KR20000060842A - 직류전원을 입력하여 교류전원을 직접 얻을 수 있고, 동시에 동력원으로 사용할 수 있는 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명 발전기는 상기 발전기의 회전자에 코일선을 권선하되 철심의 안쪽에 모터의 회전자권선방법과 동일한 방법으로 1차권선하고, 상기 1차권선 위에 절연체를 대고 발전기의 회전자권선방법과 동일한 방법으로 2차권선을 하되, 상기 1차권선코일에는 축의 일단에 형성된 정류자를 통해 직류전원이 입력되도록 하고, 입력된 직류전원은 상기 회전자를 회전시키면서 자장을 발생하게 되고, 상기 자장은 2차권선코일에 의해 교류전류로 변환되어 축의 타단에 형성된 슬립링을 통해 출력되도록 하므로써 인버터와 같은 별도의 주파수변환장치를 사용하지 않고도 직류전원이 직접 교류전원으로 출력되도록 할 수 있는 것이다.

또한 입력된 직류전원은 상기 회전자를 회전시키므로 본 발명 발전기는 직류 전동기와 동일한 기능도 수행할 수 있는 효과를 가지게 되는 것이다.

Description

직류전원을 입력하여 교류전원을 직접 얻을 수 있고, 동시에 동력원으로 사용할 수 있는 발전기{A GENERATOR}

본 발명은 직류전원을 입력하여 교류전원을 직접 얻을 수 있고, 동시에 동력원으로 사용할 수 있는 발전기에 관한 것이다.

종래 발전기의 발전원리는 발전기의 축에 수력 또는 화력, 기타 여러가지 동력에 의해 얻어진 회전력을 전달하고, 상기 축에 전달되는 회전력에 의해 발전기 케이스 내부에 내장된 회전자를 회전시키면서 고정자의 자속을 순간적으로 끊어 전기를 발생하고, 상기 전기는 발전기 회전자의 슬립링을 통해서 브러쉬로 출력되거나, 고정자에서 직접 출력되는 구조로 되어 있다.

그러나 종래의 발전기는 교류(AC)발생용 발전기와 직류(DC)발생용 발전기로 구분되어 있으며, 상기 발전기에 직류전원를 입력시켜 직접 교류전원을 얻는 방법은 지금까지 창안된 바 없었다. 따라서 지금까지 태양에너지 등 자연력을 통해 얻어지는 직류전원들을 교류로 바꿔주기 위해서는 인버터(inverter,역변환장치)등 여러 주변기기들을 필요로 하게되는 단점을 갖는 것이었다. 더구나 인버터는 전기를 직접 생산하는 것이 아니라 전기의 성질을 바꾸어 주는 장치에 불과한 것으로, 이는 제작비용의 상승과 전력의 손실이 큰 폐단을 갖는 것이다.

본 발명 발전기는 동력을 발생하면서, 동시에 인버터를 사용하지 않고도 직류전원을 교류전원으로 직접 변환시킬 수 있는 발전기를 개발하기 위한 것으로, 발전기의 회전자에 코일선을 권선하되 철심의 안쪽에 공지의 기술인 모터의 회전자권선방법과 동일한 방법으로 1차권선하고, 상기 1차권선 위에 절연체를 대고 역시 공지의 기술인 발전기의 회전자권선방법과 동일한 방법으로 2차권선을 한 것이다.

따라서 본발명 발전기의 1차권선코일에는 축의 일단에 형성된 정류자를 통해 직류전원이 입력되도록 하고, 입력된 직류전원은 상기 회전자를 회전시키므로써 자장을 발생하게 되고, 상기 자장은 2차권선코일에 의해 교류로 변환되어 축의 타단에 형성된 슬립링을 통해 출력되도록 하므로써 별도의 장치를 사용하지 않고도 본 발명 발전기에 입력된 직류전원이 직접 교류전원으로 출력되도록 함을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 바와같이 직류전원이 입력되어 교류전원을 출력함과 동시에 정류자를 통해 입력되는 직류전원에 의해 회전자를 회전시킬 수 있으므로 직류전동기와 동일한 동력원으로써의 기능을 수행할 수도 있는 것이다.

도 1 은 본 발명 발전기의 구조를 도시한 개략적인 단면도.

도 2 는 본 발명 발전기에 있어서 회전자의 사시도.

도 3 은 도 2의 종단면도.

도 4 는 도 2의 횡단면도.

도 5 는 본 발명에 있어서 직류전원을 입력함과 동시에 교류전원을 출력할 수 있도록 구성된 회전자의 권선상태를 보이기 위한 정류자와 철심의 전개(展開)참고도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 본 발명 발전기 2: 케이스 3: 고정자

4: 전원입력용 브러쉬 5: 전원 출력용 브러쉬

6: 베어링 10: 회전자 11: 절연체 12: 1차권선코일

13: 2차권선코일 14: 코일선 15: 슬롯 16: 철심

20: 축 30: 정류자 31: 정류자편 40: 슬립링

본 발명의 구성을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 발전기의 구조를 도시한 개략적인 단면도로써, 본 발명의 구성은 내면에 고정자가 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 정류자를 구비하는 회전자가 내장된 공지의 발전기에 있어서 상기 발전기(1)의 회전자(10)에 코일선(14)을 권선하되 철심(16)의 안쪽에는 모터의 회전자권선방법과 동일한 방법으로 권선하여 1차권선코일(12)을 형성하고, 상기 1차권선코일(12) 위에는 절연체(11)를 덧대고 발전기의 회전자권선방법과 동일한 방법으로 2차권선코일(13)을 중첩되도록 권선한 것이다.

