KR101878443B1 - DC motor generator apparatus having variable multiple brushes - Google Patents

DC motor generator apparatus having variable multiple brushes Download PDF

Info

Publication number
KR101878443B1
KR101878443B1 KR1020160094397A KR20160094397A KR101878443B1 KR 101878443 B1 KR101878443 B1 KR 101878443B1 KR 1020160094397 A KR1020160094397 A KR 1020160094397A KR 20160094397 A KR20160094397 A KR 20160094397A KR 101878443 B1 KR101878443 B1 KR 101878443B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
brush
stator
rotor
housing
brushless
Prior art date
Application number
KR1020160094397A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180011681A (en
Inventor
주남식
나필찬
Original Assignee
나필찬
주남식
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 나필찬, 주남식 filed Critical 나필찬
Priority to KR1020160094397A priority Critical patent/KR101878443B1/en
Publication of KR20180011681A publication Critical patent/KR20180011681A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101878443B1 publication Critical patent/KR101878443B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/006—Structural associations of commutators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Abstract

본 발명은 다중 브러시를 지닌 직류전동발전 장치에 있어서: 하우징(10); 상기 하우징(10)의 내주면 일측에 고정되고, 제1자극(21)과 제2자극(22)으로 자계를 형성하는 고정자(20); 상기 고정자(20)의 내측에 회전 가능하게 장착되고, 코일(33)과 통전되는 정류자편(35)을 구비하는 회전자(30); 및 상기 하우징(10)의 내주면 타측에 회동 가능하게 장착되고, 정류자편(35)에 접촉하는 제1브러시그룹(41)과 제2브러시그룹(42)을 구비하는 브러시블록(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 회전자와 고정자 간의 상대적인 각도 변동을 통하여 속도-토크의 정격 범위를 다변화하는 운전을 구현하므로 전동발전 장치의 응용범위 확대를 위한 설계 유연성을 제고하는 효과가 있다.The present invention relates to a DC electric power generator having multiple brushes, comprising: a housing (10); A stator 20 fixed to one side of the inner circumferential surface of the housing 10 and forming a magnetic field by a first magnetic pole 21 and a second magnetic pole 22; A rotor 30 rotatably mounted inside the stator 20 and having a commutator element 35 energized with a coil 33; And a brush block 40 rotatably mounted on the other side of the inner circumferential surface of the housing 10 and including a first brush group 41 and a second brush group 42 which are in contact with the commutator element 35 .
Accordingly, since the operation of diversifying the rated range of the speed-torque through the relative angle variation between the rotor and the stator is implemented, the design flexibility for expanding the application range of the electric power generator is improved.

Description

가변 다중 브러시를 지닌 직류전동발전 장치{DC motor generator apparatus having variable multiple brushes}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a DC motor generator having variable multiple brushes,

본 발명은 직류전동발전 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 회전자 브러시 블록과 고정자 필드 자기장 간의 상대적인 각도 변동을 구현할 수 있는 가변 다중 브러시를 지닌 직류전동발전 장치에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to a DC electric power generator, and more particularly, to a DC electric power generator having a variable multiple brush capable of realizing a relative angle variation between a rotor brush block and a stator field magnetic field.

통상 전동발전기는 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 철도 차량, 직류-교류 전원장치 등에 활용되지만 플라이휠 에너지 저장장치, 풍력 발전장치, 태양열 에너지 장치 등과 같은 신재생 에너지 시스템에서 에너지 변환을 위한 중요 기능을 담당하기도 한다. 향후 전동발전 장치의 용용범위를 확대하기 위해서는 기능성 제고를 위한 핵심적 설계 요소의 도입이 요구된다.Generally, motor-driven generators are used in hybrid cars, electric vehicles, railway vehicles, and DC-AC power devices, but they also play an important role in energy conversion in renewable energy systems such as flywheel energy storage devices, wind power generation devices and solar energy devices . In order to expand the application range of electric power generation devices in the future, it is required to introduce core design elements for improving the functionality.

직류전동발전 장치, 특히 브러시 방식의 것과 관련되어 한국 공개특허공보 제2008-0031814호(선행문헌 1), 일본 공개특허공보 평11-069858호(선행문헌 2) 등의 선행기술문헌을 참조할 수 있다.Related reference to prior art documents such as Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-0031814 (Prior Art 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-069858 (Prior Art 2), which relate to a DC electric power generator, have.

