KR102060701B1 - 모듈형 초경량 dc발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 DC발전기에 관한 것으로, 더욱 상사하게는 회전하는 영구자석의 내측으로 코일이 권선된 다수의 폴을 형성하도록 하고, 폴 각각에서 발생된 전류는 각 폴에 연결된 개별적인 정류다이오드에 의해 직류로 변환되도록 함으로써, 고용량의 대형 정류기 없이 고출력·초경량의 DC발전기 제작이 가능하고, 각 폴에서 발생된 전류간의 간섭 및 역류를 방지하여 고순도의 직류를 생산할 수 있도록 하는 모듈형 초경량 DC발전기에 관한 것이다.

Description

모듈형 초경량 DC발전기{A Mocular Ultra-light DC Generator}

본 발명은 DC발전기에 관한 것으로, 더욱 상사하게는 회전하는 영구자석의 내측으로 코일이 권선된 다수의 폴을 형성하도록 하고, 폴 각각에서 발생된 전류는 각 폴에 연결된 개별적인 정류다이오드에 의해 직류로 변환되도록 함으로써, 고용량의 대형 정류기 없이 고출력·초경량의 DC발전기 제작이 가능하고, 각 폴에서 발생된 전류간의 간섭 및 역류를 방지하여 고순도의 직류를 생산할 수 있도록 하는 모듈형 초경량 DC발전기에 관한 것이다.

발전기는 전기의 생산을 위하여 화력, 수력, 원자력, 풍력 등 다양한 동력을 이용하게 되는데, 주로 코일 주위를 영구자석이 회전하며 발생되는 유도 기전력에 의해 교류 전류가 발생되는 원리를 이용한다.

이때, 발생된 전류는 아래 특허문헌에서 보는 바와 같이 별도의 정류기를 이용하여 직류로 변화하게 되는데, 많은 양의 전류를 처리하기 위해서는 정류기의 용량과 부피가 커져야만 하고, 많은 양의 발열로 인해 아래 특허문헌과 같이 별도의 냉각장치를 설치해야만 했다.

또한, 최근에는 화석연료의 고갈, 환경오염 등의 문제로 효율적이고 친환경적인 전기의 생산이 주요 이슈가 되고 있는데, 기존 대형의 풍력발전, 수력발전 등 친환경 발전사업뿐만 아니라 소수력발전, 소형 풍력발전 등 소규모로 전력을 생산하는 저전력 발전사업의 진행이 확대되고 있다.

또한, 전기 자전거, 전기 바이크, 전기 자동차, 무인기 등 전기를 저장하여 운행하는 이동 수단에 있어서, 발전기를 내장하여 효율적인 전기의 사용이 이루어지도록 하고, 운행거리를 늘릴 수 있는 기술의 개발도 활발하게 이루어지고 있다.

이때, 소규모의 저전력 발전사업이나 전기를 이용한 이동수단에 사용되는 발전기는 높은 효율뿐만 아니라 그 부피와 무게를 줄여 다양한 장소에 설치가 가능하도록 하고, 이동수단에 있어서 그 적용이 용이하며 전기의 사용 효율 또한 높일 수 있고 디자인적 적용이 가능하도록 초경량, 소형으로 제작되어야 할 필요성이 매우 높다.

그러나 현재에는 많은 양의 전류를 생산할수록 부피가 크고 무거운 고용량의 정류기를 별도로 설치해야만 하므로, 소형, 경량화된 발전기의 제작을 더욱 어렵게 하고 있다.

(특허문헌)

