 될 것이다.

이에 본 발명에 따른 고출력유지모터(10)에 있어서, 자력회동부의 각 코일들, 발전부의 각 코일들과 함께 자석부의 메인자석들은 소정 각도를 이루면서 자속밀도가 어느 곳에는 집중되나 혹여 일부 위치에 대해서는 자속밀도가 낮아질 수 있다. 이처럼 자속밀도가 낮게 되는 부분을 회전할 경우 회전체는 갑작스럽게 회전가속력을 받지 못할 수 있으며, 이럴 경우 초고속 회전(대략 10,000 RPM 이상 등)에서는 이처럼 불규칙한 가속 구간에서는 회전구성체들이 강한 외력을 받게 될 수 있을 것이다. 그리고 이로 인해 각 부재들의 파손이 우려될 수도 있을 것이다. 따라서 본 발명에 따른 고효율 모터에서는 각 자석들에 의해 형성된 자속밀도가 될 수 있으면 균일영역을 형성함으로써, 자력회동부의 코일들에 인가되는 자력변화에 즉각적으로 반응하면서도 안정적인 회전이 이루어지도록 하는 구성을 마련한 것이다.

즉 본 발명에 따른 고출력유지모터(10)에서는 상기 자석부(60)의 복수 개의 메인자석(62)들 사이에 위치된 복수 개의 자계형성자석부(63)를 더 구비한 것이다.

이러한 상기 자계형성자석부(63)는, 도 5 내지 도 8 등에서처럼 근접된 양측 메인자석(62)과 동일한 극성을 갖도록 배치되는 것이다.

그리하여 서로 다른 극성을 갖는 양측 메인자석들에 의한 극성의 경계가 자계형성자석부(63)의 중심에서 이루어지며, 양측 메인자석(62)들과 함께 균일한 자력분포를 이루도록 구비되는 것이다.

즉 도 8의 설명도를 참조하여 살펴보면, 주 자석을 이루는 메인자석(62)들은 바로 옆의 메인자석과 서로 다른 극(N극, S극)을 이룬다. 그리고 메인자석들의 극성과 같은 극성이 메인자석들 방향으로 향하도록 자계형성자석부(63)를 구비한다.

이에 메인자석들의 중심에서의 극성 경계는 회전상대 구성인 코일들과 직교되는 방향으로 형성되기 때문에, 자석부가 회전하여도 코일들 방향에서는 하나의 메인자석은 동일한 극성을 갖는다.

즉 자석부의 회전시 메인자석을 만나기 전에서부터 만난 다음 멀어지는 중에서도 동일한 극성을 갖는다.

이에 대해 도 8의 예에서 메인자석이 오른쪽에서 왼쪽 방향으로 회전한다고 가정할 경우, 코일에 인가되는 전기의 방향 및 자장의 방향에 대해 살펴보면 다음과 같이 설명된다.

즉 도 8의 중앙의 메인자석에서 코일측 방향으로는 S극이 위치되므로, 메인자석이 지나는 코일(도 8의 오른쪽 코일)은 메인자석측 방향으로 S극을 형성하도록 전기를 인가하게 된다. 이로써 중앙의 메인자석과 오른쪽의 코일은 서로 동일 극성으로 인해 밀어내는 척력이 작용한다.

도 8에서 오른쪽 코일에 대향되어 지나는 메인자석의 극성이 척력으로써 동일 극성을 갖도록 하며, 척력의 힘은 두 메인자석들의 중앙을 지날 때까지 유효해야 할 것이다.

반면 도 8에서 왼쪽 코일의 경우 중앙의 메인자석의 극성인 S극과 다른 N극을 형성하기 때문에 당기는 인력이 작용하나 아직 거리가 멀기 때문에 작용하는 인력이 작게 된다.
즉 상기 메인자석에서 코일측 방향으로는 이웃한 메인자석들은 서로 다른 극을 위치되게 배치하며, 하나의 코일에 자력이 미치는 이웃한 두 메인자석들에 대해서 멀어져가는 메인자석에는 척력이 작용하고 근접되는 메인자석은 인력이 작용하는 것이다.

이와 같은 기본 구성에 더하여 메인자석들 사이에 자계형성자석부(63)를 마련하며, 자계형성자석부(63)는 N극과 S극의 극성 방향이 이웃한 양측 메인자석을 향하도록 배치된다.

