KR20010106270A - 전동 및 발전기 - Google Patents

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Abstract

동력원으로서 전동기를 사용하여 구성되고 전력선에 사용되는 전동 및 발전기. 전동 발전기는 일체적으로 제공되거나 개별적으로 제공되고 그것에 의해 발전 기능이 얻어질 수 있다.

Description

전동 및 발전기{ELECTRIC MOTOR AND GENERATOR}
본 발명은 기기를 사용하여 전동기, 내연기관, 풍력, 수력 및 인력과 같은 동력원으로 발전이 행해지는 전동 및 발전기 또는 전동 및 발전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 회전기, 펌프 및 송풍기 등과 같은 통상적인 전력은 단일 기능으로 운전되로 있다. 예컨대, 펌프는 유체의 이송에만 사용되며, 송풍기는 단지 공기를 보내는 데에만 이용된다. 전력으로 사용되는 전동기는 사실상 발전용으로 이용되지는 않는다.
본 발명의 목적은 동력 단일기능의 전동기를 응용하여, 전동기, 내연기관 및 외부로부터의 풍력이나 수력을 이용하고 그것에 의해 발전기능을 얻을 수 있는 전동 및 발전기 또는 전동 및 발전시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 발전 단일기능으로서 전동기가 이용되는 경우에 발전기능으로의 격상이 자연스럽게 이루어질 수 있고 더 나아가, 전동 및 발전기 복합기능의 경우에는 단일 또는 복수의 전동 및 발전기의 사이에 상호전환과 같은운전제어에 적합한 경제적인 시스템을 얻을 수 있는 전동 및 발전기 또는 전동 및 발전시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유체기계에 적용하는 시스템의 경우에 전기제어라인의 변경을 하지 않고 블레이드 및 유체운반기구와 같은 기계적 구조만을 변경함으로써 전동과 발전의 전환이 행해질 수 있는 전동 및 발전기 또는 전동 및 발전시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유체기계에 적용하는 시스템의 경우에 기계구조 시스템의 변경 없이 전기제어만으로 전동과 발전의 전환이 실현될 수 있는 전동 및 발전기 또는 전동 및 발전시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전동 및 발전기 또는 전동 및 발전 시스템의 일 실시예 및 주로 종래기술에 따른 전동을 이용하는 전동 시스템을 나타내는 설명도,
도 2는 본 발명에 따른 전동 및 발전기 시스템 또는 전동 및 발전 시스템을 단순화하기 위한 유도모터의 일 실시예 및 주로 종래기술에 따른 전동을 이용하는 유도모터를 사용하는 전동 시스템을 나타내는 설명도,
도 3은 송풍기나 펌프로 대표되는 유체기계의 발전기에 대한 응용례를 나타내는 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 복수의 유체기계 및, 유속과 온도 등을 감지하여 각각의 동작상태를 통제 및 제어하는 센서 그룹을 사용하는 전동 및 발전기를 나타내는 설명도,
도 5는 전동기와 발전기가 전력선이 제공되지 않은 곳에 설치된 상태에서 본 발명에 따른 전동 및 발전기를 나타내는 설명도,
도 6은 본 발명에 따른 자석의 공기가속장치를 나타내는 설명도,
도 7은 본 발명에 따라 전체 둘레로부터 공기를 흡입하며 발전을 행하는 풍력 발전기를 나타내는 설명도,
도 8은 본 발명에 따른 회전기의 회전자 구조 및 종래기술에 따른 회전기의회전자 구조를 나타내는 설명도,
도 9는 본 발명에 따른 회전기의 회전자 구조에서 내부 도체부재 및 외부 도체부재를 나타내는 설명도,
도 10은 본 발명에 따른 권선형 도체부재와 케이지형 도체부재의 조합을 나타내는 설명도,
도 11은 본 발명에 따른 원심력을 증가시키기 위한 분할 철심 구조를 나타내는 설명도,