공개특허공보 제10-2018-0057905호(2018.05.31. 공개)"정류자 분리 구조의 차량용 교류 발전기"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 고용량의 대형 정류기 없이 고출력·초경량으로 제작되고, 고순도의 직류를 생산할 수 있는 모듈형 초경량 DC발전기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 고출력·초경량의 DC발전기를 쉽고 간단하게 제작할 수 있도록 하는 모듈형 초경량 DC발전기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 다양한 사양을 갖는 DC발전기의 제작 및 변경이 쉽게 이루어질 수 있도록 하는 모듈형 초경량 DC발전기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 고용량의 발전기도 쉽게 제작할 수 있도록 하는 모듈형 초경량 DC발전기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 회전부의 회전속도에 상관없이 일정한 전압을 유지할 수 있도록 하는 모듈형 초경량 DC발전기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모듈형 초경량 DC발전기는 내측 둘레를 따라 영구자석이 설치된 상태로 회전하는 회전부와; 코일이 권선된 다수의 폴이 영구자석의 내측으로 대향되어 형성되며, 회전부의 회전에 따라 교류 전류가 발생되는 권선부와; 상기 권선부와 연결되어 권선부에서 발생된 전류를 직류로 전환하는 정류부와; 상기 권선부 및 정류부가 고정되는 PCB판;을 포함하고, 상기 정류부는 다수의 폴 각각에 개별적으로 연결되는 다수의 정류다이오드를 포함하여, 각 폴에서 발생되는 전류를 각 정류다이오드에서 개별적으로 정류하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모듈형 초경량 DC발전기에 있어서, 상기 PCB판은 정류를 위해 인쇄된 정류회로를 포함하며, 각 폴에 권선된 코일은 정류회로에 연결되도록 하고, 각 폴의 코일과 연결된 정류회로는 각각 정해진 정류다이오드와 연결되도록 하여, 각 폴 별로 개별적인 정류가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모듈형 초경량 DC발전기에 있어서, 상기 폴은 일정 간격 이격되어 원형으로 형성되도록 하고, 상기 정류다이오드는 상기 폴의 외측 둘레를 따라 일정 간격 이격되어 원형으로 형성되도록 하며, 상기 폴 및 정류다이오드는 사용자가 원하는 전압과 전류에 따라 일정 개수로 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모듈형 초경량 DC발전기는 상기 PCB판을 서로 대향되도록 연결하여 고정되도록 함으로써, 복수개가 적층되어 하나의 발전기를 형성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모듈형 초경량 DC발전기는 각 폴에서 발생되어 정류부를 거쳐 나온 전류가 직렬 또는 병렬로 연결되어 별도의 전력저장장치로 전달되도록 하는 회로전환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모듈형 초경량 DC발전기에 있어서, 상기 회로전환부는 각 폴 사이를 직렬 또는 병렬로 연결하는 전환회로와, 상기 회전부의 회전속도에 따라 상기 전환회로를 직렬 또는 병렬로 전환하는 직병렬전환모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모듈형 초경량 DC발전기에 있어서, 상기 전환회로는 각 폴 사이를 직렬로 연결되도록 하는 직렬스위치와, 각 폴 사이를 병렬로 연결되도록 하는 병렬스위치를 포함하고, 상기 직병렬전환모듈은 상기 회전부의 회전속도가 설정된 값 이상인 경우 직렬스위치를 온 상태가 되도록 하고 병렬스위치를 오프 상태가 되도록 하며, 회전부의 회전속도가 설정된 값 미만인 경우 병렬스위치를 온 상태가 되도록 하고 직렬스위치를 오프 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모듈형 초경량 DC발전기에 있어서, 상기 회로전환부는 설정된 전압값에 따라 연결되는 폴의 개수를 조절하는 연결설정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모듈형 초경량 DC발전기에 있어서, 상기 직렬스위치는 각 폴이 직렬로 연결된 상태에서 전환회로를 별도의 전력저장장치와 연결시키는 직렬전환스위치와, 각 폴 사이를 직렬로 연결하는 모듈연결스위치를 포함하고, 상기 병렬스위치는 각 폴이 병렬로 연결된 상태에서 전환회로를 별도의 전력저장장치와 연결시키는 병렬전환스위치와, 각 폴 사이를 병렬로 연결하는 모듈연결스위치를 포함하고, 상기 연결설정모듈은 상기 모듈연결스위치의 작동을 조절하여 전환회로에 연결되는 폴의 개수를 조절하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 회전하는 영구자석의 내측으로 코일이 권선된 다수의 폴을 형성하도록 하고, 폴 각각에서 발생된 전류는 각 폴에 연결된 개별적인 정류다이오드에 의해 직류로 변환되도록 함으로써, 고용량의 대형 정류기 없이 고출력·초경량의 DC발전기 제작이 가능하고, 각 폴에서 발생된 전류간의 간섭 및 역류를 방지하여 고순도의 직류를 생산할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 원형으로 형성되는 영구자석과 대향되어 내측 둘레를 따라 다수의 폴이 일정 간격으로 형성되도록 하고, 폴의 외측 둘레에는 각각의 폴에 연결되는 정류다이오드가 일정 간격으로 PCB판에 고정되어 설치되도록 함으로써, 고출력·초경량의 DC발전기를 쉽고 간단하게 제작할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 사용자가 원하는 전압, 전류에 따라 폴 및 정류다이오드의 개수를 조절하여 설치하도록 함으로써, 다양한 사양을 갖는 DC발전기의 제작 및 변경이 쉽게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 복수의 PCB판을 대향하여 연결하는 방법으로 복수의 발전기가 적층되어 형성될 수 있도록 함으로써, 고용량의 발전기도 쉽게 제작할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 각 폴에서 발생되어 정류부를 거쳐 나온 전류가 직렬 또는 병렬로 연결되어 별도의 전력저장장치에 전달되도록 함으로써, 회전부의 회전속도에 상관없이 일정한 전압을 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 초경량 DC발전기의 사시도
도 2는 도 1의 분해사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 초경량 DC발전기가 복수개 적층되어 형성된 상태를 나타내는 사시도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 초경량 DC발전기의 회로전환부의 구성을 나타내는 블럭도
도 5는 도 4의 전환회로의 회로도
도 6은 전환회로의 작동상태를 나타내는 참고도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 초경량 DC발전기를 포함하는 전기바이크의 사시도
도 8은 도 7의 분해사시도
도 9는 도 7의 구동제어부의 구성을 나타내는 블럭도

이하에서는 본 발명에 따른 모듈형 초경량 DC발전기 및 이를 포함하는 전기바이크의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하고, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 초경량 DC발전기(1)를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 DC발전기(1)는 내측 둘레를 따라 영구자석(112)이 설치된 상태로 회전하는 회전부(11)와; 코일(122)이 권선된 다수의 폴(121)이 영구자석(112)의 내측으로 대향되어 형성되며, 회전부(11)의 회전에 따라 교류 전류가 발생되는 권선부(12)와; 상기 권선부(12)와 연결되어 권선부(12)에서 발생된 전류를 직류로 전환하는 정류부(13)와; 상기 권선부(12) 및 정류부(13)가 고정되는 PCB판(14);을 포함한다.

본 발명에 따른 DC발전기(1)는 많은 양의 전류를 생산할 수 있도록 하면서도 초경량·소형으로 제작될 수 있도록 하기 위해, 회전하는 영구자석(112)의 내측으로 코일(122)이 권선된 다수의 폴(121)이 대향되어 형성되도록 하고, 각각의 폴(121)에서 생산되는 교류의 전류는 각 폴(121)에 연결되는 정류다이오드(131)에 의해 직류로 변환되도록 한다. 따라서, 상기 DC발전기(1)는 많은 전류를 한 번에 생산함에도 대용량의 크고 무거운 정류기를 사용할 필요가 없으며, 소형·경량의 정류다이오드(131)를 통해 개별적인 정류가 가능하도록 한다. 또한, 소형·경량의 정류다이오드(131)들은 PCB판(14)에 고정되어 영구자석(112)의 내측 둘레를 따라 형성되므로 별도의 설치 공간이 필요 없으며, DC발전기(1)가 차지하는 공간을 줄일 수 있도록 한다. 또한, 각 폴(121)에서 생산된 전류는 다른 폴에서 생산된 전류와 전혀 간섭없이 개별적인 정류가 이루어지므로, 전류가 역류하는 등의 문제 없이 높은 순도의 직류를 얻을 수 있다.

상기 회전부(11)는 내측 둘레를 따라 영구자석(112)이 설치된 상태에서 회전하는 구성으로, 영구자석(112)의 회전에 따라 권선부(12)에 전류를 발생시킬 수 있도록 한다. 상기 회전부(11)는 개방된 원통형의 회전부재(111)와 회전부재(111)의 내측 둘레를 따라 형성되는 영구자석(112)을 포함할 수 있다.

상기 회전부재(111)는 풍력, 수력, 회전하는 바퀴 등 별도의 동력원과 연결되어 회전하는 구성으로, 상하가 개방된 원통형으로 형성될 수 있다. 상기 회전부재(111)는 내측 둘레를 따라 영구자석(112)이 배치되어 회전부재(111)의 회전과 함께 영구자석(112)도 회전할 수 있도록 한다.

상기 영구자석(112)은 회전부재(111)의 내측 둘레를 따라 형성되어 회전하며, 상기 권선부(12)에 전류를 발생시키는 구성으로, 더욱 정확하게는 영구자석(112)의 회전에 따라 발생되는 유도 기전력에 의해 상기 권선부(12)의 각 폴(121)에 감기는 코일(122)에 교류 전류가 발생되도록 한다. 상기 영구자석(112)은 회전부재(111)의 내측 둘레를 따라 원형으로 형성되며, 복수개가 연속되어 회전부재(111) 둘레 전체에 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 권선부(12)는 영구자석(112)의 내측으로 대향되도록 형성되어 영구자석(112)의 회전에 따라 전류를 발생시키는 구성으로, 다수의 폴(121)과 폴(121) 내에 권선되는 코일(122)을 포함한다.

