KR102339222B1

KR102339222B1 - 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계

Info

Publication number: KR102339222B1
Application number: KR1020200138535A
Authority: KR
Inventors: 전챵 푸; 자오훙 정
Original assignee: 선전 이지 매뉴팩처링 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2021-12-13
Also published as: US20210376702A1; AU2020286169B1; JP6900087B1; KR20210147835A; CN112311175A; US11190092B1; EP3916972B1; EP3916972C0; JP2021191220A; EP3916972A1

Abstract

본 발명은 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계가 개시되고 전기 기계 기술에 관한 것이며 전기 기계 케이스, 회전자, 두 개의 고정자를 포함하며, 그중에 고정자는 고정환, 고정자 철심코어를 포함하고 여러 개의 고정자 철심코어가 고정환에 고리형 분포하며, 회전자는 외 회전자부분, 내 회전자부분, 플랜지를 포함하며, 외 회전자부분은 원통형의 내 회전자부분 밖에 설치하고 외 회전자부분과 내 회전자부분 사이에 고정자 구역을 형성하고, 외 회전자부분과 내 회전자부분은 플랜지를 통해 연결하고, 플랜지는 고정자의 구역을 제1고정자 구역과 제2고정자 구역으로 구분하고 두 개의 고정자는 각각 제1고정자 구역과 제2 고정자 구역에 위치한다. 이 발명은 고정자 양쪽의 자기장을 이용해 회전자를 구동하는 것으로 에너지 낭비를 면한다. 전통적인 전기 기계에 비해 동일한 출력에 도달한 경우 본 발명에 사용되는 권선의 수가 적기 때문에 고정자의 부피가 줄어들고 권선 재료가 절약되어 경제성이 높다.

Description

신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계{NEW TWO-STATOR AND FOUR-ROTOR COMBINED ENERGY-SAVING MOTOR}

본 발명은 전기 기계 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계에 관한 것이다.

전통적인 영구자석 전기 기계는 회전자 설치 위치에 따라 내회전자 전기와 외회전자 전기로 구분되는데, 이 중 내회전자 전기는 회전자를 고정자로 둘러싸인 원형 구역에 설치하는 것이고, 외회전자 전기는 회전자를 고정자 밖에 설치하는 것이다. 전통적인 영구자석 전기 기계의 경우, 고정자의 권선은 전기가 통하고, 자기감 홀이나 자기감 코일의 작용에 의해 자동적으로 상변화하고, 하나의 자력선 회전 자기장을 발생시켜 회전자를 구동시킨다.

전통적인 영구자석 전기 기계의 고정자가 통전된 후, 권선으로 생기는 자기장 중 한 쪽만이 회전자에게 작용하고 다른 쪽의 자기장은 회전자에게 작용하지 못해 에너지 낭비를 초래한다.

특허문헌 KR1020160066756 A

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 고정자 권선 양쪽의 자기장을 어떻게 이용하여 회전자를 구동시키는 데 그 목적이 있다.

신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계는 전기 기계 케이스, 회전자, 두 개의 고정자를 포함하고, 상기 고정자와 회전자는 상기 전기 기계 케이스 안에 설치하며, 그중에 상기 고정자는 여러 개의 고리형 분포의 고정자 철심코어를 포함하고, 상기 고정자 철심코어에는 자력선이 상기 고정자 철심코어의 반경방향의 양쪽을 통과하는 코일이 감겨 있고, 상기 회전자는 외 회전자부분, 내 회전자부분, 플랜지를 포함하고, 상기 외 회전자부분은 원통형의 내 회전자부분 밖에 설치하여 외 회전자부분과 내 회전자부분 사이에 고정자 구역을 형성하고, 상기 외 회전자부분과 내 회전자부분은 플랜지를 통해 연결하고, 상기 플랜지는 상기 고정자의 구역을 제1고정자 구역과 제2고정자 구역으로 구분하고 두 개의 상기 고정자는 각각 제1고정자 구역과 제2 고정자 구역에 위치하고,상기 외 회전자부분의 내측면과 상기 내 회전자부분의 외측면에 고리형 분포된 복수의 영구자석 모듈이 설치되어 있고 서로 인접되는 상기 두개 영구자석 모듈의 극성은 서로 상반된다.

유익하거나 예시적으로 상기 고정자는 고정환 더 포함되고 여러 개의 상기 고정자 철심코어가 상기 고정환에 분포하며, 기 고정자는 고정틀이 더 포함되고 상기 고정틀은 상기 고정자 철심코어가 상기 고정환에 고정하는 데 사용하며, 고정자 철심코어는 호형 구조로 되어 있어 제1원호부분, 제2원호부분 및 제1원호부분과 제2원호부분을 연결하는 중간부분을 포함하며, 코일은 양쪽에 홈이 있는 중간부분에 감겨 있고 상기 제1원호부분은 외 회전자부분을 향하고 상기 제2원호부분은 내 회전자부분을 향하며, 제1원호 부분에는 제1원호 부분을 세로로 관통하는 고정홀이 있고 상기 고정틀이 이 고정홀을 통하여 고정환에 고정한다.

