KR20010081583A

KR20010081583A - A generator

Info

Publication number: KR20010081583A
Application number: KR1020000007393A
Authority: KR
Inventors: 송기성
Original assignee: 송기성
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2001-08-29

Abstract

PURPOSE: An electric generator is provided to output a high electric power by increasing a rotation speed of a rotor. CONSTITUTION: A rotor(20) is mounted in a case. An axis(21) is combined with the rotor(20). A fully(22) transmits a power to the axis(21). A brush rotation globe(70) is combined with a group of gear(30,40,50,60), and includes a slip ring(120) and a rotation brush(90) which are electrically connected with each other. A commutator(100) receives a magnetizing power inputted through a brush(11a) formed in the case through the rotation brush(90). The commutator(100) supplies a field(110) with the power. A magnetic field is generated in inducing a direct current to the field(110) and the magnetic field is rotated in reverse direction.

Description

Generator {A generator}

본 발명은 발전기에 관한 것으로, 특히 계자에 직류를 유도하여 자계를 발생시킴과 동시에 자계를 역방향으로 회전시켜 결과적으로는 회전자의 회전속도의 증가를 가져오므로써 발전효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a generator, in particular to induce a direct current in the field to generate a magnetic field and at the same time rotate the magnetic field in the reverse direction, as a result of which the rotational speed of the rotor can be increased, which can dramatically improve the power generation efficiency It is about a generator.

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.The power generation principle of the conventional generator transmits the rotational force obtained by hydraulic power, thermal power, and various other powers to the shaft of the generator, and instantly rotates the magnetic flux of the stator while rotating the rotor embedded in the generator case by the rotational force transmitted to the shaft. The electricity is cut off to generate electricity, and the electricity is output to the brush through the slip ring of the generator rotor or directly output from the stator.

즉 종래의 발전기는 계자를 고정시키므로써 회전자의 회전속도에만 의존하여 주파수와 효율의 향상을 꾀한 것이므로, 발전효율을 증가시키는데 구조적인 한계를 갖는 것이었다.In other words, the conventional generator is intended to improve the frequency and efficiency by fixing only the field to rely on the rotational speed of the rotor, there was a structural limit to increase the power generation efficiency.

따라서 본 발명자는 대한민국 특허출원 1998-42127호 입력과 출력이 동시에 이루어지고 출력을 증가시킬 수 있는 발전기, 즉 정류자의 입력편와 출력편이 일체로 형성된 두개의 발전기를 연동시켜 고정자(계자)가 부착된 하우징을 회전자의 역방향으로 회전시키므로써 결국 고정자가 반대방향으로 회전하는 속도만큼 회전자의 회전속도는 빨라지는 결과가 되어 회전자의 매회전당 회전속도는 단축되는 결과가 되고, 또한 전압은 회전자의 회전속도에 비례하므로 보다 높은 전력을 얻어낼 수 있도록 하는 발전기를 선출원한 바 있으나, 이는 중량이 큰 하우징을 회전자의 역방향으로 회전시켜야 하는 것이므로 상당한 동력손실을 감안할 수 밖에 없는 폐단을 갖는 것이었다.Therefore, the inventors of the present invention, the Republic of Korea Patent Application No. 1998-42127 the input and output is made at the same time and increase the output, that is, the housing is attached to the stator (field) by interlocking the two generators formed integrally with the input piece and the output piece of the commutator By rotating the motor in the reverse direction of the rotor, the rotational speed of the rotor becomes faster as the speed of the stator rotates in the opposite direction, and the rotational speed of each revolution of the rotor is shortened. The generator has been pre- filed to obtain higher power because it is proportional to the rotational speed, but this means that the heavy housing needs to be rotated in the opposite direction of the rotor, so that it has a closed end that requires considerable power loss.

또한 본 발명자는 상기와 같은 발명을 개선코자 대한민국 특허출원 1999-14787호 전력증폭 및 변환장치, 즉 발전기의 하우징과 회전자를 고정시키고 모터에 의해 브러쉬를 회전시켜 자계를 발생시키는 구조를 선출원한 바 있다.In addition, the present inventors have applied for a structure for generating a magnetic field by fixing a housing and a rotor of a power generator and a converter, that is, a generator and rotating a brush by a motor, in order to improve the invention as described above. have.

그러나 이는 직류를 인가시켜 교류를 얻어냄에 있어 효율이 낮은 폐단을 갖는 것이었다.However, this had a closed end with low efficiency in obtaining alternating current by applying direct current.

