KR102084474B1 - 교류 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 공통 샤프트에 모터용 회전자와 발전용 회전자가 각각 장착됨으로서, 모터의 회전자가 회전하게 되면, 샤프트가 회전하게 되고, 샤프트에 의해 발전기의 회전자도 회전하게 됨으로써, 발전기의 출력이 이루어지는 교류 발전기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 교류 발전기는 하우징(1)에 모터용 고정자(2)와 발전용 고정자(3)가 각각 장착되며, 모터용 고정자(2)의 내부에 모터용 회전자(4)가 배치되고, 발전용 고정자(3)의 내부에 발전용 회전자(5)가 배치되며, 하나의 공통 샤프트(6)에 모터용 회전자(4)와 발전용 회전자(5)가 각각 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

교류 발전기{AC GENERETOR}

본 발명은 하나의 공통 샤프트에 모터용 회전자와 발전용 회전자가 각각 장착됨으로서, 모터의 회전자가 회전하게 되면, 샤프트가 회전하게 되고, 샤프트에 의해 발전기의 회전자도 회전하게 됨으로써, 발전기의 출력이 이루어지는 교류 발전기에 관한 것이다.

대한민국 특허출원공개 제10-2007-0082819호(2007년 8월 22일, 공개)에 "초효율 진동발전장치"가 소개되어 있다.

상기 초효율 진동발전장치는 전기 에너지를 공급하여 전동발전부를 회전시키기 위한 전동회로부와, 상기 전동회로부의 전기 에너지에 의해 회전되고 회전에 의해 전기적인 에너지를 생성하는 전동발전부와, 상기 전동발전부에서 생성된 교류 전기를 정류하여 직류 전기로 출력하는 발전회로부로 이루어진다. 그리고 전동발전부는 n상의 독립.다상.병렬.분포권선방식으로 권선되어 상기 전동회로부로부터 전원을 공급받아 여자되는 전동권선과, 2n상의 독립.다상.병렬.분포권선방식으로 권선되어 생성된 전기를 상기 발전회로부로 제공하는 발전권선을 포함하는 고정자; 중앙에 축이 위치하고, 적층된 규소강판속에 평판형 영구자석을 방사상으로 매입하여 형성된 회전자; 감지영역과 비감지영역을 갖고 상기 회전자의 축 일단에 취부된 정류자 엔코더; 및 상기 정류자 엔코더가 축에 의해 회전될 때 상기 정류자 엔코더의 감지영역에서는 온되고 비감지영역에서는 오프되어 전기적으로 정류자 기능을 수행하도록 광센서신호를 상기 전동회로부에 제공하는 2n개의 포토센서들로 구성된다.

그러나, 상기 초효율 진동발전장치는 배터리의 전원이 전동회로부를 통해 회전자로 공급되어, 회전자가 회전하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 본 발명은 하나의 공통 샤프트에 모터용 회전자와 발전용 회전자가 각각 장착됨으로서, 모터의 회전자가 회전하게 되면, 샤프트가 회전하게 되고, 샤프트에 의해 발전기의 회전자도 회전하게 됨으로써, 발전기의 출력이 이루어지게 되어, 회전 전달 효율이 풀리 등과 같은 중간 동력전달매체를 이용하여 전달하는 것보다 월등이 높고, 발전용 고정자에서 출력되는 2개의 전류 중 어느 한 전류를 모터용 회전자를 회전시키는 전원으로 피드백함으로써, 발전에 사용되는 비용을 최소화할 수 있는 교류 발전기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교류 발전기의 일례는 하우징에 모터용 고정자와 발전용 고정자가 각각 장착되며, 모터용 고정자의 내부에 모터용 회전자가 배치되고, 발전용 고정자의 내부에 발전용 회전자가 배치되며, 하나의 공통 샤프트에 모터용 회전자와 발전용 회전자가 각각 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 교류 발전기는 배터리의 전원이 전동 회로부를 통해 모터용 고정자로 공급되어, 모터용 회전자가 회전하게 되고, 모터용 회전자의 회전에 의해 공통 샤프트가 회전하게 되며, 공통 샤프트의 회전에 의해 발전용 회전자가 회전하게 됨으로써, 발전용 고정자에서 2개의 3상 전류가 출력되고, 3개의 3상 전류중 어느 한 3상 전류가 배터리로 피드백되고, 나머지 3상 전류가 외부 사용처로 공급되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 교류 발전기는 배터리의 전원이 전동 회로부를 통해 모터용 고정자로 공급되어, 모터용 회전자가 회전하게 되고, 모터용 회전자의 회전에 의해 공통 샤프트가 회전하게 되며, 공통 샤프트의 회전에 의해 발전용 회전자가 회전하게 됨으로써, 발전용 고정자에서 2개의 3상 전류가 출력되고, 2개의 3상 전류 중 어느 한 3상 전류가 전동회로부로 공급되고, 나머지 3상 전류가 외부 사용처로 공급되며, 어느 한 3상 전류가 전동회로부로 공급되는 중에는 배터리의 출력이 중지되고, 어느 한 3상 전류가 전동회로부로 공급되는 중에 전동회로부로 공급되는 3상 전류가 설정값 이하로 낮아지면, 발전용 고정자에서 전동회로부로의 전류 공급이 중단되고, 배터리에서 전동회로부로 전류를 공급하게 되는 것을 특징으로 한다.

