KR102164960B1 - A field winding motor generator using permanent magnet assist structure and its fabrication method - Google Patents

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강동우
김병찬
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계명대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a field winding motor generator using a permanent magnet assist structure and a manufacturing method thereof. The field winding motor generator includes: a stator having a stator core wherein a three-phase coil is wound around a cylindrical stator body; and a rotor including a rotor body integrated with a rotor core disposed radially with respect to a rotation center, wherein rotor coils and auxiliary magnets are sequentially disposed on the rotor core radially disposed on the rotor body. Accordingly, the direction applied with power to the rotor coil of the rotor including the auxiliary magnets is switched so that the magnetic flux of the field is increased or demagnetized, and accordingly, the range of driving capability is secured.

Description

PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터 및 그 제작 방법{A FIELD WINDING MOTOR GENERATOR USING PERMANENT MAGNET ASSIST STRUCTURE AND ITS FABRICATION METHOD}Field winding motor generator using PM-ASSIST structure and its manufacturing method {A FIELD WINDING MOTOR GENERATOR USING PERMANENT MAGNET ASSIST STRUCTURE AND ITS FABRICATION METHOD}

본 발명은 PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고정자와 회전자를 구비하는 계자권선형 모터 제너레이터를 구성하되, 회전자에 회전자 코일과 보조 자석이 순차로 권선되고 배치되는 개선된 구조를 갖는 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a field winding type motor generator using a PM (Permanent Magnet)-ASSIST structure, and more specifically, a field winding type motor generator having a stator and a rotor, but the rotor coil and auxiliary It relates to a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure having an improved structure in which magnets are sequentially wound and arranged.

일반적으로 계자권선형 모터 발전기의 경우 영구자석형 모터 발전기보다 저렴하지만 출력을 내기 위해 회전자에 전류가 인가됨에 제어됨에 따라 전기자 외에 추가적인 계자 동손이 발생하기 때문에 영구자석형 모터 발전기보다 효율이 낮은 특성이 있다. 즉, 기존의 계자권선형 모터 발전기의 경우, 정격 상태에서는 계자에서 전류를 인가해서 자속을 많이 키워야만 출력 전압이 나오는 형태로, 권선에 계자 전류가 많이 인가되다 보니 효율이 많이 떨어지는 문제가 있었다. 이러한 기존의 계자권선형 모터 발전기에서는 회전자 권선의 N극과 S극에 들어가는 전류를 줄이면서 운전범위를 넓히는 방식으로 약계자 제어를 수행하게 된다.
In general, the field winding type motor generator is cheaper than the permanent magnet type motor generator, but it is less efficient than the permanent magnet type motor generator because it generates additional field copper loss in addition to the armature as current is applied to the rotor to produce output. There is this. That is, in the case of a conventional field winding motor generator, the output voltage comes out only when the magnetic flux is increased by applying a current from the field in the rated state, and there is a problem that the efficiency decreases a lot because a large amount of field current is applied to the winding. In such a conventional field-winding motor generator, the field weakening control is performed by reducing the current entering the N-pole and S-pole of the rotor winding and widening the operating range.

기존의 계자권선형 모터 발전기의 경우, 대형 발전기와 고속 운전이 필요한 기기 또는 운전능력이 아주 넓은 경우의 시스템에서는 계자권선 타입의 모터 발전기가 사용되고 있으며, 이러한 계자권선형 모터 발전기의 경우 전기가 계자 쪽, 즉 회전자(로터) 쪽에 인가되다 보니 수명에 문제가 있고, 브러시에 인가되는 전압이 높을수록 수명이 단축되는 문제가 있다. 그럼에도 불구하고, 기존의 계자권선형 모터 발전기는 회전기의 계자권선에 전원을 인가하는 것만큼 출력을 키울 수 있기 때문에 효율이 떨어짐에도 불구하고 운전능력이 넓은 기기에 사용되고 있다.
In the case of a conventional field winding type motor generator, a field winding type motor generator is used in a large generator and a device requiring high-speed operation or a system with a very wide operating capability. In the case of such a field winding type motor generator, electricity is used on the field side. That is, since it is applied to the rotor (rotor) side, there is a problem in life, and the higher the voltage applied to the brush, the shorter the life. Nevertheless, the existing field winding type motor generator is used in a device with a wide operating capability despite its low efficiency because it can increase the output as much as applying power to the field winding of a rotating machine.

한편, 영구자석 기기의 모터 타입의 경우, 콤팩트한 크기와 경량화를 위해 구현되고 있으나, 고속 운전을 하게 되면 영구자석이 만드는 자기장을 떨어뜨리는 제어 기술이 별도로 필요하고, 운전 범위를 많이 확보하기 어려운 문제가 있었다. 즉, 영구자석 기기의 모터 타입의 경우, 회전자의 자속을 억제하기 위해 영구자석 기기의 모터 타입의 경우, 고정자라 불리는 전기자에서 감자 자속을 만들어주는 별도의 메커니즘 사용이 필수로 요구되고 있다. 대한민국 등록특허공보 제10-1823076호가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.On the other hand, in the case of the motor type of the permanent magnet device, it is implemented for compact size and light weight, but when high-speed operation is performed, a separate control technology to drop the magnetic field created by the permanent magnet is required, and it is difficult to secure a large operating range. There was. That is, in the case of the motor type of the permanent magnet device, in the case of the motor type of the permanent magnet device, in order to suppress the magnetic flux of the rotor, it is required to use a separate mechanism that generates magnetic flux in the armature called a stator. Korean Registered Patent Publication No. 10-1823076 is disclosed as a prior art document.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 고정자와 회전자를 구비하는 계자권선형 모터 제너레이터를 구성하되, 회전자에 회전자 코일과 보조 자석이 순차로 권선되고 배치되는 개선된 구조로 구성함으로써, 보조 자석이 포함된 회전자의 회전자 코일에 전원이 인가되는 방향의 전환으로 계자의 자속을 증가시키거나 감자시킬 수 있고, 그에 따른 운전능력의 범위가 확보될 수 있도록 하는, PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been proposed to solve the above problems of the previously proposed methods, and constitutes a field-winding motor generator having a stator and a rotor, and a rotor coil and an auxiliary magnet are sequentially wound around the rotor. By constructing an improved structure that is arranged and arranged, the magnetic flux of the field can be increased or demagnetized by changing the direction in which power is applied to the rotor coil of the rotor including the auxiliary magnet, and the range of operation capability is secured accordingly. Its purpose is to provide a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure that can be used.

