KR101720522B1 - 풍력발전기 - Google Patents

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KR101720522B1
KR101720522B1 KR1020160038829A KR20160038829A KR101720522B1 KR 101720522 B1 KR101720522 B1 KR 101720522B1 KR 1020160038829 A KR1020160038829 A KR 1020160038829A KR 20160038829 A KR20160038829 A KR 20160038829A KR 101720522 B1 KR101720522 B1 KR 101720522B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기는, 제 1 회전축과, 제 1 회전축에 연결된 복수의 블레이드가 구비된 블레이드부; 제 1 회전축과 동축상에 위치된 제 2 회전축이 구비된 발전기; 발전기에 연결되어, 발전기의 작동을 제어하는 제어부; 및 제 1 회전축에 연결된 블레이드장착부와, 블레이드장착부의 하부로 이격되어 제 2 회전축에 연결되고 반자성체 재질로 이루어진 발전기장착부와, 블레이드장착부에 부착된 자석부가 구비된 구동제동유도부를 포함하고, 구동제동유도부는, 블레이드부의 회전시, 자석부의 자기장변화에 저항하는 맴돌이전류가 발전기장착부에 전자기유도되면, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 자석부의 자기장의 힘에 저항하면서 발전기장착부를 회전시켜 발전기의 구동을 유도하고, 제어부의 제동신호에 의해 발전기가 작동정지되면, 발전기장착부의 자석부에 대한 상대운동에 의해, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 자석부의 자기장의 힘을 상쇄시킴으로써 블레이드장착부의 회전속도를 감쇄하여 블레이드부의 제동을 유도하는 것이 바람직하다.

Description

풍력발전기{WIND POWER APPARATUS}
본 발명은 풍력발전기에 관한 것이며, 상세하게는 블레이드부의 회전시 블레이드장착부와 발전기장착부가 전자기유도되어, 전자기유도에 의해 생긴 자기장의 힘과 자석의 자기장의 힘의 척력작용에 의해, 발전기의 구동 또는 블레이드부의 제동을 유도할 수 있는 풍력발전기에 관한 것이다.
통상적으로, 풍력발전은 바람을 이용하여 블레이드 또는 프로펠러를 회전시켜서 발생한 회전력을 발전기로 전달하여 전력을 생산하는 것으로, 최근 들어 온실가스 감축 등 지구환경보전을 위한 국제환경협약과 환경규제가 본격적으로 시행되면서 화석연료를 대체할 수 있는 친환경에너지로 높은 관심을 끌면서 세계적으로 그 사용이 점차 증대되고 있으며, 이에 대한 연구개발이 활발히 수행되고 있다.
이러한 풍력발전장치는, 블레이드 또는 프로펠러가 설치되는 방향에 따라 수평축 풍력발전장치와 수직축 풍력발전장치로 구분되는데, 수평축을 이용하는 방식은 프로펠러 방식으로, 공기역학적으로 바람의 양력을 이용한 블레이드로 구성된 로터를 사용하고, 발전효율은 비교적 높으나 바람이 부는 방향에 따라 로터의 방향을 바꾸어 주어야 하며, 바람의 세기에 따라 블레이드의 각도를 바꾸어 주어야 하는 장치가 추가로 필요하게 되며, 수평회전력을 수직회전력으로 전환하는 장치를 설치하여 발전기와 연결을 해야 하므로, 강한 바람에 의해 기구적인 손상이 발생할 수 있는 위험과 유지 보수가 용이하지 않다는 문제가 있다.
한편, 수직축 풍력발전장치는 길이방향을 따라 다수개의 블레이드가 설치된 회전축과, 회전축의 회전력을 전달받아 전력을 생산하는 발전기로 구성되므로 구조가 간단하고, 바람의 방향과 관계없이 소정의 회전력을 유지할 수 있다는 장점이 있었으나, 바람과 직각으로 설치되어 초기구동이 용이한 수평형 풍력발전기와 달리, 수직축 풍력발전장치는 회전축이 수직으로 배치되는 구조상, 수직축 풍력발전기의 블레이드는 바람을 직각으로 받지 못하여 초기 구동이 어려울 뿐 아니라, 회전시 블레이드에 가해진 비틀림 응력이 블레이드의 회전축의 하부에 집중되므로 발전장치를 지지하고 있는 지지부인 강관주(鋼管柱)와 회전축 사이의 연결부분이 가장 취약하게 된다. 이를 개선하기 위해, 한국공개특허 제10-2012-0094223호에는 수직축 풍력발전장치의 안전설치구조가 개시되어 있다.
종래기술에 따른 수직축 풍력발전장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 발전장치를 지지하는 지지부인 강관주(30), 상기 강관주(30)의 상단에 설치되어 블레이드의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전부(10), 상기 강관주(30)와 발전부(10)를 연결하여 결합 고정시키는 결합부(20)로 구성된다.
발전부(10)는 수직방향으로 설치되는 회전축(11), 회전축(11) 상단과 하단에 각각 고정 설치되는 블레이드 아암(12), 블레이드 아암(12)의 단부(端部)에 수직방향으로 고정되는 블레이드(13), 회전축(11) 하단에 설치된 블레이드 아암의 하부에 설치되는 발전기(14), 발전기의 하부로 돌출된 발전기 축(15)을 구비한다.
결합부(20)는 상판(21)과 하판(22) 및 결합슬립링(23)으로 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상판(21)은 상하로 중심부분에 구멍이 뚫려 있고 속이 비어 있는 캔 형상인데, 상부가 발전기(14)의 하부에 볼트로 체결되어 결합된다.
결합슬립링(slip ring, 23)은 상단에 플랜지(flange, 23a)가 형성되고, 길이방향으로 중심 부분에 관통구멍이 형성되어 있으며, 플랜지(23a)를 제외한 부분이 파이프 형상의 강관주(30)에 삽입되어 설치된다. 플랜지(23a)부분은 상판(21)의 하면에 형성된 구멍으로 삽입하고, 길이방향으로 중심 부분에 형성된 관통구멍으로는 발전기 축(15)을 삽입하여 볼트로 체결함으로써 발전부(10)가 강관주(30)에 고정 결합되게 된다.
