KR102121661B1 - Loss energy recovery method of motor using electromagnetic induction - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터(10)에 감겨진 1차코일(30)의 일측인 모터(10)의 코어(50)방향으로 2차코일(40)을 감는 단계와, 1차코일(30)에 전류를 인가하여 모터(10)를 회전시키면서 코어(50)방향으로 흡수되어 소멸되는 전류를 2차코일(40)로 유도하는 단계;로 이루어져 모터(10)의 코어((50)로 흡수되어 소멸되는 전기에너지를 회생시켜 변압기(60)를 통해 변환하여 모터(10)에 다시 공급하거나 외부 배터리(7)에 저장할 수 있어 모터(10)의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.The present invention is a step of winding the secondary coil 40 in the direction of the core 50 of the motor 10, which is one side of the primary coil 30 wound on the motor 10, and the current to the primary coil 30 The step of inducing the current absorbed and dissipated in the direction of the core 50 to the secondary coil 40 while rotating the motor 10 by applying; consisting of electricity absorbed and dissipated into the core 50 of the motor 10 The energy is regenerated and converted through the transformer 60 to be supplied to the motor 10 again or stored in an external battery 7, thereby increasing the efficiency of the motor 10.

Description

전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법{LOSS ENERGY RECOVERY METHOD OF MOTOR USING ELECTROMAGNETIC INDUCTION}Regeneration method for loss energy of motor using electromagnetic induction {LOSS ENERGY RECOVERY METHOD OF MOTOR USING ELECTROMAGNETIC INDUCTION}

본 발명은 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for regenerating lost energy of a motor using electromagnetic induction.

일반적으로 모터는 다양한 형태의 에너지 손실이 발생하며, 그 예로서 동손실, 철손설, 기계손실 등이 발생하게 된다.In general, motors generate various types of energy loss, such as copper loss, iron loss, and mechanical loss.

동손실은 입력한 전기에너지가 감긴 코일 등의 저항에 의하여 열에너지로 변하는 손실을 말하며, 코일뿐만 아니라 선의 연결, 배선의 굵기 등에 의해 발생한다.The copper loss refers to a loss that is changed into thermal energy by resistance of the coil, etc., in which the input electric energy is wound, and is generated by not only the coil but also the connection of wires and the thickness of the wiring.

철손실은 모터의 철심(코어)에 의한 히스테리시스 손실과 와전류손실 말하며, 히스테리시스손실은 철심에 교번 자계를 유기시킬 때 자계의 교번이 일어나는 관성에 의해 손실되는 전력을 말하고, 와전류손실은 교번 자계에 의해서 철심에 유기되는 와전류에 의해 주울열의 형태로 소모되는 에너지를 말하는 것으로 철심에 소용돌이 전류가 흐르면서 철시의 저항성분에 의해 발열이 되면서 열의 형태로 손실되는 것이다.Iron loss refers to the hysteresis loss and eddy current loss caused by the iron core (core) of the motor, and hysteresis loss refers to the power lost due to the inertia where alternating magnetic fields occur when an alternating magnetic field is induced in the iron core, and eddy current loss is caused by the alternating magnetic field. It refers to the energy consumed in the form of Joule heat by the eddy current induced in the iron core, and it is lost in the form of heat as the vortex current flows through the core to generate heat due to the resistance component at the time.

기계손실은 주로 회전자와 고정자의 베어링에 의한 마찰저항 등에 의한 손실을 말한다.Mechanical loss mainly refers to loss due to frictional resistance due to the bearings of the rotor and stator.

또한, 모터의 코일에 교번 자계를 공급하여 전자석에 의한 회전이 발생하는 과정에서 전자석이 설치되지 않는 코어방향으로의 전류의 흐름은 코어에 흡수되어 소멸되어 버리는 문제점이 있다.In addition, in the process of supplying an alternating magnetic field to the coil of the motor, the flow of electric current in the direction of the core in which the electromagnet is not installed is absorbed by the core and disappears in the process of rotation by the electromagnet.

