KR102488089B1 - Electric generator with consequent pole structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컨시컨트 폴형 발전기에 관한 것으로서, 하우징과, 상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 설치되는 회전체가 마련된 축부와, 상기 회전체에, 상기 회전축을 중심으로 환상으로 배열되며, 소정의 자력을 갖는 다수의 자석유닛과, 복수의 권선코일이 상기 회전축을 중심으로 원주방향을 따라 상기 하우징에 배열되어 형성된 코일부를 구비하고, 상기 자석유닛은 상기 회전축을 중심으로 원주방향을 따라 상호 이격된 위치의 상기 회전체에 설치되고, 상기 회전축에서 상기 회전체의 가장자리 측으로 연장되며, 상기 회전축에 인접된 일단부가 상호 인접되되, 타단부는 소정 거리이격된 복수의 자석부재가 마련된 다수의 자력그룹이 상기 회전축의 길이방향을 따라 순차적으로 배열되고, 상기 자력그룹들은 상기 자석부재들의 타단부 사이의 이격거리가 상이하게 형성된다.
본 발명에 따른 컨시컨트 폴형 발전기는 자석부재들의 이격 거리가 상호 상이한 다수의 자력모듈이 마련되어 있으므로 영구자석의 사용량은 줄이면서 유도기전력의 파형을 개선시킬 수 있어 발전효율이 우수하다는 장점이 있다. The present invention relates to a consistent pole-type generator, comprising: a housing, a rotational shaft rotatably installed in the housing, and a shaft portion having a rotational body installed on the rotational shaft, the rotational body being annularly arranged around the rotational shaft. and a plurality of magnet units having a predetermined magnetic force, and a coil part formed by arranging a plurality of winding coils along the circumferential direction about the rotation axis, wherein the magnet unit is formed in the circumferential direction about the rotation axis. It is installed on the rotating body at a position spaced apart from each other along, extends from the rotating shaft to the edge of the rotating body, one end adjacent to the rotating shaft is adjacent to each other, and the other end is provided with a plurality of magnet members spaced apart from each other by a predetermined distance A plurality of magnetic groups are sequentially arranged along the longitudinal direction of the rotating shaft, and the magnetic groups are formed with different distances between the other ends of the magnet members.
The consistent pole-type generator according to the present invention has the advantage of excellent power generation efficiency because it is possible to improve the waveform of the induced electromotive force while reducing the use of permanent magnets because a plurality of magnetic modules having different separation distances between magnet members are provided.

Description

컨시컨트 폴형 발전기{Electric generator with consequent pole structure}Consistent pole type generator {Electric generator with consequent pole structure}

본 발명은 컨시컨트 폴형 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영구자석의 사용량을 저감하면서 개선된 유도 기전력 파형을 갖는 컨시컨트 폴형 발전기에 관한 것이다. The present invention relates to a consistent pole-type generator, and more particularly, to a consistent pole-type generator having an improved induced electromotive force waveform while reducing the amount of permanent magnet used.

원통 모양 로터(rotor)의 바깥쪽 둘레에 회전체(stator)가 배열되는 레이디얼 갭(radial gap) 타입의 발전기는 복수의 영구자석이 로터의 원주를 둘러싸는 방향으로 배열되고, 영구자석의 자극은 방사형으로 향하고, 회전체가 영구자석과 마주보도록 배열되어 있다. 회전체는 로터를 향하는 면에서 여러 개의 이 모양을 갖는 철심에 코일이 감겨진 구조를 하고 있다. 이러한 철심을 이용함으로써, 로터의 자극으로부터 발생하는 자속을 코일로 통과시킬 수 있어 모터의 경우에는 큰 토크를, 발전기의 경우에는 큰 전압을 생성할 수 있다.In a radial gap type generator in which a stator is arranged around the outer circumference of a cylindrical rotor, a plurality of permanent magnets are arranged in a direction surrounding the circumference of the rotor, and magnetic poles of the permanent magnets is oriented radially, and the rotating body is arranged to face the permanent magnet. The rotating body has a structure in which a coil is wound around an iron core having several tooth shapes on the surface facing the rotor. By using such an iron core, magnetic flux generated from magnetic poles of the rotor can be passed through the coil, so that a large torque can be generated in the case of a motor and a large voltage can be generated in the case of a generator.

특히 높은 전력 밀도 및 효율을 요구하는 에너지 시스템에서는 잔류 자속밀도가 높은 희토류 계열 자석을 적용한 발전기들을 사용하고 있다. In particular, in energy systems requiring high power density and efficiency, generators using rare earth magnets with high residual magnetic flux density are used.

그러나 최근 희토류 계열 자석의 가격이 높아지고, 제한된 생산국가와 수출제한정책으로 인해 공급이 불안정한 상황이 지속되는 단점이 있다. 따라서, 희토류 계열 자석을 대처하거나 자석의 사용량을 저감하면서 발전량을 기존과 동일하게 유지하기 위해 다양한 연구가 필요하다. However, there is a disadvantage in that the price of rare-earth magnets has recently increased, and supply is unstable due to limited producer countries and export restriction policies. Therefore, various studies are required to cope with rare earth magnets or to maintain the amount of power generation the same as before while reducing the amount of magnets used.

등록특허공보 제10-1263350호: 축 방향 자속 영구자석형 발전기Registered Patent Publication No. 10-1263350: Axial flux permanent magnet type generator