선행문헌 1은 다수개의 브러쉬와, 각기 다수개의 브러쉬 중 하나를 수용하는 공간을 가지며 브러쉬 홀더 표면을 따라서 연장하는 2개의 돌출부를 가지는 다수개의 브러쉬 홀더 및, 브러쉬 홀더의 돌출부 중 하나를 수용하고 다수개의 날개부 쌍과 하나의 표면을 가지는 기저판을 포함한다. 이에, 간단하고 저렴한 방식으로 과부하 전류를 제어하고 진동을 감소하는 효과를 기대한다.The prior art 1 comprises a plurality of brushes, a plurality of brush holders each having a space for receiving one of the plurality of brushes and having two protrusions extending along the surface of the brush holder, and a plurality of brush holders for receiving one of the protrusions of the brush holder, And a base plate having a pair of wing portions and one surface. Therefore, the effect of controlling the overload current and reducing the vibration is expected in a simple and inexpensive manner.

선행문헌 2는 다수의 브러시를 가진 모터와, 이 다수의 브러시에 접속된 복수의 통전 회로와, 이 복수의 통전 회로의 일부에 설치한 스위치 수단과, 전기 모터의 회전수를 검출하는 회전 수 검출 수단과, 이 회전수 검출 수단의 결과를 토대로 전기 스위치 수단을 ON/OFF제어하는 비교 제어 수단을 구비한다. 이에, 간단한 제어로 모터 회전수를 임의로 설정하고 유지하는 효과를 기대한다.The prior art document 2 discloses a brushless motor having a motor having a plurality of brushes, a plurality of energizing circuits connected to the brushes, switching means provided in a part of the plurality of energizing circuits, And comparison control means for controlling ON / OFF of the electric switch means on the basis of the result of the rotational speed detecting means. Thus, an effect of arbitrarily setting and maintaining the number of revolutions of the motor is expected with simple control.

다만, 상기한 선행문헌에 의하면 제어의 가변성과 효율성을 기대할 여지는 있으나, 브러시 방식 전동발전 장치를 기반으로 설계 유연성을 높이기에 근본적인 한계를 드러낸다. However, according to the above-mentioned prior arts, although flexibility and efficiency of control can be expected, the fundamental limitation is raised in increasing the design flexibility based on the brush-type electric power generator.

1. 한국 공개특허공보 제2008-0031814호 "전동발전기의 브러쉬 홀더 조립체 및 제법" (공개일자 : 2008.04.11.)1. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-0031814 "Brush holder assembly of electric generator and method of manufacturing" (Published date: April 11, 2008) 2. 일본 공개특허공보 평11-069858호 "モ-タ制御回路" (공개일자 : 1998.03.09.)2. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-069858 entitled "Motor control circuit" (public date: March 9, 1998).

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 회전자 브러시 블록과 고정자 필드 자기장 간의 상대적인 각도 변동을 통하여 속도-토크의 정격 범위를 다변화하는 운전을 구현할 수 있는 가변 다중 브러시를 지닌 직류전동발전 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art by providing a DC brushless DC brushless DC motor And to provide an electric power generation device.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다중 브러시를 지닌 직류전동발전 장치에 있어서: 하우징; 상기 하우징의 내주면 일측에 고정되고, 제1자극과 제2자극으로 자계를 형성하는 고정자; 상기 고정자의 내측에 회전 가능하게 장착되고, 코일과 통전되는 정류자편을 구비하는 회전자; 및 상기 하우징의 내주면 타측에 회동 가능하게 장착되고, 정류자편에 접촉하는 제1브러시그룹과 제2브러시그룹을 구비하는 브러시블록;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a DC electric power generator having multiple brushes, comprising: a housing; A stator fixed on one side of the inner circumferential surface of the housing and forming a magnetic field with the first magnetic pole and the second magnetic pole; A rotor rotatably mounted inside the stator and having a commutator piece to be energized with a coil; And a brush block rotatably mounted on the other side of the inner circumferential surface of the housing and having a first brush group and a second brush group which are in contact with the commutator element.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 회전자는 각각 180˚로 대향하는 티스에 권취된 코일을 각각 180˚로 대향하는 정류자편에 독립적으로 연결한 병렬 회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the detailed construction of the present invention, the rotor is constituted by a parallel circuit in which coils wound on teeth facing each other by 180 DEG are independently connected to commutator pieces opposed to each other by 180 DEG.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 브러시블록은 동일한 규격의 브러시를 인접하는 정류자편에 중첩적으로 접촉하고, 회전자의 극성을 제1브러시그룹과 제2브러시그룹으로 분할하는 것을 특징으로 한다.In a detailed configuration of the present invention, the brush block is such that brushes of the same size are brought into contact with adjacent commutator pieces in superposition, and the polarity of the rotor is divided into the first brush group and the second brush group.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 브러시블록은 고정자의 자계 경계에 설정된 기준점에 대한 회전자의 극성 경계에 설정된 가동점 간의 상대적 위치를 변동하도록 제어수단을 구비하는 특징으로 한다.In a detailed configuration of the present invention, the brush block is provided with control means for changing the relative position between the movable points set at the polarity boundary of the rotor with respect to the reference point set at the magnetic field boundary of the stator.