즉 상기 자계형성자석부는, 근접된 양측 메인자석에 근접된 자력회동부의 코일측으로 향한 방향의 메인자석의 극성과 동일한 극성을 갖도록 배치되어, 서로 다른 극성을 갖는 양측 메인자석들에 의한 극성의 경계를 이루는 것이다.
즉 자계형성자석부(63)에 있어서, N극과 S극의 극성 경계는 회전되는 방향의 축방향으로 향하도록 마련된다. 따라서 이러한 자계형성영역의 경계부분이 각 코일들이 지나도록 구성되는 것이다.

그리하여 S극의 자계형성영역이나 S극의 자계형성영역이 확실하게 구분되게 코일들이 지나도록 구분되는 것이며, 메인자석들에 더하여 자계형성자석부(63)의 자력이 더해짐으로써 개별 극성들의 자계형성구간에 있어서 자력이 균일하게 형성되도록 하는 것이다.

따라서 균일한 자력, 즉 자속밀도가 균일한 영역을 코일들이 지날 수 있으므로(본 발명에서는 메인자석이 코일들 사이를 지남), 보다 안정적인 회전이 이루어질 수 있을 것이다. 특히 각 극성의 경계가 자계형성자석부(63) 중심에서 이루이지면서 양측 극성의 자력이 상당한 세기의 자속밀도를 이루는 상태에서 다른 극성으로 바뀌기 때문에 이러한 극 경계가 지나는 각 코일들에서는 상당한 세기의 극 변화로 인해 유도되는 전기의 발생이 최대로 이루어질 수 있다. 물론 회동 구동부재인 자력회동부에 있어서도 극 경계가 확연하게 구분되기 때문에 밀거나 당기는 힘의 작용에 의한 회동 효율도 월등하게 될 것이다.

따라서 입력된 전기에너지가 회전력 및 발전되는 효율이 거의 완벽하게 재생산될 것이다.

이상에서와 같이 마련되는 본 발명에 따른 고효율 모터에 있어서 제어구성으로써 모터주제어부(20)의 구성을 보면 공급되는 전원을 제어하는 전원제어부(21)를 구비한다.

그리고 상기 자력회동부(50)의 회동코일(55)로 전기를 인가하는 인가전력전환부(22)를 구비하는 것이다. 이로써 앞서 설명한 바와 같이 회동코일(55)의 전기 인가로 인해 자장이 형성되어 근접된 자석들이 자장변화로 회동하게 되는 것이다.

그리고 회전축(11) 일측에는 회전축마크(82)가 형성되고 이러한 회전축마크(82)를 센싱하는 회전센서(81)가 마련된다. 회전센서 및 회전축마크 등의 기술적 구성으로는 레이저, 돌기나 홈, 자력 등에 의해 회전축(11)의 회전수나 회전속도를 감지할 수 있다. 그리고 회전센서(81)의 센싱정보는 회전감지부(80)로 전송되어 모터주제어부(20)로 전송된다. 이처럼 회전축(11)의 회전속도를 판별함으로써, 인가전력전환부(22)에서는 자력회동부(50)의 다수 회동코일(55)에 인가하는 전기의 주기를 판별하여 인가하게 된다.

아울러 이러한 자력에 의한 회동 구성으로써 코일에 전기를 인가하게 되는 것이며, 특히 작은 전원을 공급하는 다수 전원시설로부터 다수 전원을 공급받아 회전축(11)의 구동을 이룰 수 있을 것이다.

즉 도 9에서처럼, 상기 자력회동부(50)는 복수 개로 구비되며, 개별 자력회동부(50)는, 태양광발전시설, 태양열발전시설, 풍력발전시설, 지열발전시설, 해양발전시설, 배기가스발전시설, 연소가스발전시설, 배터리, 및 외부전력공급시설 중 어느 하나로부터 전원을 공급받도록 실시될 수 있을 것이다. 즉 태양광전지의 경우에도 가정에서 이용하기에는 집 주위의 나무나 건물들 때문에 태양을 폭넓은 단일 공간에서 받기가 어려운 상태가 된다. 반면 햇볕이 잘 드는 곳이 여러 곳으로 분산된 경우에는 개별적으로 작은 크기의 태양광전지판을 설치할 필요가 있다. 또는 풍력발전설비의 경우, 수십미터의 반경을 갖는 대형 설비가 아니라 가정에서 소규모로 시설해야 하기 때문에 하나당 커다란 동력원을 얻기가 곤란할 수 있다. 따라서 대규모 발전설비가 아닌 경우에는 대부분 소규모로 여러 곳에 설치해야 하는 상황이며, 이럴 경우 개별적으로 발전된 전기는 하나로 모아 구동하도록 하는 설비가 필요할 수 있다. 이에 의하여 본 발명에서는 다수 발전이나 배터리, 외부 전력들로부터 전기를 공급받아 회전축을 회동시키는 구성을 마련한 것이다.