도 12는 본 발명에 따른 유도 발전기의 각종 특성을 나타내는 도면,
도 13은 본 발명에 따른 고정자 철심으로부터 회전자 철심이 튀어나오거나 돌출된 경우의 효과를 나타내는 설명도,
도 14는 본 발명에 따른 회전자 철심으로부터 고정자 철심이 튀어나오거나 돌출된 경우의 효과를 나타내는 설명도,
도 15는 본 발명에 따른 슬롯레스 철심(slot-less)을 구비한 회전기의 개량예를 나타내는 설명도,
도 16은 본 발명에 따라 축 방향으로 자석 또는 전자석을 연장시킴으로써 회전자가 형성된 발전기의 구조 및 종래기술에 따른 발전기의 구조를 나타내는 도면,
도 17은 본 발명에 따른 외전형 발전기의 자석형 회전자의 단면도 및 에어 갭의 자속의 6개의 실시예를 나타내는 설명도,
도 18은 본 발명에 따른 내전형 발전기의 자석형 회전자의 단면도 및 에어 갭의 자속의 6개의 실시예를 나타내는 설명도,
도 19는 본 발명에 따른 외전 발전기의 자석형 회전자의 분할 철심 구조를 나타내는 도면,
도 20은 본 발명에 따른 외전 발전기의 케이지형 회전자의 분할 철심 구조를 나타내는 도면,
도 21은 본 발명에 따른 외전 발전기의 자석형 회전자의 분할 철심 구조 및 분할 철심의 입체면상에 배열된 자석을 나타내는 도면,
도 22는 본 발명에 따라 또 다른 자석과 조합할 수 있는 도넛 구조를 가진 2극 자극 전자석을 나타내는 설명도,
도 23은 본 발명에 따라 또 다른 자석과 조합할 수 있는 도넛 구조를 가진 6극 자극 전자석을 나타내는 설명도,
도 24는 본 발명에 따라 자석과 전자석의 조합례를 이해하도록 4 종류의 전자석과 6극 회전기의 회전자의 2 종류의 자석의 조합례를 나타내는 설명도,
도 25는 본 발명에 따른 내전형에서 자석과 전자석의 조합례를 나타내는 도면,
도 26은 본 발명에 따른 외전형에서 자석과 전자석의 조합례를 나타내는 도면,
도 27은 본 발명에 따른 세 개의 내외주 자극형 전자석을 이용하는 3상2극모터의 고정자를 나타내는 도면,
도 28은 본 발명에 따른 세 개의 내외주 자극형 전자석을 이용하는 3상6극모터의 고정자를 나타내는 도면,
도 29는 본 발명에 따른 2극전자석 철심의 구조를 나타내는 설명도,
도 30은 본 발명에 따라 교류 전자석의 와전류 손실을 줄이는 철심 구조를 나타내는 설명도.
본 발명에 따르면, 동력원으로서 전동기를 사용하여 구성되며 전력선에서 사용되는 전동 및 발전기에서, 일체로서 또는 개별적으로 제공되고 그것에 의해 발전기능이 얻어지는 전동발전기가 제공된다.
본 발명에 따르면, 전동 및 발전기에서 발전기능의 경우에, 발전기는 여기되어 동기속도 가까이로 상승되고 발전기가 스위치-온 운전으로 수행되며; 발전기능의 경우에는 전동기가 일단 무부하상태로 만들어지고 여기되어 정지상태에서 일단 동기속도 가까이로 상승되며 발전기가 스위치-온 운전으로 수행되며; 이에 따라 전력계통이나 교류상에 여기된 유도모터가 구성된다.
본 발명에 따르면, 블레이드 또는 수력 터빈 및 회전기를 구비한 유체기계에서 프로펠링기계의 경우에는 비틀림각이 반전이 이루어지고, 원심기계의 경우에는유체의 흡입부가 공기 흡입측에서 공기 배출측으로 절환되며; 이에 따라 제어회로의 변경없이도 유체이송기능이 발전시스템으로 전환된다.
본 발명에 따르면, 동력원으로서 전동기를 사용하여 구성되며 전력선에서 사용되는 전동 및 발전기에서, 전동 및 발전기의 전력발생기능 및 전동 및 발전기의 복합기능의 모든 경우에, 정지 및 동력기능은 발전시스템으로 전환될 때, 부하상태, 외부 동력상태, 외부 발전기의 동력상태 등을 제어하는 데 필요한 데이터는 센서에 의해 감지되며; 상기 검출된 데이터에 따라 정지 및 동력기능이 발전시스템으로 전환되고, 이에 의해 전체 시스템이 운전제어된다.
본 발명에 따르면, 전동 및 발전기를 구비하고 블레이드를 사용하여 공기를 보내고 모든 방향에서 공기를 흡입함으로써 풍력발전을 수행하는 풍력발전시스템에서, 풍향 가이드가 설치되고; 주 전기기계로서 유도모터가 구성된다.