또한, 본 발명은, 계자권선형 모터 제너레이터의 회전자에 회전자 코일과 영구자석의 보조 자석이 배치되는 구조로 구성하여 계자의 증가 및 감자가 가능하도록 함으로써, 계자권선형 모터 제너레이터의 모터 사이즈를 콤팩트하게 만들고, 경량화함은 물론, 계자권선형 모터 제너레이터의 출력사양을 만족하면서도 효율 향상 및 사이즈 저감의 최적 설계 구현이 가능하도록 하는, PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is configured in a structure in which a rotor coil and an auxiliary magnet of a permanent magnet are disposed on a rotor of a field wound type motor generator, so that an increase and demagnetization of the field is possible, thereby reducing the motor size of the field wound type motor generator. In addition to providing a field-winding motor generator using the PM-ASSIST structure, which makes it compact, lightweight, and satisfies the output specifications of the field-winding motor generator, it enables the implementation of an optimal design with improved efficiency and reduced size. For a different purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터는,A field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure according to a feature of the present invention for achieving the above object,

PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터로서,As a field winding motor generator using the PM-ASSIST structure,

원통형의 고정자 바디에 3상 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자; 및A stator having a stator core in which a three-phase coil is wound around a cylindrical stator body; And

중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되는 회전자 코어가 일체로 형성되는 회전자 바디와, 상기 회전자 바디에 방사형으로 배치되는 회전자 코어에 회전자 코일과 보조 자석이 각각 순차로 권선 및 배치되는 회전자를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
A shaft ball is formed at the center of the shaft into which the rotation shaft can be pressed, and the rotor body is integrally formed with a rotor core radially disposed with respect to the rotation center, and a rotor core radially disposed on the rotor body. The electronic coil and the auxiliary magnet are each sequentially wound and arranged in a rotor.

바람직하게는, 상기 회전자는,Preferably, the rotor,

상기 회전자 바디에 방사형으로 배치되는 회전자 코어에 회전자 코일이 권선되고, 회전자 코일이 권선되지 않은 다음 회전자 코어에 보조 자석이 배치되는 연속하는 구조를 갖되, 상기 보조 자석은, 자석의 누설 경로가 최소화되고 자석의 자속이 고정자로 최대한 흐를 수 있도록 상기 회전자 코어의 치(tooth) 끝단에 위치하여 배치될 수 있다.
It has a continuous structure in which a rotor coil is wound on a rotor core radially disposed on the rotor body, and an auxiliary magnet is disposed on the rotor core after the rotor coil is not wound, and the auxiliary magnet is The leakage path may be minimized and the magnetic flux of the magnet may be placed at the end of the tooth of the rotor core so as to flow to the stator as much as possible.

바람직하게는, 상기 회전자는,Preferably, the rotor,

상기 회전자 코일과 보조 자석이 포함된 구조에서, 계자의 자속을 권선에 인가되는 전원으로 제어하되, 회전자 코일에 인가되는 전원의 방향으로 계자의 자속을 증가시키거나 또는 감자시킬 수 있도록 기능할 수 있다.
In the structure including the rotor coil and the auxiliary magnet, the magnetic flux of the field is controlled by power applied to the winding, but it functions to increase or demagnetize the magnetic flux of the field in the direction of the power applied to the rotor coil. I can.

바람직하게는, 상기 회전자는,Preferably, the rotor,

상기 모터 제너레이터의 정격 구간에서는 계자 전류를 인가하지 않고 한 극의 자석으로만 출력 특성을 내는 콘시퀀트 폴(consequent pole) 구조로 출력을 내고, 구동 속도를 올리는 것에 따라 증가하는 역기전력이 감소되도록 상기 보조 자석의 자속을 감쇠시켜 주는 방향으로 상기 회전자 코일에 계자 전류를 인가하는 방식으로 약계자 제어를 할 수 있다.
In the rated section of the motor generator, the field current is not applied and the output is output in a consequent pole structure that produces output characteristics with only one magnet, and the back electromotive force that increases as the driving speed is increased is reduced. The field weakening can be controlled by applying a field current to the rotor coil in a direction that attenuates the magnetic flux of the magnet.

바람직하게는, 상기 회전자는,Preferably, the rotor,

상기 모터 제너레이터의 출력 증가 시, 상기 보조 자석의 자속을 증가시켜 주는 방향으로 상기 회전자 코일에 전류를 인가하여 출력 특성이 높아지도록 제어할 수 있다.
When the output of the motor generator is increased, a current is applied to the rotor coil in a direction in which the magnetic flux of the auxiliary magnet is increased, so that the output characteristic is increased.

바람직하게는, 상기 회전자는,Preferably, the rotor,

상기 보조 자석의 한 극성의 자석만 사용하는 방식으로 정격 시 계자 전류를 인가하지 않아 계자권선형 회전기가 가지는 낮은 효율이 보완되도록 기능할 수 있다.
Since only the magnet of one polarity of the auxiliary magnet is used, the rated clock current is not applied, so that the low efficiency of the field winding type rotator can be compensated.

더욱 바람직하게는, 상기 회전자 바디는,More preferably, the rotor body,

상기 회전자 코어가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.
The rotor core is an integral laminated structure using an electrical steel sheet, and may be composed of a non-oriented silicon steel sheet material.

더욱 바람직하게는, 상기 보조 자석은,More preferably, the auxiliary magnet,

희토류 영구자석으로 구성될 수 있다.
It can be composed of rare earth permanent magnets.

더욱 더 바람직하게는, 상기 보조 자석은,Even more preferably, the auxiliary magnet,

희토류 영구자석으로 구성하되, 네오디뮴(NdFeB) 자석 소재, 페라이트 자석 소재, 및 희토류 자석 소재를 포함하여 구성할 수 있다.
It is composed of a rare earth permanent magnet, but may include a neodymium (NdFeB) magnet material, a ferrite magnet material, and a rare earth magnet material.