본 발명의 변형예로서, 상기 제어수단은 고정자에 전원을 인가하여 가변적 자계를 형성하기 위한 여자부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.According to a modification of the present invention, the control means further includes an excitation unit for applying a power to the stator to form a variable magnetic field.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 회전자와 고정자 간의 상대적인 각도 변동을 통하여 속도-토크의 정격 범위를 다변화하는 운전을 구현하므로 전동발전 장치의 응용범위 확대를 위한 설계 유연성을 제고하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to diversify the rated range of the speed-torque through the relative angle variation between the rotor and the stator, thereby improving design flexibility for expanding the application range of the electric power generator.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 종단면으로 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치를 평면 상태로 나타내는 모식도
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 장치의 주요부를 확대한 구성도
도 5는 본 발명에 따른 장치의 다양한 작동 상태를 나타내는 모식도
도 6은 본 발명의 변형예에 따른 장치를 나타내는 모식도1 is a schematic view showing a device according to the present invention in a longitudinal section;
2 is a schematic view showing the device according to the present invention in a planar state;
3 and 4 are enlarged views of a main part of the apparatus according to the present invention
Figure 5 is a schematic diagram showing various operating states of the device according to the invention;
6 is a schematic diagram showing an apparatus according to a modification of the present invention.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다중 브러시를 지닌 직류전동발전 장치에 관하여 제안한다. DC 모터를 기반으로 발전 기능을 구현하는 전동발전기를 요체로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 다중 브러시는 통상적인 2개의 브러시를 초과하는 3개 이상의 브러시를 의미한다.The present invention relates to a DC electric power generator having multiple brushes. A motor generator based on a DC motor that implements a power generation function is a prerequisite but not necessarily limited thereto. Multiple brushes mean three or more brushes that are more than two conventional brushes.

본 발명에 따른 하우징(10)은 후술하는 고정자(20)와 회전자(30)를 수용하는 원통형 구조이다. 도 1과 같이 고정자(20)는 샤프트(15)를 개재하여 하우징(10) 상에 회전 가능하게 지지된다.The housing 10 according to the present invention is a cylindrical structure that accommodates the stator 20 and the rotor 30 to be described later. 1, the stator 20 is rotatably supported on the housing 10 via a shaft 15. As shown in Fig.

본 발명에 따르면 제1자극(21)과 제2자극(22)으로 자계를 형성하는 고정자(20)가 상기 하우징(10)의 내주면 일측에 고정되는 구조이다. 고정자(20)의 제1자극(21)과 제2자극(22)은 영구자석을 기본적 구성으로 하지만 이에 한정되지 않는다. 도 1에서 제1자극(21)은 회전자(30)의 우측에 대향하는 N극으로 예시하고, 제2자극(22)은 회전자(30)의 좌측에 대향하는 S극으로 예시한다. 도 5를 참조하면 고정자(20)의 제1자극(21)과 제2자극(22)이 하우징(10)의 내주면에서 대략 180˚ 범위에 걸쳐 대향하는 상태를 나타낸다.According to the present invention, a stator (20) for forming a magnetic field by a first magnetic pole (21) and a second magnetic pole (22) is fixed to one side of the inner circumferential surface of the housing (10). The first magnetic pole 21 and the second magnetic pole 22 of the stator 20 have a permanent magnet as a basic structure, but are not limited thereto. 1, the first magnetic pole 21 is exemplified as an N pole opposed to the right side of the rotor 30 and the second magnetic pole 22 is exemplified as an S pole opposite to the left side of the rotor 30. [ 5 shows a state in which the first magnetic pole 21 and the second magnetic pole 22 of the stator 20 are opposed to each other at an inner circumferential surface of the housing 10 over a range of approximately 180 degrees.