이때 본 발명 발전기(1)의 고정자(3)는 영구자석 또는 전자석으로 이루어져 있으며, 특히 발전기의 용량을 높이기 위해 전자석을 고정자(3)로 사용하고자 하는 경우에는 미도시된 상기 전자석 고정자가 모터의 계자권선방법과 동일한 방법으로 권선되어 1차권선코일을 형성할 수도 있고, 역시 상기 1차권선코일 위에 절연체를 덧대고 발전기의 권선방법과 동일한 방법으로 2차권선코일을 중첩되도록 권선할 수도 있으므로 발전기로써의 용량과 직류전동기로써의 용량을 극대화할 수 있는 것이다.

또 도 2와 도 3에 도시된 바와같이 상기 회전자(10)의 축(20) 일단에는 정류자(30)를 형성하고, 타단에는 슬립링(40)을 형성하여 상기 정류자(30)는 1차권선코일(12)을 연결하고, 2차권선코일(13)은 상기 슬립링(40)에 연결되도록 구성된 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본발명 발전기의 교류발전원리 및 작동방법을 설명하면 다음과 같다.

즉 본발명 발전기(1)는 축(20)의 일단에 형성된 정류자(30)에 접해있는 전원입력용 브러쉬(4)를 통해 직류전원이 외부로부터 1차권선코일(12)에 입력되고, 상기 입력된 직류전원에 의해 회전자(10)가 회전하므로 축(20)을 회전시킨다는 입장에서만 보면 종래 직류전동기와 동일한 기능을 수행할 수 있는 것이다. 그러나 동시에 본 발명 발전기(1)는 직류전원이 입력되어 회전자(10)를 회전시키게 되면 회전자(10)의 철심(16)에는 직류자장이 발생하게 되고, 상기 직류자장에 의해 도 5와 같이 권선된 2차권선코일(13)에 영향을 미치게 되어 상기 2차권선코일(13)에는 교류전류와 전압이 발생하고, 상기 교류전원은 슬립링(40)과 상기 슬립링(40)에 접하고 있는 전원출력용 브러쉬(5)를 통해 다시 외부로 출력되어 지는 것이다.

본 발명에서는 상기한 것과같이 직류전원을 교류전원으로 바꾸는 것에 그치지 않고, 회전자와 고정자의 코일권선방법을 달리하므로써 본 발명에서 크게 벗어나지 않는 기술적 범주 내에서 교류를 직류로도 바꾸어 출력할 수도 있다.

이처럼 본 발명 발전기는 직류전동기와 동일한 기능을 수행하는 효과를 가지면서, 동시에 주파수변환기기인 인버터와 같은 부가적인 장치를 사용하지 않고도 직류전원을 교류로 바꿀 수 있는 것이므로 발전기의 구조를 획기적으로 개선하여 제작비용의 절감과 전력생산에 필요한 에너지사용량을 획기적으로 절감시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다.

또한 본 발명 발전기는 태양에너지 등을 통해 얻어져 충전지에 저장돼 있던 직류전원을 직접 교류전원으로 출력시켜 사용할 수 있는 것으로 그 이용범위가 매우 광범위하다 할 것이다.

Claims (2)

1. 내면에 고정자(3)가 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 정류자(30)를 구비하는 회전자(10)가 내장된 공지의 발전기에 있어서 상기 발전기(1)의 회전자(10)에 코일선(14)을 권선하되 철심(16)의 안쪽에는 1차권선코일(12)을 형성하고, 상기 1차권선코일(12) 위에는 절연체(11)를 덧대고 2차권선코일(13)을 권선하였으며, 상기 회전자(10)의 축(20) 일단에는 정류자(30)를, 타단에는 슬립링(40)을 형성하되 상기 정류자(30)에는 1차권선코일(12)이 연결되도록 하고, 상기 2차권선코일(13)은 슬립링(40)에 연결되도록 하므로써 상기 정류자(30)에 접해있는 전원입력용 브러쉬(4)를 통해서 직류전원이 1차권선코일(12)에 입력되도록 하고, 상기 슬립링(40)에 접해있는 전원출력용 브러쉬(5)를 통해서는 교류전원이 출력되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 직류전원을 입력하여 교류전원을 직접 얻을 수 있고, 동시에 동력원으로 사용할 수 있는 발전기.
2. 제 1항에 있어서 상기 전자석으로 이루어진 고정자(3)에 모터의 계자권선방법과 동일한 방법으로 권선된 1차권선코일을 형성하고, 상기 1차권선코일 위에 절연체를 덧대고 발전기의 권선방법과 동일한 방법으로 2차권선코일을 중첩되게 권선함으로써 발전기와 직류전동기로써의 용량을 극대화할 수 있음을 특징으로 하는 직류전원을 입력하여 교류전원을 직접 얻을 수 있고, 동시에 동력원으로 사용할 수 있는 발전기.