유익하거나 예시적으로 각각 상기 영구자석 모듈은 여러 개의 영구자석을 포함하는데, 그중에 상기 내 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 그 외측면을 따라 세로 방향으로 설치되고 상기 외 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 그 내측면을 따라 경사 방향으로 설치된다.

유익하거나 예시적으로 각각 상기 영구자석 모듈은 여러 개의 영구자석을 포함하는데, 그중에 상기 내 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 내 회전자부분의 외측면을 따라 경사 방향으로 설치되고 상기 외 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 외 회전자부분의 내측면을 따라 세로 방향으로 설치된다.

유익하거나 예시적으로 경사 방향으로 설치되는 여러 개의 상기 영구자석의 경사각도는 5~15도이다.

유익하거나 예시적으로 내 회전자부분과 외 회전자부분의 영구자석 모듈은 위치가 상대적이고 수량이 같으며 내 회전자부분과 외회전자부분의 상대적 위치에 있는 영구자석 모듈이 고정자 구역을 향하도록 한 극성은 상반된다.

유익하거나 예시적으로 상기 내 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 내 회전자부분의 외측면을 따라 세로 방향으로 설치되고 상기 외 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 외 회전자부분의 내측면을 따라 세로 방향으로 설치된다.

유익하거나 예시적으로 회전축을 더 포함하고, 상기 회전축은 상기 내 회전자부분에 연결하고 상기 회전축은 전면 커버와 후면 커버를 통과하여 상기 전면 커버와 후면 커버를 베어링으로 회전가능하게 연결하고, 상기 전면 커버와 후면 커버에 상기 고정자를 설치된다.

본 발명은 고정자와 회전자의 구조를 설계함으로써 고정자 양쪽의 자기장 과 내 회전자부분, 외 회전자부분의 작용을 충분히 이용하여 전기 기계의 전체 출력은 내 회전자부분과 외 회전자부분의 출력을 합한 것이며 고정자 양쪽의 자기장을 충분히 활용하여 에너지 낭비를 면했다. 전통적인 전기 기계에 비해 동일한 출력에 도달한 경우 본 발명에 사용되는 권선의 수가 적기 때문에 고정자의 부피가 줄어들고 권선 재료가 절약되어 경제성이 높다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 구조 단면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 구조 입체도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 고정자의 구조도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 고정자의 다른 구조도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 고정자 철심코어의 분포도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 회전자의 구조도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 고정자와 회전자의 배합도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 고정자와 회전자의 배합 단면도이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 내 회전자부분과 외 회전자부분의 영구자석 모듈의 자력선 방향도이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 일종 회전자의 구조도이다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 방형파 영구자석 에너지 절약 전기기계의 일종 회전자의 구조도이다.
도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 정현파 영구자석 에너지 절약 전기기계의 일종 회전자의 구조도이다.
도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 전면 커버 혹은 후면 커버의 구조도이다.
도14은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 전면 커버 혹은 후면 커버의 다른 구조도이다.
도15는 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 전면 커버 혹은 후면 커버와 고정자의 배합도이다.
도16는 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 어느 순간 고정자 철심코어 위 코일의 자력선 방향이다.
도17은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 회전자의 단면도이다.

도면에 대한 해석 설명:

도면1은 고정자20와 회전자30의 구조적 관계를 일종 단면 방향에서 보여주고 있으며, 두 개의 고정자20는 회전자30의 외 회전자부분31과 내 회전자부분32 사이에 있다. 도면2는 전기 기계의 전체도를 나타낸다. 도면 3과 도면 4는 서로 다른 각도에서 고정자20 내의 각 부품의 구조적 상호 관계를 나타낸다. 도면 5에는 고정자 철심코어22가 고정자 20에서의 분포 관계를 나타낸다. 도면 6은 회전자 30 내의 각 부품의 구조적 상호 관계를 나타내며 도면6은 혼파 전기 기계의 회전자 구조로, 외회전자 부분31의 영구자석 모듈35은 그 측면을 따라 경사방향으로 설치되어 있고, 내 회전자부분32의 영구자석 모듈35은 그 측면을 따라 세로 방향으로 설치되어 있다. 도면 7은 3차원 상에서 고정자20와 회전자 30의 구조적 관계를 나타낸다. 도면 8은 다른 단면방향에서 고정자20와 회전자 30의 구조적 관계를 나타낸다. 도면 9는 회전자30의 내 회전자부분32과 외 회전자부분31상의 영구자석 모듈35의 자력선 방향을 나타낸다. 도면10-도면12은 본 발명의 서로 다른 실시예를 나타내는 회전자 구조도이다; 그중, 도면10은 일종 혼파 전기기계의 회전자 구조이고 도면11은 일종 방형파 전기 기계의 회전자 구조이고 도면12는 일종 정현파 전기 기계의 회전자 구조이다. 도면 13은 고정자20를 커버에 고정할 수 있는 고정틀24을 나타낸다. 도면 14는 다른 방향에서 도면 13의 커버의 구조를 나타낸다. 도면 15는 도면 13의 커버에 고정자20를 고정한 구조를 나타낸다. 도16는 어느 순간 고정자20 위 코일23의 자력선 방향을 나타내며 각 코일 23은 개별 자성체로 고정자 철심코어 22의 반경방향 양쪽으로 자력선을 보낸다. 도면17은 회전자의 단면구조도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

실시예1:

본 실시예는 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계를 제공하며 전기 기계 케이스10, 회전자30, 두 개의 고정자20를 포함하고, 상기 고정자20와 회전자30는 상기 전기 기계 케이스10 안에 설치하며, 그중에 상기 고정자20는 여러 개의 고리형 분포의 고정자 철심코어22를 포함하고, 상기 고정자 철심코어22에는 자력선이 상기 고정자 철심코어22 반경방향의 양쪽을 통과하는 코일23이 감겨 있고, 상기 회전자30는 외 회전자부분31, 내 회전자부분32, 플랜지33를 포함하고, 상기 외 회전자부분31은 원통형의 내 회전자부분32 밖에 설치하여 외 회전자부분31과 내 회전자부분32 사이에 고정자 구역을 형성하고, 상기 외 회전자부분31과 내 회전자부분32은 플랜지33를 통해 연결하고, 상기 플랜지33는 상기 고정자의 구역을 제1고정자 구역36과 제2고정자 구역37으로 구분하고 두 개의 상기 고정자20는 각각 제1고정자 구역36과 제2 고정자 구역37에 위치하고, 상기 외 회전자부분31의 내측면과 상기 내 회전자부분32의 외측면에 고리형 분포된 복수의 영구자석 모듈35이 설치되어 있고 서로 인접되는 상기 두개 영구자석 모듈35의 극성은 서로 상반된다.

고정자 철심코어에는 여러 가지 권선 방식이 있는데 코일23과 영구자석 모듈 35의 배합방식이 일반 모터와 같으며 하나 실시 방식에서 상기 외 회전자부분31의 영구자석 모듈 35, 코일 23 및 내회전자부분 32의 영구자석 모듈 35의 수량비례는 2:3:2이다. 다른 실시 방식에서는 다른 배합관계일 수 있다.

본 실시예에 따른 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계는 전동기로도 사용되고 발전기로도 사용된다.

전동기로 사용시 고정자 철심코어22의 코일 23에 3상 전류가 인가한다. 고정자 철심코어22는 투자재료로 되어 있기 때문에 고정자 철심코어22의 코일23에 전기가 들어오면, 코일 23의 자력선은 상기 고정자 철심코어 22의 반경방향 양쪽을 통과할 수 있고, 동시에 외 회전자부분31과 내 회전자부분32이 각각 상기 고정자 철심코어22의 반경방향 양쪽에 설치되어 있기 때문에 코일 23에서 발생하는 자력선은 반경방향 양쪽의 외 회전자부분31과 내 회전자부분32에 적용한다. 이때 각각 고정자 철심코어22는 개별 자성체를 형성하여 위상 서로 다른 자기장을 생성하며 그 N극과 S극은 각각 이 고정자 철심코어 22의 반경방향 양쪽에 있고 각각 외 회전자부분31과 내 회전자부분 32를 향하게 된다. 그 중에 고정자 철심코어22 위에 코일 23에서 발생하는 자기장의 방향, 강도는 시간에 따라 달라지며, 인접한 고정자 철심코어22 위에 코일 23의 위상은 서로 다르다.

3상 전류가 변화하면 고정자 철심코어22의 자기장이 바뀌고, 고정자 20는 회전 자기장을 형성하며, 영구자석 모듈 35가 설치된 외 회전자부분 31과 내 회전자부분32을 구동하여 회전시킨다.

도면 9를 참조하면 일종 실시방식에서 영구자석 모듈35의 자력선의 방향은 도면과 같다.

전동기로 사용할 때는 두 가지 적용이 있어서 회전자 20의 출력을 높인다.