또, 본 발명에 따르면 코일(33)과 통전되는 정류자편(35)을 구비하는 회전자(30)가 상기 고정자(20)의 내측에 회전 가능하게 장착되는 구조이다. 회전자(30)는 코어(31)의 티스(32)에 코일(33)을 권취한 구조로서 고정자(20)의 제1자극(21)과 제2자극(22)에 대향한 상태로 회전된다. 도 1에서 코어(31)의 상측으로 정류자편(35)이 배치된 상태를 예시하고, 도 2에서 20개의 정류자편(35)이 샤프트(15)와 동심으로 배치된 상태를 예시한다. 티스(32)와 동일한 수량으로 구비되는 정류자편(35)은 각각의 티스(32)에 권취된 코일(33)로 전원을 투입한다.According to the present invention, the rotor 30 having the commutator element 35 to be energized with the coil 33 is rotatably mounted inside the stator 20. The rotor 30 has a structure in which a coil 33 is wound around a tooth 32 of a core 31 and is rotated in a state of being opposed to a first magnetic pole 21 and a second magnetic pole 22 of the stator 20 . FIG. 1 illustrates a state in which the commutator element 35 is disposed on the upper side of the core 31, and FIG. 2 illustrates a state in which twenty commutator elements 35 are disposed concentrically with the shaft 15. FIG. The commutator element 35, which is provided in the same quantity as the teeth 32, turns on power to the coils 33 wound on the respective teeth 32.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 회전자(30)는 각각 180˚로 대향하는 티스(32)에 권취된 코일(33)을 각각 180˚로 대향하는 정류자편(35)에 독립적으로 연결한 병렬 회로로 구성되는 것을 특징으로 한다. 도 3을 참조하면, 180˚로 이격된 부호 32-1의 티스에 권취된 코일(33)은 내측단에서 180˚로 대향하는 정류자편(35)에 연결되고 외측단에서 상호 연결되어 독립적 회로를 구성한다. 부호 32-2, 부호 32-3 등에 권취된 코일(33)도 동일한 방식으로 독립적 회로를 구성하므로, 회전자(30)의 코일(33)은 전체적으로 병렬 회로로 연결되는 구조를 나타낸다. 도 3에서 채색되지 않은 부호 32-1 티스의 코일(33)은 도 4에서 부호 35-1의 정류자에 브러시가 접촉하지 않아 비활성화된 상태를 나타낸다. In the detailed configuration of the present invention, the rotor 30 is constituted by a parallel circuit in which coils 33 wound around a tooth 32 opposed to each other at 180 degrees are independently connected to a commutator element 35 opposed at 180 degrees, . ≪ / RTI > 3, a coil 33 wound on a tooth 32-1 spaced by 180 占 is connected to a commutator element 35 opposed to the inner end by 180 占 and interconnected at the outer end to form an independent circuit . The coils 33 wound around at 32-2 and 32-3 constitute independent circuits in the same manner so that the coils 33 of the rotor 30 are connected in a parallel circuit as a whole. In FIG. 3, the coil 33 of the 32-1 teeth, which is not shown in FIG. 3, is inactivated because the brush does not contact the commutator 35-1 in FIG.

또, 본 발명에 따르면 정류자편(35)에 접촉하는 제1브러시그룹(41)과 제2브러시그룹(42)을 구비하는 브러시블록(40)이 상기 하우징(10)의 내주면 타측에 회동 가능하게 장착되는 구조이다. 도 1에서 고정자(20)의 상측에 브러시블록(40)이 배치된 상태를 예시한다. 도 2에서 제1브러시그룹(41)과 제2브러시그룹(42)은 각각 4개의 브러시를 방사상으로 구비한 상태를 예시한다. 각각의 브러시는 내측단에서 일련의 정류자편(35)와 긴밀하게 접촉하고 외측단에서 탄성체(43)에 의하여 설정된 접촉압력을 유지한다. According to the present invention, the brush block 40 having the first brush group 41 and the second brush group 42 which come into contact with the commutator element 35 can be pivoted on the other side of the inner peripheral surface of the housing 10 . 1, a state in which the brush block 40 is disposed on the upper side of the stator 20 is illustrated. In FIG. 2, the first brush group 41 and the second brush group 42 illustrate a state in which four brushes are radially provided, respectively. Each brush is in intimate contact with a series of commutator segments 35 at the inner end and maintains the contact pressure established by the elastic body 43 at its outer end.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 브러시블록(40)은 동일한 규격의 브러시를 인접하는 정류자편(35)에 중첩적으로 접촉하고, 회전자(30)의 극성을 제1브러시그룹(41)과 제2브러시그룹(42)으로 분할하는 것을 특징으로 한다. 도 4에서 단락을 방지하도록 비성활화 중인 부호 35-1을 제외한 18개의 정류자편이 각각 제1브러시그룹(41) 및 제2브러시그룹(42)에 의한 12개 브러시와 접촉된 상태를 예시한다. 이에, 각각의 브러시는 하나의 정류자편(35)에 한정되지 않고 이웃하는 정류자편(35)과 중첩적으로 접촉하여 통전의 신뢰성을 높인다.As a detailed configuration of the present invention, the brush block 40 is configured such that brushes of the same size are brought into contact with adjoining commutator pieces 35 in a superimposed manner, and the polarity of the rotor 30 is set to the first brush group 41, 2 brush group 42. In this case, In FIG. 4, 18 commutator pieces except for the non-activating code 35-1 are contacted with 12 brushes by the first brush group 41 and the second brush group 42, respectively, to prevent a short circuit. Thus, each brush is not limited to one commutator element 35 but is in contact with the adjacent commutator element 35 in a superimposed manner, thereby enhancing the reliability of energization.