상기 발전용 고정자는 48개의 슬롯이 형성되고, 8개의 슬롯이 한 세트를 이루어 1개의 슬롯 세트에 1개의 코일이 권선됨으로써, 총 6개 슬롯 세트에 6개의 코일이 권선되고, 6개의 코일 중 3개의 코일에서 출력되는 전류가 배터리로 피드백되고, 나머지 3개의 코일에서 출력되는 전류가 외부 사용처로 공급되는 것을 것을 특징으로 한다.

상기 발전용 회전자는 발전용 고정자(3)의 중공부에 배치되며, 보빈의 중공부에 공통 샤프트가 끼워지고, 보빈의 중공부에서 방사상으로 8개의 홀이 등간격으로 형성되고, 홀과 홀 사이에 영구자석이 각각 장착되며, 어느 한 영구자석과 이와 이웃하는 영구자석이 서로 같은 극성으로 마주보게 배열되는 것을 특징으로 한다.

이것에 의해, 본 발명에 따른 교류 발전기는 회전 전달 효율이 풀리 등과 같은 중간 동력전달매체를 이용하여 전달하는 것보다 월등이 높고, 발전용 고정자에서 출력되는 2개의 전류 중 어느 한 전류를 모터용 회전자를 회전시키는 전원으로 피드백함으로써, 발전에 사용되는 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 교류 발전기를 개략적으로 도시한 측면도
도 2는 본 발명에 따른 교류 발전기를 개략적으로 도시한 A-A선에 따른 단면도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 교류 발전기는 하우징(1)에 모터용 고정자(2)와 발전용 고정자(3)가 각각 장착되며, 모터용 고정자(2)의 내부에 모터용 회전자(4)가 배치되고, 발전용 고정자(3)의 내부에 발전용 회전자(5)가 배치되며, 하나의 공통 샤프트(6)에 모터용 회전자(4)와 발전용 회전자(5)가 각각 장착된다.

또한, 본 발명에 따른 교류 발전기는 배터리(7)의 전원이 전동 회로부(8)를 통해 모터용 고정자(2)로 공급되어, 모터용 회전자(4)가 회전하게 되고, 모터용 회전자(4)의 회전에 의해 공통 샤프트(6)가 회전하게 되며, 공통 샤프트(6)의 회전에 의해 발전용 회전자(5)가 회전하게 됨으로써, 발전용 고정자(3)에서 2개의 3상 전류가 출력되고, 3개의 3상 전류중 어느 한 3상 전류가 배터리(7)로 피드백되고, 나머지 3상 전류가 외부 사용처(9)로 공급된다.

다른 대안으로, 본 발명에 따른 교류 발전기는 배터리(7)의 전원이 전동 회로부(8)를 통해 모터용 고정자(2)로 공급되어, 모터용 회전자(4)가 회전하게 되고, 모터용 회전자(4)의 회전에 의해 공통 샤프트(6)가 회전하게 되며, 공통 샤프트(6)의 회전에 의해 발전용 회전자(5)가 회전하게 됨으로써, 발전용 고정자(3)에서 2개의 3상 전류가 출력되고, 2개의 3상 전류 중 어느 한 3상 전류가 전동회로부(8)로 공급되고(도 1에서 일점쇄선으로 도시함), 나머지 3상 전류가 외부 사용처(9)로 공급되며, 어느 한 3상 전류가 전동회로부(8)로 공급되는 중에는 배터리(7)의 출력이 중지되고, 어느 한 3상 전류가 전동회로부(8)로 공급되는 중에 전동회로부(8)로 공급되는 3상 전류가 설정값 이하로 낮아지면, 발전용 고정자(3)에서 전동회로부(8)로의 전류 공급이 중단되고, 배터리(7)에서 전동회로부(8)로 전류를 공급하게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 교류 발전기는 모터용 회전자(4)의 회전이 공통 샤프트(6)를 통해 발전용 회전자(5)로 전달됨으로써, 회전 전달 효율이 풀리 등과 같은 중간 동력전달매체를 이용하여 전달하는 것보다 월등이 높고, 발전용 고정자(3)에서 출력되는 2개의 전류 중 어느 한 전류를 모터용 회전자(4)를 회전시키는 전원으로 피드백함으로써, 발전에 사용되는 비용을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 2를 참조하면, 상기 발전용 고정자(3)는 48개의 슬롯이 형성되고, 8개의 슬롯이 한 세트를 이루어 1개의 슬롯 세트에 1개의 코일이 권선됨으로써, 총 6개 슬롯 세트에 6개의 코일이 권선되고, 6개의 코일 중 3개의 코일에서 출력되는 전류가 배터리(7)로 피드백되고, 나머지 3개의 코일에서 출력되는 전류가 외부 사용처(9)로 공급된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 교류 발전기는 발전용 고정자(3)에서 6상의 전류가 출력되어, 3상의 전류가 외부 사용처(9)로 충분한 공급되고, 3상의 전류가 배터리(7)로 피드백됨으로써, 발전기의 구동에 사용되는 에너지를 최소화할 수 있다.