따라서 본 발명 발전기는 종래 발전기의 폐단을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 케이스와, 상기 케이스에 내장되는 회전자와, 상기 회전자가 결합된 축과, 상기 축에 동력을 전달하기 위한 축의 일단에 형성된 풀리와, 상기 축의 타단에 형성된 기어군과, 상기 기어군에 결합된 브러쉬 회전구와, 상기 브러쉬 회전구에 의해 회전되는 슬립링과 회전브러쉬와, 상기 회전브러쉬에 접촉된 정류자와, 상기 정류자에 의해 전원을 공급받는 계자와, 상기 계자에 직류를 유도하여 자계를 발생시키고 동시에 자계를 역방향으로 회전시켜 결과적으로는 회전자의 회전속도의 증가를 가져오게 되므로 축에 형성된 슬립링과 상기 슬립링에 접촉된 고정브러쉬를 통해 보다 높은 전력을 출력할 수 있도록 구성된 것이다.Therefore, the generator of the present invention is devised to solve the closed end of the conventional generator, and is formed at one end of the case, a rotor embedded in the case, a shaft to which the rotor is coupled, and a shaft for transmitting power to the shaft. A pulley, a gear group formed at the other end of the shaft, a brush rotating tool coupled to the gear group, a slip ring and a rotating brush rotated by the brush rotating tool, a commutator in contact with the rotating brush, and the commutator Contacting the slip ring formed on the shaft and the slip ring because the field is supplied with power and direct current is induced in the field to generate a magnetic field and at the same time rotate the magnetic field in the reverse direction, resulting in an increase in the rotational speed of the rotor. The fixed brush is configured to output higher power.

도 1 - 본 발명 발전기의 구조를 도시한 개략적인 단면도.1-a schematic cross-sectional view showing the structure of the generator of the present invention.

도 2 - 도 1의 A-A선 단면도.2-A sectional view along the line A-A in FIG.

도 3 - 도 1의 B-B선 단면도.Fig. 3-Section B-B line view of Fig.

도 4 - 도 1의 C-C선 단면도.4-C-C cross sectional view of FIG.

도 5 - 본 발명에 있어서 회전브러쉬와 계자의 결선상태를 보이기 위한 참고5-Reference for showing the connection state of the rotating brush and the field in the present invention

전개도.Exploded view.

도 6 - 본 발명에 있어서 계자의 권선상태를 보이기 위한 참고전개도.Figure 6-Reference development diagram for showing the winding state of the field in the present invention.

도 7 - 본 발명에 있어서 회전자의 권선상태를 보이기 위한 참고전개도.7-reference development diagram for showing the winding state of the rotor in the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1: 발전기 10: 케이스1: generator 10: case