이와 같은 구성에 의하면, 브러시블록(40)의 브러시 및 정류자편(35)의 접촉면적이 증대되어 단위면적당 전류밀도가 저감되므로 불꽃방전의 감소에 의한 내구성 및 수명을 연장을 기대할 수 있다. 브러시와 정류자편(35)의 도전성을 다소 낮추더라도 내마모성 증대를 도모할 수 있기 때문에 브러시 교환주기를 길게 하여 마치 베어링과 유사하게 교체를 배제한 전동발전 장치를 구현할 수 있다.With such a configuration, the contact area of the brush and commutator segments 35 of the brush block 40 is increased, and the current density per unit area is reduced, so that the durability and the service life can be expected to be prolonged by reducing the spark discharge. It is possible to increase the wear resistance even if the brush and the commutator element 35 are lowered somewhat, so that it is possible to realize a motor-driven generator in which the brush replacement period is lengthened to exclude replacement similar to a bearing.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 브러시블록(40)은 고정자(20)의 자계 경계에 설정된 기준점(25)에 대한 회전자(30)의 극성 경계에 설정된 가동점(45) 간의 상대적 위치를 변동하도록 제어수단(50)을 구비하는 특징으로 한다. 도 5에서 제1자극(21)과 제2자극(22)의 경계 지점인 상단에 기준점(25)이 설정되고 제1브러시그룹(41)과 제2브러시그룹(42)의 경계 지점에 가동점(45)이 설정된 상태를 예시한다. 가동점(45)은 브러시블록(40)의 회동에 연동하여 도 5(a) 내지 도 5(e)에 나타내는 바와 같이 위치 변동이 가능하다.The brush block 40 is configured to change the relative position between the movable point 45 set at the polarity boundary of the rotor 30 with respect to the reference point 25 set at the boundary of the magnetic field of the stator 20 And a control means (50). 5, a reference point 25 is set at an upper end of a boundary between the first magnetic pole 21 and the second magnetic pole 22 and a boundary point between the first brush group 41 and the second brush group 42, (45) is set. The movable point 45 can change its position in accordance with the rotation of the brush block 40 as shown in Figs. 5 (a) to 5 (e).

도 5(a)는 가동점(45)이 반시계방향(CCW)으로 67˚ 회동된 상태로서 저속 고토크의 정격으로 정방향 회전을 구현하고, 도 5(b)는 가동점(45)이 동일 방향으로 127˚ 회동된 상태로서 고속 저토크의 정격으로 정방향 회전을 구현한다. 도 5(b)는 도 5(a)에 비하여 고정자(20)의 자극(21)(22)에 대응한 코일(33)의 자계 범위가 증대된다. 도 5(c)는 가동점(45)이 시계방향(CW)으로 53˚ 회동되어 역방향의 저속 고토크 정격을 구현하고, 도 5(d)는 동일 방향으로 113˚ 회동되어 역방향의 고속 저토크 정격을 구현한다. 반면, 도 5(e)는 기준점(25)과 가동점(45)이 일치하므로 고정자(20)의 자계와 회전자(30)의 자계에 의하여 상호 인력만 작용하기 때문에 정지된 상태를 유지한다.5 (a) shows a state in which the movable point 45 is rotated in the counterclockwise direction (CCW) by 67 占 and the normal direction is rotated at a low speed and high torque. Fig. 5 (b) Direction to 127 °, which realizes forward rotation with rated speed and low torque. 5 (b), the magnetic field range of the coil 33 corresponding to the magnetic poles 21 and 22 of the stator 20 is increased as compared with FIG. 5 (a). 5 (c) shows a state in which the operating point 45 is rotated in the clockwise direction (CW) by 53 占 to implement the reverse low speed high torque rating, and Fig. 5 (d) It implements the rating. 5 (e), since the reference point 25 and the movable point 45 coincide with each other, the stationary state is maintained because only the attracting force acts due to the magnetic field of the stator 20 and the magnetic field of the rotor 30. [

