KR101854723B1 - 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기 - Google Patents

이중 여자 마그네틱 기어드 전동기 Download PDF

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KR101854723B1
KR101854723B1 KR1020170078494A KR20170078494A KR101854723B1 KR 101854723 B1 KR101854723 B1 KR 101854723B1 KR 1020170078494 A KR1020170078494 A KR 1020170078494A KR 20170078494 A KR20170078494 A KR 20170078494A KR 101854723 B1 KR101854723 B1 KR 101854723B1
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장정환
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동아대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 마그네틱 기어드 전동기의 영구자석 회전자를 3상 교류 권선으로 대체 시행하고, 기존의 마그네틱 기어드 전동기 메인권선과 대체 시행한 3상 교류 권선을 독립적으로 제어하여 연속-가변 기어비 구동 메커니즘에 의한 출력 회전자 속도 및 토크 제어를 가능케 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기를 제공하기 위한 것으로서, 자성체로 된 복수개의 자극편이 원주방향을 따라 간격을 두고 배열되어 자계 변조(Modulation)를 일으키는 조정부와, 상기 조정부의 내측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 메인권선과, 조정부의 외측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 제어권선을 포함하여 구성되는데 있다.

Description

이중 여자 마그네틱 기어드 전동기{Doubly Fed Magnetic Geared Motor}
본 발명은 이중 여자 구조, 자계 변조 메커니즘, 연속-가변 기어비 구동을 적용한 전동기에 관한 것으로, 특히 3상 교류 권선을 시행하여 메인 자계를 생성하는 메인권선, 강자성체 부분(Piece)로 이루어져 자계 변조를 담당하는 조정부(Modulating pieces) 출력 회전자, 3상 교류 권선으로 시행되어 메인 자계와 출력 회전자 간의 회전 속도비 및 출력 토크를 조절하는 제어권선으로 구성된 이중 여자 구조 마그네틱 기어드 전동기에 관한 것이다.
이중 여자 마그네틱 기어드 전동기에 적용된 자계 변조 메커니즘은 2000년도 영국 Sheffield 대학에서 개발된 동축 마그네틱 기어에서 착안한 것이다.
도 1 은 종래기술에 따른 동축 마그네틱 기어의 단면도이다.
도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 동축 마그네틱 기어는 강자성체 부분(piece)으로 이루어져 있는 조정부(Modulating pieces)(3)와, 상기 조정부(3)를 기준으로 반경 안쪽과 바깥쪽에 위치한 회전자(1, 2)와, 상기 회전자(1, 2)에 서로 다른 극수로 부착되어 있는 영구자석(4)으로 구성되어 있다.
이때, 상기 영구자석(4)에서 발생한 자계는 조정부(3)를 통과하면서 공간 고조파 성분이 변조되며, 변조된 공간고조파 성분들 중 영구자석 극상수에 해당하는 성분이 토크를 발생시킨다. 그리고 입력 회전자(1 또는 2)의 영구자석 극상수를 출력 회전자(1 또는 2)의 영구자석 극상수보다 작게 설계하면, 출력 회전자의 속도는 입력 회전자의 속도에 비해 서로 간의 극상수 비(Gear ratio) 만큼 감속되며, 출력 회전자의 토크는 극상수 비(Gear ratio)만큼 커진다.
최근에는 이러한 자계 변조 메커니즘을 전동기에 적용한 마그네틱 기어드 전동기(Magnetic geared motor)가 연구되고 있다.
도 2 는 종래기술에 따른 마그네틱 기어드 전동기의 단면도이다.
도 2에서 도시하고 있는 것과 같이, 마그네틱 기어드 전동기는 3상 교류 권선이 시행된 메인권선(10) 및 고정자(20)와, 강자성체 부분(piece)으로 이루어져 자계 변조를 위한 조정부(30)와, 출력 회전자로 사용되는 영구자석 회전자(40, 50)로 구성되어 있다.
상기 메인권선(10)에 3상 교류 전류를 인가하게 되면 회전자계가 생성되고 이는 조정부(30)에 의해 변조되어 영구자석 회전자(40, 50)와 동기화된다. 이때 영구자석 회전자(40, 50)는 상기 메인권선(10)과의 극상수 비(Gear ratio) 만큼 증가된 토크를 발생시키며, 이로 인해 일반적인 전동기에 비해 동일체적 대비 높은 토크를 발생시킬 수 있다.