공개실용신안 20-2011-0010127호, '비엘디씨 통돌이 모터 겸용 발전기'Public utility model 20-2011-0010127,'BDC DC motor combined generator'

따라서 본 발명의 목적은 코일에 공급되는 전기에너지 중에서 코어를 통해 흡수되어 소멸되는 전기를 다시 회생시켜 사용할 수 있도록 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법을 제공하는데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for regenerating a loss energy of a motor using electromagnetic induction, which enables regeneration of electricity absorbed and dissipated through a core among electric energy supplied to a coil.

상기의 목적에 따른 본 발명은 모터(10)에 감겨진 1차코일(30)의 일측인 모터(10)의 코어(50)방향으로 2차코일(40)을 감는 단계와, 1차코일(30)에 전류를 인가하여 모터(10)를 회전시키면서 코어(50)방향으로 흡수되어 소멸되는 전류를 2차코일(40)로 유도하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention according to the above object is a step of winding the secondary coil 40 in the direction of the core 50 of the motor 10, which is one side of the primary coil 30 wound on the motor 10, and the primary coil ( 30) by applying a current to the motor 10 while rotating the motor 10 to induce the current absorbed and dissipated in the direction of the core 50 to the secondary coil 40; characterized by consisting of.

또한, 2차코일(40)에서 유도되는 전류를 변압기(60)에 의해 변환하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, the step of converting the current induced by the secondary coil 40 by the transformer (60); characterized in that it comprises a.

또한, 2차코일(40)에서 유도되는 전류를 인버터(65)로 주파수를 제어하여 모터(10)에 공급하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of controlling the frequency of the current induced by the secondary coil 40 to the inverter 65 and supplying it to the motor 10; characterized in that it comprises a.

또한, 변압기(60)에 의해 전류를 변환한 후 변환된 전류를 외부배터리(70)에 저장하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, after converting the current by the transformer 60, storing the converted current in the external battery 70; characterized in that it comprises a.

또한, 1차코일과 2차코일 모두를 전자석으로 사용하여 모터의 회전력을 높일 수 있도록 함을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that both the primary coil and the secondary coil are used as electromagnets to increase the rotational force of the motor.

또한, 제1항에 있어서, 1차코일(30)과 2차코일(40)을 통해 전기가 충전되도록 함을 특징으로 한다.Further, according to claim 1, characterized in that electricity is charged through the primary coil (30) and the secondary coil (40).

또한, 브레이크 작동시 1차코일(30)을 전자석으로 구성하여 감속되게 하면서 2차코일(40)을 통해 전기를 생산하고, 초기 감속후에는 1, 2차코일(30)(40)을 통해 전기를 생산하도록 함을 특징으로 한다.In addition, when the brake is operated, the primary coil 30 is composed of an electromagnet to decelerate while producing electricity through the secondary coil 40, and after the initial deceleration, electricity is generated through the primary and secondary coils 30 and 40. Characterized in that to produce.

본 발명에서는 모터의 코어로 흡수되어 소멸되는 전기에너지를 회생시켜 모터에 공급하거나 외부 배터리에 저장할 수 있어 모터의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.In the present invention, the electric energy absorbed and dissipated into the core of the motor can be regenerated and supplied to the motor or stored in an external battery, thereby increasing the efficiency of the motor.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법을 설명하는 흐름도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법을 구현하기 위한 모터의 개략도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법의 개략적인 구성을 설명하는 블럭도이다.1 is a flowchart illustrating a method for regenerating loss energy of a motor using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention,
2 is a schematic diagram of a motor for realizing a method for regenerating lost energy of a motor using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention,
3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a method for regenerating loss energy of a motor using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법을 설명하는 흐름도이고, 도 2 내지 도 3은 손실에너지 회생을 위한 모터의 개략적인 구성도이다.1 is a flowchart illustrating a method for regenerating loss energy of a motor using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 3 are schematic configuration diagrams of a motor for regenerating loss energy.