더욱 바람직하게는, 상기 고정자는,More preferably, the stator,

상기 고정자 코어가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.
The stator core is an integral stacked structure using an electrical steel sheet, and may be made of a non-oriented silicon steel sheet material.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 제작 방법은,A method of manufacturing a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure according to a feature of the present invention for achieving the above object,

PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 제작 방법으로서,As a method of manufacturing a field winding motor generator using a PM-ASSIST structure,

(1) 원통형의 고정자 바디에 3상 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자를 제조하는 단계;(1) manufacturing a stator having a stator core in which a three-phase coil is wound around a cylindrical stator body;

(2) 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되는 회전자 코어가 일체로 형성되는 회전자 바디와, 상기 회전자 바디에 방사형으로 배치되는 회전자 코어에 회전자 코일과 보조 자석이 각각 순차로 권선 및 배치되는 회전자를 제조하는 단계; 및(2) A rotor body in which a shaft ball into which a rotation shaft can be pressed into the center is formed, and a rotor core radially disposed with respect to the rotation center is integrally formed, and a rotor radially disposed in the rotor body Manufacturing a rotor in which a rotor coil and an auxiliary magnet are sequentially wound and disposed on a core; And

(3) 상기 단계 (1)을 통해 제조된 고정자를 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 상기 단계 (2)를 통해 제조된 회전자를 고정자의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
(3) the stator manufactured through the step (1) is fixedly installed in the motor housing, and the rotor manufactured through the step (2) is placed at the inner center of the stator to be installed and fixed. It is characterized by the top.

바람직하게는, 상기 회전자는,Preferably, the rotor,

상기 회전자 바디에 방사형으로 배치되는 회전자 코어에 회전자 코일이 권선되고, 회전자 코일이 권선되지 않은 다음 회전자 코어에 보조 자석이 배치되는 연속하는 구조를 갖되, 상기 보조 자석은, 자석의 누설 경로가 최소화되고 자석의 자속이 고정자로 최대한 흐를 수 있도록 상기 회전자 코어의 치(tooth) 끝단에 위치하여 배치될 수 있다.
It has a continuous structure in which a rotor coil is wound on a rotor core radially disposed on the rotor body, and an auxiliary magnet is disposed on the rotor core after the rotor coil is not wound, and the auxiliary magnet is The leakage path may be minimized and the magnetic flux of the magnet may be placed at the end of the tooth of the rotor core so as to flow to the stator as much as possible.

바람직하게는, 상기 회전자는,Preferably, the rotor,

상기 회전자 코일과 보조 자석이 포함된 구조에서, 계자의 자속을 권선에 인가되는 전원으로 제어하되, 회전자 코일에 인가되는 전원의 방향으로 계자의 자속을 증가시키거나 또는 감자시킬 수 있도록 기능할 수 있다.
In the structure including the rotor coil and the auxiliary magnet, the magnetic flux of the field is controlled by power applied to the winding, but it functions to increase or demagnetize the magnetic flux of the field in the direction of the power applied to the rotor coil. I can.

바람직하게는, 상기 회전자는,Preferably, the rotor,

상기 모터 제너레이터의 정격 구간에서는 계자 전류를 인가하지 않고 한 극의 자석으로만 출력 특성을 내는 콘시퀀트 폴(consequent pole) 구조로 출력을 내고, 구동 속도를 올리는 것에 따라 증가하는 역기전력이 감소되도록 상기 보조 자석의 자속을 감쇠시켜 주는 방향으로 상기 회전자 코일에 계자 전류를 인가하는 방식으로 약계자 제어를 할 수 있다.
In the rated section of the motor generator, the field current is not applied and the output is output in a consequent pole structure that produces output characteristics with only one magnet, and the back electromotive force that increases as the driving speed is increased is reduced. The field weakening can be controlled by applying a field current to the rotor coil in a direction that attenuates the magnetic flux of the magnet.

바람직하게는, 상기 회전자는,Preferably, the rotor,

상기 모터 제너레이터의 출력 증가 시, 상기 보조 자석의 자속을 증가시켜 주는 방향으로 상기 회전자 코일에 전류를 인가하여 출력 특성이 높아지도록 제어할 수 있다.
When the output of the motor generator is increased, a current is applied to the rotor coil in a direction in which the magnetic flux of the auxiliary magnet is increased, so that the output characteristic is increased.

바람직하게는, 상기 회전자는,Preferably, the rotor,

상기 보조 자석의 한 극성의 자석만 사용하는 방식으로 정격 시 계자 전류를 인가하지 않아 계자권선형 회전기가 가지는 낮은 효율이 보완되도록 기능할 수 있다.
Since only the magnet of one polarity of the auxiliary magnet is used, the rated clock current is not applied, so that the low efficiency of the field winding type rotator can be compensated.

더욱 바람직하게는, 상기 회전자 바디는,More preferably, the rotor body,

상기 회전자 코어가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.
The rotor core is an integral laminated structure using an electrical steel sheet, and may be composed of a non-oriented silicon steel sheet material.

더욱 바람직하게는, 상기 보조 자석은,More preferably, the auxiliary magnet,

희토류 영구자석으로 구성될 수 있다.
It can be composed of rare earth permanent magnets.

더욱 더 바람직하게는, 상기 보조 자석은,Even more preferably, the auxiliary magnet,

희토류 영구자석으로 구성하되, 네오디뮴(NdFeB) 자석 소재, 페라이트 자석 소재, 및 희토류 자석 소재를 포함하여 구성할 수 있다.
It is composed of a rare earth permanent magnet, but may include a neodymium (NdFeB) magnet material, a ferrite magnet material, and a rare earth magnet material.

더욱 바람직하게는, 상기 고정자는,More preferably, the stator,

상기 고정자 코어가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.The stator core is an integral stacked structure using an electrical steel sheet, and may be made of a non-oriented silicon steel sheet material.

본 발명에서 제안하고 있는 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터에 따르면, 고정자와 회전자를 구비하는 계자권선형 모터 제너레이터를 구성하되, 회전자에 회전자 코일과 보조 자석이 순차로 권선되고 배치되는 개선된 구조로 구성함으로써, 보조 자석이 포함된 회전자의 회전자 코일에 전원이 인가되는 방향의 전환으로 계자의 자속을 증가시키거나 감자시킬 수 있고, 그에 따른 운전능력의 범위가 확보될 수 있도록 할 수 있다.
According to the field winding type motor generator using the PM-ASSIST structure proposed in the present invention, a field winding type motor generator having a stator and a rotor is configured, but a rotor coil and an auxiliary magnet are sequentially wound around the rotor. By configuring the improved structure to be arranged, it is possible to increase or demagnetize the magnetic flux of the field by changing the direction in which power is applied to the rotor coil of the rotor including the auxiliary magnet, and the range of driving capability can be secured accordingly. You can do it.