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 영구자석의 사용량은 줄이면서 유도기전력의 파형을 개선할 수 있는 컨시컨트 폴형 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was invented to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a consistent pole-type generator capable of improving the waveform of induced electromotive force while reducing the amount of permanent magnets used.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컨시컨트 폴형 발전기는 하우징과, 상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 설치되는 회전체가 마련된 축부와, 상기 회전체에, 상기 회전축을 중심으로 환상으로 배열되며, 소정의 자력을 갖는 다수의 자석유닛과, 복수의 권선코일이 상기 회전축을 중심으로 원주방향을 따라 상기 하우징에 배열되어 형성된 코일부를 구비하고, 상기 자석유닛은 상기 회전축을 중심으로 원주방향을 따라 상호 이격된 위치의 상기 회전체에 설치되고, 상기 회전축에서 상기 회전체의 가장자리 측으로 연장되며, 상기 회전축에 인접된 일단부가 상호 인접되되, 타단부는 소정 거리이격된 복수의 자석부재가 마련된 다수의 자력그룹이 상기 회전축의 길이방향을 따라 순차적으로 배열되고, 상기 자력그룹들은 상기 자석부재들의 타단부 사이의 이격거리가 상이하게 형성된다. Consistent pole-type generator according to the present invention for achieving the above object is a housing, a rotational shaft rotatably installed in the housing, a shaft portion provided with a rotational body installed on the rotational shaft, and the rotational body, the rotational shaft is the center A plurality of magnet units arranged in an annular shape and having a predetermined magnetic force, and a plurality of winding coils arranged in the housing along a circumferential direction about the rotation axis, and a coil part formed therein, wherein the magnet unit is connected to the rotation axis. It is installed on the rotating body at a position spaced apart from each other along the circumferential direction from the center, extends from the rotating shaft to the edge of the rotating body, and has one end adjacent to the rotating shaft adjacent to each other, the other end of which is spaced apart from each other by a predetermined distance. A plurality of magnetic force groups provided with magnet members are sequentially arranged along the longitudinal direction of the rotating shaft, and the magnetic force groups are formed with different distances between the other ends of the magnet members.

상기 자석부재는 상기 회전축에서 상기 회전체의 가장자리 방향으로 연장되며, 일단이 상기 회전자의 중심에 인접되도록 상기 회전체에 설치되며, 제1단위자석과, 상기 제1단위자석의 타단부에 일단부가 인접되며, 상기 제1단위자석으로부터 상기 회전체의 가장자리 방향으로 연장된 제2단위자석을 구비하고, 상기 자석부재들의 제1단위자석은 일단부가 상호 인접되되, 타단부가 갈수록 상호 이격되도록 형성되며, 상호 대향되는 측면이 오목하도록 만곡되게 형성되고, 상기 자석부재들의 제2단위자석은 일단부에서 타단부로 갈수록 상호 이격되도록 형성되며, 상호 대향되는 측면이 볼록하도록 만곡되게 형성되어 있다. The magnet member extends from the rotating shaft toward the edge of the rotating body, has one end installed on the rotating body so as to be adjacent to the center of the rotor, and has a first unit magnet and one end at the other end of the first unit magnet. and a second unit magnet extending from the first unit magnet toward the edge of the rotating body, and the first unit magnets of the magnet members are formed so that one end portions are adjacent to each other and the other ends are gradually spaced apart from each other. And, mutually opposing sides are formed to be curved concavely, and the second unit magnets of the magnet members are formed to be spaced apart from each other from one end to the other end, and mutually opposing sides are formed to be curved to be convex.

상기 자력그룹은 상기 자석부재들의 일단부와 타단부를 지나는 가상의 가상선들이 소정의 사잇각을 갖도록 상기 자석부재들이 배열된 것이 바람직하다. In the magnetic force group, it is preferable that the magnet members are arranged so that imaginary lines passing through one end and the other end of the magnet members have a predetermined angle between them.

상기 자력그룹들은 상기 회전축의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 증가하도록 상기 자석부재들이 배열될 수 있다. The magnet members of the magnetic force groups may be arranged such that an angle between the imaginary lines increases from one end to the other end of the rotating shaft.

상기 자력그룹들은 상기 회전축의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 감소하도록 상기 자석부재들이 배열되어 있다. The magnet members of the magnetic force groups are arranged such that an angle between the imaginary lines decreases from one end to the other end of the rotating shaft.

상기 자력그룹들은 상기 회전축의 일단에서 중앙부로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 증가하되, 상기 회전축의 중앙부에서 타단으로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 감소하도록 상기 자석부재들이 배열될 수도 있다. The magnet members may be arranged such that the angle between the imaginary lines of the magnetic force groups increases from one end to the center of the rotation shaft, and the angle between the virtual lines decreases from the center to the other end of the rotation shaft.

상기 자력그룹들은 상기 회전축의 일단에서 중앙부로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 감소하되, 상기 회전축의 중앙부에서 타단으로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 증가하도록 상기 자석부재들이 배열될 수도 있다. The magnet members may be arranged such that the angle between the imaginary lines decreases from one end to the center of the rotation shaft, and the angle between the virtual lines increases from the center to the other end of the rotation shaft.

상기 회전체는 상기 자석유닛들 사이에 공간부가 형성되고, 상기 공간부는 상기 회전축으로부터 상기 회전체의 가장자리 방향으로 연장되며, 상기 회전자의 가장자리에 인접될수록 폭이 감소하도록 형성되고, 상호 대향되는 내측면이 볼록하도록 만곡되게 형성될 수도 있다. The rotating body has a space portion formed between the magnet units, the space portion extends from the rotating shaft toward the edge of the rotating body, and is formed to decrease in width as it approaches the edge of the rotor, It may be formed to be curved so that the side is convex.

본 발명에 따른 컨시컨트 폴형 발전기는 자석부재들의 이격 거리가 상호 상이한 다수의 자력모듈이 마련되어 있으므로 영구자석의 사용량은 줄이면서 유도기전력의 파형을 개선시킬 수 있어 발전효율이 우수하다는 장점이 있다. The consistent pole-type generator according to the present invention has the advantage of excellent power generation efficiency because it is possible to improve the waveform of the induced electromotive force while reducing the use of permanent magnets because a plurality of magnetic modules having different separation distances between magnet members are provided.