그리고 상기 메인권선(10)과 조정부(30), 영구자석 회전자(40, 50)는 물리적으로 접촉되지 않는 비접촉 구조이다. 따라서 마그네틱 기어드 전동기의 동작은 영구자석 회전자(40, 50)를 출력 회전자로 사용하고 조정부(30)를 고정시키는 경우와 영구자석 회전자(40, 50)를 고정시키고 조정부(30)를 출력 회전자로 사용하는 경우, 그리고 영구자석 회전자(40, 50) 또는 조정부(30)를 회전자로 사용하고 나머지 하나(30 또는 40, 50)를 제어 회전자로 사용하는 경우로 나눌 수 있다.
상기 세 번째의 경우인 제어 회전자를 사용할 경우 메인 권선(10) 자계에 의해 출력 회전자를 구동시키고 이와 동시에 제어 회전자를 회전시킴으로써 출력 회전자의 추가적인 증속 또는 감속이 가능하다. 이러한 구동은 메인권선(10) 주파수와 출력 회전자 회전 주파수 간의 기어비(Gear ratio)로 주어지는 속도 관계비가 제어 회전자에 의해 연속적으로 변동한다고 볼 수 있으므로 연속-가변 기어비(Continuously-Variable Gear Ratio) 구동 메커니즘 이라고 명칭 된다.
이러한 연속-가변 기어비 구동 메커니즘을 적용한 마그네틱 기어드 전동기는 하이브리드 전기자동차의 트랜스미션용으로 연구되고 있다.
상기 트랜스미션용 마그네틱 기어드 전동기는 조정부(30)와 영구자석 회전자(40, 50)를 엔진 출력과 드라이브-라인 입력에 각각 연결시키고 메인 권선(10)에 의한 회전자계를 제어 회전자 역할로 사용한다.
그러나 이러한 트랜스미션 응용 예는 전동기 동작이 아닌 물리적인 입, 출력 회전자를 가지는 기어 응용 예이다. 즉, 기어 응용이 아닌 전동기로 구동될 때, 추가적인 외부 동력 없이 연속-가변 기어비 구동 메커니즘에 의해 출력 회전자 속도를 제어하기 위해서는, 이중 회전자 구조로는 불가능하다.
다시 말해, 메인권선(10)에 의한 자계를 입력으로 사용하고 조정부(30)를 출력 회전자로 사용할 경우, 연속-가변 기어비 구동을 하기 위해서는 제어 회전자를 회전시키기 위한 기계적인 구조 및 동력원이 필요하다. 그러나 이러한 추가적인 구조는 비용 및 기계적인 신뢰성 측면에서 굉장히 비효율적이다.
따라서 영구자석 회전자(40, 50)를 3상 교류 권선으로 대체 시행하여 회전자계를 발생시킴으로써 제어 회전자 역할을 담당한다면 이를 해결할 수 있으며, 본 발명이 이에 해당된다.
한편 순수 전기자동차(Pure Electric Vehicle or Battery Electric Vehicle)의 견인전동기에는 자계 특성이 우수한 희토류 계열 영구자석을 사용하며 주로 표면 부착형 영구자석 동기 전동기(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor, SPMSM) 또는 매입형 영구자석 동기 전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)가 사용된다.
그러나 희토류 계열 영구자석의 수급 불안정성과 가격 변동성으로 인해 완성차 업체에서는 영구자석을 사용하지 않는 탈희토류 견인 전동기 개발이 진행되고 있으며, 계자 권선형 동기 전동기가 대안으로 연구되고 있다.
탈희토류 관점과 더불어, 견인전동기는 넓은 운전영역에서 구동하기 위해 고속영역에서의 약자속 제어 특성이 아주 중요하다. 그러나 영구자석형 동기 전동기는 계자 자속을 직접 제어하는 계자 권선형 동기 전동기 보다 고속 영역에서 효율이 낮으며, 제어불능 상태 시 영구자석에 의한 유기전압을 제어하지 못하므로 안정성 측면에서 불리하다고 볼 수 있다.