또한, 본 발명에서 제안하고 있는 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터에 따르면, 계자권선형 모터 제너레이터의 회전자에 회전자 코일과 영구자석의 보조 자석이 배치되는 구조로 구성하여 계자의 증가 및 감자가 가능하도록 함으로써, 계자권선형 모터 제너레이터의 모터 사이즈를 콤팩트하게 만들고, 경량화함은 물론, 계자권선형 모터 제너레이터의 출력사양을 만족하면서도 효율 향상 및 사이즈 저감의 최적 설계 구현이 가능하도록 할 수 있다.In addition, according to the field winding motor generator using the PM-ASSIST structure proposed in the present invention, the field winding type motor generator has a structure in which a rotor coil and an auxiliary magnet of a permanent magnet are arranged on the rotor of the field winding type motor generator, thereby increasing the number of fields. And by enabling the demagnetization, the motor size of the field winding type motor generator can be made compact and lightweight, while satisfying the output specifications of the field winding type motor generator, it is possible to realize the optimal design of improvement in efficiency and size reduction. have.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 고정자 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 회전자 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 고정자와 회전자가 결합된 전체 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 일부 요부 확대 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 제작 방법의 흐름을 도시한 도면.1 is a diagram showing a configuration of a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention as a functional block.
2 is a view showing a stator configuration of a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the configuration of a rotor of a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an overall configuration in which a stator and a rotor of a field wound type motor generator using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention are combined.
5 is a view showing an enlarged configuration of some essential parts of a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a flow of a method of manufacturing a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, in describing a preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for portions having similar functions and functions.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only the case that it is directly connected but also the case that it is indirectly connected with another element in the middle. In addition, the inclusion of certain components means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 고정자 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 회전자 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 고정자와 회전자가 결합된 전체 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 일부 요부 확대 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터(10)는, 고정자(100), 및 회전자(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
1 is a diagram showing a configuration of a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention as a functional block, and FIG. 2 is a diagram using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention. A diagram showing the configuration of a stator of a field winding type motor generator, FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a rotor of a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. A diagram showing the overall configuration in which the stator and the rotor of the field winding type motor generator using the PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention are combined, and FIG. 5 is a view showing the overall configuration of the PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing an enlarged configuration of some essential parts of the field winding type motor generator. 1 to 5, the field winding motor generator 10 using the PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention includes a stator 100 and a rotor 200 Can be configured.

고정자(100)는, 원통형의 고정자 바디(101)에 3상 코일(102)이 권선되는 고정자 코어(103)를 구비하는 구성이다. 이러한 고정자(100)는 고정자 코어(103)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다. 여기서, 고정자(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형의 고정자 바디(101)에 일체로 복수의 고정자 코어(103)가 형성되고, 복수의 고정자 코어(103)에 3상 코일(102)이 연속하여 권선되는 구조로 구성될 수 있다. 이러한 고정자(100)는 계자권선형 모터 제너레이터(10)의 적용되는 일반적인 구성에 해당하므로 불필요한 설명은 생략하기로 한다.
The stator 100 includes a stator core 103 in which a three-phase coil 102 is wound around a cylindrical stator body 101. The stator 100 is an integral stacked structure in which the stator core 103 uses an electrical steel sheet, and may be made of a non-oriented silicon steel sheet material. Here, the stator 100 has a plurality of stator cores 103 integrally formed on a cylindrical stator body 101, as shown in FIG. 2, and a three-phase coil 102 on the plurality of stator cores 103 This can be configured in a continuous winding structure. Since the stator 100 corresponds to a general configuration to which the field winding type motor generator 10 is applied, unnecessary descriptions will be omitted.

회전자(200)는, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(211)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)가 일체로 형성되는 회전자 바디(210)와, 회전자 바디(210)에 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)에 회전자 코일(220)과 보조 자석(230)이 각각 순차로 권선 및 배치되는 구성이다. 이러한 회전자(200)는 도 3 및 도 4에 각각 도시된 바와 같이, 회전자 바디(210)에 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)에 회전자 코일(220)이 권선되고, 회전자 코일(220)이 권선되지 않은 다음 회전자 코어(212)에 보조 자석(230)이 배치되는 연속하는 구조를 갖도록 구성하되, 보조 자석(230)은 자석의 누설 경로가 최소화되고 자석의 자속이 고정자로 최대한 흐를 수 있도록 회전자 코어(212)의 치(tooth)(213) 끝단에 위치하여 배치될 수 있다.
The rotor 200 is a rotor body 210 in which a shaft ball 211 is formed at the center to which a rotation shaft can be pressed, and a rotor core 212 disposed radially with respect to the rotation center is integrally formed. Wow, the rotor coil 220 and the auxiliary magnet 230 are respectively sequentially wound and disposed on the rotor core 212 radially disposed on the rotor body 210. In the rotor 200, as shown in FIGS. 3 and 4, respectively, a rotor coil 220 is wound on a rotor core 212 radially disposed on the rotor body 210, and the rotor coil It is configured to have a continuous structure in which the auxiliary magnet 230 is disposed on the rotor core 212 after the 220 is not wound, but the auxiliary magnet 230 minimizes the leakage path of the magnet and the magnetic flux of the magnet is It may be positioned at the end of the tooth 213 of the rotor core 212 so as to flow as much as possible.

또한, 회전자(200)의 회전자 바디(210)는 회전자 코어(212)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다. 또한, 보조 자석(230)은 희토류 영구자석으로 구성될 수 있다. 이러한 보조 자석(230)은 희토류 영구자석으로 구성하되, 네오디뮴(NdFeB) 자석 소재, 페라이트 자석 소재, 및 희토류 자석 소재 등의 다양한 영구자석 소재로 구성될 수 있다.
In addition, the rotor body 210 of the rotor 200 is an integral stacked structure in which the rotor core 212 is made of an electrical steel plate, and may be made of a non-oriented silicon steel plate material. In addition, the auxiliary magnet 230 may be composed of a rare earth permanent magnet. The auxiliary magnet 230 is composed of a rare earth permanent magnet, but may be composed of a variety of permanent magnet materials such as a neodymium (NdFeB) magnet material, a ferrite magnet material, and a rare earth magnet material.