도 1은 본 발명에 따른 컨시컨트 폴형 발전기에 대한 부분 사시도이고,
도 2는 도 1의 컨시컨트 폴형 발전기에 대한 단면도이고,
도 3은 도 1의 컨시컨트 폴형 발전기의 자석유닛에 대한 개념도이고,
도 4는 도 1의 컨시컨트 폴형 발전기의 자석부재의 자화 방향을 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 도 1의 컨시컨트 폴형 발전기의 자력그룹들에 대한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 컨시컨트 폴형 발전기의 자력그룹들에 대한 사시도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 컨시컨트 폴형 발전기의 자력그룹들에 대한 사시도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 컨시컨트 폴형 발전기의 자력그룹들에 대한 사시도이고,
도 9는 본 발명의 컨시컨트 폴형 발전기와 비교예의 유도 기전력 파형에 대한 그래프이고,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 컨시컨트 폴형 발전기에 대한 단면도이고,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 컨시컨트 폴형 발전기에 대한 단면도이다. 1 is a partial perspective view of a consequent pole-type generator according to the present invention;
2 is a cross-sectional view of the consequent pole-type generator of FIG. 1;
3 is a conceptual diagram of a magnet unit of the consistent pole-type generator of FIG. 1;
4 is a view for explaining the magnetization direction of the magnet member of the consequent pole-type generator of FIG. 1;
5 is a perspective view of magnetic groups of the consequent pole-type generator of FIG. 1;
6 is a perspective view of magnetic groups of a consequent pole-type generator according to another embodiment of the present invention;
7 is a perspective view of magnetic groups of a consequent pole-type generator according to another embodiment of the present invention;
8 is a perspective view of magnetic groups of a consistent pole-type generator according to another embodiment of the present invention;
9 is a graph of induced electromotive force waveforms of the consequent pole generator of the present invention and a comparative example;
10 is a cross-sectional view of a consistent pole-type generator according to another embodiment of the present invention,
11 is a cross-sectional view of a consequent pole-type generator according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 컨시컨트 폴형 발전기에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a consistent pole-type generator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can have various changes and various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown enlarged than actual for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 컨시컨트 폴형 발전기(100)가 도시되어 있다. 1 to 5 show a consistent pole-type generator 100 according to the present invention.

도면을 참조하면, 상기 컨시컨트 폴형 발전기(100)는 하우징(101)과, 상기 하우징(101)에 회전가능하게 설치되는 회전축(110)과, 상기 회전축(110)에 설치되는 회전체(120)가 마련된 축부(105)와, 상기 회전체(120)에, 상기 회전축(110)을 중심으로 환상으로 배열되며, 소정의 자력을 갖는 다수의 자석유닛(130)과, 복수의 권선코일이 상기 회전축(110)을 중심으로 원주방향을 따라 상기 하우징(101)에 배열되어 형성된 코일부(140)를 구비한다. Referring to the drawings, the attendant pole-type generator 100 includes a housing 101, a rotating shaft 110 rotatably installed in the housing 101, and a rotating body 120 installed on the rotating shaft 110. A shaft portion 105 provided with, a plurality of magnet units 130 arranged in an annular shape around the rotating shaft 110 on the rotating body 120, and having a predetermined magnetic force, and a plurality of winding coils are arranged on the rotating shaft. A coil unit 140 is arranged along the circumferential direction with 110 as the center and formed in the housing 101 .

하우징(101)은 내부에 수용공간이 마련되며, 상하면에 각각 회전축(110)이 관통되게 설치될 수 있도록 관통구가 형성되어 있다. The housing 101 has an accommodation space therein, and through-holes are formed on the upper and lower surfaces so that the rotary shaft 110 can be installed therethrough.

회전축(110)은 상하방향으로 연장되며, 하우징(101)의 수용공간으로 인입될 수 있도록 하우징(101)의 관통구에 설치된다. 이때, 도면에 도시되진 않았지만, 회전축(110)은 베어링에 의해 하우징(101)에 회전가능하게 설치되는 것이 바람직하다. The rotating shaft 110 extends in the vertical direction and is installed in the through-hole of the housing 101 so as to be introduced into the accommodation space of the housing 101 . At this time, although not shown in the drawing, it is preferable that the rotating shaft 110 is rotatably installed in the housing 101 by bearings.

회전체(120)는 수용공간에 대응되는 회전축(110)에 설치되는 것으로서, 회전축(110)을 중심으로 소정의 반경을 갖는 원판형으로 형성되며, 수지화합물로 이루어진다. 한편, 상기 회전체(120)는 다수개가 회전축(110)의 길이방향을 따라 순차적으로 설치되어 있다. The rotating body 120 is installed on the rotating shaft 110 corresponding to the receiving space, is formed in a disk shape having a predetermined radius around the rotating shaft 110, and is made of a resin compound. Meanwhile, a plurality of the rotating bodies 120 are sequentially installed along the longitudinal direction of the rotating shaft 110 .

한편, 회전체(120)는 자석유닛(130)들 사이에 공간부(122)가 각각 형성되어 있다. 상기 공간부(122)는 자석유닛(130)들 사이의 회전체(120)에 형성되는 것으로서, 에어가 충진된다. 상기 공간부(122)는 회전체(120)의 회전중심 즉, 회전축(110)으로부터 회전체(120)의 가장자리 측으로 반경방향을 따라 소정깊이 인입되게 형성된다. 자석유닛(130)으로부터의 자속이 상기 공간부(122)로 유입되므로 자석유닛(130)의 자속이 회전축(110)으로 유입되는 것이 방지된다. On the other hand, in the rotation body 120, space portions 122 are formed between the magnet units 130, respectively. The space portion 122 is formed in the rotating body 120 between the magnet units 130 and is filled with air. The space portion 122 is formed to be drawn in from the center of rotation of the rotating body 120, that is, the rotating shaft 110, toward the edge of the rotating body 120 along the radial direction to a predetermined depth. Since the magnetic flux from the magnet unit 130 flows into the space 122 , the magnetic flux of the magnet unit 130 is prevented from flowing into the rotating shaft 110 .

이때, 공간부(122)는 상기 회전체(120)의 회전중심에 인접된 일단부에서 회전체(120)의 가장자리에 인접된 타단부로 갈수록 폭이 감소하도록 형성된다. 또한, 상기 공간부(122)는 상호 대향되는 내측면이 볼록하도록 만곡되게 형성되어 있으므로 보다 견고하게 내부 형상을 유지할 수 있어 회전체(120)가 고속으로 회전하더라도 비교적 높은 내구성을 유지할 수 있다. At this time, the space portion 122 is formed such that its width decreases from one end adjacent to the center of rotation of the rotating body 120 to the other end adjacent to the edge of the rotating body 120. In addition, since the space portion 122 is formed to be curved so that the inner surfaces facing each other are convex, it is possible to more firmly maintain the internal shape, so that even when the rotating body 120 rotates at a high speed, relatively high durability can be maintained.

코일부(140)는 하우징(101)의 내부에 설치된 고정자(141)와, 상기 고정자(141)에 마련된 권선(142)을 구비한다. The coil unit 140 includes a stator 141 installed inside the housing 101 and a winding 142 provided on the stator 141 .