다만, 한국공개특허 제10-2012-0094223호에 개시된 바와 같이 발전부를 지지하고 있는 지지부인 강관주를 연결하고 있는 부위의 결합구조를 개선한다 하더라도, 태풍, 강풍 또는 돌풍이 발생하면 회전축에 연결된 블레이드(13)는 빠르게 회전하고, 회전을 하면서 내부에 강한 힘이 적용되어 풍압에 많은 영향을 받게 된다. 이러한 풍압력에 의해 블레이드(13)와 발전기(14)의 연결부위에는 파손이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
또는, 태풍, 강풍 또는 돌풍의 발생시, 발전기(14)는 급제동하게 되고, 이때, 즉, 발전기(14)의 급제동시 회전축(11)에 걸리는 과도한 응력에 의해 발전기(14) 또는 회전축(11) 부분이 파손되는 경우가 발생한다. 또한, 발전기(14)의 교체시, 회전축(11) 부분만 발전기에서 분리하는게 아니라, 발전기(14)를 전부 분해해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 블레이드부의 회전시 블레이드장착부와 발전기장착부가 전자기유도되어, 전자기유도에 의해 생긴 자기장의 힘과 자석의 자기장의 힘의 척력작용에 의해, 발전기의 구동 또는 블레이드부의 제동을 유도할 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 구동제동유도부를 통해 블레이드회전축인 제 1 회전축과 발전기회전축인 제 2 회전축이 분리된 구조로 연결되어, 강풍, 돌풍, 또는 태풍 상태에서도 블레이드에 가해지는 풍압의 영향을 적게 받아, 발전기의 제동을 용이하게 할 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 제 1 회전축과 제 2 회전축이 분리된 구조로 연결되어, 블레이드의 교체시 또는 발전기의 교체시, 블레이드 또는 발전기만을 개별적으로 교체할 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기는, 제 1 회전축과, 제 1 회전축에 연결된 복수의 블레이드가 구비된 블레이드부; 제 1 회전축과 동축상에 위치된 제 2 회전축이 구비된 발전기; 발전기에 연결되어, 발전기의 작동을 제어하는 제어부; 및 제 1 회전축에 연결된 블레이드장착부와, 블레이드장착부의 하부로 이격되어 제 2 회전축에 연결되고 반자성체 재질로 이루어진 발전기장착부와, 블레이드장착부에 부착된 자석부가 구비된 구동제동유도부를 포함하고, 구동제동유도부는, 블레이드부의 회전시, 자석부의 자기장변화에 저항하는 맴돌이전류가 발전기장착부에 전자기유도되면, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 자석부의 자기장의 힘에 저항하면서 발전기장착부를 회전시켜 발전기의 구동을 유도하고, 제어부의 제동신호에 의해 발전기가 작동정지되면, 발전기장착부의 자석부에 대한 상대운동에 의해, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 자석부의 자기장의 힘을 상쇄시킴으로써 블레이드장착부의 회전속도를 감쇄하여 블레이드부의 제동을 유도하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발전기장착부는 블레이드장착부에 대해, 자석부에 의한 자기장의 힘과 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 인력의 작용보다 척력의 작용이 큰 범위 내로 이격되어, 블레이드장착부와의 사이에 에어갭을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 자석부는 N극자석과 S극자석으로 이루어지고, N극자석과 S극자석은 상호 간에 이격되어, 동일평면 상에서 블레이드장착부에 위치된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발전기장착부에는, 블레이드장착부의 회전시, N극자석의 이동에 저항하는 제 1 맴돌이전류와, S극자석의 이동에 저항하는 제 2 맴돌이전류가 전자기유도되고, 발전기장착부는, 제 1 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘과 N극자석의 자기장의 힘의 척력작용, 및 제 2 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘과 N극자석의 자기장의 힘의 인력작용에 의해, N극자석의 자기장의 힘에 의해 제 1 맴돌이전류가 형성된 부분이 N극자석의 이동방향에서 밀리고, 제 2 맴돌이전류가 형성된 부분이 N극자석의 이동방향으로 끌리면서 블레이드장착부와 동일한 방향으로 회전되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, N극자석과 S극자석은 네오디옴자석인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발전기장착부는 자석부를 바라보는 면의 반대면에 장착플레이트가 부착되고, 장착플레이트는 강자성체 재질로 이루어져, 자석부의 자장을 증대시키는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전기는, 제 1 회전축과, 제 1 회전축에 연결된 복수의 블레이드가 구비된 블레이드부; 제 1 회전축과 동축상에 위치된 제 2 회전축이 구비된 발전기; 발전기에 연결되어, 발전기의 작동을 제어하는 제어부; 및 제 1 회전축에 연결된 블레이드장착부와, 블레이드장착부의 하부로 이격되어 제 2 회전축에 연결된 발전기장착부와, 블레이드장착부를 향하도록 발전기장착부에 부착된 자석부가 구비된 구동제동유도부를 포함하고, 구동제동유도부는, 블레이드부의 회전시, 자석부의 자기장변화에 저항하는 맴돌이전류가 블레이드장착부에 전자기유도되면, 자석부의 자기장의 힘이 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘에 저항하면서 발전기장착부를 회전시켜 발전기의 구동을 유도하고, 제어부의 제동신호에 의해 발전기가 작동정지되면, 발전기장착부의 자석부에 대한 상대운동에 의해, 자석부의 자기장의 힘이 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘을 상쇄시킴으로써 블레이드장착부의 회전속도를 감쇄하여 블레이드부의 제동을 유도하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 발전기장착부는, 블레이드장착부의 하부로 이격되어 위치되고, 발전기에 회전가능하게 연결된 발전기회전판; 및 발전기회전판의 상부로 연장되어, 블레이드장착부를 둘러싸는 회전판하우징을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 자석부는, 네오디옴자석인 N극자석과 S극자석을 포함하고, 발전기회전판에 부착된 N극자석이 회전판하우징에 부착된 S극자석과 서로 마주보고, 발전기회전판에 부착된 S극자석이 회전판하우징에 부착된 N극자석과 서로 마주보게, 발전기회전판과 회전판하우징에 설치된 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 발전기장착부는, 블레이드장착부를 바라보는 면의 반대면에서 발전기회전판에 부착된 장착플레이트를 더 포함하고, 장착플레이트는 강자성체 재질로 이루어져, N극자석과 S극자석의 자장을 증대시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 블레이드장착부에는, 블레이드의 회전시, N극자석의 상대적 이동에 저항하는 제 1 맴돌이전류와, S극자석의 상대적 이동에 저항하는 제 2 맴돌이전류가 전자기유도되고, 발전기장착부는, 제 1 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘과 N극자석의 자기장의 힘의 척력작용, 및 제 2 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘과 N극자석의 자기장의 힘의 인력작용에 의해, 제 1 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘이 N극자석을 밀어내고, 제 2 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘이 N극자석을 끌어당김에 따라, 블레이드장착부와 동일한 방향으로 회전되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 발전기장착부는 블레이드장착부에 대해, 자석부에 의한 자기장의 힘과 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 인력의 작용보다 척력의 작용이 큰 범위 내로 이격되어, 블레이드장착부와의 사이에 에어갭을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 블레이드부의 회전시 블레이드장착부와 발전기장착부가 전자기유도되어, 전자기유도에 의해 생긴 자기장의 힘과 자석의 자기장의 힘의 척력작용에 의해, 발전기의 구동 또는 블레이드부의 제동을 유도할 수 있다.