이때, 제어수단(50)은 구동부(54), 검출부(56), 제어부(58) 등으로 구성된다. 구동부(54)는 하우징(10)의 외면에 브러시블록(40) 및 가동점(45)의 회동을 유발하도록 설치된다. 검출부(56)는 기준점(25)에 대한 가동점(45)의 회동 각도를 검출하도록 설치된다. 제어부(58)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로로 구성된다.At this time, the control means 50 includes a driving unit 54, a detection unit 56, a control unit 58, and the like. The driving unit 54 is installed on the outer surface of the housing 10 to cause rotation of the brush block 40 and the movable point 45. The detection unit 56 is provided to detect the rotation angle of the movable point 45 with respect to the reference point 25. The control unit 58 includes a microprocessor, a memory, and a microcomputer circuit having an input / output interface.

본 발명의 장치를 철도 차량에 적용한 작동예로서, 제어부(58)는 차량의 출발 시점에서 도 5(a)처럼 가동점(45)을 변경하여 저속 고토크 운전모드를 실행하고, 차량의 정상속도에서 도 5(b)의 고속 저토크 운전모드를 실행하고, 차량의 제동과 정지 시점에서 도 5(e)의 정지 모드를 실행한다. 이에 더하여, 제어부(58)는 회전자(30)를 발전기로 작용하는 회생제동을 실행할 수 있다.As an operation example in which the apparatus of the present invention is applied to a railway vehicle, the control unit 58 executes the low speed high torque operation mode by changing the operating point 45 as shown in Fig. 5A at the starting point of the vehicle, Speed low-torque operation mode of Fig. 5 (b) is executed at the time of braking and stop of the vehicle, and the stop mode of Fig. 5 (e) is executed. In addition, the control unit 58 can execute the regenerative braking that acts on the rotor 30 as a generator.

본 발명의 변형예로서, 상기 제어수단(50)은 고정자(20)에 전원을 인가하여 가변적 자계를 형성하기 위한 여자부(52)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 여자부(52)는 고정자(20)의 제1자극(21)과 제2자극(22)을 영구자석 대신 코일로 구성하고 외부의 전원을 인가하도록 구성된다. 이와 같이 구성되면 용도에 따라 자계의 세기를 증감하기 용이하고 기준점(25)의 위치변동도 가능하다. 이에, 부하 조건에 대응하는 신속하고 정확한 회전 특성을 발휘할 수 있다.The control unit 50 may further include an excitation unit 52 for applying a power to the stator 20 to form a variable magnetic field. The excitation part 52 is constituted so that the first magnetic pole 21 and the second magnetic pole 22 of the stator 20 are constituted by a coil instead of the permanent magnet and external power is applied. With this configuration, it is easy to increase and decrease the intensity of the magnetic field according to the application, and the position of the reference point 25 can be changed. Thus, it is possible to exhibit a quick and accurate rotation characteristic corresponding to the load condition.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

10: 하우징 15: 샤프트
20: 고정자 21: 제1자극
22: 제2자극 25: 기준점
30: 회전자 31: 코어
32: 티스 33: 코일
35: 정류자편 40: 브러시블록
41: 제1브러시그룹 42: 제2브러시그룹
43: 탄성체 45: 가동점
50: 제어수단 52: 여자부
54: 구동부 56: 검출부
58: 제어부10: housing 15: shaft
20: stator 21: first stimulus
22: second stimulus 25: reference point
30: rotor 31: core
32: Teeth 33: Coil
35: commutator element 40: brush block
41: first brush group 42: second brush group
43: Elastic body 45:
50: control means 52: female part
54: driving unit 56:
58:

Claims (5)