상기 고정자(141)는 회전체(120)에 대향되는 하우징(101)의 내벽면에, 원주방향을 따라 연장된다. 또한, 고정자(141)는 회전체(120)에 대향되는 내측면에 복수의 치(143)가 형성되어 있는데, 상기 치에는 회전 자계를 생성하는 권선(142)(winding)이 형성되어 있다. 일예로, 상기 권선(142)을 구동태양에 따라 복수의 상으로 그룹핑될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 고정자(141)의 권선(142)은 A+, A-로 구성된 제1상, B+, B-로 구성된 제2상, C+, C-로 구성된 제3상으로 구분될 수 있다. 상기 고정자(141)는 권선(142)과, 자석유닛(130)의 상호 작용에 의해 전력이 생성된다. 상기 코일부(140)는 회전축(110)에 의해 회전하는 영구자석을 이용하여 전력을 생성하기 위해 종래에 일반적으로 사용되는 발전기용 전력 생성 수단이므로 상세한 설명은 생략한다. The stator 141 extends along the circumferential direction on the inner wall surface of the housing 101 opposite to the rotating body 120 . In addition, the stator 141 has a plurality of teeth 143 formed on the inner surface facing the rotating body 120, and a winding 142 (winding) for generating a rotating magnetic field is formed on the teeth. For example, the windings 142 may be grouped into a plurality of phases according to driving aspects. As shown in FIG. 1, the winding 142 of the stator 141 can be divided into a first phase composed of A+ and A-, a second phase composed of B+ and B-, and a third phase composed of C+ and C-. there is. In the stator 141, power is generated by the interaction of the winding 142 and the magnet unit 130. Since the coil unit 140 is a power generation means for a generator generally used in the prior art to generate power using permanent magnets rotated by the rotation shaft 110, a detailed description thereof will be omitted.

자석유닛(130)은 회전축(110)을 중심으로 원주방향을 따라 상호 이격된 위치의 회전체(120)에 설치되고, 상기 회전축(110)에서 상기 회전체(120)의 가장자리 측으로 연장되며, 회전축(110)에 인접된 일단부가 상호 인접되되, 타단부는 소정 거리 이격된 복수의 자석부재(132)가 마련된 다수의 자력그룹(131)을 구비한다. The magnet unit 130 is installed on the rotating body 120 spaced apart from each other along the circumferential direction around the rotating shaft 110, and extends from the rotating shaft 110 to the edge of the rotating body 120, and the rotating shaft One end adjacent to (110) is adjacent to each other, and the other end is provided with a plurality of magnetic groups 131 provided with a plurality of magnet members 132 spaced apart by a predetermined distance.

상기 자석유닛(130)은 도면을 참조하면, 다수의 구부러진 형상의 자석부재(132)들이 나팔형 형상으로 배열된다. 상기 자석부재(132)는 회전축(110)에서 회전체(120)의 가장자리 측으로 연장되며, 일단이 회전축(110)에 인접되도록 회전체(120)에 설치된 제1단위자석(133)과, 제1단위자석(133)의 타단부에 일단부가 인접되며, 제1단위자석(133)으로부터 상기 회전체(120)의 가장자리 방향으로 연장된 제2단위자석(134)을 구비한다. Referring to the drawings of the magnet unit 130, a plurality of bent magnet members 132 are arranged in a trumpet shape. The magnet member 132 extends from the rotating shaft 110 to the edge of the rotating body 120, and has a first unit magnet 133 installed on the rotating body 120 so that one end is adjacent to the rotating shaft 110, and One end is adjacent to the other end of the unit magnet 133, and a second unit magnet 134 extending from the first unit magnet 133 toward the edge of the rotating body 120 is provided.

상기 자석부재(132)들의 제1단위자석(133)들은 일단부가 상호 인접되되, 타단부로 갈수록 상호 이격되도록 형성되는 것으로서, 나팔형의 하단영역(회전체(120)의 반경방향 기준)에 배치된다. 이때, 제1단위자석(133)들은 상호 대향되는 측면이 오목하도록 만곡되게 형성된다. 즉, 제1단위자석(133)들은 나팔형 형상의 내부영역을 향하여 오목하도록 배치되는 것이 바람직하다. The first unit magnets 133 of the magnet members 132 are adjacent to each other at one end and are spaced apart from each other toward the other end, and are disposed in the trumpet-shaped lower area (based on the radial direction of the rotating body 120). do. At this time, the first unit magnets 133 are formed to be curved so that mutually opposing sides are concave. That is, it is preferable that the first unit magnets 133 are disposed concave toward the inner region of the trumpet shape.

상기 자석부재(132)들의 제2단위자석(134)들은 일단부가 제1단위자석(133)들의 타단부에 각각 인접되되, 타단부로 갈수록 상호 이격되도록 형성되는 것으로서, 나팔형의 상단영역(회전체(120)의 반경방향 기준)에 배치된다. 이때, 제2단위자석(134)들은 반경방향의 대칭축(d)를 기준으로 상호 대향되도록 배열된다. 여기서, 제2단위자석(134)들은 상호 대향되는 측면이 볼록하도록 만곡되게 형성된다. 즉, 제2단위자석(134)들은 나팔형 형상의 내부 영역을 향하여 볼록하도록 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 제2단위자석(134)은 제1단위자석(133)과 굽힘방향이 상호 반대방향으로 형성된다. The second unit magnets 134 of the magnet members 132 are formed so that one end is adjacent to the other end of the first unit magnets 133, but is spaced apart from each other as the other end goes, radial reference of the whole 120). At this time, the second unit magnets 134 are arranged to face each other with respect to the axis of symmetry d in the radial direction. Here, the second unit magnets 134 are formed to be curved so that mutually opposed sides are convex. That is, it is preferable that the second unit magnets 134 are disposed convexly toward the inner region of the trumpet shape. Here, the second unit magnet 134 is formed in a direction opposite to that of the first unit magnet 133 in a bending direction.