또한, 회전자(200)는 회전자 코일(220)과 보조 자석(230)이 포함된 구조에서, 계자의 자속을 권선에 인가되는 전원으로 제어하되, 회전자 코일(220)에 인가되는 전원의 방향으로 계자의 자속을 증가시키거나 또는 감자시킬 수 있도록 기능할 수 있다.
In addition, the rotor 200 has a structure including the rotor coil 220 and the auxiliary magnet 230, and controls the magnetic flux of the field with power applied to the winding, but the power applied to the rotor coil 220 It can function to increase or demagnetize the magnetic flux of the field in the direction.

또한, 회전자(200)는 모터 제너레이터(10)의 정격 구간에서는 계자 전류를 인가하지 않고 한 극의 자석으로만 출력 특성을 내는 콘시퀀트 폴(consequent pole) 구조로 출력을 내고, 구동 속도를 올리는 것에 따라 증가하는 역기전력이 감소되도록 보조 자석(230)의 자속을 감쇠시켜 주는 방향으로 회전자 코일(220)에 계자 전류를 인가하는 방식으로 약계자 제어를 할 수 있다. 이때, 회전자(200)는 모터 제너레이터(10)의 출력 증가 시, 보조 자석(230)의 자속을 증가시켜 주는 방향으로 회전자 코일(220)에 전류를 인가하여 출력 특성이 높아지도록 제어될 수 있다.
In addition, the rotor 200 outputs an output in a consequent pole structure in which the field current is not applied in the rated section of the motor generator 10 and produces output characteristics only with a magnet of one pole, thereby increasing the driving speed. Accordingly, field weakening can be controlled by applying a field current to the rotor coil 220 in a direction that attenuates the magnetic flux of the auxiliary magnet 230 so as to reduce the increased back electromotive force. At this time, when the output of the motor generator 10 increases, the rotor 200 may be controlled to increase output characteristics by applying a current to the rotor coil 220 in a direction that increases the magnetic flux of the auxiliary magnet 230. have.

또한, 회전자(200)는 보조 자석(230)의 한 극성의 자석만 사용하는 방식으로 정격 시 계자 전류를 인가하지 않아 계자권선형 회전기가 가지는 낮은 효율이 보완되도록 기능할 수 있다.
In addition, the rotor 200 may function to compensate for the low efficiency of the field winding type rotator by not applying the rated clock current in a manner using only the magnet of one polarity of the auxiliary magnet 230.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 제작 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 제작 방법은, 원통형의 고정자 바디에 3상 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자를 제조하는 단계(S110), 회전자 바디에 방사형으로 배치되는 회전자 코어에 회전자 코일과 보조 자석이 각각 순차로 권선 및 배치되는 회전자를 제조하는 단계(S120), 및 고정자를 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 회전자를 고정자의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계(S130)를 포함하여 구현될 수 있다.
6 is a view showing a flow of a method of manufacturing a field winding type motor generator using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the method of manufacturing a field winding motor generator using a PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention includes a stator having a stator core in which a three-phase coil is wound around a cylindrical stator body. The manufacturing step (S110), the step of manufacturing a rotor in which the rotor coil and the auxiliary magnet are sequentially wound and disposed on the rotor core radially disposed on the rotor body (S120), and the stator is fixed in the motor housing It may be implemented, including the step (S130) of installing and fixing the rotor by placing it in the inner center of the stator.

단계 S110에서는, 원통형의 고정자 바디(101)에 3상 코일(102)이 권선되는 고정자 코어(103)를 구비하는 고정자(100)를 제조하여 준비한다. 이러한 단계 S110에서의 고정자(100)는 무방향성의 규소 강판 소재의 전기강판을 적층하여 일체형의 형태로 원통형의 고정자 바디(101)를 구성하고, 이어 고정자 바디(101)에 형성되는 고정자 코어(103)에 3상 코일(102)을 권선하여 고정자(100)의 제조를 완료하게 된다.
In step S110, a stator 100 having a stator core 103 on which a three-phase coil 102 is wound around a cylindrical stator body 101 is prepared and prepared. The stator 100 in this step S110 comprises a cylindrical stator body 101 in an integral form by stacking electrical steel sheets made of a non-oriented silicon steel sheet, followed by a stator core 103 formed in the stator body 101. ) By winding the three-phase coil 102 to complete the manufacturing of the stator 100.

단계 S120에서는, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(211)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)가 일체로 형성되는 회전자 바디(210)와, 회전자 바디(210)에 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)에 회전자 코일(220)과 보조 자석(230)이 각각 순차로 권선 및 배치되는 회전자(200)를 제조하여 준비한다. 이러한 단계 S120에서의 회전자(200)는 무방향성의 규소 강판 소재의 전기강판을 적층하여 일체형의 형태로 회전자 바디(210)를 구성하고, 회전자 바디(210)에 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)에 회전자 코일(220)이 권선되고, 다음 회전자 코일(220)이 권선되지 않은 다음 회전자 코어(212)에 보조 자석(230)이 순차로 배치되는 방식으로 제조될 수 있다. 여기서 보조 자석(230)은 도 3 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 자석의 누설 경로가 최소화되고 자석의 자속이 고정자로 최대한 흐를 수 있도록 회전자 코어(212)의 치(tooth)(213) 끝단에 위치하여 배치될 수 있다.
In step S120, a shaft ball 211 into which a rotation shaft can be pressed is formed at the center, and a rotor body 210 in which a rotor core 212 disposed radially with respect to the rotation center is integrally formed, and a rotor body 210 A rotor 200 in which a rotor coil 220 and an auxiliary magnet 230 are sequentially wound and disposed on a rotor core 212 radially disposed on the electronic body 210 is manufactured and prepared. The rotor 200 in this step S120 comprises a rotor body 210 in an integral form by stacking electrical steel sheets made of non-oriented silicon steel sheet, and a rotor disposed radially on the rotor body 210 The rotor coil 220 is wound around the core 212, the next rotor coil 220 is not wound, and then the auxiliary magnets 230 are sequentially disposed on the rotor core 212. . Here, the auxiliary magnet 230 is a tooth 213 of the rotor core 212 so that the leakage path of the magnet is minimized and the magnetic flux of the magnet flows to the stator as much as possible, as shown in FIGS. 3 to 5, respectively. It can be placed at the end.