첫번째, 위에서 설명한 바와 같이 자력선이 고정자 철심코어22의 반경방향 양쪽을 통과할 수 있기 때문에 코일 23의 자력선이 충분히 이용되고 회전 자기장은 내 회전자부분32과 외 회전자부분31을 동시에 구동하여 회전시키므로, 회전자 20의 출력은 내 회전자부분32과 외 회전자부분31의 출력을 합한 것이다.

두번째, 특정 각도 범위에서 내 회전자부분32의 자력선은 고정자 철심코어 22에서 발생하는 자기장을 보강하고, 이를 통해 외 회전자부분31에 대한 자기장의 작용력을 증가시킨다. 구체적으로는, 회전자 30이 특정 각도 범위에서 회전할 때, 이때 투자성능이 우수한 고정자 철심코어 22는 내 회전자부분32이 변화된 자력선의 작용을 받아 자기장을 발생한다. 이 특정 각도 범위에서 고정자 철심코어22에서 발생하는 유도 자기장은 코일 23에서 발생하는 자기장과 방향이 같다. 이때, 두 개의 자기장을 겹쳐서 고정자 철심코어22에서 발생하는 자기장의 강도는 코일 23의 회전 자기장과 고정자 철심코어22의 유도 자기장을 합한 것이며 이 고정자 철심코어22에서 발생하는 자기장이 강화되어 외 회전자부분31에 작용하는 자기장을 강화시켜 외 회전자부분 31에 대한 작용력을 높인다. 마찬가지로 다른 특정 각도 범위에서 외 회전자부분31의 자력선은 고정자 철심코어 22에서 발생하는 자기장을 보강하고, 이를 통해 내 회전자부분32에 대한 자기장의 작용력을 증가시킨다. 하나 실시 방식에서 전류의 주기를 적당하게 조정하여 이 특정 각도를 얻는다.

이 특정 각도의 발생조건은 고정자 철심코어22가 받은 영구자석 모듈35에서 발생하는 유도자기장은 이때 코일23의 회전 자기장과 같은 방향이다.

내 회전자부분32이 어느 고정자 철심코어 22 위에 코일 23의 회전 자기장을 보강하는 예로 이 특정 각도 중 하나의 발생 상황에 대해 설명한다. 어느 코일 23에서 발생하는 자기장의 방향, 강도는 시간에 따라 달라지며, 어느 시간에는 어느 고정자 철심코어 22 위에 코일 23에 한 방향으로 자기장이 생성되며, 동시에 내 회전자부분32 중 하나의 영구자석 모듈35에서 제1고정자 구역 36에 향하여 발생하는 자력선 방향과 이 코일 23의 자력선 방향과 상반되는 것을 존재한다. 이 영구자석 모듈35이 이 고정자 철심코어22의 한쪽에서 고정자 철심코어22의 정면 위치로 회전하는 과정 중에 고정자 철심코어22의 자속은 작은 것에서 큰 것으로 증가하며, 따라서 고정자 철심코어22는 이 영구자석 모듈 35 자기장의 방향과 반대 방향의 유도 자기장을 생성한다. 이때 발생하는 유도 자기장의 방향은 코일 23의 자력선 방향과 동일하고 이 코일 23의 회전 자기장을 보강한다. 실제 작업 과정에서 이 특정 각도의 발생 요건에 해당하는 위치가 많아 코일 23의 자기장이 효과적으로 보강될 수 있다.

이상 두 가지 적용은 시너지 효과를 발휘해 회전자30의 출력을 증대시킨다.

특별히 설명해야 할 것은 본 실시예의 명칭 중 '4회전자'는 플랜지33으로 분할하여 형성된 두 개의 외 회전자부분31과 두 개의 내 회전자부분32를 가리킨다.

실제로, 외 회전자부분31과 내 회전자부분32는 모두 플랜지33로 두 부분이 분할되어 있으며 각각 제1고정자 구역36내의 고정자와 제2고정자 구역37내의 고정자에 대응한다. 각각 제1고정자 구역36과 제2고정자 구역37에 설치한 고정자에 대하여 위와 같은 적용은 다 존재한다. 본 실시예에서 두 개의 고정자20는 네 부분을 구동하고 회전시키며 회전자 30의 전체 출력은 네 개의 회전 부분의 출력을 합한 것과 같다.