한편, 제1 및 제2단위자석(133,134)들은 페라이트 계열 또는 희토류 계열의 영구자석으로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 및 제2단위자석(133,134)들은 소정의 굽힘 각도를 가질 수 있으며, 제1 및 제2단위자석(133,134)들 간에 서로 같거나 서로 상이한 굽힘 각도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2단위자석(133,134)들의 굽힘 각도가 서로 다른 경우에는, 상기 회전체(120)의 반경 방향에 위치한 상단 영역의 제2단위자석(134)의 굽힘각도가 회전체(120)의 중심 방향에 위치한 하단영역의 제1단위자석(133)의 굽힘 각도보다 작을 수 있다. 구체적으로 회전체(120)의 반경 방향에 위치한 제2단위자석(134)들의 굽힘각도가 상기 회전체(120)의 중심방향에 위치한 제1단위자석(133)들의 굽힘 각도보다 작을 수 있다. Meanwhile, the first and second unit magnets 133 and 134 may be made of ferrite-based or rare-earth-based permanent magnets. In addition, the first and second unit magnets 133 and 134 may have a predetermined bending angle, and the first and second unit magnets 133 and 134 may have the same or different bending angles. For example, when the bending angles of the first and second unit magnets 133 and 134 are different from each other, the bending angle of the second unit magnet 134 in the upper region located in the radial direction of the rotating body 120 is It may be smaller than the bending angle of the first unit magnet 133 in the lower region located in the center direction of (120). Specifically, the bending angles of the second unit magnets 134 located in the radial direction of the rotating body 120 may be smaller than the bending angles of the first unit magnets 133 located in the central direction of the rotating body 120 .

상기 제1 및 제2단위자석(133,134)들은 적어도 한 개의 굽힘 변과 선형 변을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2단위자석(133,134)은 제1 및 제2단위자석(133,134)의 길이 방향으로 굽힘 변을 포함하고, 제1 및 제2단위자석(133,134)의 폭 방향으로 선형변을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 제1 및 제2단위자석(133,134)은 서로 대향하는 2개의 굽힘 변과 서로 대향하는 2개의 선형 변을 포함하여 이루어질 수 있다. The first and second unit magnets 133 and 134 may include at least one bending side and one linear side. For example, the first and second unit magnets 133 and 134 include bending edges in the longitudinal direction of the first and second unit magnets 133 and 134, and in the width direction of the first and second unit magnets 133 and 134. It may contain linear sides. Also, for example, the first and second unit magnets 133 and 134 may include two bending sides facing each other and two linear sides facing each other.

자석부재(132)를 구성하는 제1 및 제2단위자석(133,134)은 반경 방향 또는 평행 방향으로 자화될 수 있도록 도 4(a)에 도시된 바와 같이 제1 및 제2단위자석(133,134)은 반경 방향으로 자화될 수 있으며, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 제1 및 제2단위자석(133,134)은 평행 방향으로 자화될 수 있다.The first and second unit magnets 133 and 134 constituting the magnet member 132 may be magnetized in a radial direction or a parallel direction, so as shown in FIG. 4(a), the first and second unit magnets 133 and 134 are It may be magnetized in a radial direction, and as shown in FIG. 4(b), the first and second unit magnets 133 and 134 may be magnetized in a parallel direction.

한편, 도면에 도시되진 않았지만, 제1단위자석(133)들은 상호 대향되는 측면이 볼록하게 형성되고, 제2단위자석(134)들은 상호 대향되는 측면이 오목하게 형성될 수도 있다. Meanwhile, although not shown in the drawings, the first unit magnets 133 may have convex sides facing each other, and the second unit magnets 134 may have concave sides facing each other.

상술된 바와 같이 제1 및 제2단위자석(133,134)들이 구부러진 형상을 갖도록 형성되어 있으므로, 이를 통해 자기회로적 에너지원이 되는 영구자석을 제한된 체적 내에서 보다 많이 배치할 수 있는 장점이 존재하여 출력밀도를 향상시킬 수 있다. 다른 관점에서 가격이 비싼 희토류 계열 영구자석 대신에 페라이트 계열 영구자석을 사용하여 희토류 계열 영구자석과 유사한 발전 성능을 제공할 수 있다. 또한, 자석부재(132)가 복수의 굽어진 영구자석들로 이루어짐으로써, 공극에서의 에너지 밀도차이를 낮춤으로써 토크리플을 저감할 수 있다.As described above, since the first and second unit magnets 133 and 134 are formed to have a curved shape, there is an advantage in that more permanent magnets serving as a magnetic circuit energy source can be disposed within a limited volume through this. Density can be improved. From another point of view, power generation performance similar to that of rare earth permanent magnets may be provided by using ferrite permanent magnets instead of expensive rare earth permanent magnets. In addition, since the magnet member 132 is formed of a plurality of bent permanent magnets, torque ripple can be reduced by lowering the energy density difference in the air gap.

한편, 복수의 자석부재(132)로 구성된 자력그룹(131)은 다수개가 회전축(110)의 길이방향을 따라 순차적으로 배열된다. 즉, 상기 자력그룹(131)은 회전축(110)에 설치된 다수의 회전체(120)에 각각 설치되는 것이 바람직하다. On the other hand, a plurality of magnetic groups 131 composed of a plurality of magnet members 132 are sequentially arranged along the longitudinal direction of the rotating shaft 110. That is, the magnetic group 131 is preferably installed on each of the plurality of rotating bodies 120 installed on the rotating shaft 110.

이때, 자력그룹(131)들은 자석부재(132)들이 타단부 사이의 이격거리가 상호 상이하게 각 회전체(120)에 설치된다. 즉, 상기 자력그룹(131)은 상기 자석부재(132)들의 일단부와 타단부를 지나는 가상의 가상선(135)들이 소정의 사잇각을 갖도록 상기 자석부재(132)들이 배열되는데, 상기 회전축(110)의 상단에서 하단으로 갈수록 상기 가상선(135)들 사이의 사잇각이 증가하도록 상기 자석부재(132)들이 배열되는 것이 바람직하다. At this time, the magnetic groups 131 are installed on each rotating body 120 so that the separation distances between the other ends of the magnet members 132 are different from each other. That is, in the magnetic force group 131, the magnet members 132 are arranged so that virtual lines 135 passing through one end and the other end of the magnet members 132 have a predetermined angle, and the rotation shaft 110 It is preferable that the magnet members 132 are arranged such that the angle between the imaginary lines 135 increases from the upper end to the lower end of ).

한편, 상기 자력그룹(131)들은 도 6과 같이 상기 회전축(110)의 상단에서 하단으로 갈수록 상기 가상선(135)들 사이의 사잇각이 감소하도록 상기 자석부재(132)들이 배열될 수도 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 6 , in the magnetic groups 131 , the magnet members 132 may be arranged so that the angle between the imaginary lines 135 decreases from the upper end to the lower end of the rotating shaft 110 .