상기 폴(121)은 영구자석(112)의 내측으로 대향되어 형성되는 구성으로, 내부에는 코일(122)이 권선되어 영구자석(112)의 회전에 따라 코일(122)에 전류가 발생될 수 있도록 한다. 상기 폴(121)은 다수개가 형성되어 PCB판(14)에 고정되도록 할 수 있으며, 원형으로 형성되는 영구자석(112)에 대향되도록 영구자석(112)의 내측 둘레를 따라 원형으로 배치되도록 할 수 있다. 상기 폴(121)은 다수개가 일정 간격 이격되도록 형성되어 많은 양의 전류를 한 번에 발생시킬 수 있도록 하고, 각각의 폴(121)은 개별적인 정류다이오드(131)와 연결되어 정류가 이루어지도록 함으로써, 높은 순도의 직류를 생산할 수 있도록 함과 함께 소형, 경량의 발전기 제작이 가능하도록 한다. 또한, 상기 폴(121)은 DC발전기(1)에서 생산될 전력의 전압, 전류에 따라 그 개수를 조절할 수 있도록 하는데, 이때 PCB판(14)에 설치되는 폴(121)의 개수를 조절하기만 하면 충분하므로, 출력 및 사양의 조절이 매우 쉽게 이루어지도록 할 수 있다.

상기 코일(122)은 상기 폴(121) 내에 권선되어 전류가 발생되는 구성으로, 에나멜선으로 형성될 수 있으며, 영구자석(112)의 회전에 의해 발생된 유도 기전력에 의해 교류 전류가 발생된다. 상기 코일(122)은 각 폴(121)에 권선된 상태에서 외부로 인출되어 PCB판(14)에 인쇄된 정류회로에 연결되며, 정류회로는 각각의 개별적인 정류다이오드(131)에 연결되어 직류로의 전환이 이루어진다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이 각 폴(121) 내에서 발생된 전류는 개별적으로 각각의 정류다이오드(131)에 의해 정류되어 발전기의 소형 경량화 및 높은 순도의 직류 생성이 가능해진다.

상기 정류부(13)는 각 폴(121) 내의 코일(122)에 발생된 교류 전류를 직류로 전환하는 구성으로, 각 폴(121)과 연결되는 정류다이오드(131)를 별개로 형성하여 PCB판(14)에 고정될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 정류부(13)는 다수의 폴(121) 중 하나에서 발생되는 전류만을 직류로 변환하면 충분하므로, 초소형 초경량의 정류다이오드(131)를 적용할 수 있으며, 원형으로 배열되는 폴(121)의 외측으로 정류다이오드(131)들이 대향되어 배치되도록 한다. 따라서, 상기 정류부(13)는 별도의 고용량 정류기 사용 없이도 DC발전기(1) 내 PCB판(14)에 초소형, 초경량의 정류다이오드(131)를 설치하는 것만으로 충분하므로, DC발전기(1)의 무게, 크기 또한 줄이도록 할 수 있다. 상기 정류다이오드(131)는 폴(121)의 개수에 상응하도록 형성되므로, 폴(121)과 같이 사용자가 원하는 출력에 따라 그 개수가 조절되며, 폴(121)도 PCB판(14)에 설치하는 것만으로 개수의 조절이 완료되므로, 사양 및 출력의 변경이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

상기 PCB판(14)은 폴(121), 정류다이오드(131) 등의 구성을 고정시키는 구성으로, 원판형으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 PCB판(14)에는 정류회로가 형성되어 각각의 폴(121)과 정류다이오드(131)가 연결되도록 할 수 있다.

또한, 상기 PCB판(14)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수개가 연결되도록 고정되어 복수의 DC발전기(1)가 하나의 발전기를 형성하도록 할 수 있다. 따라서, 각 회전부(11)의 회전을 통해 동시에 더욱 많은 전류가 생산되도록 구성할 수 있으며, 이때에도 사용자가 원하는 출력에 따라 연결된 DC발전기(1)의 개수를 설정하여 고정시키도록 함으로써, 손쉬운 제작이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 모듈형 초경량 DC발전기(1)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 회로전환부(15)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 각 폴(121)에서 생산된 전력을 상기 정류부(13)에 의해 정류되어 별도의 전력저장장치(B)에 저장될 수 있는데, 이때 각 폴(121)에서 발생되어 정류부(13)를 거친 전류가 회로전환부(15)에 의해 직렬 또는 병렬로 연결되어 전력저장장치(B)로 전달되도록 함으로써 회전부(11)의 불규칙적인 회전에도 일정한 전압을 확보할 수 있도록 한다.

상기 회로전환부(15)는 각 폴(121)에서 발생된 전류를 직렬 또는 병렬로 연결하여 전력저장장치(B)로 전달하는 구성으로, 각 폴(121)과 연결된 정류부(13) 사이를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있도록 한다. 상기 회로전환부(15)는 회전부(11)의 회전속도에 따라 각 폴(121)과 연결된 정류부(13) 사이를 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있도록 하며, 회전부(11)의 회전속도가 설정된 값보다 느린 경우에는 각 폴(121)과 연결된 정류부(13) 사이를 직렬로 연결하여 필요한 전압을 확보할 수 있도록 하고, 회전부(11)의 회전속도가 설정된 값보다 빠른 경우에는 각 폴(121)과 연결된 정류부(13) 사이를 병렬로 연결하여 적절한 전압을 유지할 수 있도록 한다. 상기 회전부(11)는 수력, 풍력 등의 동력원과 전기바이크 등에 연결되어 불규칙한 속도로 회전하게 되는데, 상기 DC발전기(1)로부터 출력되는 전류가 상기 회로전환부(15)에 의해 일정한 전압을 유지하도록 함으로써, 안정적이고 효율적인 전력의 발생 및 충전이 가능하도록 한다. 또한, 상기 회로전환부(15)는 직렬 또는 병렬로 연결된 상태에서 연결되는 각 폴(121)의 정류부(13) 개수를 조절하도록 할 수 있으며, 이를 통해 전압의 조절이 더욱 정확하게 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 회로전환부(15)는 전환회로(151), 직병렬전환모듈(152), 연결설정모듈(153)을 포함할 수 있다.