이로 인해, 본 발명은 미풍이 불어 블레이드부가 회전하면, 전자기유도에 의해 생긴 자기장의 힘과 자석의 자기장의 힘의 척력작용에 의해, 발전기장착부가 순간적으로 밀려서 발전기 초기 기동 토크를 원활하게 해주어 미풍에서도 초기기동을 원활하게 할 수 있다.
본 발명은 제 1 회전축과 제 2 회전축이 분리된 구조로 연결되어, 강풍, 돌풍, 또는 태풍 상태에서도, 발전기의 손상을 방지할 수 있고, 블레이드에 가해지는 풍력의 영향을 적게 받아, 발전기(130)의 제동을 용이하게 할 수 있다. 또한, 블레이드의 교체시 또는 발전기의 교체시, 블레이드 또는 발전기만을 개별적으로 교체할 수 있어 경제적이다.
도 1은 종래기술에 따른 수직형 풍력발전기의 분해사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 구성요소간 연결상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 1예에 따른 구동제동유도부의 구성도이고, 도 5는 1예에 따른 구동제동유도부의 작동상태도이다.
도 6은 2예에 따른 구동제동유도부의 구성도이고, 도 7은 2예에 따른 구동제동유도부의 작동상태도이다.
도 8은 3예에 따른 구동제동유도부의 구성도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력발전기에 대해 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기(100)는 타워(110), 블레이드부(120), 발전기(130), 구동제동유도부(140)와 커버하우징(150)을 포함한다.
풍력발전기(100)는 블레이드부(120)와 발전기(130)를 통해 바람에너지를 전기에너지로 변환시키는 것으로서, 바람에 의해 블레이드부(120)가 회전될 때 구동제동유도부(140)에서의 전자기유도에 의해 발전기(130)를 발전시키고, 발전기(130)의 강제작동정지시 구동제동유도부(140)에서의 전자기유도에 의해 블레이드부(120)를 부드럽게 제동시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 별다른 구동장치와 브레이크장치가 없어도, 구동제동유도부(140)를 통해 발전기(130)를 구동시킬 수 있고 블레이드부(120)의 회전을 제동시킬 수 있다.
타워(110)는 바람의 영향을 많이 받는 곳, 예컨대 지대가 높거나, 주변에 건축물이 없거나 또는 강이나 바다가 근처에 설치되는 것이 바람직하며, 이때, 타워(110)는 강풍이나 태풍에도 쉽게 쓰러지지 않도록 바닥에 고정되는 것이 바람직하다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 타워(110)의 상부에는 블레이드부(120), 발전기(130)와 구동제동유도부(140)가 설치된다. 여기서, 블레이드부(120)는 블레이드기둥(121), 제 1 회전축(122), 블레이드암(123)과 복수의 블레이드(125)로 이루어진다.
이때, 블레이드기둥(121)은 중심축이 타워(110)의 중심축과 동축상에 위치되고, 내부에는 제 1 회전축(122)이 설치된다. 여기서, 제 1 회전축(122)은 블레이드(125)의 회전시 블레이드기둥(121)과 함께 회전되는 구조로 블레이드기둥(121)에 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 제 1 회전축(122)은 블레이드기둥(121)의 중심축과 타워(110)의 중심축에 대해 동축상에 위치되는 것이 바람직하다.
블레이드기둥(121)의 외부면에는 블레이드암(123)이 설치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 블레이드암(123)은 블레이드기둥(121)을 중심으로 방사형으로 펼쳐진 구조를 가지며, 블레이드암(123)의 일단에는 복수의 블레이드(125)이 연결된다. 이때, 블레이드암(123)은 복수 개가 구비되어, 수직형 구조를 가진 복수의 블레이드(125)을 상기 블레이드기둥(121)에 안정적으로 연결할 수 있다.
본 실시예에서, 블레이드부(120)를 이루는 구성은 통상적으로 사용되는 수직형 풍력발전기(130)에 사용되는 구성요소와 유사하므로, 본 실시예에서는 제 1 회전축(122), 블레이드암(123), 블레이드(125)의 형상 및 구조에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
또한, 본 실시예에서, 발전기(130)는 바람에 의해 블레이드(125)가 회전됨에 따라 발생한 회전에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치로서, 본 실시예에서는 코어리스 타입의 발전기가 사용될 수 있다.
일반적으로, 코어리스 타입의 발전기는 코킹토크 매우 적은 인 로터 타입 또는 아웃 로터 타입이 사용될 수 있다. 코어리스 타입의 발전기는 기동토크가 매우 적어 풍속 1 m/s이하에서도 기동이 가능하여, 보다 넓은 범위의 에너지를 사용할 수 있는 발전기이다. 일반적으로, 우리나라 평균풍속은 4 m/s이하가 될 확률이 약 75%이다. 다만, 코어리스 타입의 발전기는 공지된 기술이므로, 본 실시예에서는 발전기(130)의 종류 및 작동구조에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 하며, 구동제동유도부(140)와의 연결방식 및 구동제동유도부(140)의 작동시의 발전기(140)의 작동과정에 대해 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발전기(130)는 제 2 회전축(131)과 발전기하우징(132)을 구비한다. 여기서, 제 2 회전축(131)은 타워(110)의 중심축에 동축상에서, 상기 타워(110)의 상부에 설치된다.
본 실시예에서, 제 2 회전축(131)은 제 1 회전축(122)과 동축상에 위치하나, 제 2 회전축(131)의 상단은 제 1 회전축(122)의 하단과 소정의 간격만큼 이격되어, 제 1 회전축(122)과 분리된 구조를 가진다.
발전기하우징(132)은 제 2 회전축(131)을 둘러싼 형상을 가진 부재이다. 이때, 발전기하우징(132)의 내부에는 회전자와 고정자가 구비된다. 발전기(130)를 이루는 고정자와 회전자의 작동구조 및 작동방식에 대해서는 공지된 기술인 바, 본 실시예에서는 이에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 발전기(130)에는 제어부(115)가 연결되고, 발전기(130)는 제어부(115)로부터 제동신호를 받으면 강제작동정지된다.
본 예에서, 발전기(130)는 커버하우징(150)에 내장된다. 여기서, 커버하우징(150)은 바람의 영향으로부터 발전기(130)와 구동제동유도부(140)를 보호함과 동시에, 발전기(130) 또는 구동제동유도부(140)로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 타워(110)의 상부에 설치된 부재이다.
이하에서는, 다양한 예를 가진 구동제동유도부에 대해 설명하기로 한다.
1예
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여, 1예에 따른 구동제동유도부에 대해 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 구동제동유도부(140)는 블레이드장착부(141), 자석부와, 발전기장착부(145)를 포함한다.
구동제동유도부(140)는 별다른 구동장치와 브레이크장치가 없어도, 자석부(142a, 142b)의 자기장변화에 의한 전자기유도에 의해, 발전기(130)의 구동 또는 블레이드부(120)의 제동을 유도하기 위한 것이다.
즉, 구동제동유도부(140)는, 블레이드부(120)의 회전시, 자석부(142a, 142b)의 자기장변화에 저항하는 맴돌이전류가 발전기장착부(145)에 전자기유도되면, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 자석부(142a, 142b)의 자기장의 힘에 저항하면서 발전기장착부(145)를 회전시켜 발전기(130)의 구동을 유도하고, 발전기(130)의 작동정지시, 발전기장착부(145)가 자석부(142a, 142b)에 대해 상대 운동되면서, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 자석부(142a, 142b)의 자기장의 힘을 상쇄시킴으로써 블레이드장착부(141)의 회전속도를 감쇄하여 블레이드부(120)의 제동을 유도하는 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 블레이드장착부(141)는 블레이드부(120)의 제 1 회전축(122)에 연결된다. 블레이드장착부(141)는 바람에 의한 복수의 블레이드의 회전시 제 1 회전축(122)에 의해 회전된다. 블레이드장착부(141)에는 자석부(142a, 142b)가 설치된다.
자석부(142a, 142b)는 발전기장착부(145)를 향하도록 블레이드장착부(141)의 하면에 부착된다. 자석부(142a, 142b)는 N극자석(142a)과 S극자석(142b)을 포함한다. N극자석(142a)과 S극자석(142b)은 블레이드장착부(141)의 동일평면 상에서 상호 간에 이격되어 위치된다. N극자석(142a)과 S극자석(142b)으로는 네오디옴자석이 사용될 수 있다.
자석부(142a, 142b)는 블레이드장착부(141)의 회전에 의해 정지상태의 발전기장착부(145)에 대해 위치가 가변된다. 자석부(142a, 142b)는 블레이드장착부(141)의 회전시 발전기장착부(145)에 대한 위치가 가변되고, 이때 자석부(142a, 142b)의 자기장이 변화된다.
발전기장착부(145)는 제 2 회전축에 연결된다. 발전기장착부(145)는 에어갭(G)만큼 블레이드장착부(141)의 하부로 이격되어 위치된다. 에어갭(G)은 블레이드장착부(141)와 발전기장착부(145)의 사이의 간격이다.
에어갭(G)은 발전기장착부(145)가 블레이드장착부(141)에 대해, 자석부에 의한 자기장의 힘과 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 인력의 작용보다 척력의 작용이 큰 범위이다. 에어갭(G)은 블레이드장착부(141)와 발전기장착부(145) 사이에서 댐퍼 역할을 한다.
발전기장착부(145)에는 블레이드장착부(141)의 회전시 별다른 구동장치없이도 자석부(142a, 142b)와의 전자기유도에 의해 회전된다. 발전기장착부(145)는 전류가 통하는 도체로서, 자석부(142a, 142b)의 회전시 자석부(142a, 142b)의 자기장변화에 저항하는 맴돌이전류가 생기고, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘과 자석부(142a, 142b)의 자기장의 힘의 척력에 의해 회전된다.
맴돌이전류는 자석부(142a, 142b)의 자기장의 변화에 저항하는 렌츠의 법칙에 의해 나타난다. 이때, 맴돌이전류의 방향은 발전기장착부(145)에 가해진 자기장변화에 반대되는 장기장을 생성하는 방향으로 결정된다. 즉, 맴돌이전류는 자기장의 변화에 저항하는 전류로, 이는 자기장 내에서 움직이는 도체인 발전기장착부(145)의 운동을 방해하는 효과로 나타난 것이다.
예시적으로, 맴돌이전류는 블레이드장착부(141)의 회전에 따른 N극자석(142a)과 S극자석(142b)의 위치변화에 따라, 극자석의 이동에 저항하는 제 1 맴돌이전류(I1)와, S극자석(142b)의 이동에 저항하는 제 2 맴돌이전류(I2)가 전자기유도된다. 자기장변화에 따른 전자기유도는 렌츠의 법칙에 의하며, 맴도리전류에 따른 자기장의 방향은 플레밍의 오른나사법칙에 의한다.
도 5를 참조하여, 본 예에 따른 구동제동유도부(140)의 작동방식에 대해 설명하면 다음과 같다.
바람에 의해 블레이드부(120)가 반시계방향으로 회전되면, 블레이드장착부(141)도 제 1 회전축(122)으로부터 회전력을 전달받아 반시계방향으로 회전된다. 블레이드장착부(141)가 회전되면, 블레이드장착부(141)에 부착된 자석부(142a, 142b)도 발전기장착부(145)에 대해 위치가 가변된다.
블레이드장착부(141)의 회전에 의해 자석부(142a, 142b)의 위치가 가변되면, 자석부(142a, 142b)의 자기장변화에 의해 발전기장착부(145)에는 맴돌이전류가 생성된다. 맴돌이전류는 자석부(142a, 142b)의 자기장변화에 저항하는 전류이다. 맴돌이전류의 방향은 발전기장착부(145)에 가해진 자기장변화에 반대되는 자기장을 생성하는 방향으로 결정된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 블레이드장착부(141)의 회전에 따른 N극자석(142a)의 위치가 반시계방향으로 회전되면, 발전기장착부(145)에는 N극자석(142a)의 이동에 저항하는 제 1 맴돌이전류(I1)와, S극자석(142b)의 이동에 저항하는 제 2 맴돌이전류(I2)가 전자기유도된다. 제 1 맴돌이전류(I1)는 N극자석(142a)의 이동방향의 앞부분에 생성되고, 제 2 맴돌이전류(I2)는 N극자석(142a)의 이동방향의 뒷부분에 생성된다.
제 1 맴돌이전류(I1)에 대한 자기장의 힘(F1)은 N극자석(142a)의 자기장의 힘(FN)에 대해 척력작용되고, 제 2 맴돌이전류(I2)에 대한 자기장의 힘(F2)은 N극자석(142a)의 자기장의 힘(FN)에 대해 인력작용된다.
발전기장착부(145)는, N극자석(142a)의 자기장의 힘(FN)에 의해 제 1 맴돌이전류(I1)가 형성된 부분이 N극자석(142a)의 이동방향에서 밀리고, 제 2 맴돌이전류(I2)가 형성된 부분이 N극자석(142a)의 이동방향으로 끌리면서 블레이드장착부(141)와 동일한 방향으로 회전된다. 발전기장착부(145)의 회전시 제 2 회전축은 회전되면서 발전기(130)를 구동시킨다.
N극자석(142a)의 자기장의 힘(FN)과 제 1 맴돌이전류(I1)의 자기장의 힘의 척력작용에 의해, 상기 발전기장착부(145)는 미풍이 부는 경우에도 순간적으로 밀려나 발전기(130) 초기 기동 토크를 원활하게 해주어 미풍에서도 초기기동을 원활하게 할 수 있다.
한편, 강풍이나 태풍 발생시 블레이드(125)는 고속회전하게 되고, 이로 인해 풍력발전기(130)의 설계 한계가 초과되면 블레이드(125) 또는 발전기(130)가 파손될 우려가 있다. 이에 따라, 블레이드(125)가 설정된 회전속도 이상을 회전되면, 발전기(130)는 제동되어야 발전기(130) 및/또는 블레이드(125)의 파손을 방지할 수 있다.
블레이드(125)가 강풍 또는 돌풍과 같은 강한 바람에 의해 고속회전하는 경우에, 제어부에 의해 발전기(130)의 구동이 작동정지된다. 제어부의 신호에 의해 발전기(130)가 제동되면, 제 2 회전축(131)은 회전이 정지되고, 이로 인해 발전기장착부(145)의 회전도 정지하게 된다. 그러나, 블레이드장착부(141)는 발전기장착부(145)의 정지시에도 여전히 회전된다.
구동제동유도부(140)는 회전하는 자석부(142a, 142b)에 대한 발전기장착부(145)의 상대운동으로, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 자석부(142a, 142b)의 자기장의 힘을 상쇄시킴으로써 블레이드장착부(141)의 회전속도를 천천히 감쇄시킬 수 있다.
즉, 블레이드장착부(141)는 N극자석(142a)의 자기장의 힘(FN)과 제 1 맴돌이전류(I1)에 의한 자기장의 힘(F1) 간의 척력작용, S극자석(142b)의 자기장의 힘(FS)과 제 2 맴돌이전류(I2)에 의한 자기장의 힘(F2) 간의 척력작용에 의해 회전속도가 저감하게 되고, 이러한 회전이 반복되면서 제 1 회전축(122)의 회전이 정지되면서, 결과적으로는 블레이드(125)가 부드럽게 정지하게 된다.
풍력발전기(100)는, 블레이드(125)가 강풍 또는 돌풍과 같은 강한 바람에 의해 고속회전하는 경우에 블레이드(125)에 가해진 풍압에 의해 제 1 회전축(122)을 따라 블레이드장착부(141)로 전달된 진동은 발전기(130)로 직접 제공되지 않고, 에어갭(G)에 의해 어느 정도 흡수된 상태에서 발전기(130)로 제공되는 구조를 가져, 발전기(130)의 소음을 저감시키고 발전기(130)의 효율을 증대시킬 뿐 아니라 발전기(130)의 사용 수명을 연장시킬 수 있다.
발전기장착부(145)는 자력에 영향을 받지 않으나 전류가 통하는 반자성체 재질로 이루어진 것이 바람직하다. 반자성체 재질로는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등을 예로 들 수 있다.
그리고, 발전기장착부(145)에는 장착플레이트(246)가 부착된다. 장착플레이트(246)는 N극자석(142a)과 S극자석(142b)을 바라보는 면의 반대면에 위치된다. 장착플레이트(246)는 철(Fe)와 같은 강자성체 재질로 이루어져, N극자석(142a)과 S극자석(142b)의 자장을 증대시킬 수 있다.
본 발명은 구동제동유도부(140)에 의해 제 1 회전축(122)과 제 2 회전축(131)이 분리된 구조로 연결되어, 발전기(130)의 제동시, 종전과 달리, 제 2 회전축(131)이 일단 정지된 후 제 1 회전축(122)의 회전이 천천히 정지되는 구조를 가져, 강풍 또는 돌풍과 같이 강한 바람이 불러 발전기(130)를 제동시키는 경우에도 제 1 회전축(122)의 파손 또는 제 1 회전축(122)의 파손시 전달된 힘에 의한 발전기(130)의 파손을 방지할 수 있다.
본 발명은 구동제동유도부(140)에 의해 제 1 회전축(122)과 제 2 회전축(131)이 분리된 구조를 가져, 강풍, 돌풍, 또는 태풍 상태에서도, 발전기(130)의 손상을 방지할 수 있고, 또한, 블레이드(125)의 교체시 또는 발전기(130)의 교체시, 블레이드(125) 또는 발전기(130)만을 개별적으로 교체할 수 있어 경제적이다.
또한, 본 발명은 제 1 회전축(122)과 제 2 회전축(131)이 분리된 구조로 연결되어, 강풍, 돌풍, 또는 태풍 상태에서도 블레이드(125)에 가해지는 풍력의 영향을 적게 받아, 발전기(130)의 제동을 용이하게 할 수 있다.
2예
이하에서는 도 6 및 7을 참조하여, 2예에 따른 구동제동유도부에 대해 설명하기로 한다.
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 예에 따른 구동제동유도부(240)에 대해 설명하기로 한다.
본 예에 따른 구동제동유도부(240)는 블레이드장착부(241), 자석부(247a, 247b)와, 발전기장착부(245)를 포함한다.
구동제동유도부(240)는, 블레이드부(220)의 회전시, 자석부(247a, 247b)의 자기장변화에 저항하는 맴돌이전류가 블레이드장착부(241)에 전자기유도되면, 자석부(247a, 247b)의 자기장의 힘이 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘에 저항하면서 발전기장착부(245)를 회전시켜 발전기(230)의 구동을 유도하고, 발전기(230)의 작동정지시, 발전기장착부(245)의 자석부(247a, 247b)에 대한 상대운동에 의해, 자석부(247a, 247b)의 자기장의 힘이 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘을 상쇄시킴으로써 블레이드장착부(241)의 회전속도를 감쇄하여 블레이드부(220)의 제동을 유도한다.
본 예에 따른 구동제동유도부(240)는 상술한 1예에 따른 구동제동유도부(240)와 기능 및 설치위치가 동일하다. 즉, 블레이드장착부(241)는 블레이드부(220)에 설치되고, 발전기장착부(245)는 발전기(230)에 설치된다. 이때, 블레이드장착부(241)와 발전기장착부(245)는 에어갭(G)만큼 이격된 상태이다.
블레이드장착부(241)는 자력에 영향을 받지 않으나 전류가 통하는 반자성체 재질로 이루어진 것이 바람직하다. 반자성체 재질로는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등을 예로 들 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 발전기장착부(245)는, 발전기회전판(245a), 회전판하우징(248)과 장착플레이트(246)로 이루어진다.
발전기장착부(245)는 블레이드장착부(241)에 대해, 자석부(247a, 247b)에 의한 자기장의 힘과 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 인력의 작용보다 척력의 작용이 큰 범위 내로 이격되어, 블레이드장착부(241)의 상하로 에어갭을 형성하는 구조를 가진다.
발전기회전판(245a)은 블레이드장착부(241)의 하부로 에어갭(G)만큼 이격되어 위치된다. 발전기회전판(245a)은 발전기(230)의 제 2 회전축에 연결된다. 발전기회전판(245a)에는 장착플레이트(246)가 부착된다. 장착플레이트(246)는 철(Fe)와 같은 강자성체 재질로 이루어져, N극자석(247a)과 S극자석(247b)의 자장을 증대시킬 수 있다.
회전판하우징(248)은 발전기회전판(245a)의 상면과 블레이드장착부(241)를 덮는 하우징이다. 회전판하우징(248)은 자석부(247a, 247b)가 부착되는 상면이 블레이드장착부(241)의 상부로 에어갭(G)만큼 이격된 구조를 가진 것이 바람직하다. 회전판하우징(248)은 발전기회전판(245a)의 상부로 연장되어, 발전기회전판(245a)의 회전시 발전기회전판(245a)과 함께 회전된다. 그리고, 회전판하우징(248)은 블레이드장착부(241)의 회전시 블레이드장착부(241)에 영향을 주지않는 정도의 크기를 가진 것이 바람직하다.
본 예에서, 자석부(247a, 247b)는 블레이드장착부(241)가 아니라 발전기장착부(245)에 설치된다. 자석부(247a, 247b)는 블레이드장착부(241)를 향하도록 장착플레이트(246)에 부착된다. 자석부(247a, 247b)는 N극자석(247a)과 S극자석(247b)을 포함한다. N극자석(247a)과 S극자석(247b)으로는 네오디옴자석이 사용될 수 있다.
N극자석(247a)과 S극자석(247b)은 동일평면 상에서 상호 간에 이격되어 위치된다. N극자석(247a)과 S극자석(247b)은 발전기회전판(245a)과 회전판하우징(248)에 설치된다. 이때, 발전기회전판(245a)에 부착된 N극자석(247a)은 회전판하우징(248)에 부착된 S극자석(247b)과 서로 마주보고, 발전기회전판(245a)에 부착된 S극자석(247b)은 회전판하우징(248)에 부착된 N극자석(247a)과 서로 마주보게, 발전기회전판(245a)과 회전판하우징(248)에 설치된다.
본 예에서, N극자석(247a)과 S극자석(247b)은 블레이드장착부(241)의 초기 회전시 정지된 상태에서 블레이드장착부(241)에 대한 상대적 위치가 가변되면서 블레이드장착부(241)에 대해 자기장변화를 일으킨다.
이에, 블레이드의 회전시, 블레이드장착부(241)에는, N극자석(247a)의 상대적 이동에 저항하는 제 1 맴돌이전류(I1)와, S극자석(247b)의 상대적 이동에 저항하는 제 2 맴돌이전류(I2)가 전자기유도된다.
이에 따라, 발전기장착부(245)는, 제 1 맴돌이전류(I1)에 대한 자기장의 힘(F1)과 N극자석(247a)의 자기장의 힘(FN) 간의 척력작용, 제 2 맴돌이전류(I2)에 대한 자기장의 힘(F2)과 N극자석(247a)의 자기장의 힘(FN) 간의 인력작용에 의해, 제 1 맴돌이전류(I1)에 대한 자기장의 힘(F1)이 N극자석(247a)을 밀어내고, 제 2 맴돌이전류(I2)에 대한 자기장의 힘(F2)이 N극자석(247a)을 끌어당김에 따라, 블레이드장착부(241)와 동일한 방향으로 회전된다.
도 7을 참조하여, 본 예에 따른 구동제동유도부(240)의 작동방식에 대해 설명하면 다음과 같다.
바람에 의해 블레이드부(220)가 시계방향으로 회전되면, 블레이드장착부(241)도 제 1 회전축(222)으로부터 회전력을 전달받아 시계방향으로 회전된다. 블레이드장착부(241)가 회전되면, 발전기장착부(245)에 부착된 자석부(247a, 247b)도 블레이드장착부(241)에 대해 상대적 위치가 가변된다. 여기서, 상대적 위치란, 블레이드장착부(241)의 회전초기 자석부(247a, 247b)가 발전기장착부(245)와 함께 정지된 상태이나, 블레이드장착부(241)의 회전에 대한 상대운동에 따른 위치를 말하는 것이다.
블레이드장착부(241)의 회전에 의해 자석부(247a, 247b)의 상대적 위치가 가변되면, 블레이드장착부(241)에는 N극자석(247a)의 이동에 저항하는 제 1 맴돌이전류(I1)와, S극자석(247b)의 이동에 저항하는 제 2 맴돌이전류(I2)가 전자기유도된다. 제 1 맴돌이전류(I1)는 N극자석(247a)의 이동방향의 앞부분에 생성되고, 제 2 맴돌이전류(I2)는 N극자석(247a)의 이동방향의 뒷부분에 생성된다.
발전기장착부(245)는 제 1 맴돌이전류(I1)에 대한 자기장의 힘(F1)과 N극자석(247a)의 자기장의 힘(FN)의 척력작용, 및 제 2 맴돌이전류(I2)에 대한 자기장의 힘(F2)과 N극자석(247a)의 자기장의 힘(FN)의 인력작용에 의해, 블레이드장착부(241)와 동일한 방향으로 회전된다. 발전기장착부(245)의 회전시 제 2 회전축은 회전되면서 발전기(230)를 구동시킨다.
미풍이 부는 경우에도, 발전기장착부(245)는 N극자석(247a)의 자기장의 힘(FN)과 제 1 맴돌이전류(I1)의 자기장의 힘의 척력작용에 의해, 순간적으로 밀려나 발전기(230) 초기 기동 토크를 원활하게 해주어 미풍에서도 초기기동을 원활하게 할 수 있다.
한편, 발전기(230)의 제동시, 구동제동유도부(240)는 회전하는 블레이드장착부(241)에 대한 자석부(247a, 247b)의 상대운동으로, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 자석부(247a, 247b)의 자기장의 힘을 상쇄시킴으로써 블레이드장착부(241)의 회전속도를 천천히 감쇄시킬 수 있다.
즉, 블레이드장착부(241)는 N극자석(247a)의 자기장의 힘(FN)과 제 1 맴돌이전류(I1)에 의한 자기장의 힘(F1) 간의 척력작용, S극자석(247b)의 자기장의 힘(FS)과 제 2 맴돌이전류(I2)에 의한 자기장의 힘(F2) 간의 척력작용에 의해 회전속도가 저감하게 되고, 이러한 회전이 반복되면서 제 1 회전축(222)의 회전이 정지되면서, 결과적으로는 블레이드(225)가 부드럽게 정지하게 된다.
3예
이하에서는 도 8을 참조하여, 본 발명의 또 다른 예에 따른 구동제동유도부(340)에 대해 설명하기로 한다.
본 예에 따른 구동제동유도부(340)는 블레이드장착부(341), 자석부(342a, 342b)와, 발전기장착부(345)를 포함한다. 본예에 따른 구동제동유도부(340)는 상술한 1예와 2예에 따른 구동제동유도부(340)와 작동방식이 동일한 바, 이하에서는 구동제동유도부(340)의 구성에 대해 설명하기로 하며, 설명의 반복을 피하기 위하여, 구동제동유도부(340)의 작동방식에 대한 설명은 생략하기로 한다.
구동제동유도부(340)는, 블레이드부(320)의 회전시, 자석부(342a, 342b)의 자기장변화에 저항하는 맴돌이전류가 발전기장착부(345)에 전자기유도되면, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 자석부(342a, 342b)의 자기장의 힘에 저항하면서 발전기장착부(345)를 회전시켜 발전기(330)의 구동을 유도하고, 발전기(330)의 작동정지시, 발전기장착부(345)의 자석부(342a, 342b)에 대한 상대운동에 의해, 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 자석부(342a, 342b)의 자기장의 힘을 상쇄시킴으로써 블레이드장착부(341)의 회전속도를 감쇄하여 블레이드부(320)의 제동을 유도한다.
본 예에 따른 구동제동유도부(340)는 상술한 1예에 따른 구동제동유도부(340)와 기능 및 설치위치가 동일하다. 즉, 블레이드장착부(341)는 블레이드부(320)에 설치되고, 발전기장착부(345)는 발전기(330)에 설치된다. 이때, 블레이드장착부(341)와 발전기장착부(345)는 에어갭(G)만큼 이격된 상태이다.
발전기장착부(345)는, 발전기회전판(345a), 회전판하우징(348)과 장착플레이트(346)로 이루어진다.
발전기회전판(345a)과 회전판하우징(348)은 자력에 영향을 받지 않으나 전류가 통하는 반자성체 재질로 이루어진 것이 바람직하다. 반자성체 재질로는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등을 예로 들 수 있다.
발전기장착부(345)는 블레이드장착부(341)에 대해, 자석부(342a, 342b)에 의한 자기장의 힘과 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 인력의 작용보다 척력의 작용이 큰 범위 내로 이격되어, 블레이드장착부(341)의 상하로 에어갭을 형성하는 구조를 가진다.
발전기회전판(345a)은 블레이드장착부(341)의 하부로 에어갭(G)만큼 이격되어 위치된다. 발전기회전판(345a)은 발전기(330)의 제 2 회전축에 연결된다. 발전기회전판(345a)의 하부에는 장착플레이트(346)가 부착된다. 장착플레이트(346)는 철(Fe)와 같은 강자성체 재질로 이루어져, N극자석(342a)과 S극자석(342b)의 자장을 증대시킬 수 있다.
회전판하우징(348)은 발전기회전판(345a)의 상면과 블레이드장착부(341)를 덮는 하우징이다. 회전판하우징(348)은 자석부(342a, 342b)가 부착되는 상면이 블레이드장착부(341)의 상부로 에어갭(G)만큼 이격된 구조를 가진 것이 바람직하다.
회전판하우징(348)의 상부외면에는 제 2 장착플레이트(349a)가 부착된다. 제 2 장착플레이트(349a)는 철(Fe)와 같은 강자성체 재질로 이루어져, N극자석(342a)과 S극자석(342b)의 자장을 증대시킬 수 있다.
회전판하우징(348)은 발전기회전판(345a)의 상부로 연장되어, 발전기회전판(345a)의 회전시 발전기회전판(345a)과 함께 회전된다. 그리고, 회전판하우징(348)은 블레이드장착부(341)의 회전시 블레이드장착부(341)에 영향을 주지 않는 정도의 크기를 가진 것이 바람직하다.
본 예에서, 자석부(342a, 342b)는 블레이드장착부(341)에 설치된다. 자석부(342a, 342b)는 발전기회전판(345a)과 회전판하우징(348)을 향하도록 블레이드장착부(341)에 설치된 것이 바람직하다. 자석부(342a, 342b)는 N극자석(342a)과 S극자석(342b)을 포함한다. N극자석(342a)과 S극자석(342b)으로는 네오디옴 자석이 사용될 수 있다.