본 발명의 전자기유도를 이용한 모터(10)의 손실에너지 회생방법은 모터(10)에 감겨진 1차코일(30)의 일측인 모터(10)의 코어(50)방향으로 2차코일(40)을 감는 단계와, 1차코일(30)에 전류를 인가하여 모터(10)를 회전시키면서 코어(50)방향으로 흡수되어 소멸되는 전류를 2차코일(40)로 유도하는 단계로 이루어진다. The method for regenerating the loss energy of the motor 10 using electromagnetic induction of the present invention is the secondary coil 40 in the direction of the core 50 of the motor 10, which is one side of the primary coil 30 wound on the motor 10. Winding, and applying a current to the primary coil 30, while rotating the motor 10, the current absorbed and dissipated in the direction of the core 50 is induced to the secondary coil 40.

또한, 2차코일(40)에서 유도되는 전류를 변압기(60)에 의해 변환하는 단계를 포함할 수 있으며, 변압기(60)를 통해 변환된 전류는 인버터(65)를 통해 모터(10)로 다시 공급하거나 변환된 전류를 별도의 외부배터리(70)에 충전하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, it may include the step of converting the current induced by the secondary coil 40 by the transformer 60, the current converted through the transformer 60 is back to the motor 10 through the inverter 65 It may include the step of charging or storing the supplied or converted current in a separate external battery 70.

본 발명에서는 모터(10)의 구동시 코어(50)의 설치방향으로 흡수되어 소멸되는 전류를 전자기유도에 의해 제2코일로 유도하고 이를 변압기(60)를 통해 변환하여 회생시킬 수 있도록 하는 것이며, 기본적인 모터(10)의 구동원리에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 하기로 한다.In the present invention, the current absorbed and dissipated in the installation direction of the core 50 when the motor 10 is driven is guided to the second coil by electromagnetic induction and converted through the transformer 60 to be regenerated. Description of the driving principle of the basic motor 10 will be omitted or simplified.

본 발명의 전자기유도를 이용한 모터(10)의 손실에너지를 회생시키기 위해 통상의 모터(10)에 설치된 1차코일(30)의 일측에 2차코일(40)을 감아 설치하며, 바람직하게는 모터(10)의 코어(50)가 설치된 방향에 2차코일(40)을 설치하게 된다.In order to regenerate the loss energy of the motor 10 using the electromagnetic induction of the present invention, the secondary coil 40 is wound on one side of the primary coil 30 installed in the conventional motor 10, and preferably installed The secondary coil 40 is installed in a direction in which the core 50 of (10) is installed.

1차코일(30)에 교번 전류를 인가하여 극성이 변화시키면서 자석(20)과의 인,척력으로 인해 모터(10)가 회전하게 되나, 자석(20)이 설치된 반대 방향으로의 전류는 코어(50)에 흡수되어 소멸되는 것이며, 본 발명에서는 이러한 코어(50)에 흡수되어 소멸되는 전류를 2차코일(40)로 흐르도록 유도하여 이를 사용할 수 있도록 하는 것이다.While alternating polarity by applying alternating current to the primary coil 30, the motor 10 rotates due to the pulling and repulsive force with the magnet 20, but the current in the opposite direction in which the magnet 20 is installed is the core ( 50) is absorbed and extinguished. In the present invention, the current absorbed and extinguished by the core 50 is induced to flow to the secondary coil 40 so that it can be used.

교번 전류가 인가되는 1차코일(30)의 일측에 2차코일(40)을 설치하고 모터(10)의 회전시 1차코일(30)에 교번 전류를 인가하여 자기장의 변화에 의해 모터(10)가 회전하면서 자석(20)이 설치되지 않은 타측으로는 전자기유도현상에 의해 2차코일(40)로 전류가 흐르도록 한다.The secondary coil 40 is installed on one side of the primary coil 30 to which the alternating current is applied, and an alternating current is applied to the primary coil 30 when the motor 10 is rotated to change the motor 10 by changing the magnetic field. ) Is rotated so that current flows to the secondary coil 40 due to electromagnetic induction to the other side where the magnet 20 is not installed.