또한 회전자 냉각이 어려워 온도 상승으로 인한 영구자석 감자 위험성이 항상 존재한다. 그러나 계자 권선형 동기 전동기 또한 회전 중인 계자에 전류를 공급하기 위해 브러시(Brush)와 슬립 링(Slip ring) 구조가 필요하며, 이로 인한 기계적인 신뢰성 저하 및 짧은 부품 수명이 단점으로 작용한다.
따라서 영구자석을 사용하지 않는 동시에 기계적인 신뢰성을 확보하고 높은 토크 성능을 발생시킬 수 있는 전동기 개발이 시급한 실정이다.
미국 등록특허 제7973441호 (등록일 2011.07.05) 한국 등록특허 제10-1537046호 (등록일 2015.07.09)
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 마그네틱 기어드 전동기의 영구자석 회전자를 3상 교류 권선으로 대체 시행하고, 기존의 마그네틱 기어드 전동기 메인권선과 대체 시행한 3상 교류 권선을 독립적으로 제어하여 연속-가변 기어비 구동 메커니즘에 의한 출력 회전자 속도 및 토크 제어를 가능케 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 자계 변조에 의한 토크 증대 효과, 권선 여자 방식에 의한 토크 부스팅 및 약자속 제어 영역 확장 효과, 연속-가변 기어비 구동에 의한 추가적인 출력 회전자 속도 제어를 통한 운전영역 분담 및 인버터 용량 축소 효과를 가지는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기의 특징은 자성체로 된 복수개의 자극편이 원주방향을 따라 간격을 두고 배열되어 자계 변조(Modulation)를 일으키는 조정부와, 상기 조정부의 내측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 메인권선과, 조정부의 외측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 제어권선을 포함하여 구성되는데 있다.
바람직하게 상기 조정부는 전동기의 출력 회전자로 사용되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 출력 회전자의 속도는 메인권선과 제어권선을 AC로 구동할 때, 메인권선 자계 및 제어권선 자계의 속도에 의해 다음 수식 1과 같이 정의되며, [수식 1]
Figure 112017059543716-pat00001
이때,
Figure 112017059543716-pat00002
과
Figure 112017059543716-pat00003
은 각각 메인권선과 제어권선의 극상수이며,
Figure 112017059543716-pat00004
은 조정부의 수이고,
Figure 112017059543716-pat00005
과
Figure 112017059543716-pat00006
은 각각 메인권선 자계와 제어권선 자계의 회전속도인 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 출력 회전자의 속도는 제어권선을 DC로 구동하는 경우(주파수를 0Hz) 출력 회전자의 회전 속도는 오직 메인권선 자계 속도에 의해서만 결정되고, 이때의 속도 관계비는 다음 수식 2와 같이 정의되며, [수식 2]
Figure 112017059543716-pat00007
이때,
Figure 112017059543716-pat00008
은 메인권선의 극상수이며,
Figure 112017059543716-pat00009
은 메인권선 자계의 회전속도인 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 메인권선은 3상 교류 권선이 시행되어 회전자계를 발생하며 이때 발생되는 회전자계는 상기 조정부를 통해 변조되어 제어권선에 의해 발생한 자계와 동기화되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 제어권선의 극상수는 메인권선에 의한 자계가 조정부에 의해 변조되어 발생한 변조 자계와 동일한 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 출력 회전자의 속도는 메인권선을 DC로 구동하는 경우(주파수를 0Hz) 출력 회전자의 회전 속도는 오직 제어권선 자계 속도에 의해서만 결정되고, 이때의 속도 관계비는 다음 수식 3과 같이 정의되며, [수식 3]
Figure 112017059543716-pat00010
이때,
Figure 112017059543716-pat00011
은 제어권선의 극상수이며,
Figure 112017059543716-pat00012
은 제어권선 자계의 회전속도인 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 제어권선은 3상 교류 권선이 시행되어 회전자계를 발생하며 이때 발생되는 회전자계는 상기 조정부를 통해 변조되어 메인권선에 의해 발생한 자계와 동기화되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 메인권선의 극상수는 제어권선에 의한 자계가 조정부에 의해 변조되어 발생한 변조 자계와 동일한 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 조정부의 부위(piece)수, 상기 메인권선의 극상수, 상기 제어권선의 극상수는 자계 변조 효과에 의한 기어비로 주어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 메인권선 및 제어권선은 교류 권선, 집중권, 분포권 및 3상 이상의 다상 권선을 포함하는 회전자계 생성이 가능한 형태로 시행되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 조정부의 각 부분 사이에는 토크 증대를 위한 영구자석이 삽입되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 자계 변조 메커니즘을 적용하여 높은 토크 밀도를 제공하며, 교류 권선에 의해 회전하는 계자 자속을 만들어 내므로 계자 자속 크기 제어에 의한 토크 부스팅 및 약자속 제어 영역 확장 효과뿐만 아니라 브러시(Brush)와 슬립 링(Slip ring)이 필요하지 않으므로 기계적인 신뢰성 증대 효과가 있다.