상기 전환회로(151)는 각 폴(121)에 연결된 정류부(13)와 전력저장장치(B) 사이를 연결하는 구성으로, 각 폴(121)에 연결된 정류부(13)가 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 전환회로(151)는 도 5에 도시된 바와 같이 각 폴(121)에 연결된 정류부(13) 사이를 직렬로 연결시키는 직렬스위치(151a)와 병렬로 연결시키는 병렬스위치(151b)를 포함할 수 있으며, 직렬스위치(151a)가 온 상태가 되고 병렬스위치(151b)가 오프 상태가 되는 경우에는 직렬로 연결되고, 그 반대의 경우에는 병렬로 연결될 수 있도록 한다. 상기 전환회로(151)는 상기 PCB판(14)에 인쇄되거나 별도의 전력저장장치(B)측에 형성될 수 있다.

상기 직렬스위치(151a)는 직렬연결시 연결되어 각 폴(121)과 연결된 정류부(13)와 전력저장장치(B) 사이를 직렬로 연결하는 구성으로, 전환회로(151)와 전력저장장치(B) 사이를 연결하는 직렬전환스위치(151a-1), 각 폴(121)과 연결된 정류부(13) 사이를 연결하는 모듈연결스위치(151a-2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 폴(121)과 연결된 정류부(13)를 도 5에 도시된 바와 같이 13a,13b,13c,13d로 표시할 경우 각 정류부(13a,13b,13c,13d)는 모듈연결스위치(151a-2)에 의해 연결되고, 전환회로(151)와 전력저장장치(B)는 직렬전환스위치(151a-1)에 의해 연결되어 직렬연결시 모듈연결스위치(151a-2) 및 직렬전환스위치(151a-1)가 모두 온 상태가 되도록 한다. 그리고 상기 연결설정모듈(153)에 의해 연결되는 폴(121)의 개수가 조절될 경우에는 모듈연결스위치(151a-2)의 연결을 조절할 수 있도록 한다. 예를 들어 3개의 폴(13a,13b,13c)만이 연결되도록 할 경우에는 13c와 13d 사이에 형성되는 모듈연결스위치(151a-2)가 오프 상태가 되도록 하여 연결을 해제하도록 함으로써 3개의 폴(13a,13b,13c)만이 직렬로 연결될 수 있도록 한다. 참고로, 이때에는 정류부(13c) 하측에 형성되는 병렬스위치(151b)의 모듈연결스위치(151b-2)가 대신 연결되도록 하여 직렬 회로의 구성이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 병렬스위치(151b)는 병렬연결시 연결되어 각 폴(121)과 연결된 정류부(13)와 전력저장장치(B) 사이를 병렬로 연결하는 구성으로, 직렬스위치(151a)와 작동원리는 동일하며, 병렬전환스위치(151b-1) 및 모듈연결스위치(151b-2)를 포함한다. 상세한 설명은 직렬스위치(151a)에서 설명한 바와 같다.

상기 직병렬전환모듈(152)은 회전부(11)의 회전속도에 따라 전환회로(151)의 직렬 또는 병렬 연결을 조절하는 구성으로, 상기 직렬스위치(151a) 또는 병렬스위치(151b)를 온 상태가 되도록 조절한다. 따라서, 상기 직병렬전환모듈(152)은 회전부(11)의 회전속도가 설정된 값 이상인 경우에는 도 6(a)에 도시된 바와 같이 직렬스위치(151a)를 모두 온 상태가 되도록 하여 각 폴(121)과 연결된 정류부(13) 사이가 직렬로 연결되도록 하고, 회전부(11)의 회전속도가 설정된 값 미만인 경우에는 도 6(b)에 도시된 바와 같이 병렬스위치(151b)를 모두 온 상태가 되도록 하여 각 폴(121)과 연결된 정류부(13) 사이가 병렬로 연결될 수 있도록 한다.

상기 연결설정모듈(153)은 연결되는 폴(121)의 개수를 조절하는 구성으로, 더욱 정확하게는 각 폴(121)과 연결되는 정류부(13)가 연결되는 개수를 조절하도록 한다. 상기 회로전환부(15)는 직병렬전환모듈(152)을 통해 전환회로(151)의 직렬 또는 병렬 연결을 조절하여 DC발전기(1)에서 발생되는 전류의 전압값이 일정하게 유지될 수 있도록 하나, 직렬 또는 병렬의 조절만으로는 전압값을 정확하게 일정하게 유지되도록 할 수 없으므로, 연결되는 폴(121)의 개수를 조절하여 설정된 전압값에 최대한 맞출 수 있도록 한다. 상기 연결설정모듈(153)은 직렬 또는 병렬 연결에 있어서 모두 모듈연결스위치(151a-2,151b-2)의 연결을 조절하여 연결되는 폴(121)의 개수를 조절할 수 있도록 하고, 회로의 원활한 연결을 위하여 회로의 후단, 예를 들어 13d에서 부터 연결의 해제가 이루어질 수 있도록 한다. 상기 연결설정모듈(153)은 회전부(11)의 회전속도에 따라 직병렬전환모듈(152)에 의해 전환회로(151)의 직렬 또는 병렬 연결이 선택된 다음 연결되는 폴(121)의 개수를 조절하도록 할 수 있으며, 직렬 연결인 경우에는 전환회로(151)에서 출력되는 전압값이 설정된 값 미만인 경우 연결되는 폴(121)의 개수를 늘리도록 하고, 설정된 값 이상인 경우 연결되는 폴(121)의 개수를 줄이도록 하여 설정된 전압값에 최대한 가까워질 수 있도록 한다. 또한, 전환회로(151)가 병렬로 선택되는 경우에는 전압값이 설정된 값보다 높은 경우 연결되는 폴(121)의 개수를 늘려 전압값이 더욱 떨어지도록 하고, 설정된 값 미만인 경우 연결되는 폴(121)의 개수를 줄이도록 한다. 따라서, 상기 DC발전기(1)는 회전부(11)의 불규칙적인 회전과 다수의 폴(121) 연결에도 최대한 일정한 전압이 출력되도록 할 수 있으며, 이를 통해 효율적인 발전과 전력저장장치(B)에 대한 효율적이고 안정적인 충전이 가능하도록 한다.

상기 DC발전기(1)를 포함한 전기바이크를 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 상기 전기바이크는 상기 DC발전기(1)와, 전기바이크의 바퀴에 장착되어 바퀴를 구동시키는 구동장치(2), 구동장치(2)의 작동을 제어하는 구동제어부(3)를 포함할 수 있다.

상기 DC발전기(1)는 다양한 발전장치, 전기 구동장치에 적용되어 활용될 수 있으나, 일 예로 전기바이크의 바퀴에 연결되어 전력을 발생시키도록 할 수 있다. 이때, 상기 DC발전기(1)는 회전부(11)가 바퀴에 연결되어 함께 회전하도록 하며, 발생된 전력을 배터리 등에 저장시켜 전기바이크의 구동에 사용할 수 있도록 한다. 상기 DC발전기(1)에 관한 설명은 상술한 바와 같으므로 이하 생략한다.