또한, 상기 자력그룹(131)들은 도 7와 같이 상기 회전축(110)의 상단에서 중앙부로 갈수록 상기 가상선(135)들 사이의 사잇각이 감소하되, 상기 회전축(110)의 중앙부에서 하단으로 갈수록 상기 가상선(135)들 사이의 사잇각이 증가하도록 상기 자석부재(132)들이 배열될 수 있다. 한편, 자력그룹(131)들은 도 8과 같이 상기 회전축(110)의 상단에서 중앙부로 갈수록 상기 가상선(135)들 사이의 사잇각이 증가하되, 상기 회전축(110)의 중앙부에서 하단으로 갈수록 상기 가상선(135)들 사이의 사잇각이 감소하도록 상기 자석부재(132)들이 배열될 수도 있다. In addition, as shown in FIG. 7, in the magnetic groups 131, the angle between the virtual lines 135 decreases from the top to the center of the rotation shaft 110, but from the center to the bottom of the rotation shaft 110, the The magnet members 132 may be arranged such that an angle between the imaginary lines 135 increases. On the other hand, as shown in FIG. 8, in the magnetic groups 131, the angle between the virtual lines 135 increases from the top to the center of the rotation shaft 110, but the virtual line 135 increases from the center to the bottom of the rotation shaft 110. The magnet members 132 may be arranged such that the angle between the lines 135 is reduced.

하기의 표 1에는 본 발명의 컨시컨트 폴형 발전기(100)의 성능에 대한 시뮬레이션 결과가 게시되어 있다. 여기서, 'Basic model'은 비교 예로서, 자석부재(132)들의 가상선(135)들 사이의 사잇각이 상호 동일하게 배열된 자력그룹(131)들을 갖는 발전기이고, 'Propose model-1'은 도 7에 도시된 실시 예로서, 회전축(110)의 상단부에서 중앙부로 갈수록 가상선(135)들 사이의 사잇각이 감소하되, 회전축(110)의 중앙부에서 하단으로 갈수록 상기 가상선(135)들 사이의 사잇각이 증가하도록 자석부재(132)들이 배열된 컨시컨트 폴형 발전기(100)이고, 'Propose model-2'는 도 8에 도시된 실시 예로서, 회전축(110)의 상단부에서 중앙부로 갈수록 가상선(135)들 사이의 사잇각이 증가하되, 회전축(110)의 중앙부에서 하단으로 갈수록 가상선(135)들 사이의 사잇각이 감소하도록 자석부대들이 배열된 컨시컨트 폴형 발전기(100)이다. Table 1 below shows simulation results for the performance of the consequent pole generator 100 of the present invention. Here, as a comparative example, the 'Basic model' is a generator having magnetic groups 131 in which the angles between virtual lines 135 of the magnet members 132 are equally arranged, and 'Propose model-1' is a diagram. 7, the angle between the virtual lines 135 decreases from the upper end to the center of the rotation shaft 110, but the angle between the virtual lines 135 decreases from the center to the bottom of the rotation shaft 110. It is a consistent pole-type generator 100 in which magnet members 132 are arranged so that the angle between them increases, and 'Propose model-2' is an embodiment shown in FIG. 8, and a virtual line ( 135), while the angle between the virtual lines 135 decreases from the center to the lower end of the rotation shaft 110, the magnetic units are arranged in a consistent pole-type generator 100.

Basic modelBasic model Propose model-1Propose model-1 Propose model-2Propose model-2 유도기전력[V]Induced electromotive force [V] 64.1364.13 61.84(3.5% 감소)61.84 (3.5% decrease) 61.25(4.5% 감소)61.25 (down 4.5%) THD[%]THD[%] 15.6415.64 11.53(26% 개선)11.53 (26% improvement) 9.16(41% 개선)9.16 (41% improvement)

상기 표를 참조하면, 본 발명에 따른 컨시컨트 폴형 발전기(100)가 비교예보다 유도기전력이 감소하였으며, 왜형률(THD; Total Harmonic Distortion)도 개선됨을 알 수 있다. 한편, 도 9에는 상기 'Basic model', 'Propose model-1' 및 'Propose model-2'에 대한 유도기전력 파형에 대한 그래프가 게시되어 있다. 여기서, 'P_#1'은 'Propose model-1'의 컨시컨트 폴형 발전기이고, 'P_#2'는 'Propose model-2'의 컨시컨트 폴형 발전기이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 컨시컨트 폴형 발전기가 비교예보다 유도 기전력은 다소 감소되나, 왜형률(THD)이 저감되어 발전되는 유도기전력의 품질이 개선됨을 알 수 있다. Referring to the above table, it can be seen that the consequent pole-type generator 100 according to the present invention has a reduced induced electromotive force and an improved total harmonic distortion (THD) compared to the comparative example. Meanwhile, in FIG. 9, graphs of induced electromotive force waveforms for the 'Basic model', 'Propose model-1' and 'Propose model-2' are posted. Here, 'P_#1' is a consequent pole generator of 'Propose model-1', and 'P_#2' is a consequent pole generator of 'Propose model-2'. Referring to the drawings, it can be seen that the induced electromotive force of the consequent pole type generator of the present invention is somewhat reduced compared to the comparative example, but the distortion factor (THD) is reduced and the quality of the induced electromotive force generated is improved.

상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 컨시컨트 폴형 발전기는 자석부재(132)들의 이격 거리가 상호 상이한 다수의 자력모듈이 마련되어 있으므로 영구자석의 사용량은 줄이면서 유도기전력의 파형을 개선시킬 수 있어 발전효율이 우수하다는 장점이 있다. Since a plurality of magnetic modules having different separation distances between magnet members 132 are provided in the consequent pole-type generator according to the present invention configured as described above, it is possible to improve the waveform of induced electromotive force while reducing the amount of permanent magnet used, thereby improving power generation efficiency. It has the advantage of being excellent.

한편, 도 10에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 컨시컨트 폴형 발전기(200)가 도시되어 있다. Meanwhile, FIG. 10 shows a consistent pole-type generator 200 according to another embodiment of the present invention.

앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.Elements that perform the same functions as in the previously shown drawings are denoted by the same reference numerals.