가일층의 실시방식에서 두 개의 고정자가 외 회전자부분31과 내 회전자부분32에 가하는 힘을 겹칠 수 있도록 최적으로 두 개의 고정자 20의 회전 자기장의 위상 동일하고, 코일23의 코일 수가 동일하여 동시 회전한다. 구체적으로는, 두 개의 고정자20가 가로 대칭하고 상응하는 고정자 철심코어 22 위에 코일 23의 전류 상위가 같으며, 통전 후 발생하는 회전 자기장의 위상은 위치가 같고 방향이 일치한다. 더 나아가, 플랜지 33에 의해 두 부분으로 분할된 외 회전자부분31과 내 회전자부분32은 수평으로 대칭이 되어 있고, 영구자석 모듈35이 분포되는 위치는 동일하고 자극의 방향은 동일한다.

이때, 두 개의 고정자 20의 극수가 일치하여 외 회전자부분31과 내 회전자부분32에 가하는 힘의 방향이 일치하여 회전자30를 겹쳐 회전시키면서 회전자 30의 출력을 더욱 높일 수 있다.

전통적인 전기 기계에 비해서, 본 실시예는 고정자20와 회전자30의 구조 설계를 통해 고정자 구역36 내의 고정자20는 고정자 철심코어22 1개당 개별 전자석 권선으로 하고, 그리하여 여러 개의 개별 전자석 권선 양쪽의 자기장을 이용하여 회전자30의 외 회전자부분31과 내 회전자부분32을 구동하며, 내 고정자 구역36의 고정자20 양쪽의 자기장을 이용하여 외 회전자부분31과 내 회전자부분32을 구동하는 셈이고, 회전자 30의 전체 출력은 내 회전자부분 32와 외 회전자부분 31의 출력을 합한 것이며 고정자20 양쪽의 자기장을 충분히 활용하여 에너지 낭비를 면했다. 전통적인 전기 기계에 비해 동일한 출력에 도달한 경우 본 발명에 사용되는 권선의 수가 적기 때문에 고정자20의 부피가 줄어들고 권선 재료가 절약되어 경제성이 높다.

발전기로 사용시 고정자 철심코어22는 투자재료로 되어 있기 때문에 내 회전자부분32과 외 회전자부분31의 영구자석 모듈35의 자력선은 고정자 철심코어22의 반경방향 양쪽을 통과하여 코일23에 적용할 수 있으며, 이때 회전자30가 회전하고 그 위의 영구자석 모듈35이 회전하여 회전 자기장을 형성되며 고정자20 위에 코일23이 전자 감응을 발생하여 기전력을 발생시켜 전기에너지를 밖으로 수출한다.

각각 제1고정자 구역36과 제2고정자 구역37에 설치한 고정자에 대하여 위와 같은 적용은 다 존재하며 발전기의 출력은 네 개의 회전 부분의 발전 출력을 합한 것과 같다.

일 실시예에서 플랜지 33에 의해 두 부분으로 분할된 외 회전자부분31과 내 회전자부분32은 수평으로 대칭이 되어 있고, 영구자석 모듈35이 분포되는 위치는 동일하고 회전자 30가 회전시킬 때 두 개의 고정자 20에 대해 발생하는 교류 전기의 초상위 및 주파수가 같게 하여 고정자 20에서 나오는 기전력을 겹치게 한다.

전통적인 발전기와 비해서, 본 실시예에서는 고정자 20 위의 코일 23은 외 회전자부분31 상 영구자석 모듈35에서 발생한 자력선과 내 회전자부분32 상 영구자석 모듈35에서 발생한 자력선의 적용을 동시에 받으며, 고정자 20 위의 코일 23의 자속은 변화가 더 크고 발생 가능한 기전력은 더 강하다.

실시예2:

본 실시예에 따른 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 고정자20의 고정방식은 도면1, 4, 5, 13과 같이 상기 고정자20는 고정환21 더 포함되며, 여러 개의 상기 고정자 철심코어22가 상기 고정환에 고리형으로 분포하며 상기 고정자는 고정틀24 더 포함되고 상기 고정틀24은 상기 고정자 철심코어22가 상기 고정환21에 고정하는 데 사용한다.

일 실시예에서 상기 고정자 철심코어22는 호형 구조로 되어 있어 제1원호부분221, 제2원호부분222 및 제1원호부분과 제2원호부분을 연결하는 중간부분223을 포함하며, 코일23은 양쪽에 홈이 있는 중간부분223에 감겨 있고 상기 제1원호부분221은 외 회전자부분31을 향하고 상기 제2원호부분222은 내 회전자부분32을 향한다.