상기 전기바이크는 하나의 바퀴에 복수의 구동모터(211)가 직접 연결되어 장착되도록 함으로써, 구동모터(211)에 주어지는 부하를 분산시키고 발열의 효과적 확산이 가능하도록 하며, 가속 정도에 따라 구동모터(211)를 선택적으로 작동시키도록 하여 전기의 효율적 사용이 가능하도록 한다. 또한, 상기 전기바이크는 내리막길 등 전기의 소비가 불필요한 곳에서는 구동모터(211)의 작동을 멈출 수 있도록 하면서 바퀴의 회전이 구동모터(211)에 영향을 미치지 않도록 하여, 구동모터(211)의 손상을 방지하고 구동모터(211) 간의 회전 밸런스를 유지할 수 있도록 한다.

여기서 바퀴라 함은 구동장치(2)가 장착되는 전기바이크의 일측 바퀴를 의미하며, 전측, 후측 등 전기바이크에 구동력을 전달하는 다양한 위치의 바퀴를 모두 포함한다. 또한, 본 발명의 전기바이크는 2륜, 3륜, 4륜 등 다양한 개수의 바퀴를 갖는 전기 오토바이, 전기 자전거 등을 포함한다.

상기 구동장치(2)는 전기바이크의 바퀴에 직접 장착되어 구동력을 발생시키는 구성으로, 각각 구동모터(211)를 갖는 복수의 구동모듈(21)이 격벽부(22)에 장착되어 고정되도록 하고, 각 구동모터(211)의 구동력이 차동기어(24)를 통해 바퀴의 메인샤프트(23)로 전달되어 바퀴를 회전시킬 수 있도록 한다.

상기 구동모듈(21)은 구동모터(211)를 포함하며, 복수개가 바퀴에 직접 장착되어 구동력을 전달하도록 한다. 상기 구동모듈(21)은 구동모터(211)의 회전력이 차동기어(24)에 전달될 수 있도록 하기 위해, 구동모터(211)에 의해 회전하는 구동기어(212)를 포함하도록 한다. 따라서, 상기 구동모듈(21)은 차동기어(24)의 둘레를 둘러싸는 형태로 형성되며, 구동모터(211)의 작동에 따라 구동기어(212)가 회전하도록 하고, 구동기어(212)의 회전에 따라 차동기어(24)가 함께 회전하여 바퀴를 회전시킬 수 있도록 한다.

상기 구동모터(211)는 전기바이크의 바퀴를 회전시키는 구동력을 제공하는 구성으로, 복수개가 바퀴에 직접 장착되도록 한다. 더욱 정확하게 상기 구동모터(211)는 구동기어(212)를 회전시키게 되며, 구동기어(212)와 맞물리는 차동기어(24)도 함께 회전할 수 있도록 한다. 상기 구동모터(211)는 복수개로 형성되어 바퀴를 직접 회전시키도록 형성됨에 따라 구동모터(211)에 주어지는 부하를 분산시킬 수 있도록 한다. 기존 전기바이크의 모터는 하나로 형성되어 모든 RPM을 커버해야 했던바, 과도한 부하가 발생하고 이에 따라 대용량의 모터를 사용해야 하며, 이에 따른 발열도 매우 심하다는 문제가 있었다. 특히, 전기바이크의 출발시에는 가속을 위해 하나의 모터가 최대토크를 지속적으로 발휘해야 하므로, 모터에 주어지는 부하가 더욱 높아지게 된다. 따라서, 본 발명은 구동모터(211)를 복수개로 나누어 하나의 바퀴를 회전시키도록 함으로써, 구동모터(211)에 주어지는 부하를 분산시킬 수 있도록 하고, 구동모터(211)가 소형의 복수개로 나뉘어 형성됨에 따라 각 구동모터(211)에서 발생되는 열이 구동모터(211) 내에 잔존하지 않고 쉽게 외부로 발산될 수 있도록 한다. 또한, 본 발명은 구동모터(211) 사이의 간격을 유지하면서 구동모터(211)를 외부로 개방시키도록 하고, 구동모터(211)가 고정되는 후술할 제1격벽(221)이 방열판으로 형성되도록 하여, 구동모터(211)에서 발생되는 열의 확산이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 상기 복수의 구동모터(211)는 전기바이크의 가속 정도에 따라 선택적으로 작동하도록 하여, 큰 힘이 필요할수록 많은 수의 구동모터(211)를 작동시키도록 함으로써, 부하의 분배와 전기의 사용이 효율적으로 이루어질 수 있도록 하며, 작동되는 구동모터(211) 사이의 작동정도가 균일하게 유지되도록 함으로써 더욱 효율적인 구동모터(211)의 사용이 가능하도록 한다. 또한, 상기 구동모터(211)의 구동축(211a)과 구동기어(212) 사이에는 회전차단부재(212b)가 형성되도록 하여, 구동축(211a)에 대한 구동기어(212)의 회전이 일방향으로만 이루어질 수 있도록 한다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다.

상기 구동기어(212)는 구동모터(211)의 작동에 따라 회전하는 구성으로, 더욱 정확하게는 구동모터(211)의 상측에 형성되어 구동모터(211)의 구동축(211a)과 연결되도록 할 수 있다. 상기 구동기어(212)는 후술할 제2격벽(222)과 제3격벽(223) 사이의 공간에 형성되며, 복수의 구동기어(212) 각각이 중심의 차동기어(24)와 맞물려 회전할 수 있도록 하여 구동모터(211)의 구동력이 바퀴에 전달될 수 있도록 한다. 상기 구동기어(212)는 중심에 회전축(212a)이 삽입되어 회전하도록 할 수 있으며, 구동모터(211)의 구동축(211a)과 연결되어 구동모터(211)의 작동에 따라 회전하도록 한다. 이때, 회전축(212a)과 구동축(211a) 사이에는 회전차단부재(212b)가 형성되도록 할 수 있다.