다중 브러시를 지닌 직류전동발전 장치에 있어서:
하우징(10);
상기 하우징(10)의 내주면 일측에 고정되고, 제1자극(21)과 제2자극(22)으로 자계를 형성하는 고정자(20);
상기 고정자(20)의 내측에 회전 가능하게 장착되고, 코일(33)과 통전되는 정류자편(35)을 구비하는 회전자(30); 및
상기 하우징(10)의 내주면 타측에 회동 가능하게 장착되고, 정류자편(35)에 접촉하는 제1브러시그룹(41)과 제2브러시그룹(42)을 구비하는 브러시블록(40);을 포함하여 이루어지되,
상기 브러시블록(40)은 고정자(20)의 자계 경계에 설정된 기준점(25)에 대한 회전자(30)의 극성 경계에 설정된 가동점(45) 간의 상대적 위치를 변동하도록 제어수단(50)을 구비하고,
상기 제어수단(50)은 고정자(20)에 전원을 인가하여 가변적 자계를 형성하기 위한 여자부(52)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 다중 브러시를 지닌 직류전동발전 장치.A direct current electric power generator having multiple brushes, comprising:
A housing (10);
A stator 20 fixed to one side of the inner circumferential surface of the housing 10 and forming a magnetic field by a first magnetic pole 21 and a second magnetic pole 22;
A rotor 30 rotatably mounted inside the stator 20 and having a commutator element 35 energized with a coil 33; And
And a brush block 40 rotatably mounted on the other side of the inner circumferential surface of the housing 10 and including a first brush group 41 and a second brush group 42 which are in contact with the commutator element 35 Lt; / RTI >
The brush block 40 is provided with the control means 50 to vary the relative position between the movable points 45 set at the polarity boundary of the rotor 30 with respect to the reference point 25 set at the magnetic field boundary of the stator 20 and,
Wherein the control means (50) further comprises an excitation portion (52) for applying a power to the stator (20) to form a variable magnetic field. 청구항 1에 있어서,
상기 회전자(30)는 각각 180˚로 대향하는 티스(32)에 권취된 코일(33)을 각각 180˚로 대향하는 정류자편(35)에 독립적으로 연결한 병렬 회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 다중 브러시를 지닌 직류전동발전 장치.The method according to claim 1,
The rotor 30 is constituted by a parallel circuit in which the coils 33 wound around the teeth 32 opposed to each other at 180 degrees are independently connected to the opposing commutator pieces 35 at 180 degrees A DC electric power generator having a variable multiple brush. 청구항 1에 있어서,
상기 브러시블록(40)은 동일한 규격의 브러시를 인접하는 정류자편(35)에 중첩적으로 접촉하고, 회전자(30)의 극성을 제1브러시그룹(41)과 제2브러시그룹(42)으로 분할하는 것을 특징으로 하는 가변 다중 브러시를 지닌 직류전동발전 장치.The method according to claim 1,
The brush block 40 is configured so that brushes of the same size are brought into contact with adjoining commutator pieces 35 in an overlapping manner and the polarity of the rotor 30 is set to the first brush group 41 and the second brush group 42 Wherein the brushless DC brushless motor is divided into two brushless brushless DC brushless motors. 삭제delete 삭제delete
KR1020160094397A 2016-07-25 2016-07-25 DC motor generator apparatus having variable multiple brushes KR101878443B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160094397A KR101878443B1 (en) 2016-07-25 2016-07-25 DC motor generator apparatus having variable multiple brushes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160094397A KR101878443B1 (en) 2016-07-25 2016-07-25 DC motor generator apparatus having variable multiple brushes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180011681A KR20180011681A (en) 2018-02-02
KR101878443B1 true KR101878443B1 (en) 2018-07-18

Family

ID=61223414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160094397A KR101878443B1 (en) 2016-07-25 2016-07-25 DC motor generator apparatus having variable multiple brushes

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101878443B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102539430B1 (en) * 2021-01-25 2023-06-01 동아대학교 산학협력단 Rotational dc transformer