둘째, 연속-가변 기어비 구동 메커니즘을 적용하여 기존 메인권선으로만 구동하던 전동기의 일정 토크 운전 영역을 제어권선 AC 구동 구간과 나누어 분담할 수 있으므로, 전동기 구동용 인버터를 축소 이원화 시킬 수 있다.
셋째, 효율, 역률, 최대 출력 관점 등에 따라 메인권선 및 제어권선의 운전영역별 최적화 구동이 가능하다.
도 1 은 종래기술에 따른 동축 마그네틱 기어의 단면도
도 2 는 종래기술에 따른 마그네틱 기어드 전동기의 단면도
도 3 은 본 발명에 따른 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기의 단면도
도 4 는 본 발명에 따른 일정 토크 영역에서 회전자 속도에 따른 메인권선과 제어권선의 주파수 특성을 나타낸 개념도
도 5 는 본 발명에 따른 연속-가변 기어비 구동에 의한 일정 토크 운전 영역을 전동기 속도-토크 곡선 상에 나타낸 개념도
도 6 은 본 발명에 따른 메인권선과 제어권선의 정격 주파수 선정에 따른 연속-가변 기어비 구동 첫 번째 실시예
도 7 은 본 발명에 따른 메인권선과 제어권선의 정격 주파수 선정에 따른 연속-가변 기어비 구동 두 번째 실시예
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3 은 본 발명에 따른 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기의 단면도이다.
도 3에서 도시하고 있는 본 발명의 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기는 자성체로 된 복수개의 자극편이 원주방향을 따라 간격을 두고 배열되어 자계 변조(Modulation)를 일으키는 조정부(300)와, 상기 조정부(300)의 내측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 메인권선(100)과, 조정부(300)의 외측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 제어권선(200)을 포함하여 구성된다. 이때, 도면부호 400은 고정자를 나타낸다.
상기 조정부(300)는 전동기의 출력 회전자로 사용되며, 상기 조정부(300)의 부위(piece)수, 상기 메인권선(100)의 극상수, 상기 제어권선(200)의 극상수는 자계 변조 효과에 의한 기어비로 주어진다.
또한 상기 메인권선(100)과 제어권선(200)은 교류 권선이 시행되며, 집중권 또는 분포권 등의 회전자계 생성이 가능한 모든 형태로 시행될 수 있으며 3상 이상의 다상 권선도 시행될 수 있다.
또한 조정부(300)의 각 부분 사이에는 토크 증대를 목적으로 영구자석이 삽입 될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 3과 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일한 부재를 지칭한다.
먼저, 메인권선(100)은 3상 교류 권선이 시행되어 회전자계를 발생시킨다. 이는 조정부(300)를 통해 변조되어 제어권선(200)에 의해 발생한 자계와 동기화된다. 따라서 제어권선(200)의 극상수는 메인권선(100)과 동일한 것이 아니라 메인권선(100)에 의한 자계가 조정부(300)에 의해 변조되어 발생한 변조 자계와 동일하다.
또한, 조정부(300)는 자계 변조 역할을 수행함과 동시에 출력 회전자로서 사용되며 출력 회전자의 속도는 메인권선(100)과 제어권선(200)을 AC로 구동할 때, 메인권선 자계 및 제어권선 자계의 속도에 의해 다음 수학식 1과 같이 정의된다.
Figure 112017059543716-pat00013
이때,
Figure 112017059543716-pat00014
과
Figure 112017059543716-pat00015
은 각각 메인권선(100)과 제어권선(200)의 극상수이며,
Figure 112017059543716-pat00016
은 조정부(300)의 수이다. 또한
Figure 112017059543716-pat00017
과
Figure 112017059543716-pat00018
은 각각 메인권선 자계와 제어권선 자계의 회전속도이다.