단계 S130에서는, 단계 S110을 통해 제조된 고정자(100)를 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 단계 S120을 통해 제조된 회전자(200)를 고정자(100)의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하여 계자권선형의 모터 제너레이터(10)의 제작을 완료한다. 이러한 회전자(200)는 회전자 코일(220)과 보조 자석(230)이 포함된 구조에서, 계자의 자속을 권선에 인가되는 전원으로 제어하되, 회전자 코일(220)에 인가되는 전원의 방향으로 계자의 자속을 증가시키거나 또는 감자시킬 수 있도록 기능할 수 있다.
In step S130, the stator 100 manufactured through step S110 is fixedly installed in the motor housing, and the rotor 200 manufactured through step S120 is placed in the inner center of the stator 100 to be installed and fixed to form a field winding type. Complete the production of the motor generator 10. This rotor 200 has a structure including the rotor coil 220 and the auxiliary magnet 230, and controls the magnetic flux of the field with power applied to the winding, but the direction of the power applied to the rotor coil 220 It can function to increase or demagnetize the magnetic flux of the field.

또한, 모터 제너레이터(10)의 회전자(200)는 모터 제너레이터(10)의 정격 구간에서는 계자 전류를 인가하지 않고 한 극의 자석으로만 출력 특성을 내는 콘시퀀트 폴(consequent pole) 구조로 출력을 낼 수 있으며, 또한, 모터 제너레이터(10)의 구동 속도를 올리는 것에 따라 증가하는 역기전력이 감소되도록 보조 자석(230)의 자속을 감쇠시켜 주는 방향으로 회전자 코일(220)에 계자 전류를 인가하는 방식으로 약계자 제어를 할 수 있다. 또한, 회전자(200)는 모터 제너레이터(10)의 출력 증가 시, 보조 자석(230)의 자속을 증가시켜 주는 방향으로 회전자 코일(220)에 전류를 인가하여 출력 특성이 높아지도록 제어될 수 있다. 이를 통해 회전자(200)는 보조 자석(230)의 한 극성의 자석만 사용하는 방식으로 정격 시 계자 전류를 인가하지 않아 계자권선형 회전기가 가지는 낮은 효율이 보완되도록 기능할 수 있게 된다.
In addition, the rotor 200 of the motor generator 10 does not apply a field current in the rated section of the motor generator 10 and outputs the output in a consequent pole structure that produces output characteristics only with one magnet. In addition, a method of applying a field current to the rotor coil 220 in a direction that attenuates the magnetic flux of the auxiliary magnet 230 so that the back electromotive force increases as the driving speed of the motor generator 10 is increased. You can control the weak field. In addition, when the output of the motor generator 10 increases, the rotor 200 may be controlled to increase output characteristics by applying a current to the rotor coil 220 in a direction that increases the magnetic flux of the auxiliary magnet 230. have. Through this, the rotor 200 is capable of functioning to compensate for the low efficiency of the field winding type rotator by not applying the rated clock current in a manner using only the magnet of one polarity of the auxiliary magnet 230.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PM-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터는, 고정자와 회전자를 구비하는 계자권선형 모터 제너레이터를 구성하되, 회전자에 회전자 코일과 보조 자석이 순차로 권선되고 배치되는 개선된 구조로 구성함으로써, 보조 자석이 포함된 회전자의 회전자 코일에 전원이 인가되는 방향의 전환으로 계자의 자속을 증가시키거나 감자시킬 수 있고, 그에 따른 운전능력의 범위가 확보될 수 있도록 할 수 있으며, 특히, 계자권선형 모터 제너레이터의 회전자에 회전자 코일과 영구자석의 보조 자석이 배치되는 구조로 구성하여 계자의 증가 및 감자가 가능하도록 함으로써, 계자권선형 모터 제너레이터의 모터 사이즈를 콤팩트하게 만들고, 경량화함은 물론, 계자권선형 모터 제너레이터의 출력사양을 만족하면서도 효율 향상 및 사이즈 저감의 최적 설계 구현이 가능하도록 할 수 있게 된다.
As described above, the field winding type motor generator using the PM-ASSIST structure according to an embodiment of the present invention constitutes a field winding type motor generator having a stator and a rotor, but the rotor coil and auxiliary By configuring the improved structure in which the magnets are sequentially wound and arranged, the magnetic flux of the field can be increased or demagnetized by changing the direction in which power is applied to the rotor coil of the rotor including the auxiliary magnet, and operation accordingly. The range of capabilities can be secured, and in particular, the field winding type motor generator's rotor is configured with a structure in which a rotor coil and an auxiliary magnet of a permanent magnet are arranged to increase and demagnetize the field. It is possible to make the motor size of the wound-type motor generator compact and lightweight, and to achieve an optimal design with improved efficiency and reduced size while satisfying the output specifications of the field-winding motor generator.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above can be modified or applied in various ways by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, and the scope of the technical idea according to the present invention should be determined by the following claims.

10: 본 발명의 일실시예에 따른 모터 제너레이터
100: 고정자
101: 고정자 바디
102: 3상 코일
103: 고정자 코어
200: 회전자
210: 회전자 바디
211: 샤프트 공
212: 회전자 코어
213: 치(tooth)
220: 회전자 코일
230: 보조 자석
S110: 원통형의 고정자 바디에 3상 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자를 제조하는 단계
S120: 회전자 바디에 방사형으로 배치되는 회전자 코어에 회전자 코일과 보조 자석이 각각 순차로 권선 및 배치되는 회전자를 제조하는 단계
S130: 고정자를 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 회전자를 고정자의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계10: Motor generator according to an embodiment of the present invention
100: stator
101: stator body
102: 3-phase coil
103: stator core
200: rotor
210: rotor body
211: shaft ball
212: rotor core
213: tooth
220: rotor coil
230: auxiliary magnet
S110: manufacturing a stator having a stator core in which a three-phase coil is wound around a cylindrical stator body
S120: Manufacturing a rotor in which a rotor coil and an auxiliary magnet are sequentially wound and disposed on a rotor core radially disposed on the rotor body
S130: Step of fixing and installing the stator in the motor housing and installing and fixing the rotor by placing the rotor in the inner center of the stator

Claims (20)

PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터(10)로서,
원통형의 고정자 바디(101)에 3상 코일(102)이 권선되는 고정자 코어(103)를 구비하는 고정자(100); 및
중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(211)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)가 일체로 형성되는 회전자 바디(210)와, 상기 회전자 바디(210)에 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)에 회전자 코일(220)과 보조 자석(230)이 각각 순차로 권선 및 배치되는 회전자(200)를 포함하되,
상기 회전자(200)는,
상기 회전자 바디(210)에 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)에 회전자 코일(220)이 권선되고, 회전자 코일(220)이 권선되지 않은 다음 회전자 코어(212)에 보조 자석(230)이 배치되는 연속하는 구조를 갖되, 상기 보조 자석(230)은, 자석의 누설 경로가 최소화되고 자석의 자속이 고정자로 최대한 흐를 수 있도록 상기 회전자 코어(212)의 치(tooth)(213) 끝단에 위치하여 배치되고,
상기 회전자(200)는,
상기 회전자 코일(220)과 보조 자석(230)이 포함된 구조에서, 계자의 자속을 권선에 인가되는 전원으로 제어하되, 회전자 코일(220)에 인가되는 전원의 방향으로 계자의 자속을 증가시키거나 또는 감자시킬 수 있도록 기능하며,
상기 회전자(200)는,
상기 모터 제너레이터(10)의 정격 구간에서는 계자 전류를 인가하지 않고 한 극의 자석으로만 출력 특성을 내는 콘시퀀트 폴(consequent pole) 구조로 출력을 내고, 구동 속도를 올리는 것에 따라 증가하는 역기전력이 감소되도록 상기 보조 자석(230)의 자속을 감쇠시켜 주는 방향으로 상기 회전자 코일(220)에 계자 전류를 인가하는 방식으로 약계자 제어를 하고,
상기 회전자(200)는,
상기 모터 제너레이터(10)의 출력 증가 시, 상기 보조 자석(230)의 자속을 증가시켜 주는 방향으로 상기 회전자 코일(220)에 전류를 인가하여 출력 특성이 높아지도록 제어하며,
상기 회전자(200)는,
상기 보조 자석(230)의 한 극성의 자석만 사용하는 방식으로 정격 시 계자 전류를 인가하지 않아 계자권선형 회전기가 가지는 효율이 보완되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터.As a field winding type motor generator 10 using a PM (Permanent Magnet)-ASSIST structure,
A stator 100 having a stator core 103 on which a three-phase coil 102 is wound on a cylindrical stator body 101; And
A rotor body 210 in which a shaft ball 211 into which a rotation shaft can be pressed in is formed at the center, and a rotor core 212 disposed radially with respect to the rotation center is integrally formed, and the rotor body ( Including a rotor 200 in which the rotor coil 220 and the auxiliary magnet 230 are wound and disposed in sequence, respectively, in the rotor core 212 radially disposed at 210,
The rotor 200,
The rotor coil 220 is wound on the rotor core 212 radially disposed on the rotor body 210, and the rotor coil 220 is not wound, and then the auxiliary magnet on the rotor core 212 ( It has a continuous structure in which 230 is arranged, but the auxiliary magnet 230 has a tooth 213 of the rotor core 212 so that the leakage path of the magnet is minimized and the magnetic flux of the magnet flows to the stator as much as possible. ) Placed at the end,
The rotor 200,
In the structure including the rotor coil 220 and the auxiliary magnet 230, the magnetic flux of the field is controlled by power applied to the winding, but the magnetic flux of the field is increased in the direction of the power applied to the rotor coil 220 It functions to make or potato,
The rotor 200,
In the rated section of the motor generator 10, the field current is not applied and output is output in a consequent pole structure that produces output characteristics with only one magnet, and the back electromotive force that increases as the driving speed is increased is reduced. Field weakening is controlled by applying a field current to the rotor coil 220 in a direction that attenuates the magnetic flux of the auxiliary magnet 230 as possible,
The rotor 200,
When the output of the motor generator 10 is increased, a current is applied to the rotor coil 220 in a direction that increases the magnetic flux of the auxiliary magnet 230 to increase output characteristics,
The rotor 200,
A PM (Permanent Magnet)-ASSIST structure, characterized in that it functions to complement the efficiency of a field winding type rotator by not applying a rated clock current in a manner using only a magnet of one polarity of the auxiliary magnet 230. Field winding motor generator used. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 회전자 바디(210)는,
상기 회전자 코어(212)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는, PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터.The method of claim 1, wherein the rotor body 210,
The rotor core 212 is an integral stacked structure using an electrical steel sheet, characterized in that the non-oriented silicon steel sheet material, PM (Permanent Magnet)-ASSIST structure using a field winding type motor generator. 제1항에 있어서, 상기 보조 자석(230)은,
희토류 영구자석으로 구성되는 것을 특징으로 하는, PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터.The method of claim 1, wherein the auxiliary magnet (230),
A field winding type motor generator using a permanent magnet (PM)-ASSIST structure, characterized in that it is composed of a rare earth permanent magnet. 제8항에 있어서, 상기 보조 자석(230)은,
희토류 영구자석으로 구성하되, 네오디뮴(NdFeB) 자석 소재, 페라이트 자석 소재, 및 희토류 자석 소재를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터.The method of claim 8, wherein the auxiliary magnet (230),
A field-winding motor generator using a permanent magnet (PM)-ASSIST structure, comprising a rare earth permanent magnet, but comprising a neodymium (NdFeB) magnet material, a ferrite magnet material, and a rare earth magnet material. 제1항에 있어서, 상기 고정자(100)는,
상기 고정자 코어(103)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는, PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터.The method of claim 1, wherein the stator (100),
The stator core 103 is an integral stacked structure using an electrical steel sheet, characterized in that it is made of a non-oriented silicon steel sheet material, a field winding type motor generator using a PM (Permanent Magnet)-ASSIST structure. PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터(10)의 제작 방법으로서,
(1) 원통형의 고정자 바디(101)에 3상 코일(102)이 권선되는 고정자 코어(103)를 구비하는 고정자(100)를 제조하는 단계;
(2) 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(211)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)가 일체로 형성되는 회전자 바디(210)와, 상기 회전자 바디(210)에 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)에 회전자 코일(220)과 보조 자석(230)이 각각 순차로 권선 및 배치되는 회전자(200)를 제조하는 단계; 및