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0467765A (en) * 1990-07-04 1992-03-03 Toshiba Corp Superconducting dynamo-electric machine
JPH10313562A (en) * 1997-05-12 1998-11-24 Fumito Komatsu Bipolar synchronous motor
KR20010075297A (en) * 1998-09-22 2001-08-09 쳉 다 유 A synchronous machine with rotating brushes
JP2002095230A (en) * 2000-09-13 2002-03-29 Asmo Co Ltd Dc machine
JP2004140991A (en) * 2002-09-27 2004-05-13 Ntt Data Corp Generator
JP2004248486A (en) * 2002-09-27 2004-09-02 Ntt Data Corp Ac commutator generator
JP2005253135A (en) * 2004-03-01 2005-09-15 Aisan Ind Co Ltd Dc motor
JP2006217685A (en) * 2005-02-01 2006-08-17 Ntt Data Ex Techno Corp Generator
KR20070037151A (en) * 2005-09-30 2007-04-04 한양대학교 산학협력단 Switched reluctance motor
JP2008253137A (en) * 2008-07-10 2008-10-16 Mitsuba Corp Multipolar motor
JP2010110111A (en) * 2008-10-30 2010-05-13 Mitsuba Corp Electric motor
KR20110069012A (en) * 2008-09-17 2011-06-22 로베르트 보쉬 게엠베하 Six-pole dc machine
KR20110072461A (en) * 2009-12-23 2011-06-29 한국전력공사 Torque constant-variable brushed dc motor
JP2011520414A (en) * 2008-05-09 2011-07-14 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Electric machine with at least two carbon brush pairs
KR20140079732A (en) * 2012-12-18 2014-06-27 존슨 일렉트릭 에스.에이. Modified wave windings for electric motor
JP2014150724A (en) * 2008-10-07 2014-08-21 Mitsuba Corp Electric motor, and motor with reduction gear

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0467765A (en) * 1990-07-04 1992-03-03 Toshiba Corp Superconducting dynamo-electric machine
JPH10313562A (en) * 1997-05-12 1998-11-24 Fumito Komatsu Bipolar synchronous motor
KR20010075297A (en) * 1998-09-22 2001-08-09 쳉 다 유 A synchronous machine with rotating brushes
JP2002095230A (en) * 2000-09-13 2002-03-29 Asmo Co Ltd Dc machine
JP2004140991A (en) * 2002-09-27 2004-05-13 Ntt Data Corp Generator
JP2004248486A (en) * 2002-09-27 2004-09-02 Ntt Data Corp Ac commutator generator
JP2005253135A (en) * 2004-03-01 2005-09-15 Aisan Ind Co Ltd Dc motor
JP2006217685A (en) * 2005-02-01 2006-08-17 Ntt Data Ex Techno Corp Generator
KR20070037151A (en) * 2005-09-30 2007-04-04 한양대학교 산학협력단 Switched reluctance motor
JP2011520414A (en) * 2008-05-09 2011-07-14 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Electric machine with at least two carbon brush pairs
JP2008253137A (en) * 2008-07-10 2008-10-16 Mitsuba Corp Multipolar motor
KR20110069012A (en) * 2008-09-17 2011-06-22 로베르트 보쉬 게엠베하 Six-pole dc machine
JP2014150724A (en) * 2008-10-07 2014-08-21 Mitsuba Corp Electric motor, and motor with reduction gear
JP2010110111A (en) * 2008-10-30 2010-05-13 Mitsuba Corp Electric motor
KR20110072461A (en) * 2009-12-23 2011-06-29 한국전력공사 Torque constant-variable brushed dc motor
KR20140079732A (en) * 2012-12-18 2014-06-27 존슨 일렉트릭 에스.에이. Modified wave windings for electric motor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180011681A (en) 2018-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7755241B2 (en) Electrical machine
JP4013448B2 (en) 2-rotor synchronous machine
JP5141030B2 (en) Rotating electric machine
WO2015019625A1 (en) Magnetic rotating device, electric motor, and electric motor generator
US7569959B2 (en) Motor
JP4685371B2 (en) Relative drive
US10432079B2 (en) Electrical energy generating brushless DC motor
CN109995161A (en) Permanent magnet motor with moveable flux vent diverter
US7843102B1 (en) Electrical machine
KR101878443B1 (en) DC motor generator apparatus having variable multiple brushes
ES2406935T3 (en) Electric motor with conductive loops arranged in grooves, as well as a method for driving the electric motor
CA2743160A1 (en) Generator
CN210578149U (en) Self-driven permanent magnet brushless motor and equipment
KR100703176B1 (en) Switched reluctance motor
KR20110010127U (en) BLDC Outrunner motor for both electric motor and electric Generator
KR100451418B1 (en) Dc moter with double stator structure
JP5114135B2 (en) Axial gap type motor
JP2016518808A (en) Especially electric motors for automobiles
CN201008124Y (en) Brushless straight-through permanent-magnet DC electric machine
KR20200089911A (en) Bldc motor with double stator structure
KR101287357B1 (en) Motor
CN112106276B (en) Rotating electrical machine with distributed windings
RU2237338C2 (en) Synchronous motor
JP2013179807A (en) Motor
US440699A (en) dressier

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant