KR102210111B1

KR102210111B1 - A generator

Info

Publication number: KR102210111B1
Application number: KR1020190137476A
Authority: KR
Inventors: 김윤수
Original assignee: 김윤수
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2021-01-29

Abstract

Provided is a generator which can greatly improve power generation efficiency. The generator comprises: a first rotor coupled to a rotation shaft and having a plurality of first permanent magnets disposed at equal intervals on a circumference of a predetermined diameter around the rotation shaft; a second rotor coupled to the rotation shaft to face the first rotor and having a plurality of second permanent magnets disposed at equal intervals on a circumference of the same diameter as the circumference of the predetermined diameter to be alternately disposed with the plurality of first permanent magnets; and a first stator disposed between the first rotor and the second rotor by passing through the rotation shaft, having a plurality of first cored coils disposed at equal intervals on the circumference of the same diameter as the circumference of the predetermined diameter based on the rotation shaft, and having only one of the plurality of first cored coils disposed to face the first permanent magnet or the second permanent magnet when the rotation shaft rotates.

Description

Generator {A GENERATOR}

본 발명은 발전기에 관한 것으로서, 회전자의 초기 시동력을 개선할 수 있고, 코깅 토오크(cogging torque)를 최소화할 수 있는 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a generator, and to a generator capable of improving an initial starting force of a rotor and minimizing cogging torque.

일반적으로 발전기 또는 모터의 구조는 고정자와 회전자를 포함하는데, 발전기를 예로 들면, 회전자에 설치되는 영구자석에서 발생하는 자속이 고정자에 쇄교되어 전자기 유도작용에 의하여 고정자가 포함하는 코일에 유도전류를 형성함으로써 발전이 이루어진다. In general, the structure of a generator or motor includes a stator and a rotor. For example, a generator is a magnetic flux generated from a permanent magnet installed in the rotor is linked to the stator, and the induced current is applied to the coil included by the stator by electromagnetic induction. Development is achieved by forming

이때, 모터의 경우도 마찬가지이며, 이러한 발전기 또는 모터는 초기 시동에 있어서 코깅 토오크(cogging torque)가 문제될 수 있다.In this case, the same applies to the motor, and cogging torque may be a problem in the initial starting of the generator or motor.

여기서, 코깅 토오크는 발전기 또는 모터 내의 비균일 토오크로서, 발전기 장치의 자기 에너지가 최소인 위치로 이동하려는 접손 방향의 힘을 나타내며, 코깅 토오크는 회전자의 영구자석과 고정자의 유심코일의 상호작용에 의하여 발생한다.Here, the cogging torque is a non-uniform torque in the generator or motor, and represents the force in the contact direction to move to the position where the magnetic energy of the generator device is minimum, and the cogging torque is due to the interaction between the permanent magnet of the rotor and the core coil of the stator. Occurs by

이러한 코깅 토오크가 커지면 발전기의 효율이나 출력 특성도 나빠지게 되는 문제가 있다.When the cogging torque increases, there is a problem that the efficiency and output characteristics of the generator are deteriorated.

도 1은 종래에 따른 발전기(10)에서 회전자(11)의 영구자석(12)과 고정자(13)의 유심코일(14) 간의 배치 구조를 도시한 것이다.FIG. 1 shows an arrangement structure between a permanent magnet 12 of a rotor 11 and a core coil 14 of a stator 13 in a conventional generator 10.

도 1을 참조하면, 종래에 따른 일반적인 발전기(10)는, 고정자(13)에 구비된 유심코일(14)의 개수와 회전자(11)에 구비된 영구자석(12)의 개수가 동일하고, 유심코일(14)의 배치 각도와 영구자석(12)의 배치 각도 또한 동일하여, 고정자(13)에 구비된 모든 유심코일(14)이 회전자(11)에 구비된 모든 영구자석(12)과 대응함으로써, 양자간 강한 인력 작용으로 인해 코깅 토오크가 커지는 문제가 있다.Referring to FIG. 1, in a conventional generator 10, the number of core coils 14 provided in the stator 13 and the number of permanent magnets 12 provided in the rotor 11 are the same, The arrangement angle of the core coil 14 and the arrangement angle of the permanent magnet 12 are also the same, so that all the core coils 14 provided in the stator 13 and all the permanent magnets 12 provided in the rotor 11 As a result, there is a problem that the cogging torque increases due to the strong attraction between the two.

이에 따라, 종래의 발전기의 경우 초기 시동에 큰 힘이 소모되고 구동 능력이 저하되어, 발전 성능이 떨어지는 문제가 있다.Accordingly, in the case of a conventional generator, a large force is consumed in the initial start-up and the driving capability is deteriorated, so that power generation performance is deteriorated.

본 발명에서는 발전기, 구체적으로는 회전자에 구비된 영구자석과 고정자에 구비된 유심코어의 배치 구조를 변경하여, 회전자의 초기 시동력을 개선할 수 있고, 코깅 토오크(cogging torque)를 최소화할 수 있는 발전기를 제공하고자 한다.In the present invention, the initial starting force of the rotor can be improved and cogging torque can be minimized by changing the arrangement structure of the generator, specifically the permanent magnet provided in the rotor and the central core provided in the stator. We want to provide a generator that can be used.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 회전축에 결합되고, 회전축을 중심으로 소정 직경의 원주 상에 복수의 제1 영구자석이 등간격으로 배치되는 제1 회전자, 제1 회전자와 대향하도록 회전축에 결합되고, 회전축을 중심으로 상기 소정 직경의 원주와 동일한 직경의 원주 상에 복수의 제1 영구자석과 상호 엇갈리게 복수의 제2 영구자석이 등간격으로 배치되는 제2 회전자 및 회전축에 관통되어 제1 회전자와 제2 회전자 사이에 배치되고, 회전축을 중심으로 상기 소정 직경의 원주와 동일한 직경의 원주 상에 복수의 제1 유심코일이 등간격으로 배치되며, 회전축의 회전 시에 복수의 제1 유심코일 중 어느 하나만이 제1 영구자석 또는 제2 영구자석과 대향하게 배열되는 제1 고정자를 포함하는 발전기를 제공한다.In order to solve the problems as described above, the present invention is coupled to a rotation shaft, a first rotor and a first rotor in which a plurality of first permanent magnets are arranged at equal intervals on a circumference of a predetermined diameter around the rotation shaft. A second rotor and a rotating shaft in which a plurality of second permanent magnets are arranged at equal intervals, coupled to the rotation shaft so as to face each other, and alternately with a plurality of first permanent magnets on a circumference of the same diameter as the circumference of the predetermined diameter around the rotation axis A plurality of first core coils are arranged at equal intervals on a circumference of the same diameter as the circumference of the predetermined diameter, and are disposed between the first and second rotors through the rotation axis. To provide a generator including a first stator arranged to face only one of the plurality of first SIMILAR coils to face the first permanent magnet or the second permanent magnet.

또한, 제1 영구자석과 제2 영구자석은 동일한 개수로 상호 엇갈리게 배치되고, 제1 유심코일은 제1 영구자석 및 제2 영구자석의 개수와 다른 개수로 구비되어 회전축의 회전 시에 제1 유심코일 중 하나만이 제1 영구자석 중 하나 또는 제2 영구자석 중 하나와 일대일로 대향하게 배열되는 발전기를 제공한다.In addition, the first permanent magnet and the second permanent magnet are arranged alternately in the same number, and the first core coil is provided with a number different from the number of the first permanent magnet and the second permanent magnet. Only one of the coils provides a generator arranged to face one-to-one with one of the first permanent magnets or one of the second permanent magnets.

또한, 제2 영구자석은 제2 회전자 상에서, 제1 회전자에 배치된 제1 영구자석 사이의 1/2 지점과 대응하는 위치마다 배치되어, 제1 영구자석과 상호 엇갈리게 배치되는 발전기를 제공한다.In addition, the second permanent magnet is disposed on the second rotor, at a position corresponding to a half point between the first permanent magnets disposed on the first rotor, and provides a generator that is alternately disposed with the first permanent magnet. do.

또한, 제2 회전자와 대향하도록 회전축에 결합되고, 회전축을 중심으로 상기 소정 직경의 원주와 동일한 직경의 원주 상에 복수의 제1 영구자석과 동일한 위상으로 복수의 제3 영구자석이 등간격으로 배치되는 제3 회전자 및 회전축에 관통되어 제2 회전자와 제3 회전자 사이에 배치되고, 회전축을 중심으로 상기 소정 직경의 원주와 동일한 직경의 원주 상에 복수의 제2 유심코일이 등간격으로 배치되며, 회전축의 회전 시에 복수의 제2 유심코일 중 어느 하나만이 제2 영구자석 또는 제3 영구자석과 대향하게 배열되는 제2 고정자를 더 포함하는 발전기를 제공한다.In addition, it is coupled to the rotation shaft so as to face the second rotor, and a plurality of third permanent magnets at equal intervals in the same phase as the plurality of first permanent magnets on a circumference of the same diameter as the circumference of the predetermined diameter around the rotation axis. A plurality of second core coils are arranged at equal intervals on a circumference of the same diameter as the circumference of the predetermined diameter, which penetrates the arranged third rotor and rotation shaft and is disposed between the second and third rotors, and is centered on the rotation axis. And a second stator arranged to face only one of the plurality of second core coils when the rotation shaft rotates to face the second permanent magnet or the third permanent magnet.

본 발명의 실시예에 따른 발전기는, 외부의 동력에 의해 회전축이 회전하는 초기 시동 시, 고정자의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 회전자에서 한 쪽 회전자에 구비된 1개의 영구자석만 고정자의 유심코일과 1 대 1로 대응하게 인력이 작용하고, 나머지 유심코일과 영구자석들은 상호 엇갈리게 됨으로써, 코깅 토오크를 최소화할 수 있어 초기 시동 및 회전 구동에 필요한 동력을 낮출 수 있고, 이로 인하여 발전 효율을 크게 향상시킬 수 있다.In the generator according to the embodiment of the present invention, only one permanent magnet provided on one rotor in a pair of rotors respectively disposed on both sides of the stator at the initial start-up in which the rotating shaft rotates by external power The manpower works in a one-to-one correspondence with the SIM coil, and the remaining SIM coils and permanent magnets are mutually alternated, thereby minimizing the cogging torque, thereby lowering the power required for initial starting and rotational drive, thereby increasing power generation efficiency. It can be greatly improved.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.

도 1은 종래에 따른 발전기에서 회전자의 영구자석과 고정자의 유심코일 간의 배치 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기의 전체적인 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기의 각 구성을 분리한 상태로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 및 제2 회전자의 영구자석과 고정자의 유심코일 간의 배치 구조를 예로 도시한 것이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 및 제2 영구자석과 유심코일의 배치 각도를 표로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기의 전체적인 구성을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기의 각 구성을 분리한 상태로 도시한 것이다.1 shows an arrangement structure between a permanent magnet of a rotor and a core coil of a stator in a conventional generator.
2 shows the overall configuration of a generator according to the first embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the configuration of the generator according to the first embodiment of the present invention in a separate state.
4 is an example of an arrangement structure between the permanent magnets of the first and second rotors and the core coil of the stator according to the first embodiment of the present invention.
5 is a table showing the arrangement angles of the first and second permanent magnets and the core coil shown in FIG. 4.
6 shows the overall configuration of a generator according to a second embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing the configuration of the generator according to the second embodiment of the present invention in a separate state.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.The detailed description to be disclosed hereinafter together with the accompanying drawings is intended to describe exemplary embodiments of the present invention, and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.In the drawings, parts irrelevant to the description may be omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals may be used for the same or similar components throughout the specification.

본 발명의 실시예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.In an embodiment of the present invention, expressions such as "or" and "at least one" may represent one of words listed together, or a combination of two or more.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기(100)의 전체적인 구성을 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기(100)의 각 구성을 분리한 상태로 도시한 것이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 및 제2 회전자(120,130)의 영구자석(121,131)과 고정자(140)의 유심코일(141) 간의 배치 구조를 예로 도시한 것이고, 도 5는 도 4에 도시된 제1 및 제2 영구자석(121,131)과 유심코일(141)의 배치 각도를 표로 도시한 것이다.2 is a diagram showing an overall configuration of the generator 100 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the generator 100 according to the first embodiment of the present invention in a separate state. 4 is an example of an arrangement structure between the permanent magnets 121 and 131 of the first and second rotors 120 and 130 according to the first embodiment of the present invention and the SIMILAR coil 141 of the stator 140, 5 is a table showing the arrangement angles of the first and second permanent magnets 121 and 131 and the SIM coil 141 shown in FIG. 4.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기(100)는, 회전축(110), 제1 회전자(120), 제2 회전자(130) 및 고정자(140)를 포함할 수 있다.2 to 4, the generator 100 according to the first embodiment of the present invention includes a rotation shaft 110, a first rotor 120, a second rotor 130, and a stator 140. Can include.

회전축(110)은 외부로부터 동력을 전달받아 회전하도록 구비될 수 있고, 회전축(110) 상에는 제1 회전자(120) 및 제2 회전자(130)가 일체로 결합될 수 있다.The rotation shaft 110 may be provided to rotate by receiving power from the outside, and the first rotor 120 and the second rotor 130 may be integrally coupled on the rotation shaft 110.

제1 회전자(120)는 회전축(110)에 결합되고, 회전축(110)을 중심으로 소정 직경의 원주 상에 복수의 제1 영구자석(121)이 등간격으로 배치되어 형성될 수 있다.The first rotor 120 may be coupled to the rotation shaft 110 and may be formed by arranging a plurality of first permanent magnets 121 at equal intervals on a circumference of a predetermined diameter around the rotation shaft 110.

구체적으로, 제1 회전자(120)는 중앙 부분이 회전축(110)에 결합되는 제1 회전판(122)과, 회전축(110)을 중심으로 소정 직경의 원을 그리며 제1 회전판(122) 상에 등간격으로 배치되는 복수의 제1 영구자석(121)을 포함할 수 있다.Specifically, the first rotor 120 draws a circle of a predetermined diameter around the rotation shaft 110 and the first rotation plate 122 in which the central portion is coupled to the rotation shaft 110 and on the first rotation plate 122 It may include a plurality of first permanent magnets 121 disposed at equal intervals.

이때, 본 실시예에서는 일 예로써, 제1 회전판(122)이 원판 형태로 형성되고, 제1 회전판(122)의 가장자리 부분을 따라 9개의 제1 영구자석(121)이 등간격으로 배치된 구조를 보여주고 있다.At this time, in this embodiment, as an example, the first rotating plate 122 is formed in a disk shape, and the nine first permanent magnets 121 are arranged at equal intervals along the edge of the first rotating plate 122 Is showing.

제2 회전자(130)는 제1 회전자(120)와 동일하게 형성되어, 제1 회전자(120)와 대향하게 배치되도록 회전축(110)에 결합되는데, 제1 회전자(120)의 복수의 제1 영구자석(121)과 상호 엇갈리게 복수의 제2 영구자석(131)이 등간격으로 배치될 수 있다.The second rotor 130 is formed in the same manner as the first rotor 120 and is coupled to the rotation shaft 110 so as to be disposed opposite to the first rotor 120, and a plurality of the first rotor 120 A plurality of second permanent magnets 131 may be disposed at equal intervals to be alternately with the first permanent magnet 121 of the.

이때, 본 실시예에서는 제2 회전자(130)를 형성하는 제2 회전판(132) 역시 동일한 원판 형태로 형성되고, 제1 회전판(122)에 배치된 9개의 제1 영구자석(121)과 엇갈리도록 제2 회전판(132)의 가장자리 부분을 따라 9개의 제2 영구자석(131)이 등간격으로 배치될 수 있다.At this time, in this embodiment, the second rotating plate 132 forming the second rotor 130 is also formed in the same disk shape, and alternately with the nine first permanent magnets 121 disposed on the first rotating plate 122 Nine second permanent magnets 131 may be arranged at equal intervals along the edge of the second rotating plate 132 so as to be formed.

여기서, 제2 회전판(132)에 배치된 각각의 제2 영구자석(131)은 제1 회전판(122)에 배치된 제1 영구자석(121) 사이의 1/2 지점에 대응하는 위치마다 배치됨으로써, 제1 영구자석(121)과 엇갈리게 배치될 수 있다.Here, each of the second permanent magnets 131 disposed on the second rotating plate 132 is disposed at each position corresponding to a 1/2 point between the first permanent magnets 121 disposed on the first rotating plate 122. , It may be disposed to be alternately with the first permanent magnet 121.

즉, 제2 회전판(132)에 배치된 각각의 제2 영구자석(131)은 제1 회전판(122)에 배치된 제1 영구자석(121)의 배치 각도에 대해 1/2만큼의 위상각을 가지며 배치될 수 있다.That is, each of the second permanent magnets 131 disposed on the second rotating plate 132 has a phase angle of 1/2 of the arrangement angle of the first permanent magnet 121 disposed on the first rotating plate 122. And can be placed.

일 예로써, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 회전판(122) 상에서 제1 영구자석(121)이 회전축(110)을 중심으로 12시 방향의 0° 부터 40° 간격으로 9개 배치되는 경우, 제2 회전판(132)에 배치되는 제2 영구자석(131)은 회전축(110)을 중심으로 20° 부터 40° 간격으로 9개 배치될 수 있다.As an example, referring to FIGS. 4 and 5, 9 first permanent magnets 121 are disposed on the first rotating plate 122 at intervals of 0° to 40° in the 12 o'clock direction with respect to the rotating shaft 110. In this case, nine second permanent magnets 131 disposed on the second rotating plate 132 may be disposed at intervals of 20° to 40° around the rotating shaft 110.

이 경우, 제1 영구자석(121)은 제1 회전판(122) 상에서 0°, 40°, 80°, 120°, 160°, 200°, 240°, 280° 및 320° 위치에 각각 배치될 수 있고, 제2 영구자석(131)은 제2 회전판(132) 상에서 20°, 60°, 100°, 140°, 180°, 220°, 260°, 300° 및 340° 위치에 배치될 수 있으며, 제1 영구자석(121)과 제2 영구자석(131) 간은 항상 20°의 위상각을 가지며 배치될 수 있다.In this case, the first permanent magnet 121 may be disposed at 0°, 40°, 80°, 120°, 160°, 200°, 240°, 280° and 320° positions on the first rotating plate 122, respectively. In addition, the second permanent magnet 131 may be disposed at positions 20°, 60°, 100°, 140°, 180°, 220°, 260°, 300° and 340° on the second rotating plate 132, The first permanent magnet 121 and the second permanent magnet 131 may be disposed with a phase angle of 20° at all times.

고정자(140)는 제1 회전자(120)와 제2 회전자(130) 사이에 배치되는데, 중앙에 관통공(h)이 형성되어, 관통공(h)을 통해 회전축(110)이 관통할 수 있다. The stator 140 is disposed between the first rotor 120 and the second rotor 130, and a through hole h is formed in the center, so that the rotation shaft 110 passes through the through hole h. I can.

즉, 이와 같은 고정자(140)는 중앙부에 회전축(110)이 통과하는 관통공(h)이 형성되어 제1 및 제2 회전자(120,130)와 별개로 고정 배치되는 고정판(142)과, 회전축(110)을 중심으로 복수의 제1 및 제2 영구자석(121,131)과 동일하게 원을 그리며 고정판(142) 상에 등간격으로 배치되는 복수의 유심코일(141)을 포함할 수 있다.That is, the stator 140 has a through hole h through which the rotation shaft 110 passes in the central portion, and the fixing plate 142 fixedly disposed separately from the first and second rotors 120 and 130, and the rotation shaft ( It may include a plurality of SIM coils 141 arranged at equal intervals on the fixing plate 142 while drawing the same circle as the plurality of first and second permanent magnets 121 and 131 around 110 ).

여기서, 고정판(142) 상에 배치되는 복수의 유심코일(141)은 제1 및 제2 영구자석(121,131)의 개수와 다른 개수로 구비될 수 있다.Here, the plurality of SIM coils 141 disposed on the fixing plate 142 may be provided in a number different from the number of the first and second permanent magnets 121 and 131.

상기 유심코일(141)은 원통형의 페라이트 코어에 정해진 횟수만큼 코일이 감겨진 것으로서, 영구자석(121,131)에 의해 페라이트 코어에 발생하는 자속의 변화에 따라 코일을 통해 전류를 발생시킬 수 있다.The core coil 141 is a coil wound around a cylindrical ferrite core a predetermined number of times, and may generate a current through the coil according to a change in magnetic flux generated in the ferrite core by the permanent magnets 121 and 131.

이때, 코일을 통해 발생되는 전류는 코일에 연결되는 전선을 따라 축전지(미도시) 등에 저장될 수 있다.In this case, the current generated through the coil may be stored in a storage battery (not shown) or the like along a wire connected to the coil.

또한, 고정판(142)은 회전축(110)에 의해 회전하는 제1 및 제2 회전자(120,130)와는 별개로 고정 배치될 수 있는데, 일 예로써 발전기 케이스(c)에 고정될 수 있다.In addition, the fixing plate 142 may be fixedly disposed separately from the first and second rotors 120 and 130 rotated by the rotation shaft 110, and may be fixed to the generator case c as an example.

이에 따라, 외부 동력에 의해 회전축(110)이 회전하면 제1 및 제2 회전자(120,130)가 회전하게 되고, 고정자(140)는 제1 회전자(120)와 제2 회전자(130) 사이에서 회전되지 않고 고정 배치될 수 있다.Accordingly, when the rotation shaft 110 rotates by external power, the first and second rotors 120 and 130 rotate, and the stator 140 is between the first and second rotors 120 and 130. Can be placed fixedly without rotating in.

여기서, 고정판(142)은 일측면이 제1 회전판(122)과 대면하고, 타측면이 제2 회전판(132)과 대면하도록 배치되는데, 고정판(142)에 구비되는 복수의 유심코일(141) 중 하나의 유심코일(141)만 제1 영구자석(121) 또는 제2 영구자석(131)과 1 대 1로 대향하게 배열될 수 있다.Here, the fixing plate 142 is disposed so that one side faces the first rotation plate 122 and the other side faces the second rotation plate 132, among a plurality of SIM coils 141 provided on the fixing plate 142 Only one SIM coil 141 may be arranged to face the first permanent magnet 121 or the second permanent magnet 131 in a one-to-one manner.

구체적으로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에서는 원판 형태로 형성된 고정판(142)의 가장자리에 11개의 유심코일(141)이 등간격으로 배치될 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 4 and 5, in the present embodiment, 11 SIM coils 141 may be disposed at equal intervals at the edge of the fixing plate 142 formed in a disk shape.

일 예로써, 고정판(142) 상에서 유심코일(141)이 회전축(110)을 중심으로 12시 방향의 0° 부터 32.7° 간격으로 11개 배치되는 경우, 각각의 유심코일(141)은 고정판(142) 상에서 0°, 32.7°, 65.5°, 98.2°, 130.9°, 163.6°, 196.4°, 229.1°, 261.8°, 294.5° 및 327.3° 위치에 각각 배치될 수 있는데, 0° 위치에 배치된 유심코일(141)이 제1 회전판(122)의 0° 위치에 배치된 제1 영구자석(121)과 1 대 1로 대향하게 배열될 수 있고, 나머지 유심코일(141)과 제1 영구자석(121) 및 제2 영구자석(131)은 상호 엇갈린 위치에 배열될 수 있다.As an example, when 11 core coils 141 are disposed on the fixed plate 142 at intervals of 0° to 32.7° at 12 o'clock on the rotation shaft 110, each of the core coils 141 is the fixed plate 142 ) On the 0°, 32.7°, 65.5°, 98.2°, 130.9°, 163.6°, 196.4°, 229.1°, 261.8°, 294.5° and 327.3° positions, respectively, which can be arranged at the 0° position. (141) may be arranged facing each other in a one-to-one with the first permanent magnet 121 disposed at the 0° position of the first rotating plate 122, the remaining SIM coil 141 and the first permanent magnet 121 And the second permanent magnets 131 may be arranged at mutually staggered positions.

이때, 회전축(110)의 회전에 따라 제1 및 제2 회전판(122,132)이 회전하는 경우에도, 제1 회전판(122)의 제1 영구자석(121)과 제2 회전판(132)의 제2 영구자석(131)은 일정 간격으로 상호 엇갈리게 배치되어 있기 때문에, 고정판(142)에 배치된 복수의 유심코일(141) 중 하나씩만 제1 영구자석(121) 또는 제2 영구자석(131)과 1 대 1로 대향하게 만날 수 있다.At this time, even when the first and second rotating plates 122 and 132 rotate according to the rotation of the rotating shaft 110, the first permanent magnet 121 of the first rotating plate 122 and the second permanent magnet 121 of the second rotating plate 132 Since the magnets 131 are arranged alternately with each other at regular intervals, only one of the plurality of core coils 141 disposed on the fixing plate 142 is one of the first permanent magnet 121 or the second permanent magnet 131 We can meet face to face with 1.

여기서, 제1 회전판의 제1 영구자석과 제2 회전판의 제2 영구자석이 엇갈리지 않고 서로 대향하게 배치되는 경우, 고정판에 배치된 복수의 유심코일 중 하나의 유심코일의 양측에 제1 영구자석과 제2 영구자석이 동시에 배치되기 때문에, 유심코일에 작용하는 코깅 토오크가 증가되는 문제가 있어, 본 실시예와 같이 제1 회전판의 제1 영구자석과 제2 회전판의 제2 영구자석을 상호 일정 간격 엇갈리게 배치하는 것이 바람직하다.Here, in the case where the first permanent magnet of the first rotating plate and the second permanent magnet of the second rotating plate do not cross each other and are arranged to face each other, the first permanent magnet on both sides of one of the plurality of core coils arranged on the fixed plate Since the and the second permanent magnets are disposed at the same time, there is a problem that the cogging torque acting on the core coil is increased, so that the first permanent magnet of the first rotating plate and the second permanent magnet of the second rotating plate are mutually constant as in this embodiment. It is desirable to arrange them at different intervals.

이에 따라, 본 실시예에 따른 발전기(100)는, 외부의 동력에 의해 회전축(110)이 회전하는 초기 시동 시, 고정자(140)에 배치된 복수의 유심코일(141) 중 어느 하나의 유심코일(141)만 제1 영구자석(121)이나 제2 영구자석(131), 즉 1개의 영구자석과 1 대 1로 대향하여 인력이 작용하고, 나머지 유심코일(141)과 제1 영구자석(121) 및 제2 영구자석(131)은 상호 엇갈리게 됨으로써, 코깅 토오크를 최소화할 수 있어 초기 시동 및 회전 구동에 필요한 동력을 낮출 수 있고, 이로 인하여 발전 효율을 크게 향상시킬 수 있다.Accordingly, the generator 100 according to the present embodiment, at the initial start of the rotation shaft 110 is rotated by external power, any one of the plurality of SIM coils 141 disposed on the stator 140 (141) Only the first permanent magnet 121 or the second permanent magnet 131, that is, one permanent magnet and one-to-one, the attractive force acts, and the rest of the core coil 141 and the first permanent magnet 121 ) And the second permanent magnet 131 are mutually staggered, so that cogging torque can be minimized, thereby lowering the power required for initial start-up and rotational driving, thereby greatly improving power generation efficiency.

또한, 본 실시예에서는 일 예로써, 제1 및 제2 영구자석(121,131)을 각각 40° 간격으로 9개 배치하고, 유심코일(141)을 32.7° 간격으로 11개 배치하여 코깅 토오크를 최소화할 수 있는 구조에 대해 설명하였으나, 영구자석(121,131)의 배치 각도값과 유심코일(141)의 배치 각도값 간의 최소공배수가 360을 초과하도록 영구자석(121,131)의 개수와 유심코일(141)의 개수를 설정하는 경우 코킹 토오크를 최소화할 수 있다.In addition, in this embodiment, as an example, 9 first and second permanent magnets 121 and 131 are arranged at intervals of 40°, and 11 core coils 141 are arranged at intervals of 32.7° to minimize cogging torque. Although the structure that can be used has been described, the number of permanent magnets 121 and 131 and the number of SIMILAR coils 141 so that the least common multiple between the arrangement angle value of the permanent magnets 121 and 131 and the arrangement angle value of the SIM coil 141 exceeds 360 In the case of setting, the caulking torque can be minimized.

한편, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기(200)의 전체적인 구성을 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기(200)의 각 구성을 분리한 상태로 도시한 것이다.On the other hand, Figure 6 shows the overall configuration of the generator 200 according to the second embodiment of the present invention, Figure 7 is a state in which each component of the generator 200 according to the second embodiment of the present invention is separated. It is shown.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기(200)는, 회전축(210), 제1 회전자(220), 제2 회전자(230), 제3 회전자(240), 제1 고정자(250) 및 제2 고정자(260)를 포함할 수 있다.6 and 7, the generator 200 according to the second embodiment of the present invention includes a rotating shaft 210, a first rotor 220, a second rotor 230, and a third rotor ( 240), a first stator 250 and a second stator 260 may be included.

여기서, 회전축(210), 제1 회전자(220), 제2 회전자(230) 및 제1 고정자(250)는 각각 앞서 설명한 제1 실시예의 회전축(110), 제1 회전자(120), 제2 회전자(130) 및 고정자(140)와 동일한 구성이고, 여기에 제3 회전자(240) 및 제2 고정자(260)가 더 포함될 수 있다.Here, the rotation shaft 210, the first rotor 220, the second rotor 230, and the first stator 250 are respectively the rotation shaft 110, the first rotor 120 of the first embodiment described above, It has the same configuration as the second rotor 130 and the stator 140, and may further include a third rotor 240 and a second stator 260.

구체적으로, 본 실시예에서는 회전축(210)에 제1 회전자(220), 제2 회전자(230) 및 제3 회전자(240)가 상호 일정 간격 이격되어 결합되고, 제1 회전자(220)와 제2 회전자(230) 사이에 제1 고정자(250)가 배치되고, 제2 회전자(230)와 제3 회전자(240) 사이에 제2 고정자(260)가 배치될 수 있다.Specifically, in this embodiment, the first rotor 220, the second rotor 230, and the third rotor 240 are coupled to the rotation shaft 210 by being spaced apart from each other at a predetermined interval, and the first rotor 220 The first stator 250 may be disposed between) and the second rotor 230, and the second stator 260 may be disposed between the second rotor 230 and the third rotor 240.

이때, 제1 고정자(250)와 제2 고정자(260)에는 각각 중앙부에 회전축(210)이 통과하는 관통공(h)이 형성될 수 있고, 회전축(210)에 의해 회전하는 제1 내지 제3 회전자(220,230,240)와는 별개로 고정 배치될 수 있도록 발전기 케이스(c)에 의해 고정될 수 있다. At this time, the first stator 250 and the second stator 260 may have a through hole h through which the rotation shaft 210 passes, respectively, at a central portion, and first to third rotations rotated by the rotation shaft 210 It may be fixed by the generator case (c) so that it can be fixedly arranged separately from the rotors 220, 230, and 240.

또한, 본 실시예에서 제3 회전자(240)는 제1 및 제2 회전자(220,230)와 동일하게 형성될 수 있고, 원판 형태의 제3 회전판(242)에 9개의 제3 영구자석(241)이 등간격으로 배치될 수 있다.In addition, in this embodiment, the third rotor 240 may be formed in the same manner as the first and second rotors 220 and 230, and nine third permanent magnets 241 on the third rotating plate 242 in the form of a disk. ) Can be placed at equal intervals.

이때, 제1 회전자(220)에 구비된 9개의 제1 영구자석(221)과 제2 회전자(230)에 구비된 9개의 제2 영구자석(231)은 상호 엇갈리게 배치될 수 있고, 제3 회전자(240)에 구비된 9개의 제3 영구자석(241)은 제1 회전자(220)에 구비된 9개의 제1 영구자석(221)과 동일한 위상각을 가지도록 배치될 수 있다.At this time, the nine first permanent magnets 221 provided in the first rotor 220 and the nine second permanent magnets 231 provided in the second rotor 230 may be disposed to be staggered. 3 The nine third permanent magnets 241 provided in the rotor 240 may be disposed to have the same phase angle as the nine first permanent magnets 221 provided in the first rotor 220.

여기서, 제2 회전판(232)에 배치된 각각의 제2 영구자석(231)은 제1 회전판(222)에 배치된 제1 영구자석(221)의 배치 각도에 대해 1/2만큼의 위상각을 가지며 배치됨으로써, 제1 영구자석(221)과 엇갈리게 배치될 수 있다.Here, each of the second permanent magnets 231 disposed on the second rotating plate 232 has a phase angle of 1/2 with respect to the arrangement angle of the first permanent magnet 221 disposed on the first rotating plate 222. By having and being disposed, the first permanent magnet 221 may be disposed to be alternately disposed.

또한, 제1 고정자(250)는 제1 고정판(252)에 등간격으로 배치된 11개의 제1 유심코일(251) 중 하나의 제1 유심코일(251)만 제1 영구자석(221) 또는 제2 영구자석(231)과 1 대 1로 대향하게 배열될 수 있다.In addition, the first stator 250 includes only one first SIM coil 251 of the 11 first SIM coils 251 arranged at equal intervals on the first fixing plate 252 and the first permanent magnet 221 or 2 The permanent magnets 231 and may be arranged to face one to one.

더불어, 제2 고정자(260) 역시 제2 고정판(262)에 등간격으로 배치된 11개의 제2 유심코일(261) 중 하나의 제2 유심코일(261)만 제2 영구자석(231) 또는 제3 영구자석(241)과 1 대 1로 대향하게 배열될 수 있다.In addition, the second stator 260 also has only one of the 11 second core coils 261 arranged at equal intervals on the second fixing plate 262, the second permanent magnet 231 or the second It may be arranged to face 3 permanent magnets 241 and one to one.

이와 같은, 본 실시예에 따른 발전기(200)는 코깅 토오크를 최소화할 수 있음은 물론, 고정자 및 회전자가 추가로 구비됨에 따라 발전 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.As such, the generator 200 according to the present embodiment can minimize cogging torque and further improve power generation performance as a stator and a rotor are additionally provided.

또한, 상술한 본 실시예에서는 2개의 고정자(250,260)와 3개의 회전자(220,230,240)를 포함하는 발전기(200)에 대해 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 앞서 설명한 바와 같은 구조를 갖는 고정자와 회전자를 복수개로 결합하여 발전기를 구성할 수 있음은 자명하다.In addition, in the above-described embodiment, the generator 200 including two stators 250 and 260 and three rotors 220, 230 and 240 has been described, but the present invention is not necessarily limited thereto, and the structure as described above has been described. It is obvious that a generator can be configured by combining a plurality of stators and rotors.

한편, 상술한 실시예에서는 외부 동력을 이용하여 전력을 생산하는 발전기(100,200)의 구성에 대해 설명하였으나, 이와 반대로 전력을 공급받아 회전 구동할 수 있는 모터로도 적용될 수 있음은 자명하다.Meanwhile, in the above-described embodiment, the configuration of the generators 100 and 200 that generate electric power using external power has been described, but it is apparent that it can be applied to a motor capable of rotationally driving by receiving electric power.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발전기는, 외부의 동력에 의해 회전축이 회전하는 초기 시동 시, 고정자의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 회전자에서 한 쪽 회전자에 구비된 1개의 영구자석만 고정자의 유심코일과 1 대 1로 대응하게 인력이 작용하고, 나머지 유심코일과 영구자석들은 상호 엇갈리게 됨으로써, 코깅 토오크를 최소화할 수 있어 초기 시동 및 회전 구동에 필요한 동력을 낮출 수 있고, 이로 인하여 발전 효율을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, the generator according to the embodiment of the present invention is provided on one rotor from a pair of rotors respectively disposed on both sides of the stator at the initial start-up in which the rotating shaft rotates by external power. Only the four permanent magnets work in a one-to-one correspondence with the stator's core coil, and the remaining core coils and permanent magnets cross each other, thereby minimizing the cogging torque, reducing the power required for initial starting and rotational drive. , This can greatly improve the power generation efficiency.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다The embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only provided for specific examples to easily explain the technical content of the present invention and to aid understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the scope of the present invention should be construed that all changes or modified forms derived based on the technical idea of the present invention in addition to the embodiments disclosed herein are included in the scope of the present invention.

100,200 : 발전기 110,210 : 회전축
120,220 : 제1 회전자 121,221 : 제1 영구자석
130,230 : 제2 회전자 131,231 : 제2 영구자석
140 : 고정자 141 : 유심코일
240 : 제3 회전자 241 : 제3 영구자석
250 : 제1 고정자 251 : 제1 유심코일
260 : 제2 고정자 261 : 제2 유심코일100,200: generator 110,210: rotating shaft
120,220: first rotor 121,221: first permanent magnet
130,230: second rotor 131,231: second permanent magnet
140: stator 141: simulant coil
240: third rotor 241: third permanent magnet
250: first stator 251: first SIM coil
260: second stator 261: second SIMILAR coil

Claims

A first rotor coupled to the rotation shaft and having a plurality of first permanent magnets arranged at equal intervals on a circumference of a predetermined diameter around the rotation shaft;
A plurality of second permanent magnets are coupled to the rotation shaft so as to face the first rotor, and are spaced apart from each other with the plurality of first permanent magnets on a circumference of the same diameter as the circumference of the predetermined diameter around the rotation axis. A second rotor disposed in a manner; And
A plurality of first core coils are disposed at equal intervals on a circumference having the same diameter as the circumference of the predetermined diameter around the rotation axis and disposed between the first rotor and the second rotor through the rotation shaft, , Since the plurality of first permanent magnets and the plurality of second permanent magnets are disposed with different phase angles, only one of the plurality of first core coils is the first permanent magnet and the first A generator comprising a first stator arranged to face one of two permanent magnets one-to-one.

The method of claim 1,
The first permanent magnets and the second permanent magnets are arranged alternately with each other in the same number, and the first core coil is provided in a number different from the number of the first permanent magnets and the second permanent magnets, so that when the rotation shaft rotates In the generator, only one of the first SIM coils is arranged to face one-to-one with one of the first permanent magnets or one of the second permanent magnets.

The method of claim 1,
The second permanent magnet is disposed on the second rotor at a position corresponding to a half point between the first permanent magnets disposed on the first rotor, and is disposed to be alternately with the first permanent magnet. generator.

The method of claim 1,
A plurality of third permanent magnets are coupled to the rotation shaft so as to face the second rotor, and have the same phase as the plurality of first permanent magnets on a circumference of the same diameter as the circumference of the predetermined diameter around the rotation axis. A third rotor disposed at intervals; And
A plurality of second core coils are disposed at equal intervals on a circumference having the same diameter as the circumference of the predetermined diameter around the rotation axis and disposed between the second rotor and the third rotor through the rotation shaft, , Since the plurality of second permanent magnets and the plurality of third permanent magnets are disposed with different phase angles, only one of the plurality of second core coils is the second permanent magnet and the second when the rotation shaft rotates. The generator further comprises a second stator arranged to face one-to-one with one of the three permanent magnets.