본 발명에 따르면, 전동 및 발전기를 구비하고 블레이드를 사용하여 공기를 보내고 모든 방향에서 공기를 흡입함으로써 풍력발전을 수행하는 풍력발전시스템에서, 또한 전동 및 발전기를 구비하며, 흐름통로에는 단일 영구자석, 단일 전자석, 복수의 영구자석 또는 복수의 전자석 중에 선택된 하나를 이용하여 경사진 자계가 형성되고; 공기내의 산소 및 경사진 자계에 따라 공기가 항상 이동된다.
본 발명에 따르면, 블레이드, 수력 터빈 및 회전기로 구성된 유체기계를 구비하며 또한 전동 및 발전기를 구비한 유체력 발전시스템에서, 단일발전기능의 경우에는, 상기 시스템은 전동기로서 여기되어 전동기가 동기속도 가까이로 상승되고; 전동 및 발전기의 복합기능의 경우에는, 회전 자계가 전기적으로 변하고 상기시스템은 전동기로서 여기되어 상기 전동기는 동기속도 가까이로 상승된다.
본 발명에 따르면, 고정자 및 회전자를 구비한 회전기에서, 단일 도체부재 또는 복수의 도체부재가 샌드위치형상의 적층 철심으로 제공되며; 상기 도체부재의 외주부상에는 회전자 바아의 사이에 전류가 짧게 흐르지 않도록 홈부가 제공된다.
본 발명에 따르면, 고정자 및 회전자를 구비한 회전기에서, 단일 원반형 부재 또는 복수의 원반형 부재가 회전자의 적층 철심으로 제공되며; 상기 회전자의 적층 철심은 고정자의 철심의 축 방향 길이로부터 돌출되어 있다.
본 발명에 따르면, 회전기에서 엔드 링의 외주부상에 회전자 바아의 연장부가 형성되어; 이에 따라 회전자의 적층 철심의 돌출부에서 유효한 자계가 형성된다.
이하에서, 본 발명에 따른 전동 및 발전기 또는 전동 및 발전시스템의 일 실시예가 도면을 참조하여 서술될 것이다. 도 1은 주로 종래기술에 따른 전동을 이용하는 전동 시스템과 본 발명에 따른 전동 및 발전기 또는 전동 및 발전 시스템을 비교하여 나타내는 설명도이다. 도 1a는 종래기술에 따른 시스템을 보여주는 설명도이며, 전력선(1)에 연결된 전동기(10, 10a)가 적용되고 상기 시스템은 공작기 계(20) 및 압축기(21)용 동력으로 사용된다. 상술한 바와 같이, 공장과 같은 작업현장 및 수요자에게 있어서, 전동기는 일반적으로 단지 동력만으로 사용된다. 전동기(10, 10a), 공작기(20) 및 압축기(21)는 제어반(30, 30a)에 의해 제어된다.
반면에, 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전동 및 발전기 또는 전동 및 발전 시스템에서는, 종래기술에서 단지 동력으로서만 이용되었던 전동기가외부에 원동기를 부가하거나 일체의 전동발전기로 대체함으로써 발전기로서 이용되며, 본 발명에 따른 전동 및 발전시스템을 얻을 수 있다. 종래기술에 따른 전동기에 의한 발전시스템에 의해 발생된 발전량이 부족한 경우에는, 새로운 발전기가 내연기관(40a)을 독점적으로 이용하고, 전동기(11a)에 연결된 발전기(10b, 10c)가 덧붙여질 수 있다.
전력선(1)에 연결된 전동기(10, 10a)의 외부에 원동기로서의 내연기관(40)과 전동기(11)가 부가되고, 종래 시스템에서 전동기로서 사용되어 오던 전동기(10, 10b)가 발전기(10', 10a')로서 사용된다. 이들 장치는 제어반(30b, 30c)에 의해 제어된다. 새로 부가된 발전기(10b, 10c)는 제어반(30d, 30e)에 의해 제어된다. 잉여 전력을 축적하려면 전력 보충을 위해 콘덴서(60)가 제공되고, 이 콘덴서(60)와 전력선(1)의 사이에는 인버터(50)를 통해서 전력의 유입과 유출이 이루어진다.