도면을 참조하면, 상기 컨시컨트 폴형 발전기(200)는 상기 공간부(122)들에 각각 설치되는 스페이서(210)를 더 구비한다. Referring to the drawings, the attendant pole-type generator 200 further includes spacers 210 respectively installed in the space parts 122 .

상기 스페이서(210)는 외측면이 상기 공간부(122)의 내측면에 밀착되도록 상기 공간부(122)에 대응되는 형상으로 형성된다. 즉, 스페이서(210)는 회전체(120)의 회전중심에 인접된 일단부에서 상기 회전체(120)의 가장자리에 인접된 타단부로 갈수록 폭이 감소하도록 형성되고, 외측면이 오목하도록 만곡되게 형성되어 있다. The spacer 210 is formed in a shape corresponding to the space part 122 so that the outer surface is in close contact with the inner surface of the space part 122 . That is, the spacer 210 is formed such that its width decreases from one end adjacent to the center of rotation of the rotating body 120 to the other end adjacent to the edge of the rotating body 120, and the outer surface is curved to be concave. is formed

여기서, 스페이서(210)는 비자성체로 이루어지는데, 보통 SUS304 인 것이 바람직하다. 상술된 스페이서(210)는 비자성체로 형성되어 있으므로 자석유닛(130)으로부터 유효 자속이 유입될 수 있도록 가이드한다. Here, the spacer 210 is made of a non-magnetic material, and is preferably SUS304. Since the spacer 210 described above is formed of a non-magnetic material, it guides effective magnetic flux from the magnet unit 130 to be introduced.

공간부(122)의 내벽면에 밀착되도록 설치되어 있으므로 회전체(120)가 고속으로 회전시 회전체(120)를 지지하여 회전체(120)가 변형되는 것을 방지한다. Since it is installed so as to be in close contact with the inner wall surface of the space portion 122, the rotating body 120 supports the rotating body 120 when it rotates at high speed, thereby preventing the rotating body 120 from being deformed.

한편, 도 11에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 컨시컨트 폴형 발전기(300)가 도시되어 있다. Meanwhile, FIG. 11 shows a consistent pole-type generator 300 according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 컨시컨트 폴형 발전기(300)의 스페이서(210) 및 회전체(120)에는 각각 제1결속홈(301) 및 제2결속홈(302)이 형성되어 있다. Referring to the drawing, a first coupling groove 301 and a second coupling groove 302 are formed in the spacer 210 and the rotating body 120 of the attendant pole generator 300, respectively.

상기 제1결속홈(301)은 스페이서(210)의 외측면에, 내측으로 소정깊이 인입되게 형성된다. 여기서, 제1결속홈(301)은 스페이서(210)의 외측면에서 내측으로 인입될수록 회전체(120)의 회전중심에 인접되도록 결사지게 형성된다.The first coupling groove 301 is formed on the outer surface of the spacer 210 to be drawn inward to a predetermined depth. Here, the first coupling groove 301 is formed so as to be adjacent to the center of rotation of the rotating body 120 as it is drawn inward from the outer surface of the spacer 210 .

제2결속홈(302)은 제1결속홈(301)에 대향되는 공간부의 내측면에, 상기 제1결속홈(301)에 연통되게 형성된다. 이때, 제2결속홈(302)은 스페이서(210)로부터 회전체(120) 내측으로 인입될수록 회전체(120)의 회전중심으로부터 멀어지게 경사지게 연장되는 것이 바람직하다. The second coupling groove 302 is formed on the inner surface of the space facing the first coupling groove 301 to communicate with the first coupling groove 301 . At this time, it is preferable that the second coupling groove 302 obliquely extends away from the center of rotation of the rotating body 120 as it is drawn into the rotating body 120 from the spacer 210 .

한편, 본 발명의 컨시컨트 폴형 발전기(300)는 회전체(120)에 대해 스페이서(210)를 견고하게 지지할 수 있도록 제1 및 제2결속홈(301,302)에 삽입되는 지지부재(303)를 더 구비한다. 여기서, 상기 지지부재(303)는 제1결속홈(301)의 경사도에 대응되는 경사도를 갖도록 형성된다. 즉, 지지부재(303)의 제1결속홈(301)에 삽입되는 부분은 상기 스페이서(210)의 외측면에서 내측으로 갈수록 상기 회전체(120)의 회전중심에 인접되게 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. On the other hand, the attendant pole-type generator 300 of the present invention includes a support member 303 inserted into the first and second coupling grooves 301 and 302 so as to firmly support the spacer 210 with respect to the rotating body 120. provide more Here, the support member 303 is formed to have an inclination corresponding to the inclination of the first coupling groove 301 . That is, the portion inserted into the first coupling groove 301 of the support member 303 is preferably formed to be inclined from the outer surface of the spacer 210 to the inner side adjacent to the center of rotation of the rotating body 120. .

상술된 바와 같이 지지부재(303)는 스페이서(210) 내부로 인입되는 단부가 회전체(120)의 회전중심 측으로 인접되게 경사지게 형성된다. 즉, 지지부재(303)는 회전체(120)가 회전시 원심력 작용 방향의 역방향으로 단부가 향하도록 경사지게 연장되므로 회전체(120)가 회전하더라도 보다 견고하게 스페이서(210)를 지지한다. As described above, the supporting member 303 has an end portion inserted into the spacer 210 that is inclined to be adjacent to the center of rotation of the rotating body 120 . That is, since the support member 303 obliquely extends so that its end faces in a direction opposite to the direction in which the centrifugal force acts when the rotating body 120 rotates, the supporting member 303 more firmly supports the spacer 210 even when the rotating body 120 rotates.