가일층의 실시방식에서 제1원호 부분221에는 제1원호 부분221을 세로로 관통하는 고정홀224이 있고 상기 고정틀24이 이 고정홀224을 통하여 고정환21에 고정하여 고정자 철심코어 22 사이의 상대적 위치를 보장하도록 한다. 최적으로는 고정환21이 2개 설치되어 있고 고정자 철심코어22는 2개의 고정환21 사이에 고정되어 있으며, 상기 고정틀24의 일단은 한쪽 고정환21에 관통하고 고정홀224 안으로 들어가서 상기 고정홀224을 따라 다른 고정환21으로 연장하고,다른 고정환21에 고정한다. 더 나아가, 상기 고정틀24의 다른 일단은 전면 커버40 또는 후면 커버50에 고정하고, 상기 전면 커버40는 후면 커버50와 마주하여 각각 전기 기계 케이스10의 양쪽에 설치한다.

실시예3:

본 실시예에 따른 혼파를 발생할 수 있는 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계는 도면6과 같이 혼파 전기 기계의 회전자 구조를 나타내며 각각 상기 영구자석 모듈35은 여러 개의 영구자석을 포함하는데, 그중에 상기 내 회전자부분32의 영구자석 모듈35의 여러 개의 영구자석은 그 외측면을 따라 세로 방향으로 설치되고 상기 외 회전자부분31의 영구자석 모듈35의 여러 개의 영구자석은 그 내측면을 따라 경사 방향으로 설치된다. 혹은 도면10과 같이 다른 혼파 전기 기계의 회전자 구조를 나타내며 상기 내 회전자부분32의 영구자석 모듈35의 여러 개의 영구자석은 그 외측면을 따라 경사 방향으로 설치되고 상기 외 회전자부분31의 영구자석 모듈35의 여러 개의 영구자석은 그 내측면을 따라 세로 방향으로 설치된다.

본 실시 방식은 전동기로 사용시 작업 과정은 위의 실시예 1과 유사한다.

본 실시방식은 발전기로 사용시 특별히 경사 설치된 영구자석 모듈35은 고정자20에서 정현파의 교류전력를 발생시킬 수 있으며, 동시에 세로 설치된 영구자석 모듈 35은 고정자20에서 방형파의 교류전력를 발생시킬 수 있다. 따라서 고정자20에서는 정현파와 방형파를 혼합한 혼파를 발생시켜 혼파 출력을 가능하게 하며, 사용 수요에 따라 교류전기의 파형을 적절하게 선택하여 실제 운용에 적합하게 할 수 있다.

본 실시방식에서는 수출되는 파형이 정현파외 방형파를 결합한 혼파이기 때문에, 제어기 선택시 정현파 제어기 선택도 가능하고 방형파 제어기도 선택할 수 있어 본 실시 방식의 전기 기계의 적용성을 높였다.

더 나아가, 경사 방향으로 설치되는 여러 개의 상기 영구자석의 경사각도는 5~15도이며 최적으로 10도이다. 도면 6과 도면 10을 참조하면 도면 6과 도면 10에 경사 방향으로 설치되는 여러 개의 상기 영구자석의 경사각도는 10도이다.

더 나아가, 상기 내 회전자부분32과 외 회전자부분 31위의 영구자석 모듈 35의 수량이 같고, 영구자석 모듈 35의 영구자석의 수량이 같다.

일종 실시 방식에서 외 회전자부분 31 또는 내 회전자부분32 위의 영구자석 모듈 35은 경사 방향으로 설치할 때, 경사 방향으로 설치된 여러개의영구자석 모듈 35은 플랜지33에 의해 각각 다른 고정자20로 분할된다. 이때 각각 다른 고정자 20의 영자석 모듈 35의 위치는 각각 대응하는 것으로, 두 개의 회전 자기장이 일치하는 고정자 20가 경사 방향으로 설치된 영구자석의 회전자 부분에 가해지는 힘을 극대화한다.

실시예4:

본 실시예에 따른 정현파 혹은 방형파를 발생할 수 있는 신형 정현파 혹은 방형파 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계는 도면11, 도면12와 같이

상기 내 회전자부분32과 외 회전자부분31의 영구자석 모듈35은 위치가 상대적이고 수량이 같으며 내 회전자부분32과 외회전자부분31의 상대적 위치에 있는 영구자석 모듈35이 고정자 구역을 향하도록 한 극성은 상반된다.

본 실시 방식에서 전동기로 사용시 회전자 30의 출력을 더욱 증대시킬 수 있는 이유는 다음과 같다.

외회전자부분31과 내 회전자부분32의 상대적 위치에 있는 영구자석 모듈35의 극성은 상반이기 때문에 외회전자부분31과 내 회전자부분32의 영구자석 모듈35의 자력선은 서로 단속하여 영구자석 모듈35의 대부분 자력선은 상대적인 영구자석 모듈 35 사이에 단속되기를 초래하고 고정자 구역의 자력선은 집적도가 더 높고 자기장이 더 강하게 한다. 이에 따라 코일 23에 전기가 흐르면 회전 자기장이 생길 때 회전 자기장은 내외 양쪽의 영구자석 모듈35에 대해 작용력이 높아져 회전자의 출력을 높일 수 있게 된다.