이에 각 시설들로부터 공급되는 전원은 전원제어부(21)에 있어서 개별 전원들을 제어하기 위한 개별전원공급제어부(201)를 구성하며, 이들의 세부 구성으로써 태양열로 발전되는 전기 또는 태양광전지판을 통해 발전하는 태양광발전 전기공급의 1공급전원제어부, 바람에 의해 발전되는 풍력발전 전기공급의 2공급전원제어부, 일반적인 외부전원 전기공급의 3공급전원제어부, 지열을 통해 발전하는 지열발전 전기공급의 4공급전원제어부, 공장의 굴뚝이나 소각장이나 발전소 등에서 배출되는 배기가스를 이용하여 발전하는 배기가스발전 전기공급의 5공급전원제어부, 기타 불필요하게 배출되는 열기를 이용한 발전시설 등으로부터 공급된 전기를 이용하기 위한 제어부 등의 전원구성을 이룰 수 있을 것이다. 이러한 다양한 전원들은 하나의 전원만으로는 고출력의 모터를 작동하기는 어려울 것이나, 본 발명에서처럼 하나의 회전축을 회동시키는 구성으로써 개별적인 회동구성을 형성하는 것이 효율적인 것이다.

그리고 이처럼 개별 전원제어구성들로부터 개별적으로 각 회동코일로 전원을 공급하기 위한 인가전력전환부(22)에는 세부인가전력전환부(225)로써, 태양광발전인가전력전환부의 1인가전력전환부, 풍력발전인가전력전환부의 2인가전력전환부, 외부전원공급인가전력전환부의 3인가전력전환부, 지열발전인가전력전환부의 4인가전력전환부, 및 배기가스발전인가전력전환부의 5인가전력전환부 등을 마련하게 된다.

이들 세부인가전력전환부(225)의 각 부재들에서 다수 자력회동부들로 전원을 공급하게 되어 각 회동코일에 자장이 형성되도록 한다. 이로써 작은 전원으로도 큰 회동력을 발생하게 된다.

이러한 세부 전원공급의 예로써 태양광, 태양열, 풍력, 지열, 배터리, 배기가스의 열기 등을 이용한 발전전력을 예로 하였다. 그러나 이러한 발전전력들은 날씨나 바람의 세기, 지열 시설의 상황 연소여부 등에 의해 발전되는 전기의 양이나 상태가 상이할 것이다.

따라서 한번 회전축(11)이 회동된 이후, 일부 전원공급이 중단되면 그만큼 회동력이 상실되어 회전축의 회전력이 줄어 안정적 출력을 보장하기 어렵게 된다.

이처럼 다수 전원들의 공급시, 또는 일단 고속 회전상태가 된 이후, 어느 정도까지는 소정 속도 이상으로 안정적인 고속회전이 유지되도록 하는 구성이 필요한 것이다.

이를 위해 도 1, 도 2, 도 9 등의 예에서처럼 고속유지부재의 구성이 제시된 것이다.

즉 고속유지부재로써, 회전되는 상기 자석부(60)와 근접되어 자석부의 회전에 따른 자력변화로 발전하는 고속유지발전코일부(71)를 구비한 것이다.

또한 상기 자석부(60)는 복수 개로 구비되어지되, 상기 고속유지발전코일부(71)로부터 전원을 공급받아 일측 자석부에 자장이 인가되도록 하는 고속유지자력가속코일부(73)를 포함하는 것이다.

즉 도 9에서 예시된 고속유지발전코일부(71)는 본체(미도시됨)에 고정된 발전코일부베이스에 다수 코어가 설치되고 코어에 코일이 권선되어 주위를 근접되게 회전하는 고속유지발전1자석(71m1) 및 고속유지발전2자석(71m2) 등에 의한 자력변화로 인해 발전되는 것이다. 또한 이러한 고속유지발전코일부(71)에서 발전된 전기가 공급되어 회전축을 회전시키게 되는 고속유지자력가속코일부(73)는, 본체(미도시됨)에 고정된 가속코일부베이스에 다수 코어가 설치되고 코어에 권선된 코일에서 자장이 형성되며, 자력 변화로 주위의 고속유지자력가속1자석(73m1) 및 고속유지자력가속2자석(73m2) 등이 회전되는 것이다.