수학식 1은 제어권선 자계의 주파수 제어에 의해 출력 회전자 속도 증속 및 감속이 가능하다는 것을 뜻하며, 연속-가변 기어비(Continuously-Variable Gear Ratio) 구동이라고 말할 수 있다.
만약 제어권선(200)을 DC로 구동하는 경우(주파수를 0Hz) 출력 회전자의 회전 속도는 오직 메인권선 자계 속도에 의해서만 결정된다. 이때의 속도 관계비는 다음 수학식 2와 같다.
Figure 112017059543716-pat00019
이때, 수학식 2와 같이 제어권선(200) 뿐만 아니라 메인권선(100)의 경우에도 DC 또는 AC로 구성할 수 있다.
따라서 만약, 메인권선(100)을 DC로 구동하는 경우(주파수를 0Hz) 출력 회전자의 회전 속도는 오직 제어권선 자계 속도에 의해서만 결정된다. 이때의 속도 관계비는 다음 수학식 3과 같다.
Figure 112017059543716-pat00020
이는 메인권선(100)이 아닌 제어권선(200)이 3상 교류 권선이 시행되어 회전자계를 발생시킨다. 그리고 이때 발생하는 회전자계는 상기 조정부(300)를 통해 변조되어 메인권선(100)에 의해 발생한 자계와 동기화된다. 따라서 메인권선(100)의 극상수는 제어권선(200)에 의한 자계가 조정부(300)에 의해 변조되어 발생한 변조 자계와 동일하다.
이처럼 기존의 영구자석 회전자를 메인권선(100) 또는 제어권선(200)을 이용하여 3상 교류 권선으로 대체 시행하여 회전자계를 발생시킴으로써 제어 회전자 역할을 담당함에 따라 연속-가변 기어비 구동을 위한 제어 회전자를 회전시키기 위한 기계적인 구조 및 동력원이 필요 없게 된다.
도 4 는 일정 토크 영역에서 회전자 속도에 따른 메인권선과 제어권선의 주파수 특성을 나타낸 개념도이다.
도 4에서 도시하고 있는 것과 같이, 먼저 메인권선(100)을 AC 구동하고 제어권선(200)을 DC 구동하며, 이때의 출력 회전자 속도는 수학식 2에 의해 결정된다.
한편, 메인권선(100)의 주파수를 증가시켜 발생 자계의 속도를 증가시키며, 메인권선 자계가 베이스 속도(
Figure 112017059543716-pat00021
)에 도달하면 약계자 제어를 실시하지 않는 한 더 이상 메인권선(100)의 주파수를 증가시킬 수 없다.
따라서 이 시점부터 메인권선(100)의 주파수를 고정시키고, DC로 구동되고 있던 제어권선(200)을 AC로 구동하여 주파수를 인가하면 출력 회전자 속도를 추가적으로 증가시킬 수 있다. 이때의 출력 회전자의 속도는 수학식 1에 의해 주어진다.
이처럼 제어권선(200)의 AC 구동을 통해 일정 토크 운전 영역을 이원화 시킬 수 있다.
도 5 는 연속-가변 기어비 구동에 따른 일정 토크 운전 영역을 전동기 속도-토크 곡선 상에 나타낸 개념도이다. 또한 도 6과 도 7 은 메인권선(100)과 제어권선(200)의 정격 주파수 선정에 따른 두 가지 실시예이다.
실시예에서 제시된 바와 같이 정격 주파수 선정에 따라 무수히 많은 운전 조합이 가능하다. 이와 함께 제어권선(200)에 인가되는 전류의 실효치를 증가시킴에 따라 일시적인 토크 부스팅 동작도 가능하다.