(3) 상기 단계 (1)을 통해 제조된 고정자(100)를 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 상기 단계 (2)를 통해 제조된 회전자(200)를 고정자(100)의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계를 포함하되,
상기 회전자(200)는,
상기 회전자 바디(210)에 방사형으로 배치되는 회전자 코어(212)에 회전자 코일(220)이 권선되고, 회전자 코일(220)이 권선되지 않은 다음 회전자 코어(212)에 보조 자석(230)이 배치되는 연속하는 구조를 갖되, 상기 보조 자석(230)은, 자석의 누설 경로가 최소화되고 자석의 자속이 고정자로 최대한 흐를 수 있도록 상기 회전자 코어(212)의 치(tooth)(213) 끝단에 위치하여 배치되고,
상기 회전자(200)는,
상기 회전자 코일(220)과 보조 자석(230)이 포함된 구조에서, 계자의 자속을 권선에 인가되는 전원으로 제어하되, 회전자 코일(220)에 인가되는 전원의 방향으로 계자의 자속을 증가시키거나 또는 감자시킬 수 있도록 기능하며,
상기 회전자(200)는,
상기 모터 제너레이터(10)의 정격 구간에서는 계자 전류를 인가하지 않고 한 극의 자석으로만 출력 특성을 내는 콘시퀀트 폴(consequent pole) 구조로 출력을 내고, 구동 속도를 올리는 것에 따라 증가하는 역기전력이 감소되도록 상기 보조 자석(230)의 자속을 감쇠시켜 주는 방향으로 상기 회전자 코일(220)에 계자 전류를 인가하는 방식으로 약계자 제어를 하고,
상기 회전자(200)는,
상기 모터 제너레이터(10)의 출력 증가 시, 상기 보조 자석(230)의 자속을 증가시켜 주는 방향으로 상기 회전자 코일(220)에 전류를 인가하여 출력 특성이 높아지도록 제어하며,
상기 회전자(200)는,
상기 보조 자석(230)의 한 극성의 자석만 사용하는 방식으로 정격 시 계자 전류를 인가하지 않아 계자권선형 회전기가 가지는 효율이 보완되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 제작 방법.As a method of manufacturing a field winding type motor generator 10 using a PM (Permanent Magnet)-ASSIST structure,
(1) manufacturing a stator 100 having a stator core 103 on which a three-phase coil 102 is wound around a cylindrical stator body 101;
(2) A rotor body 210 in which a shaft ball 211 into which a rotation shaft can be pressed is formed at the center, and a rotor core 212 disposed radially with respect to the rotation center is integrally formed, and the rotor body 210 Manufacturing a rotor 200 in which a rotor coil 220 and an auxiliary magnet 230 are sequentially wound and disposed on a rotor core 212 radially disposed on the electronic body 210; And
(3) The stator 100 manufactured through step (1) is fixedly installed in the motor housing, and the rotor 200 manufactured through step (2) is placed at the inner center of the stator 100 and installed. Including the step of fixing,
The rotor 200,
The rotor coil 220 is wound on the rotor core 212 radially disposed on the rotor body 210, and the rotor coil 220 is not wound, and then the auxiliary magnet on the rotor core 212 ( It has a continuous structure in which 230 is arranged, but the auxiliary magnet 230 has a tooth 213 of the rotor core 212 so that the leakage path of the magnet is minimized and the magnetic flux of the magnet flows to the stator as much as possible. ) Placed at the end,
The rotor 200,
In the structure including the rotor coil 220 and the auxiliary magnet 230, the magnetic flux of the field is controlled by power applied to the winding, but the magnetic flux of the field is increased in the direction of the power applied to the rotor coil 220 It functions to make or potato,
The rotor 200,
In the rated section of the motor generator 10, the field current is not applied and output is output in a consequent pole structure that produces output characteristics with only one magnet, and the back electromotive force that increases as the driving speed is increased is reduced. Field weakening is controlled by applying a field current to the rotor coil 220 in a direction that attenuates the magnetic flux of the auxiliary magnet 230 as possible,
The rotor 200,
When the output of the motor generator 10 is increased, a current is applied to the rotor coil 220 in a direction that increases the magnetic flux of the auxiliary magnet 230 to increase output characteristics,
The rotor 200,
A PM (Permanent Magnet)-ASSIST structure, characterized in that it functions to complement the efficiency of a field winding type rotator by not applying a rated clock current in a manner using only a magnet of one polarity of the auxiliary magnet 230. Manufacturing method of used field winding motor generator. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제11항에 있어서, 상기 회전자 바디(210)는,
상기 회전자 코어(212)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는, PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 제작 방법.The method of claim 11, wherein the rotor body 210,
A method of manufacturing a field winding motor generator using a PM (Permanent Magnet)-ASSIST structure, characterized in that the rotor core 212 is an integrated stacked structure using an electrical steel sheet and is made of a non-oriented silicon steel sheet material . 제11항에 있어서, 상기 보조 자석(230)은,
희토류 영구자석으로 구성되는 것을 특징으로 하는, PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 제작 방법.The method of claim 11, wherein the auxiliary magnet (230),
A method of manufacturing a field winding type motor generator using a permanent magnet (PM)-ASSIST structure, characterized in that it is composed of a rare earth permanent magnet. 제18항에 있어서, 상기 보조 자석(230)은,
희토류 영구자석으로 구성하되, 네오디뮴(NdFeB) 자석 소재, 페라이트 자석 소재, 및 희토류 자석 소재를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 제작 방법.The method of claim 18, wherein the auxiliary magnet (230),
A method of manufacturing a field-winding motor generator using a permanent magnet (PM)-ASSIST structure, comprising a rare earth permanent magnet, but comprising a neodymium (NdFeB) magnet material, a ferrite magnet material, and a rare earth magnet material. . 제11항에 있어서, 상기 고정자(100)는,
상기 고정자 코어(103)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는, PM(Permanent Magnet)-ASSIST 구조를 이용한 계자권선형 모터 제너레이터의 제작 방법.The method of claim 11, wherein the stator (100),
The stator core 103 is an integral stacked structure using an electrical steel sheet, characterized in that it is made of a non-oriented silicon steel sheet material, PM (Permanent Magnet)-A method of manufacturing a field winding type motor generator using an ASSIST structure.
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