발전기로 사용시 전동기로 사용하는 것과 마찬가지로 자력선이 서로 단속돼 자력선이 모이는 경우가 존재하고 발전기의 발전 출력이 강화된다.

가일층의 실시방식에서 도면12과 같이 정현파 전기 기계의 회전자 구조를 나타내며 내 회전자부분32의 영구자석 모듈35 및 외 회전자부분33의 영구자석 모듈35의 여러 개의 영구자석은 각각 그 내측면을 따라 경사 방향으로 설치되며 최적으로 두 부분 여러개의 영구자석의 경사 각도가 일치한다.

일종 실시 방식에서 경사 방향으로 설치되는 상기 영구자석 모듈의 경사각도는 5~15도이며 최적으로 경사각도는 10도이다. 도면 12을 참조하면 도면 12 중에 여러 개의 영구자석의 경사각도는 10도이다.

본 실시 방식은 전동기로 사용시 작업 과정은 위와 유사한다. 발전기로 사용시 정현파 교류전류가 발생하고, 경사 방향으로 설치된 영구자석 모듈 35의 여러 영구자석이 경사하는 각도의 크기는 고정자 20에서 발생하는 정현파의 파형에 영향을 준다.

실제 적용 상황에 따라 경사 각도를 합리적으로 선택한다.

가일층의 실시방식에서 도면11과 같이 방형파 전기 기계의 회전자 구조를 나타내며 상기 내 회전자부분의 영구자석 모듈35의 여러 개의 영구자석은 상기 내 회전자부분의 외측면을 따라 세로 방향으로 설치되고 상기 외 회전자부분의 영구자석 모듈35의 여러 개의 영구자석은 상기 외 회전자부분의 내측면을 따라 세로 방향으로 설치된다.

본 실시 방식은 전동기로 사용시 상술한 과정과 유사한다. 본 실시 방식은 전동기로 사용시 방형파 교류전류가 발생한다.

본 실시방식은 영구자석 모듈 35가 모두 세로방향으로 설치되었을 때 감쇠전기로 사용할 수 있다. 감쇠전기 사용시 상기 외 회전자부분31의 내측면과 내 회전자부분32의 외측면 상의 영구자석 모듈35의 위치가 상대적이며 자기장 방향이 같다. 이때는 위치가 서로 상대적이므로내 회전자부분 32의 영구자석 모듈 35과 외 회전자부분31의 영구자석 모듈 35의 자기장을 직접 겹칠 수 있어서 고정자 20에 작용하게 한 자기장은 그 중 하나의 영구 자석을 경사 방향으로 설치하는 경우에 비교적 크다. 회전자30가 회전할 때, 특히 두개 영구자석 모듈35 사이에 회전할 때 고정자 20의 코일 23의 자속은 한 쪽에 향하기에서 다른 한쪽으로 바꾸고 수치의 변화가 대단히 커서 고정자 20로 지극히 큰 감응 기전력을 일으키게 하여, 회전자 30 더 이상의 회전을 방해한다.

본 실시방식은 마찬가지로 두 부분 영구자석 모듈 35를 겹칠 수 있기 때문에 전통적인 감쇠 모터에 비해 고정자20에서 발생하는 감응 기전력이 크므로 감쇠효과가 더욱 좋다.

실시예5:

본 실시예에 따른 신형 정현파 혹은 방형파 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계의 회전축 설치 방식을 제공하므로 회전축34을 더 포함하고, 상기 회전축34은 상기 내 회전자부분에 연결하고 상기 회전축34은 전면 커버40와 후면 커버50를 통과하여 상기 전면 커버40와 후면 커버50를 베어링으로 회전가능하게 연결하고 ,상기 전면 커버40와 후면 커버50에 상기 고정자20를 설치된다.

상기 고정자 철심코어 22의 세로 방향 양쪽에 고정환21이 설치되어 있는 경우, 전면 커버40 또는 후면 커버 50을 향하는 고정환21에 고정틀24이 관통할 수 있는 홀이 개설되며, 고정틀24이 이 홀을 관통하여 고정자 철심코어 22의 고정홀 224로 들어가고 연장하여 고정자 철심코어22가 이 커버에서 떨어진 고정환21에 고정한다.

본 실시예에 고정자20에 대해 냉각해 주는 수냉 냉각 구조를 더 설치할 수 있고 그 구조는 CN204012958U가 공개한 것과 유사한다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 그러한 변형실시들은 본 발명의 청구범위에 의하여 제한된다.