또한 약자속 제어 영역에서 제어권선(200) 전류 실효치의 크기를 직접 줄여나가며 제어할 수 있으므로 영구 자석형 전동기에 비해 효율적인 약자속 제어가 가능하다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 메인권선 200 : 제어권선
300 : 조정부 400 : 고정자

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 자성체로 된 복수개의 자극편이 원주방향을 따라 간격을 두고 배열되어 자계 변조(Modulation)를 일으키는 조정부와,
    상기 조정부의 내측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 메인권선과,
    조정부의 외측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 제어권선을 포함하되,
    상기 조정부는 전동기의 출력 회전자로 사용되는 것을 특징으로 하고,
    상기 출력 회전자의 속도는 메인권선과 제어권선을 AC로 구동할 때, 메인권선 자계 및 제어권선 자계의 속도에 의해 다음 수식 1과 같이 정의되며,
    [수식 1]
    Figure 112018038514273-pat00022

    이때,
    Figure 112018038514273-pat00023
    과
    Figure 112018038514273-pat00024
    은 각각 메인권선과 제어권선의 극상수이며,
    Figure 112018038514273-pat00025
    은 조정부의 수이고,
    Figure 112018038514273-pat00026
    과
    Figure 112018038514273-pat00027
    은 각각 메인권선 자계와 제어권선 자계의 회전속도인 것을 특징으로 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기.
  4. 자성체로 된 복수개의 자극편이 원주방향을 따라 간격을 두고 배열되어 자계 변조(Modulation)를 일으키는 조정부와,
    상기 조정부의 내측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 메인권선과,
    조정부의 외측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 제어권선을 포함하되,
    상기 조정부는 전동기의 출력 회전자로 사용되는 것을 특징으로 하고,
    상기 출력 회전자의 속도는 제어권선을 DC로 구동하는 경우(주파수를 0Hz) 출력 회전자의 회전 속도는 오직 메인권선 자계 속도에 의해서만 결정되고, 이때의 속도 관계비는 다음 수식 2와 같이 정의되며,
    [수식 2]
    Figure 112018038514273-pat00028

    이때,
    Figure 112018038514273-pat00029
    은 메인권선의 극상수이며,
    Figure 112018038514273-pat00030
    은 메인권선 자계의 회전속도인 것을 특징으로 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 메인권선은 3상 교류 권선이 시행되어 발생되는 회전자계를 상기 조정부를 통해 변조되어 제어권선에 의해 발생한 자계와 동기화되는 것을 특징으로 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어권선의 극상수는 메인권선에 의한 자계가 조정부에 의해 변조되어 발생한 변조 자계와 동일한 것을 특징으로 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기.
  7. 자성체로 된 복수개의 자극편이 원주방향을 따라 간격을 두고 배열되어 자계 변조(Modulation)를 일으키는 조정부와,
    상기 조정부의 내측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 메인권선과,
    조정부의 외측에 동축 상으로 위치하며, 3상 교류 권선이 시행된 제어권선을 포함하되,
    상기 조정부는 전동기의 출력 회전자로 사용되는 것을 특징으로 하고,
    상기 출력 회전자의 속도는 메인권선을 DC로 구동하는 경우(주파수를 0Hz) 출력 회전자의 회전 속도는 오직 제어권선 자계 속도에 의해서만 결정되고, 이때의 속도 관계비는 다음 수식 3과 같이 정의되며,
    [수식 3]
    Figure 112018038514273-pat00031

    이때,
    Figure 112018038514273-pat00032
    은 제어권선의 극상수이며,
    Figure 112018038514273-pat00033
    은 제어권선 자계의 회전속도인 것을 특징으로 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어권선은 3상 교류 권선이 시행되어 회전자계를 발생하며 이때 발생되는 회전자계는 상기 조정부를 통해 변조되어 메인권선에 의해 발생한 자계와 동기화되는 것을 특징으로 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 메인권선의 극상수는 제어권선에 의한 자계가 조정부에 의해 변조되어 발생한 변조 자계와 동일한 것을 특징으로 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기.
  10. 제 3 항, 제 4 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조정부의 부위(piece)수, 상기 메인권선의 극상수, 상기 제어권선의 극상수는 자계 변조 효과에 의한 기어비로 주어지는 것을 특징으로 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기.
  11. 제 3 항, 제 4 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인권선 및 제어권선은 교류 권선, 집중권, 분포권 및 3상 이상의 다상 권선 중 어느 하나를 포함하는 회전자계 생성이 가능한 형태로 시행되는 것을 특징으로 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기.
  12. 제 3 항, 제 4 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조정부의 각 부분 사이에는 토크 증대를 위한 영구자석이 삽입되는 것을 특징으로 하는 이중 여자 마그네틱 기어드 전동기.
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