이로써 초기 회전축(11)을 고속으로 회전시킨 상태에서는, 회전축(11)이나 동축을 이루는 자석부(60) 등에 의해 어느 정도 회전력을 유지하게 된다. 그리고 자석부(60)에 있는 메인자석(62) 등은 자력을 형성한 상태에서 고속으로 회전되기 때문에, 이러한 고속으로 회전되는 자석에 의한 자장변화로 인해 고속유지발전코일부(71)에서 발전이 이루어지는 것이다.

그리고 상기 고속유지발전코일부(71)에서 발전되는 전력을 관제하며 소정 전력 이상으로 발전된 경우 고속유지자력가속코일부(73)로 전원이 공급되도록 하는 고속유지발전관제부(23)를 마련한 것으로, 이러한 고속유지발전관제부(23)에 의해 고속유지자력가속코일부(73)로 전기를 인가함으로써 회전축(11)을 회전시키는 것이다. 물론 이러한 작동에 있어서는 어느 정도 에너지 소모가 일어나기 때문에 회전속도도 점차로 줄어들기는 하겠지만, 하나의 외부 전원의 공급이 줄어들 경우에도 급격히 회전이 줄지 않고 소정 정도까지는 고속의 상태를 유지할 수 있는 장점을 갖는 것이다. 즉 회전 관성을 부여함으로써 회전출력을 어느 정도까지는 안정적으로 이용할 수 있는 것이다.

즉 고속회전되는 상태에서는 자석에 의한 자력변환로 고속유지발전코일부(71)에서 상당한 전력으로 발전이 이루어지게 되며, 이러한 전원이 고속유지자력가속코일부(73)로 인가됨으로써 결국 회전축의 회전속도가 급작스럽게 감속됨을 방지할 수 있는 것이다. 이로써 안정적인 고출력이 어느 정도는 유지됨으로써, 이후 다른 전원공급으로 회전력을 다시 회복시킬 수 있는 유용한 것이다. 즉 한번 회전속도가 감속된 이후 다시 어느 정도 고속 회전속도로 회복시키는 동안 출력을 이용할 수 없을 수 있으므로, 이처럼 본 발명에 의해서 고속회전력의 출력이 안정적으로 유지됨으로써 출력을 이용하는 설비에서 계속적인 고출력을 이용하게 되는 것이다

이상에서처럼 본 발명에 따른 고출력유지모터(10)의 경우 다수 전원으로부터 회전축(11)을 안정적으로 회전시키는 것이며, 브러쉬와 같은 부재 없이 고속회전에 유리한 것이다. 특히 고속 회전으로 작동하는 중에서는 고속유지발전코일부 및 고속유지자력가속코일부 등에 의해 고속 회전이 안정적으로 이루어지는 장점을 갖는다. 이로써 고속회전에 따른 고출력의 회전력을 갖게 되어 회전력을 이용할 수 있는 다양한 시설에서 회전출력을 이용할 수 있다.

이에 대표적인 예로써 도 11에서처럼 발전 구성을 예로 할 수 있을 것이다. 즉 다수 작은 전원의 발전구성들로부터 큰 출력의 발전 장치를 마련할 수 있는 것이다. 일반적으로 가정의 경우에도 세탁기나 냉장고, 전열기구 등 대부분의 전기장치들이 작은 전원으로 작동되지는 않는다. 반면 제법 커다란 태양전지판의 경우에도 하나의 장치를 작동하기에도 다소 부족할 수 있으므로, 결국 여러 소규모 전원을 모아 비교적 큰 전원구성을 마련해야 할 필요가 있을 것이다.

이에 앞서 설명한 바와 같이 다수 전원들로부터 개별 작동되어 하나의 회전축을 회전시키는 것이며, 이러한 본 발명에 따른 고출력유지모터의 회전축의 동력으로 발전되도록 발전장치를 마련한 것이다.

즉 발전장치는, 상기 회전축(11)의 출력측에 결합되어 회전되는 발전자석베이스(31)에 복수 개의 발전자석(32)이 설치된 하나 이상의 발전자석부(33)를 구비하여, 발전자석부(33)가 회전되는 것이다.