본 발명에서는 1차코일(30)을 전자석으로 사용하고, 2차코일(40)을 발전기의 형태로 사용하는 것이나, 모터(10)의 회전력을 높이기 위해 1차코일(30), 2차코일(40) 모두는 전자석으로 사용할 수 있다.In the present invention, the primary coil 30 is used as an electromagnet, and the secondary coil 40 is used in the form of a generator, but the primary coil 30, secondary coil ( 40) All can be used as electromagnets.

2차코일(40)로 유도된 전류는 변압기(60)를 통해 전류나 전압을 변환하여 사용하게 되며, 변환된 전류는 모터(10)에 다시 공급하여 재사용하거나 외부배터리(70)에 충전하여 저장할 수 있다.The current induced by the secondary coil 40 is used by converting the current or voltage through the transformer 60, and the converted current is supplied to the motor 10 again for reuse or storage by charging the external battery 70. You can.

이때, 변압기(60)를 통해 변환되거나 외부배터리(70)에 저장된 전류를 모터(10)에 공급하기 위한 인버터(65)를 구성할 수 있으며, 인버터(65)를 통해 전류의 주파수를 제어하여 모터(10)의 회전속도를 제어하게 된다.At this time, an inverter 65 for supplying the current converted to the motor 10 through the transformer 60 or stored in the external battery 70 can be configured, and the frequency of the current is controlled through the inverter 65 to control the motor The rotation speed of (10) is controlled.

본 발명에서는 모터(10)의 코어(50)로 흡수되어 소멸되는 전류를 회생시키는 방법을 제공하는 것이며, 이러한 모터(10)의 구조를 전기 자동차나 오토바이 등 모터(10)에 의해 구동되는 전기장치에 사용될 수 있으며, 모터(10)의 회전에 의해 구동되면서 모터(10)의 코어(50)로 흡수되어 소멸되는 전기를 회생시켜 재사용함으로써 모터(10)의 효율을 높일 수 있게 된다.The present invention provides a method for regenerating the current absorbed and dissipated by the core 50 of the motor 10, and the electric device driven by the motor 10, such as an electric vehicle or a motorcycle, is provided for the structure of the motor 10. It can be used for, it is driven by the rotation of the motor 10 is regenerated and reused by absorbing and dissipating electricity absorbed by the core 50 of the motor 10, it is possible to increase the efficiency of the motor (10).

특히, 전기자동차나 하이브리드 자동차의 경우 브레이크 작동에 의해 차량의 속도를 줄이는 경우 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 제동을 걸도록 하고 있으며, 이때 변환되는 전기에너지를 배터리에 저장하거나 다시 모터의 전원으로 돌려서 재사용이 가능하도록 하고 있다.In particular, in the case of an electric vehicle or a hybrid vehicle, when the speed of the vehicle is reduced by braking, the kinetic energy is converted into electric energy to brake, and the converted electric energy is stored in a battery or turned back to the power of the motor. It is made available for reuse.

본 발명에서는 이러한 회생제동 충전을 이용하여 종래의 충전기능과 함께 본 발명의 모터(10)를 설치하는 경우 회생제동 충전이 1차코일(30)을 통해 이루어지는 것을 1, 2차코일(30)(40) 모두에서 충전되도록 하여 충전효율을 높일 수 있는 것이다.In the present invention, when the motor 10 of the present invention is installed with the conventional charging function by using the regenerative braking charging, the primary and secondary coils 30 are provided that the regenerative braking charging is performed through the primary coil 30 ( 40) It is possible to increase the charging efficiency by allowing charging at all.