상기 회전차단부재(212b)는 인접하는 두 구성 사이에 일 방향만으로의 회전이 가능하도록 하는 구성으로, 회전축(212a)이 구동축(211a)에 대해 일 방향만으로의 회전이 가능하도록 하며, 원웨이베어링으로 형성될 수 있다. 따라서, 회전축(212a)이 구동축(211a)에 대해 일 방향으로 회전할 경우에는 회전축(212a)의 회전이 구동축(211a)에 영향을 미치지 않고 자유롭게 회전할 수 있게 된다. 이를 통해, 내리막길 등에서 구동모터(211)의 작동을 정지시키는 경우에도 회전축(212a)의 회전, 즉 바퀴의 회전이 구동모터(211)에 영향을 미치지 않도록 할 수 있으며, 구동모터(211)에 의한 브레이킹 현상을 방지하여 구동모터(211) 작동의 정지에 따른 전기 소비의 절감이 가능하도록 하고, 구동모터(211)의 손상을 방지하며, 각 구동모터(211)의 균일한 작동이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다. 반대로, 상기 회전차단부재(212b)는 회전축(212a)이 구동축(211a)에 대해 타 방향으로 회전하는 것은 차단하도록 하는데, 이는 구동축(211a)이 회전하는 경우 회전축(212a)이 이와 맞물려 함께 회전하도록 함으로써, 구동모터(211)의 구동력이 구동기어(212) 및 바퀴로 전달될 수 있도록 하기 위함이다. 결과적으로, 상기 회전차단부재(212b)는 구동모터(211)의 작동시 구동축(211a)과 함께 회전축(212a)이 회전하도록 함으로써 구동기어(212)의 회전이 이루어지도록 하고, 구동모터(211)의 정지시에는 회전축(212a)의 회전이 구동축(211a)으로 전달되지 않도록 하여 구동모터(211)에 대한 영향을 차단하도록 한다.

상기 격벽부(22)는 구동장치(2)를 고정시키는 구성으로, 제1격벽(221), 제2격벽(222), 제3격벽(223)이 대향되어 일정 간격 이격된 상태로 형성되도록 한다. 따라서, 상기 제1격벽(221), 제2격벽(222), 제3격벽(223)은 그 사이에 일정 공간을 형성하게 되며, 바람직하게는 제1격벽(221) 및 제2격벽(222) 사이의 공간은 외부로 개방되고, 제2격벽(222) 및 제3격벽(223) 사이의 공간은 외부와 차단되어 밀폐된 상태가 되도록 한다.

상기 제1격벽(221)은 구동모터(211)가 안착되어 고정되는 구성으로, 구동모터(211)를 사이에 두고 제2격벽(222)과 일정 간격 이격되어 형성되도록 한다. 상기 제1격벽(221)은 복수의 구동모터(211)가 일정 간격 이격되어 고정되도록 하며, 제2격벽(222) 사이의 공간은 외부와 개방된 상태가 되도록 한다. 따라서, 제1격벽(221)에 고정되는 구동모터(211)는 그 자체의 크기와 용량이 소형화되고 주어지는 부하가 적어짐에 따라 발열이 줄어들 뿐만 아니라, 외부로 개방되는 구동모터(211) 사이의 공간을 통해 열의 배출이 이루어지도록 하여 과열을 방지할 수 있도록 한다. 또한, 상기 제1격벽(221)은 방열판으로 형성되어 구동모터(211)에 발생된 열의 확산이 효과적으로 이루어지도록 할 수 있으며, 열전도율이 높은 금속재질로 형성되도록 할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않으며, 열 확산이 효과적으로 이루어지도록 할 수 있는 다양한 소재로 형성되도록 할 수 있다.

상기 제2격벽(222)은 제1격벽(221)과 제3격벽(223) 사이에 일정 간격 이격되도록 형성되며, 상기 구동기어(212)의 회전축(212a)이 관통하도록 할 수 있다. 상기 제2격벽(222)과 제1격벽(221) 사이의 공간에는 앞서 설명한 바와 같이 구동모터(211)가 위치하며, 제2격벽(222)과 제3격벽(223) 사이에는 구동기어(212) 및 차동기어(24)가 형성되도록 한다. 또한, 상기 제2격벽(222)은 메인샤프트(23)가 관통되도록 할 수 있으며, 제2격벽(222)과 제3격벽(223) 사이의 공간은 외부와 밀폐되도록 하고, 밀폐된 공간에 윤활유가 주입되도록 할 수 있다. 따라서, 제2격벽(222)과 제3격벽(223) 사이의 밀폐된 공간으로 주입되는 윤활유를 통해 구동기어(212) 및 차동기어(24) 사이의 마모를 방지하면서, 윤활유를 통한 냉각이 이루어질 수 있도록 하여 추가적인 과열 방지가 가능하도록 한다.

상기 제3격벽(223)은 제2격벽(222)과 대향되도록 형성되며, 메인샤프트(23)가 관통되고 제2격벽(222)과 밀폐된 공간을 형성하도록 한다.

상기 메인샤프트(23)는 바퀴와 연결되어 바퀴의 회전 중심이 되는 구성으로, 차동기어(24)에 결합되어 함께 회전하도록 하며, 구동모터(211)의 작동에 따라 바퀴의 회전이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 차동기어(24)는 메인샤프트(23)에 고정되어 함께 회전하며, 둘레를 따라 복수의 구동기어(212)가 맞물려 회전하도록 한다. 따라서, 상기 차동기어(24)는 구동모터(211)의 작동에 따라 회전하는 복수의 구동기어(212)에 의해 함께 회전하게 된다.

상기 구동제어부(3)는 상기 구동장치(2)의 작동을 조절하는 구성으로, 전기바이크의 가속 정도에 따라 작동될 구동모듈(21)을 선택하고 선택된 구동모듈(21)이 균일하게 작동될 수 있도록 한다. 또한, 상기 구동제어부(3)는 각 구동모듈(21)의 구동모터(211)에 주어지는 부하를 감지하여 출력을 조정하도록 함으로써, 구동모터(211)의 노화 등에도 구동모터(211)의 고른 사용이 가능하도록 하고, 구동모터(211) 사이의 작동정도에 불일치가 계속되는 경우 구동모터(211)의 이상을 진단하여 사용자에게 알릴 수 있도록 함으로써, 구동모터(211)의 이상에 대한 신속한 대처가 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 구동제어부(3)는 도 9에 도시된 바와 같이 작동조절부(31), 부하조정부(32), 이상진단부(33)를 포함할 수 있다.

상기 작동조절부(31)는 전기바이크의 가속에 따른 구동모듈(21)의 작동을 조절하는 구성으로, 바퀴에 장착되는 복수 구동모듈(21)의 작동을 조절하도록 한다. 상기 작동조절부(31)는 입력되는 가속 정보에 따라 작동될 구동모듈(21)을 선택하도록 하며, 선택된 구동모듈(21)의 각 구동모터(211)가 균일하게 작동할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 작동조절부(31)는 가속정보입력모듈(311), 작동모듈선택모듈(312), 균일작동모듈(313)을 포함할 수 있다.

상기 가속정보입력모듈(311)은 전기바이크의 가속 정보가 입력되는 구성으로, 사용자의 조작에 따른 가속 정보가 전기적 신호로 입력되도록 한다.

상기 작동모듈선택모듈(312)은 가속정보입력모듈(311)에 의해 입력되는 가속 정보에 따라 작동될 구동모듈(21)을 선택하는 구성으로, 더욱 정확하게는 작동될 구동모터(211)를 선택하도록 한다. 상기 작동모듈선택모듈(312)은 가속 정도에 따라 작동될 구동모터(211)의 개수를 미리 설정하도록 할 수 있으며, 가속 정도가 클수록 많은 숫자의 구동모터(211)가 작동하도록 설정할 수 있다. 상기 작동모듈선택모듈(312)에 의해 선택된 구동모터(211)들은 균일작동모듈(313)에 의해 균일하게 작동되는데, 일부의 구동모터(211)만이 선택되어 작동하더라도, 이에 의한 구동기어(212)의 회전은 상기 회전차단부재(212b)에 의해 작동하지 않는 구동모터(211)에는 영향이 미치지 않으므로, 선택된 구동모터(211)들의 균일한 작동이 원활하게 이루어질 수 있다.

상기 균일작동모듈(313)은 작동모듈선택모듈(312)에 의해 선택된 구동모터(211)들의 작동이 균일하게 이루어질 수 있도록 하는 구성으로, 각 구동모터(211)에 대한 부하를 고르게 분산시키고 각 구동모터(211)의 효율적인 사용이 가능하도록 한다. 따라서, 상기 균일작동모듈(313)은 각 구동모터(211)의 수명을 최대한으로 보장할 수 있으며, 각 구동모터(211)에 의한 발열은 최저로 유지되도록 할 수 있다.

상기 부하조정부(32)는 각 구동모터(211)의 회전속도를 균일하게 유지하여 각 구동모터(211)에 주어지는 부하를 고르게 분산시키고, 바퀴의 효율적인 구동이 가능하도록 하는 구성으로, 각 구동모터(211)에 주어지는 부하를 감지하여 출력의 조정이 이루어질 수 있도록 한다. 각 구동모터(211)는 상기 균일작동모듈(313)에 의해 균일하게 작동하나, 각 구동모터(211)의 노화, 오염, 손상 등에 따라 각 구동모터(211)의 회전속도, 즉 구동축(211a)의 회전속도가 불일치하게 될 수 있다. 각 구동모터(211)의 회전속도가 불일치하게 될 경우 빠른 회전속도의 구동모터(211)에 더 많은 부하가 주어지게 되고, 각 구동모터(211)를 통한 차동기어(24)로의 회전력의 전달은 효율적으로 이루어지지 못하므로, 각 구동모터(211)의 출력을 조정하여 각 구동모터(211)의 회전속도가 균일하게 유지될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 부하조정부(32)는 부하감지모듈(321), 부하비교모듈(322), 출력조절모듈(323)을 포함할 수 있다.

상기 부하감지모듈(321)은 각 구동모터(211)에 주어지는 부하를 감지하는 구성으로, 상기 작동모듈선택모듈(312)에 의해 선택되어 작동되는 구동모듈(21)의 구동모터(211)에 대한 부하를 감지하도록 한다. 상기 부하감지모듈(321)은 다양한 방법에 의해 부하를 측정하도록 할 수 있으며, 일 예로 각 구동모터(211)의 구동축(211a)의 회전속도를 측정하도록 할 수 있다.

상기 부하비교모듈(322)은 상기 부하감지모듈(321)에 의해 감지되는 각 구동모터(211)의 부하를 비교하는 구성으로, 각 구동모터(211)의 구동축(211a)의 회전속도를 비교하도록 할 수 있다. 각 구동모터(211)는 상기 균일작동모듈(313)에 의해 동일한 출력으로 작동이 개시되나, 앞서 설명한 바와 같이 동일한 출력으로의 작동에도 특정 구동모터(211)의 노화, 오염, 손상 등으로 인해 동일한 회전속도가 출력되지 못하는 경우, 더욱 빠른 회전속도의 구동모터(211)에는 회전속도의 유지를 위해 더욱 많은 출력이 필요하게 되어 과도한 부하가 발생하게 된다. 따라서, 상기 부하비교모듈(322)은 각 구동모터(211)의 부하를 비교하여 동일한 회전속도로 맞춰질 수 있도록 함으로써, 특정 구동모터(211)의 노화, 오염, 손상 등에 의해 타 구동모터(211)에 과도한 부하가 발생하는 것을 차단하고, 구동모터(211)의 고른 사용을 통해 바퀴에 대한 효율적인 구동력의 전달이 가능하도록 한다.

상기 출력조절모듈(323)은 상기 부하비교모듈(322)에 의해 비교되는 각 구동모터(211)의 부하에 따라 각 구동모터(211)의 출력을 조절하여 동일한 회전속도를 가질 수 있도록 하는 구성으로, 특정 구동모터(211)에 부하가 편중되는 것을 방지하여 구동모터(211)의 고른 사용이 가능하도록 함으로써 복수의 구동모터(211)를 이용한 바퀴의 구동이 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다. 일 예로, 상기 출력조절모듈(323)은 부하가 높은 구동모터(211)의 출력은 낮추고, 부하가 낮은 구동모터(211)의 출력을 높여 동일한 회전속도를 갖도록 할 수 있다.

상기 이상진단부(33)는 구동모터(211)의 이상을 진단하는 구성으로, 상기 부하조정부(32)에 의해 각 구동모터(211) 간의 회전속도 불일치가 발생하는 경우 그 불일치 정도 또는 횟수에 따라 구동모터(211)의 이상을 진단하여 알리도록 한다. 상기 이상진단부(33)는 회전속도의 불일치 정도가 큰 경우 바로 구동모터(211)의 이상으로 진단할 수 있으며, 불일치 정도가 크지 않은 경우에도 그 빈도가 일정 횟수 이상 발생하는 경우 구동모터(211)의 이상으로 진단하여 알릴 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 이상진단부(33)는 불일치도산출모듈(331), 진단개시모듈(332), 빈도산출모듈(333), 이상경고모듈(334)을 포함할 수 있다.

상기 불일치도산출모듈(331)은 상기 부하비교모듈(322)에 의해 비교되는 각 구동모터(211) 간의 불일치 정도를 산출하는 구성으로, 각 구동모터(211)의 회전속도 차이 정도를 산출하도록 할 수 있다. 상기 불일치도산출모듈(331)에서 산출되는 불일치 정도가 매우 커서 일정값을 초과하는 경우에는 곧바로 특정 구동모터(211)의 이상으로 진단하도록 할 수 있으며, 일정값을 초과하지는 않으나 상기 출력조절모듈(323)에 의해 출력의 조정이 발생한 경우에는 상기 진단개시모듈(332)에 의해 구동모터(211)에 대한 진단의 개시가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 진단개시모듈(332)은 상기 불일치도산출모듈(331)에 의해 산출되는 불일치 정도가 일정값을 초과하지는 않으나, 출력조절모듈(323)에 의한 출력의 조정이 발생한 경우 특정 구동모터(211)에 대한 진단을 개시하는 구성으로, 특정 구동모터(211)에 대한 정보를 저장하여 상기 빈도산출모듈(333)에 의해 출력 조정이 발생하는 빈도를 산출할 수 있도록 한다.

상기 빈도산출모듈(333)은 진단이 개시된 구동모터(211)에 대해 출력조절모듈(323)에 의해 출력 조정이 발생하는 빈도를 산출하도록 한다. 구동모터(211)의 회전속도 간에 불일치가 발생하는 경우 상기 출력조절모듈(323)에 의해 회전속도가 일치하도록 각 구동모터(211)의 출력이 조정되는데, 일정 시간 내에 다시 회전속도의 불일치가 발생하는 경우에는 다시 출력조절모듈(323)에 의해 출력이 조정이 이루어진다. 이렇게 반복적으로 회전속도의 불일치가 발생하는 경우에는 특정 구동모터(211)의 이상이 발생할 확률이 매우 높아지므로, 상기 빈도산출모듈(333)은 특정 구동모터(211)에 대해 회전속도의 불일치가 발생하는 빈도를 산출하여, 일정 빈도 이상 불일치가 발생하는 경우 상기 이상경고모듈(334)에 의해 구동모터(211)의 이상을 알릴 수 있도록 한다.

상기 이상경고모듈(334)은 구동모터(211)의 이상을 사용자에게 알리는 구성으로, 상기 불일치도산출모듈(331)에 의해 불일치 정도가 일정값을 초과하거나 빈도산출모듈(333)에 의해 산출되는 빈도가 일정 횟수 이상인 경우 구동모터(211)의 이상으로 알리도록 한다. 상기 이상경고모듈(334)은 별도의 화면, 점등 또는 소리를 통해 시각적, 청각적으로 구동모터(211)의 이상 발생을 알리도록 할 수 있다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: DC발전기
11: 회전부 111: 회전부재 112: 영구자석
12: 권선부 121: 폴 122: 코일
13: 정류부 131: 정류다이오드
14: PCB판
15: 회로전환부 151: 전환회로 151a: 직렬스위치
151a-1: 직렬전환스위치 151a-2: 모듈연결스위치
151b: 병렬스위치 151b-1: 병렬전환스위치 151b-2: 모듈연결스위치
152; 직병렬전환모듈 153: 연결설정모듈
2: 구동장치
21: 구동모듈 211: 구동모터 211a: 구동축
212: 구동기어 212a: 회전축 212b: 회전차단부재
22: 격벽부 221: 제1격벽 222: 제2격벽
223: 제3격벽 23: 메인샤프트 24: 차동기어
3: 구동제어부
31: 작동조절부 311: 가속정보입력모듈 312: 작동모듈선택모듈
313: 균일작동모듈 32: 부하조정부 321: 부하감지모듈
322: 부하비교모듈 323: 출력조절모듈 33: 이상진단부
331: 불일치도산출모듈 332: 진단개시모듈 333: 빈도산출모듈
334: 이상경고모듈

Claims (9)

1. 내측 둘레를 따라 영구자석이 설치된 상태로 회전하는 회전부와;
   코일이 권선된 다수의 폴이 영구자석의 내측으로 대향되어 형성되며, 회전부의 회전에 따라 교류 전류가 발생되는 권선부와;
   상기 권선부와 연결되어 권선부에서 발생된 전류를 직류로 전환하는 정류부와;
   상기 권선부 및 정류부가 고정되는 PCB판;을 포함하고,
   상기 정류부는,
   다수의 폴 각각에 개별적으로 연결되는 다수의 정류다이오드를 포함하여, 각 폴에서 발생되는 전류를 각 정류다이오드에서 개별적으로 정류하도록 하며,
   상기 PCB판은,
   정류를 위해 인쇄된 정류회로를 포함하며,
   각 폴에 권선된 코일은 정류회로에 연결되도록 하고,
   각 폴의 코일과 연결된 정류회로는 각각 정해진 정류다이오드와 연결되도록 하여, 각 폴 별로 개별적인 정류가 이루어지도록 하며,
   상기 폴은,
   일정 간격 이격되어 원형으로 형성되도록 하고,
   상기 정류다이오드는 상기 폴의 외측 둘레를 따라 일정 간격 이격되어 원형으로 형성되도록 하며,
   상기 폴 및 정류다이오드는 사용자가 원하는 전압과 전류에 따라 일정 개수로 형성되도록 하고,
   상기 PCB판을 서로 대향되도록 연결하여 고정되도록 함으로써, 복수개가 적층되어 하나의 발전기를 형성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 모듈형 초경량 DC발전기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈형 초경량 DC발전기는
   각 폴에서 발생되어 정류부를 거쳐 나온 전류가 직렬 또는 병렬로 연결되어 별도의 전력저장장치로 전달되도록 하는 회로전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 초경량 DC발전기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 회로전환부는
   각 폴 사이를 직렬 또는 병렬로 연결하는 전환회로와, 상기 회전부의 회전속도에 따라 상기 전환회로를 직렬 또는 병렬로 전환하는 직병렬전환모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 초경량 DC발전기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 전환회로는
   각 폴 사이를 직렬로 연결되도록 하는 직렬스위치와, 각 폴 사이를 병렬로 연결되도록 하는 병렬스위치를 포함하고,
   상기 직병렬전환모듈은,
   상기 회전부의 회전속도가 설정된 값 이상인 경우 직렬스위치를 온 상태가 되도록 하고 병렬스위치를 오프 상태가 되도록 하며, 회전부의 회전속도가 설정된 값 미만인 경우 병렬스위치를 온 상태가 되도록 하고 직렬스위치를 오프 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 모듈형 초경량 DC발전기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 회로전환부는
   설정된 전압값에 따라 연결되는 폴의 개수를 조절하는 연결설정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 초경량 DC발전기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 직렬스위치는
   각 폴이 직렬로 연결된 상태에서 전환회로를 별도의 전력저장장치와 연결시키는 직렬전환스위치와, 각 폴 사이를 직렬로 연결하는 모듈연결스위치를 포함하고,
   상기 병렬스위치는,
   각 폴이 병렬로 연결된 상태에서 전환회로를 별도의 전력저장장치와 연결시키는 병렬전환스위치와, 각 폴 사이를 병렬로 연결하는 모듈연결스위치를 포함하고,
   상기 연결설정모듈은,
   상기 모듈연결스위치의 작동을 조절하여 전환회로에 연결되는 폴의 개수를 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는 모듈형 초경량 DC발전기.
   

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