그리고 회전되는 발전자석부(33)와 근접되어, 회전되는 발전자석부(33)에 의한 자장변화로 발전코일(34)에서 전기가 발전되는 발전부(30)를 포함하는 것이다.

따라서 작은 크기의 다수 전원들에 의해 발전부(30)에서 보다 큰 전력을 구할 수 있는 것이다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니 된다.

11 : 회전축 20 : 모터주제어부
21 : 전원제어부 22 : 인가전력전환부
30 : 발전부 50 자력회동부
60 : 자석부
71 : 고속유지발전코일부 73 : 고속유지자력가속코일부

Claims (7)

1. 회전축을 중심으로 하여 회전하고 복수 개의 메인자석을 구비한 자석부; 및
   본체에 고정되어 상기 자석부에 자장이 인가되도록 하는 자력회동부를 포함하고,
   상기 자석부는,
   회전축과 함께 회동하는 판 형태의 자석베이스; 및
   상기 자석베이스에서 회전축을 중심으로 하여 동일 각도를 이루어 설치된 메인자석을 포함하는 고출력유지모터에 있어서,
   상기 자력회동부는 복수 개로 구비되며,
   개별 자력회동부는, 태양광발전시설, 태양열발전시설, 풍력발전시설, 지열발전시설, 해양발전시설, 배기가스발전시설, 연소가스발전시설, 배터리, 및 외부전력공급시설 중 어느 하나로부터 전원을 공급받고,
   상기 고출력유지모터의 모터주제어부는,
   공급되는 전원을 제어하는 전원제어부; 및
   상기 자력회동부의 코일로 전기를 인가하는 인가전력전환부를 포함하며,
   상기 전원제어부는, 상기 시설들로부터 공급되는 전원들을 제어하기 위한 개별전원공급제어부를 포함하고,
   상기 인가전력전환부는, 상기 개별 자력회동부들 각각의 회동코일로 전원을 공급하기 위한 세부인가전력전환부를 포함하며,
   회전되는 상기 자석부와 근접되어 자석부의 회전에 따른 자력변화로 발전하는 고속유지발전코일부; 및
   상기 자석부는 복수 개로 구비되어지되, 상기 고속유지발전코일부로부터 전원을 공급받아 일측 자석부에 자장이 인가되도록 하는 고속유지자력가속코일부를 포함하고,
   상기 모터주제어부는, 상기 고속유지발전코일부에서 발전되는 전력을 관제하며 소정 전력 이상으로 발전된 경우 고속유지자력가속코일부로 전원이 공급되도록 하는 고속유지발전관제부를 포함하며,
   상기 고속유지발전코일부의 코일 주위를 근접되게 회전하는 고속유지발전1자석 및 고속유지발전2자석을 포함하고,
   상기 고속유지자력가속코일부의 주위를 근접되게 회전하는 고속유지자력가속1자석 및 고속유지자력가속2자석을 포함하며,
   상기 회전축의 일측에 형성된 회전축마크를 센싱하는 회전센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 자석부의 복수 개 메인자석들 사이에 위치된 복수 개의 자계형성자석부를 더 구비하고,
   상기 메인자석에서 자력회동부의 코일측 방향으로는 이웃한 메인자석들은 서로 다른 극성으로 배치되며, 메인자석들의 N극과 S극의 극성 방향이 회전축의 종축방향으로 배치되고,
   하나의 코일에 자력이 미치는 이웃한 두 메인자석들에 대해서 멀어져가는 메인자석에는 척력이 작용하고 근접되는 메인자석은 인력이 작용하며,
   상기 자계형성자석부는, N극과 S극의 극성 방향이 이웃한 양측 메인자석을 향하도록 배치되고,
   서로 다른 극성을 갖는 양측 메인자석들에 의한 극성의 경계를 이루되, 근접된 양측 메인자석에 근접된 자력회동부의 코일과 대면한 방향의 메인자석의 극성과 동일한 극성을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터.
   
6. 삭제
7. 제 1항 또는 제 5항의 고출력유지모터; 및
   상기 회전축의 출력측에 결합되어 회전되는 발전자석베이스에 복수 개의 발전자석이 설치된 하나 이상의 발전자석부;
   회전되는 발전자석부와 근접되어 회전되는 발전자석부에 의한 자장변화로 발전코일에서 전기가 발전되는 발전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력유지모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전장치.
   

Images