또한, 전자석 브레이크로 작동하는 경우 제동시 1차, 2차코일(30)(40)을 구성하고, 초기 제동시에 급브레이크에 의한 브레이크 디스크의 손상을 방지하기 위해 1차코일(30)을 전자석으로 형성되도록 하여 감속시키면서 2차코일(40)에서는 전기가 생산되도록 하며, 초기 감속후에는 완전히 정지할 때까지 1, 2차코일(30)(40)에서 전기가 생산될 수 있도록 한다.In addition, when operating with an electromagnet brake, the primary and secondary coils 30 and 40 are configured during braking, and the primary coil 30 is used as an electromagnet to prevent damage to the brake disc due to a rapid brake during initial braking. The secondary coil 40 generates electricity while being decelerated by forming, and after initial deceleration, electricity can be produced from the primary and secondary coils 30 and 40 until it is completely stopped.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.In the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be determined by the described embodiments, but should be defined by the claims and equivalents to the claims.

(10)-- 모터
(20)-- 자석
(30)-- 1차코일
(40)-- 2차코일
(50)-- 코어
(60)-- 변압기
(65)-- 인버터
(70)-- 외부배터리(10)-- Motor
(20)-- Magnet
(30)-- Primary coil
(40)-- Secondary coil
(50)-- Core
(60)-- Transformer
(65)-- Inverter
(70)-- External battery

Claims (7)

모터(10)에 감겨진 1차코일(30)의 일측인 모터(10)의 코어(50)방향으로 2차코일(40)을 감는 단계와;,
1차코일(30)에 전류를 인가하여 모터(10)를 회전시키면서 코어(50)방향으로 흡수되어 소멸되는 전류를 2차코일(40)로 유도하는 단계와;,
상기 1차코일(30)과 2차코일(30)이 구성된 모터(10)가 설치된 브레이크 작동시 1차코일(30)을 전자석으로 구성하여 감속되게 하면서 2차코일(40)을 통해 전기를 생산하고 초기 감속후에는 1, 2차코일(30)(40)을 통해 전기를 생산하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
Winding the secondary coil 40 in the direction of the core 50 of the motor 10, which is one side of the primary coil 30 wound on the motor 10;
Applying a current to the primary coil 30 and inducing a current absorbed and dissipated in the core 50 direction to the secondary coil 40 while rotating the motor 10;
Electricity is produced through the secondary coil (40) while the primary coil (30) is composed of an electromagnet and decelerates when the motor (10) composed of the primary coil (30) and secondary coil (30) is installed. And after the initial deceleration, the step of producing electricity through the primary and secondary coils (30, 40); Loss energy regeneration method of the motor using electromagnetic induction, characterized in that consisting of.
제1항에 있어서,
2차코일(40)에서 유도되는 전류를 변압기(60)에 의해 변환하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
According to claim 1,
Method of converting the current induced in the secondary coil 40 by the transformer (60); Loss energy regeneration method of the motor using electromagnetic induction, characterized in that comprises a.
제2항에 있어서,
변압기(60)에 의해 전류를 변환한 후 변환된 전류를 외부배터리(70)에 저장하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
According to claim 2,
After converting the current by the transformer (60) storing the converted current in the external battery (70); Loss energy regeneration method of the motor using electromagnetic induction, comprising a.
제2항 또는 제3항에 있어서,
변압기(60)를 통해 변환되거나 외부배터리(70)에 저장된 전류를 인버터(65)를 통해 주파수를 제어하여 모터(10)의 회전속도를 제어하도록 공급하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
The method of claim 2 or 3,
Electromagnetic, characterized in that comprises; supplying the current to be converted through the transformer 60 or stored in the external battery 70 to control the rotation speed of the motor 10 by controlling the frequency through the inverter 65 Method for regenerating lost energy of a motor using induction.
제1항에 있어서,
1차코일(30)과 2차코일(40) 모두를 전자석으로 사용하여 모터의 회전력을 높이도록 함을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
According to claim 1,
Method for regenerating lost energy of a motor using electromagnetic induction, characterized in that both the primary coil (30) and the secondary coil (40) are used as electromagnets to increase the rotational force of the motor.
제1항에 있어서,
1차코일(30)과 2차코일(40)을 통해 전기가 충전되도록 함을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
According to claim 1,
Method for regenerating lost energy of a motor using electromagnetic induction, characterized in that electricity is charged through the primary coil (30) and the secondary coil (40).
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