11: 여자(勵磁)전원입력부11: excitation power input

11a: 브러쉬 12: 전원출력부11a: brush 12: power output unit

13: 베어링 14: 받침다리13: bearing 14: support leg

20: 회전자 20a: 회전자철심20: rotor 20a: rotor core

20b: 회전자권선 21: 축20b: rotor winding 21: shaft

22: 풀리 23: 스냅링22: pulley 23: snap ring

30: 제 1기어 40: 기어축30: first gear 40: gear shaft

50: 제 2기어 60: 제 3기어50: second gear 60: third gear

70: 브러쉬 회전구 80: 슬립링70: brush turning hole 80: slip ring

90: 회전브러쉬 100: 정류자90: rotating brush 100: commutator

110: 계자(界磁) 110a: 계자철심110: field 110a: field core

110b: 계자권선 120: 출력부 슬립링110b: field winding 120: output part slip ring

130: 브러쉬 131: 스프링130: brush 131: spring

a: 동선a: copper wire

본 발명의 구성을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명 발전기의 전체적인 구조를 보이기위한 개략적인 단면도로써, 본 발명의 구성은 케이스(10)와, 상기 케이스(10)에 내장되는 회전자(20)와, 상기 회전자(20)가 결합된 축(21)과, 상기 축(21)에 동력을 전달하기 위한 축(21)의 일단에 형성된 풀리(22)와, 상기 축(21)의 타단에 형성된 기어군(30,40,50,60)과, 상기 기어군(30,40,50,60)에 결합되어 회전하며, 전기적으로 서로 도통된슬립링(120)과 회전브러쉬(90)를 구비하는 브러쉬 회전구(70)와, 케이스(10)에 형성된 브러쉬(11a)를 통해 입력된 여자전원을 회전브러쉬(90)를 통해 공급받기 위한 정류자(100)와, 상기 정류자(100)에 의해 전원을 공급받는 계자(110)와, 상기 계자(110)에 직류를 유도하여 자계를 발생시키고 상기 발생된 자계를 역방향으로 회전시켜 결과적으로는 회전자(20)의 회전속도가 증가하는 셈이되어 회전자(20)에 연결된 슬립링(120)과 브러쉬(130)을 통해 서 보다 고출력의 전기에너지를 얻을 수 있는 것이다.1 is a schematic cross-sectional view for showing the overall structure of the generator of the present invention, the configuration of the present invention is a case 10, a rotor 20 embedded in the case 10 and the rotor 20 is Combined shaft 21, pulley 22 formed at one end of the shaft 21 for transmitting power to the shaft 21, and gear groups 30, 40, 50 formed at the other end of the shaft 21 And a brush rotation hole 70 having a slip ring 120 and a rotating brush 90 electrically coupled to the gear group 30, 40, 50, 60 and electrically connected to each other. A commutator 100 for receiving the excitation power input through the brush 11a formed in the case 10 through the rotary brush 90, a field 110 supplied with power by the commutator 100, and By inducing a direct current in the field 110 generates a magnetic field and by rotating the generated magnetic field in the reverse direction, as a result the rotational speed of the rotor 20 increases Through the slip ring 120 and the brush 130 connected to the rotor 20 it is possible to obtain a higher output electrical energy.

상기 브러쉬 회전구(70)를 축(21)의 역방향으로 회전시키기 위한 기어군 (30,40,50,60)의 구조를 도 2에 의해 설명하면 다음과 같다.The structure of the gear group 30, 40, 50, 60 for rotating the brush rotating tool 70 in the reverse direction of the shaft 21 is described as follows.

축(21)의 타단부에 결합된 제 1기어(30)와, 상기 제 1기어(30)에 연동되며, 케이스(10)에 결합된 기어축(40)에 각각 역방향으로 회동가능토록 형성된 제 2기어(50)와, 상기 제 2기어(50)에 연동되는 제3기어(60)로 이루어진다.A first gear 30 coupled to the other end of the shaft 21 and a first shaft 30 interlocked with the first gear 30 and formed on the gear shaft 40 coupled to the case 10 so as to be rotatable in a reverse direction. The second gear 50 and the third gear 60 which is linked to the second gear 50.

상기 제 2기어(50)는 이중의 기어로 이루어지며, 이는 브러쉬회전구(70)의 회전속도비를 높이기 위해 필요한 구성이다.The second gear 50 is composed of a double gear, which is a configuration required to increase the rotational speed ratio of the brush rotation port 70.

즉 제 2기어(50)의 하단에 형성된 기어는 제 1기어(30)에 치합되며, 상단에 형성된 기어는 제 3기어(60)에 치합되어지되, 하단기어와 상단기어의 기어치합비는 1: 1~ 1: 10 정도의 비율을 갖는다.That is, the gear formed at the lower end of the second gear 50 is meshed with the first gear 30, and the gear formed at the upper end is meshed with the third gear 60, but the gear ratio of the lower gear and the upper gear is 1; : 1 to 1 has a ratio of about 10.

제 3기어(60)는 브러쉬 회전구(70)의 끝단에 형성되어 있어 제 2기어(50)에 연동되며, 제 1기어(40)와 반대방향으로 회전하게 되어 결국 브러쉬회전구(70)를 축(21)의 반대방향으로 회전시키게 되는 것이다. 이때 각 기어들의 치합비를 달리하여 브러쉬회전구(70)의 회전속도를 증가시킬 수도 있다.The third gear 60 is formed at the end of the brush rotation hole 70 is interlocked with the second gear 50, rotates in the opposite direction to the first gear 40, and eventually the brush rotation hole 70 It is to rotate in the opposite direction of the shaft (21). At this time, by varying the gear ratio of each gear may increase the rotational speed of the brush rotation hole (70).