제시된 실시 예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present invention. Thus, the present invention is not to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

100: 컨시컨트 폴형 발전기
101: 하우징
105: 축부
110: 회전축
120: 회전체
130: 자석유닛
131: 자력그룹
132: 자석부재
133: 제1단위자석
134: 제2단위자석
135: 가상선
140: 코일부
141: 고정자
142: 권선100: consistent pole generator
101: housing
105: shaft part
110: axis of rotation
120: rotating body
130: magnet unit
131: self-powered group
132: magnet member
133: first unit magnet
134: second unit magnet
135 virtual line
140: coil part
141 stator
142 winding

Claims (8)

하우징;
상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 설치되는 회전체가 마련된 축부;
상기 회전체에, 상기 회전축을 중심으로 환상으로 배열되며, 소정의 자력을 갖는 다수의 자석유닛; 및
복수의 권선코일이 상기 회전축을 중심으로 원주방향을 따라 상기 하우징에 배열되어 형성된 코일부;를 구비하고,
상기 자석유닛은
상기 회전축을 중심으로 원주방향을 따라 상호 이격된 위치의 상기 회전체에 설치되고, 상기 회전축에서 상기 회전체의 가장자리 측으로 연장되며, 상기 회전축에 인접된 일단부가 상호 인접되되, 타단부는 소정 거리이격된 복수의 자석부재가 마련된 다수의 자력그룹이 상기 회전축의 길이방향을 따라 순차적으로 배열되고,
상기 자력그룹들은 상기 자석부재들의 타단부 사이의 이격거리가 상이하게 형성되고,
상기 회전체는 상기 자석유닛들 사이에 공간부가 형성되고,
상기 공간부는 상기 회전축으로부터 상기 회전체의 가장자리 방향으로 연장되며, 상기 회전체의 가장자리에 인접될수록 폭이 감소하도록 형성되고, 상호 대향되는 내측면이 볼록하도록 만곡되게 형성되고,
상기 공간부의 내측면에 외측면이 밀착되도록 상기 공간부에 설치되며, 비자성체로 이루어진 스페이서;를 더 구비하는,
컨시컨트 폴형 발전기.
housing;
A shaft portion provided with a rotating shaft rotatably installed in the housing and a rotating body installed on the rotating shaft;
A plurality of magnet units arranged in an annular shape around the rotating shaft on the rotating body and having a predetermined magnetic force; and
A coil unit formed by arranging a plurality of winding coils along the circumferential direction around the rotating shaft in the housing;
The magnet unit is
It is installed on the rotating body at a position spaced apart from each other along the circumferential direction around the rotating shaft, extends from the rotating shaft to the edge of the rotating body, and has one end adjacent to the rotating shaft, but the other end is spaced apart from each other by a predetermined distance. A plurality of magnetic groups provided with a plurality of magnet members are sequentially arranged along the longitudinal direction of the rotating shaft,
The magnetic groups are formed with different separation distances between the other ends of the magnet members,
The rotating body has a space portion formed between the magnet units,
The space portion extends from the rotating shaft toward the edge of the rotating body, is formed to decrease in width as it approaches the edge of the rotating body, and has inner surfaces facing each other curved so as to be convex,
A spacer installed in the space so that the outer surface is in close contact with the inner surface of the space and made of a non-magnetic material; further comprising:
Consistent pole type generator.
 제1항에 있어서,
상기 자석부재는
상기 회전축에서 상기 회전체의 가장자리 방향으로 연장되며, 일단이 상기 회전축에 인접되도록 상기 회전체에 설치되며, 제1단위자석; 및
상기 제1단위자석의 타단부에 일단부가 인접되며, 상기 제1단위자석으로부터 상기 회전체의 가장자리 방향으로 연장된 제2단위자석;을 구비하고,
상기 자석부재들의 제1단위자석은 일단부가 상호 인접되되, 타단부가 갈수록 상호 이격되도록 형성되며, 상호 대향되는 측면이 오목하도록 만곡되게 형성되고,
상기 자석부재들의 제2단위자석은 일단부에서 타단부로 갈수록 상호 이격되도록 형성되며, 상호 대향되는 측면이 볼록하도록 만곡되게 형성된,
컨시컨트 폴형 발전기.
According to claim 1,
The magnetic member is
a first unit magnet that extends from the rotating shaft toward an edge of the rotating body and is installed on the rotating body so that one end thereof is adjacent to the rotating shaft; and
A second unit magnet having one end adjacent to the other end of the first unit magnet and extending from the first unit magnet toward the edge of the rotating body,
The first unit magnets of the magnet members are formed such that one end portions are adjacent to each other and the other ends are gradually spaced apart from each other, and mutually opposing sides are formed to be curved concavely,
The second unit magnets of the magnet members are formed to be spaced apart from each other from one end to the other end, and the side surfaces facing each other are curved so as to be convex,
Consistent pole type generator.
 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 자력그룹은 상기 자석부재들의 일단부와 타단부를 지나는 가상의 가상선들이 소정의 사잇각을 갖도록 상기 자석부재들이 배열된,
컨시컨트 폴형 발전기.
According to claim 1 or 2,
In the magnetic force group, the magnet members are arranged so that virtual lines passing through one end and the other end of the magnet members have a predetermined angle between them.
Consistent pole type generator.
 제3항에 있어서,
상기 자력그룹들은 상기 회전축의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 증가하도록 상기 자석부재들이 배열된,
컨시컨트 폴형 발전기.
According to claim 3,
In the magnetic groups, the magnet members are arranged so that the angle between the virtual lines increases from one end to the other end of the rotation shaft.
Consistent pole type generator.
 제3항에 있어서,
상기 자력그룹들은 상기 회전축의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 감소하도록 상기 자석부재들이 배열된,
컨시컨트 폴형 발전기.
According to claim 3,
In the magnetic groups, the magnet members are arranged so that the angle between the virtual lines decreases from one end to the other end of the rotation shaft.
Consistent pole type generator.
 제3항에 있어서,
상기 자력그룹들은 상기 회전축의 일단에서 중앙부로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 증가하되, 상기 회전축의 중앙부에서 타단으로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 감소하도록 상기 자석부재들이 배열된,
컨시컨트 폴형 발전기.
According to claim 3,
The magnetic force groups increase the angle between the imaginary lines from one end of the rotation shaft to the center, and the magnet members are arranged so that the angle between the virtual lines decreases from the center to the other end of the rotation axis.
Consistent pole type generator.
 제3항에 있어서,
상기 자력그룹들은 상기 회전축의 일단에서 중앙부로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 감소하되, 상기 회전축의 중앙부에서 타단으로 갈수록 상기 가상선들 사이의 사잇각이 증가하도록 상기 자석부재들이 배열된,
컨시컨트 폴형 발전기.
According to claim 3,
The magnet members are arranged such that the angle between the virtual lines decreases from one end of the rotation axis to the center of the rotation shaft, and the angle between the virtual lines increases from the center to the other end of the rotation shaft.
Consistent pole type generator.
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