10- 전기 기계 케이스; 20 - 고정자; 21- 고정환; 22- 고정자 철심코어; 221- 제1원호부분; 222 - 제2원호부분; 223 - 중간부분; 224- 고정홀; 23- 코일; 24- 고정틀; 30- 회전자; 31- 외 회전자부분; 32- 내 회전자부분; 33- 플랜지; 34- 회전축; 35- 영구자석 모듈; 36- 제1고정자 구역; 37- 제2고정자 구역; 40- 전면 커버; 50- 후면 커버.

Claims

전기 기계 케이스, 회전자, 두 개의 고정자를 포함하고, 상기 고정자와 회전자는 상기 전기 기계 케이스 안에 설치하며,
그중에 상기 고정자는 여러 개의 고리형 분포의 고정자 철심코어를 포함하고, 상기 고정자 철심코어에는 자력선이 상기 고정자 철심코어의 반경방향의 양쪽을 통과하는 코일이 감겨 있고,
상기 회전자는 외 회전자부분, 내 회전자부분, 플랜지를 포함하고, 상기 외 회전자부분은 원통형의 내 회전자부분 밖에 설치하여 외 회전자부분과 내 회전자부분 사이에 고정자 구역을 형성하고, 상기 외 회전자부분과 내 회전자부분은 플랜지를 통해 연결하고, 상기 외 회전자 부분은 상기 플랜지에 의해 분할되어 두개의 외 회전자 부분을 포함하고, 상기 내 회전자 부분은 상기 플랜지에 의해 분할되어 두개의 내 회전자 부분을 포함하여는 것으로 4회전자를 형성하고,
상기 플랜지는 상기 고정자의 구역을 제1고정자 구역과 제2고정자 구역으로 구분하고 두 개의 상기 고정자는 각각 제1고정자 구역과 제2 고정자 구역에 위치하고,
상기 외 회전자부분의 내측면과 상기 내 회전자부분의 외측면에 고리형 분포된 복수의 영구자석 모듈이 설치되어 있고 서로 인접되는 두개의 상기 영구자석 모듈의 극성은 서로 상반되는 것을 특징으로 하는 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계.
제1항에 있어서,
상기 고정자는 고정환이 더 포함되며, 여러 개의 상기 고정자 철심코어가 상기 고정환에 고리형으로 분포하며,
상기 고정자는 고정틀이 더 포함되고 상기 고정틀은 상기 고정자 철심코어가 상기 고정환에 고정하는 데 사용하며, 고정자 철심코어는 호형 구조로 되어 있어 제1원호부분, 제2원호부분 및 제1원호부분과 제2원호부분을 연결하는 중간부분을 포함하며, 코일은 양쪽에 홈이 있는 중간부분에 감겨 있고 상기 제1원호부분은 외 회전자부분을 향하고 상기 제2원호부분은 내 회전자부분을 향하며,
제1원호 부분에는 제1원호 부분을 세로로 관통하는 고정홀이 있고 상기 고정틀이 이 고정홀을 통하여 고정환에 고정하는 것을 특징으로 하는 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계.
제1항에 있어서,
각각 상기 영구자석 모듈은 여러 개의 영구자석을 포함하는데, 그중에
상기 내 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 그 외측면을 따라 세로 방향으로 설치되고 상기 외 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 그 내측면을 따라 경사 방향으로 설치되며,
혹은
상기 내 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 내 회전자부분의 외측면을 따라 경사 방향으로 설치되고 상기 외 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 외 회전자부분의 내측면을 따라 세로 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계.
제3항에 있어서,
경사 방향으로 설치되는 여러 개의 상기 영구자석의 경사각도는 5~15도인 것을 특징으로 하는 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계.
제1항에 있어서,
내 회전자부분과 외 회전자부분의 영구자석 모듈은 위치가 상대적이고 수량이 같으며 내 회전자부분과 외회전자부분의 상대적 위치에 있는 영구자석 모듈이 고정자 구역을 향하도록 한 극성은 상반되는 것을 특징으로 하는 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계.
제5항에 있어서,
상기 내 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 내 회전자부분의 외측면을 따라 세로 방향으로 설치되고 상기 외 회전자부분의 영구자석 모듈의 여러 개의 영구자석은 외 회전자부분의 내측면을 따라 세로 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계.
제1항에 있어서,
회전축을 더 포함하고, 상기 회전축은 상기 내 회전자부분에 연결하고 상기 회전축은 전면 커버와 후면 커버를 통과하여 상기 전면 커버와 후면 커버를 베어링으로 회전가능하게 연결하고, 상기 전면 커버와 후면 커버에 상기 고정자를 설치된 것을 특징으로 하는 신형 2고정자 4회전자 조합 에너지 절약 전기기계.