상기 브러쉬회전구(70)의 외주면에는 슬립링(120)과 회전브러쉬(90)가 서로 도통되도록 연결되어 있으며, 상기 회전브러쉬(90)에 접촉되어 전원(DC)을 공급받기 위한 정류자(100)와 상기 정류자(100)에 도통된 계자(110) 사이의 전원공급을 위한 결선상태는 도 5와 같고, 정류자(100)와 계자(110)의 결선(結線) 및 권선(捲線)상태는 도 6에 도시한 바와 같다.The outer circumferential surface of the brush rotation hole 70 is connected so that the slip ring 120 and the rotary brush 90 are connected to each other, and the commutator 100 is in contact with the rotary brush 90 to receive power (DC). And a connection state for supplying power between the field 110 connected to the commutator 100 is as shown in FIG. 5, and the connection and winding states of the commutator 100 and the field 110 are shown in FIG. 6. As shown in

즉 상기 정류자(100)는 케이스(10)의 내주면에 고정되어 계자(110)의 계자권선(110b)에 연결된다. 따라서 계자(110)에 직류를 유도하여 자계를 발생시키고 상기 자계는 브러쉬회전구(70)의 회전방향을 따라 이동하게 되므로 결과적으로 자계는 회전자(20)의 반대방향으로 회전하게 되고, 이는 회전자(20)를 보다 빨리 회전시키는 것과같은 결과가 되는 것이다.That is, the commutator 100 is fixed to the inner circumferential surface of the case 10 and is connected to the field winding 110b of the field 110. Therefore, the magnetic field is generated by inducing a direct current to the field 110 and the magnetic field is moved along the direction of rotation of the brush rotation hole 70, as a result the magnetic field is rotated in the opposite direction of the rotor 20, which is The result is that the electrons 20 are rotated faster.

즉 회전자(20)가 정지한 상태라고 가정했을 때 자계가 회전하므로써 회전자(20)에는 자계의 회전속도만큼 기전력을 유도하게 된다.In other words, when the rotor 20 is in a stopped state, the magnetic field rotates, thereby inducing the electromotive force to the rotor 20 by the rotational speed of the magnetic field.

따라서 회전자(20)의 반대방향으로 자계가 이동한다면 당연히 회전자(20)의 회전속도는 배가되어 진다고 할 것이며, 기전력 또한 배가되어질 것이다.Therefore, if the magnetic field moves in the opposite direction of the rotor 20, the rotational speed of the rotor 20 will be doubled, and the electromotive force will also be doubled.

상기 회전자(20)에 의해 얻어진 전기에너지는 축(21)에 결합된 슬립링(120)과 역시 케이스(10)에 형성된 브러쉬(130)을 통해 외부로 출력되어지는 것이다.The electrical energy obtained by the rotor 20 is output to the outside through the slip ring 120 coupled to the shaft 21 and the brush 130 formed on the case 10.

따라서 본 발명은 구동력에 비례하는 기전력만을 얻을 수 있었던 종래의 발전기에 비해 같은 구동력을 가지고도 보다 높은 전력을 얻을 수 있도록 하므로써 효율적이고 제작도 비교적 용이한 새로운 구조의 발전기를 사용자들에게 제공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.Therefore, the present invention can provide users with a generator of a new structure which is efficient and relatively easy to manufacture by allowing a higher power to be obtained even with the same driving force as compared to a conventional generator which can only obtain an electromotive force proportional to the driving force. It is a very useful invention.

Claims

Power is transmitted to a case 10 having a support leg, a rotor 20 embedded in the case 10, a shaft 21 to which the rotor 20 is coupled, and the shaft 21. The pulley 22 formed at one end of the shaft 21, the gear groups 30, 40, 50, 60 formed at the other end of the shaft 21, and the gear groups 30, 40, 50, 60. Is coupled to the rotating, and the brush rotation hole 70 having a slip ring 120 and the rotary brush 90 electrically connected to each other, and the excitation power input through the brush (11a) formed in the case 10 The commutator 100 to be supplied through the rotating brush 90, the field 110 supplied with power by the commutator 100, and induce a direct current to the field 110 to generate a magnetic field and generated It is configured to obtain the electrical energy obtained by rotating the magnetic field in the reverse direction through the slip ring 120 connected to the rotor 20 and the brush 130 in contact with the slip ring 120. The generator characterized by eojim.

The gear shaft of claim 1, wherein the gear group is interlocked with the first gear 30 coupled to the other end of the shaft 21 and the first gear 30 and coupled to the case 10. And a second gear (50) formed so as to be rotatable in a reverse direction, respectively, and a third gear (60) for rotating the brush rotation hole (70) in conjunction with the second gear (50). .

3. The generator according to claim 2, wherein the gears (30, 50, 60) are configured to increase the rotational speed of the brush rotating tool (70) by varying the ratio of the teeth to each other.