상기 발전용 회전자(5)는 발전용 고정자(3)의 중공부에 배치되며, 보빈(51)의 중공부에 공통 샤프트(6)가 끼워지고, 보빈(51)의 중공부에서 방사상으로 8개의 홀(52)이 등간격으로 형성되고, 홀(52)과 홀(52) 사이에 영구자석(53)이 각각 장착되며, 어느 한 영구자석(53)과 이와 이웃하는 영구자석이 서로 같은 극성으로 마주보게 배열된다.

이것에 의해, 영구자석(53)의 갯수를 8개로 구성하여, 자속밀도를 최대화함으로써, 발전용 고정자(3)의 출력을 최대로 높일 수 있는 장점이 있다.

1 : 하우징 2 : 모터용 고정자
3 : 발전용 고정자 4 : 모터용 회전자
5 : 발전용 회전자 6 : 공통 샤프트

Claims (5)

1. 하우징(1)에 모터용 고정자(2)와 발전용 고정자(3)가 각각 장착되며, 모터용 고정자(2)의 내부에 모터용 회전자(4)가 배치되고, 발전용 고정자(3)의 내부에 발전용 회전자(5)가 배치되며, 하나의 공통 샤프트(6)에 모터용 회전자(4)와 발전용 회전자(5)가 각각 장착되고, 배터리(7)의 전원이 전동 회로부(8)를 통해 모터용 고정자(2)로 공급되어 모터용 회전자(4)가 회전하게 되고, 모터용 회전자(4)의 회전에 의해 공통 샤프트(6)가 회전하게 되며, 공통 샤프트(6)의 회전에 의해 발전용 회전자(5)가 회전하되,
   상기 발전용 회전자(5)는 발전용 고정자(3)의 중공부에 배치되며, 보빈(51)의 중공부에 공통 샤프트(6)가 끼워지고, 보빈(51)의 중공부에서 방사상으로 8개의 홀(52)이 등간격으로 형성되고, 홀(52)과 홀(52) 사이에 영구자석(53)이 각각 장착되며, 어느 한 영구자석(53)과 이와 이웃하는 영구자석이 서로 같은 극성으로 마주보게 배열되며,
   상기 발전용 고정자(3)는 48개의 슬롯이 형성되고, 8개의 슬롯이 한 세트를 이루어 1개의 슬롯 세트에 1개의 코일이 권선됨으로써, 총 6개 슬롯 세트에 6개의 코일이 권선되고, 6개의 코일 중 3개의 코일에서 출력되는 전류가 상기 모터용 회전자(4)를 회전시키는 전원으로 피드백되고, 나머지 3개의 코일에서 출력되는 전류가 외부 사용처(9)로 공급되는 것을 것을 특징으로 하는 교류 발전기.
2. 제 1 항에 있어서,
   발전용 고정자(3)에서 2개의 3상 전류가 출력되고, 2개의 3상 전류중 어느 한 3상 전류가 배터리(7)로 피드백되고, 나머지 3상 전류가 외부 사용처(9)로 공급되는 것을 특징으로 하는 교류 발전기.
3. 제 1 항에 있어서,
   발전용 고정자(3)에서 2개의 3상 전류가 출력되고, 2개의 3상 전류 중 어느 한 3상 전류가 전동회로부(8)로 공급되고, 나머지 3상 전류가 외부 사용처(9)로 공급되며, 어느 한 3상 전류가 전동회로부(8)로 공급되는 중에는 배터리(7)의 출력이 중지되고, 어느 한 3상 전류가 전동회로부(8)로 공급되는 중에 전동회로부(8)로 공급되는 3상 전류가 설정값 이하로 낮아지면, 발전용 고정자(3)에서 전동회로부(8)로의 전류 공급이 중단되고, 배터리(7)에서 전동회로부(8)로 전류를 공급하게 되는 것을 특징으로 하는 교류 발전기.
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