N극자석(342a)과 S극자석(342b)은 동일평면 상에서 상호 간에 이격되어 위치된다. N극자석(342a)과 S극자석(342b)은 발전기회전판(345a)과 회전판하우징(348)에 설치된다. 이때, 발전기회전판(345a)에 부착된 N극자석(342a)은 회전판하우징(348)에 부착된 S극자석(342b)과 서로 마주보고, 발전기회전판(345a)에 부착된 S극자석(342b)은 회전판하우징(348)에 부착된 N극자석(342a)과 서로 마주보게, 발전기회전판(345a)과 회전판하우징(348)에 설치된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100: 풍력발전기 120: 블레이드부
130: 발전기 140: 구동제동유도부

Claims (12)

  1. 제 1 회전축과, 상기 제 1 회전축에 연결된 복수의 블레이드가 구비된 블레이드부;
    상기 제 1 회전축과 동축상에 위치된 제 2 회전축이 구비된 발전기;
    상기 발전기에 연결되어, 상기 발전기의 작동을 제어하는 제어부; 및
    상기 제 1 회전축에 연결된 블레이드장착부와, 상기 블레이드장착부에 부착된 자석부와, 상기 블레이드장착부의 하부로 이격되어 상기 제 2 회전축에 연결되고 상기 자석부를 바라보는 면이 반자성체 재질로 이루어진 발전기장착부가 구비된 구동제동유도부를 포함하고,
    상기 구동제동유도부는,
    상기 블레이드부의 회전시, 상기 자석부의 자기장변화에 저항하는 맴돌이전류가 상기 발전기장착부에 전자기유도되면, 상기 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 상기 자석부의 자기장의 힘에 저항하면서 상기 발전기장착부를 회전시켜 상기 발전기의 구동을 유도하고,
    상기 제어부의 제동신호에 의해 상기 발전기가 작동정지되면, 상기 발전기장착부의 상기 자석부에 대한 상대운동에 의해, 상기 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 상기 자석부의 자기장의 힘을 상쇄시킴으로써 상기 블레이드장착부의 회전속도를 감쇄하여 상기 블레이드부의 제동을 유도하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발전기장착부는 상기 블레이드장착부에 대해, 상기 자석부에 의한 자기장의 힘과 상기 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 인력의 작용보다 척력의 작용이 큰 범위 내로 이격되어, 상기 블레이드장착부와의 사이에 에어갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석부는 N극자석과 S극자석으로 이루어지고,
    상기 N극자석과 상기 S극자석은 상호 간에 이격되어, 동일평면 상에서 상기 블레이드장착부에 위치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발전기장착부에는, 상기 블레이드장착부의 회전시, 상기 N극자석의 이동에 저항하는 제 1 맴돌이전류와, 상기 S극자석의 이동에 저항하는 제 2 맴돌이전류가 전자기유도되고,
    상기 발전기장착부는, 상기 제 1 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘과 상기 N극자석의 자기장의 힘의 척력작용, 및 상기 제 2 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘과 상기 N극자석의 자기장의 힘의 인력작용에 의해, 상기 제 1 맴돌이전류가 형성된 부분이 상기 N극자석의 이동방향에서 밀리고, 상기 제 2 맴돌이전류가 형성된 부분이 상기 N극자석의 이동방향으로 끌리면서 상기 블레이드장착부와 동일한 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 N극자석과 상기 S극자석은 네오디옴자석인 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발전기장착부에는 상기 자석부를 바라보는 면의 반대면에 장착플레이트가 부착되고,
    상기 장착플레이트는 강자성체 재질로 이루어져, 상기 자석부의 자장을 증대시키는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  7. 제 1 회전축과, 상기 제 1 회전축에 연결된 복수의 블레이드가 구비된 블레이드부;
    상기 제 1 회전축과 동축상에 위치된 제 2 회전축이 구비된 발전기;
    상기 발전기에 연결되어, 상기 발전기의 작동을 제어하는 제어부; 및
    상기 제 1 회전축에 연결되고 반자성체 재질로 이루어진 블레이드장착부와, 상기 블레이드장착부의 하부로 이격되어 상기 제 2 회전축에 연결된 발전기장착부와, 상기 블레이드장착부를 향하도록 상기 발전기장착부에 부착된 자석부가 구비된 구동제동유도부를 포함하고,
    상기 구동제동유도부는,
    상기 블레이드부의 회전시, 상기 자석부의 자기장변화에 저항하는 맴돌이전류가 상기 블레이드장착부에 전자기유도되면, 상기 자석부의 자기장의 힘이 상기 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘에 저항하면서 상기 발전기장착부를 회전시켜 상기 발전기의 구동을 유도하고,
    상기 제어부의 제동신호에 의해 상기 발전기가 작동정지되면, 상기 발전기장착부의 상기 자석부에 대한 상대운동에 의해, 상기 자석부의 자기장의 힘이 상기 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘을 상쇄시킴으로써 상기 블레이드장착부의 회전속도를 감쇄하여 상기 블레이드부의 제동을 유도하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 발전기장착부는,
    상기 블레이드장착부의 하부로 이격되어 위치되고, 상기 발전기에 회전가능하게 연결된 발전기회전판; 및
    상기 발전기회전판의 상부로 연장되어, 상기 블레이드장착부를 둘러싸는 회전판하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 자석부는,
    네오디옴자석인 N극자석과 S극자석을 포함하고,
    상기 발전기회전판에 부착된 상기 N극자석이 상기 회전판하우징에 부착된 상기 S극자석과 서로 마주보고, 상기 발전기회전판에 부착된 상기 S극자석이 상기 회전판하우징에 부착된 상기 N극자석과 서로 마주보게, 상기 발전기회전판과 상기 회전판하우징에 설치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 발전기장착부는,
    상기 블레이드장착부를 바라보는 면의 반대면에서 상기 발전기회전판에 부착된 장착플레이트를 더 포함하고,
    상기 장착플레이트는 강자성체 재질로 이루어져, 상기 N극자석과 상기 S극자석의 자장을 증대시키는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 블레이드장착부에는, 상기 블레이드의 회전시, 상기 N극자석의 상대적 이동에 저항하는 제 1 맴돌이전류와, 상기 S극자석의 상대적 이동에 저항하는 제 2 맴돌이전류가 전자기유도되고,
    상기 발전기장착부는, 상기 제 1 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘과 상기 N극자석의 자기장의 힘의 척력작용, 및 상기 제 2 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘과 상기 N극자석의 자기장의 힘의 인력작용에 의해, 상기 제 1 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘이 상기 N극자석을 밀어내고, 상기 제 2 맴돌이전류에 대한 자기장의 힘이 상기 N극자석을 끌어당김에 따라, 상기 블레이드장착부와 동일한 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 발전기장착부는 상기 블레이드장착부에 대해, 상기 자석부에 의한 자기장의 힘과 상기 맴돌이전류에 의한 자기장의 힘이 인력의 작용보다 척력의 작용이 큰 범위 내로 이격되어, 상기 블레이드장착부와의 사이에 에어갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
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