도 2는 도 1에 도시된 시스템을 간소하게 구성하도록 유도모터로 이루어진 전동기의 시스템의 예를 보여주는 설명도이다. 도 2a는 종래기술에 따른 시스템을 나타내는 설명도이며, 전력선(1a)에 연결된 유도모터(12, 12a, 12b)가 적용된다. 유체기계를 대표하여 유도모터(12)에는 블레이드(70)를 구비한 송풍기가 설치되어 운전되고, 유도모터(12a, 12b)는 펌프 수력터빈(22) 및 압축기(23)용 동력으로 사용된다. 상술한 바와 같이, 공장과 같은 작업현장 및 소비자에게 있어서, 전동기는 일반적으로 단순히 동력으로만 사용된다. 유도모터(12, 12a, 12b), 펌프 수력터빈(22) 및 압축기(23)는 제어반(31, 31a, 31b)에 의해 제어된다.
반면에, 도 2b에 도시된 본 발명에 따른 전동 및 발전시스템에서는, 종래기술의 시스템이 유도모터(12)에 블레이드(70)가 설치된 송풍기로서 작동된다. 하지만, 본 발명에 따르면 전기회로 변경하는 것만으로 그것이 발전기(12')로서 이용하거나, 외부로부터의 물 등을 이용한 동력으로서 형성되는 발전기(12')로, 또는 그것을 대신하여 일체형 전기 및 동력 발전기(13)로 이용함에 따라, 상기 시스템이 발전기로서 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 전동 및 발전시스템이 얻어질 수 있다.
종래기술에 따른 전동기(12', 12a', 13)에 의해 발생된 발전량이 부족한 경우에는 새로운 발전기에 전용의 내연기관(41a)과, 전동기(12e) 및 인력(28)에 의해 구동되는 발전기(12c, 12d, 12f)를 부가할 수 있다. 상기 발전기(12', 12a', 13)는 제어반(31c, 31d, 31e)에 의해 제어된다. 새로이 부가된 발전기(10b, 10c)는 제어반(31f, 31g, 31h)에 의해 제어된다. 잉여 전력을 축적하기 위해서 콘덴서(61)와 같은 에너지 축적유닛(61)이 제공되어 전력을 보충하고 상기 콘덴서(61)와 전력 선(1a)의 사이에는 인버터(51)를 통해 전력의 유입과 유출이 이루어진다.
발전기로서 유도모터가 사용되는 경우에는, 유도모터 및 비동기식 발전기에 제어에 적합한 회전자가 권선형 회전자 및 심구형(deep groove type) 회전자로 형성될 수 있다.
도 3은 송풍기 및 펌프 등으로 대표되는 유체기계에 적용되는 발전기의 예를 나타내는 도면이다. 도 3a1 및 도 3a2는 이 시스템이 송풍기로서 작동되는 경우를 보여준다. 상기 송풍기는 전력선(1b)에 연결되며 블레이드(71) 및 전동기(14)로 구성된다. 상기 전동기(14)는 제어반(32)에 의해 블레이드(71)를 회전시키도록 되어지며 바람은 도면에서 화살표의 바깥쪽 방향으로 분다. 도 3a2는 블레이드(71)의 회전중심으로부터 소정의 반경부에서의 원주를 단면하여 전개된 단면도이다. 블레이드는 검은 화살표의 회전방향으로 회전하므로, 바람은 화살표 방향으로 내보내어진다.
도 3b1 및 도 3b2에서, 도 3a1 및 도 3a2에 도시된 송풍기의 블레이드(71) 등의 기계적 변경이 전체적으로 이루어지지는 않았지만 전기적 변경이 행해졌다. 전기적 관점에서, 다상 회전기의 경우에는 위상 순서가 변경되며, 단상 회전기의 경우에는 주 권선의 극성이 변경되어 송풍기의 회전방향이 바뀌고 반대로 바깥의 공기가 들어와서 발전이 이루어진다.
이 경우에, 발전은 하기에는 약한 바람이더라도, 전동기(14a)의 회전수는 동기속도에 가깝게 상승되고, 풍력에 알맞는 동기속도보다 큰 회전수에서 발전이 행해진다. 전력선(1b) 중 하나에 전압이 생겨서 전력선(1b)에 발전에 적합해진 전류가 공급된다. 이 송풍기의 제어는 제어반(32a)을 사용하여 행해진다. 도 3b2는 도 2a2에 도시된 것과 전혀 동일한 블레이드(71)의 단면도이다.
도 3c1 및 도 3c2에서는 도 3a1 및 도 3a2에 도시된 송풍기의 블레이드(71) 등의 전기회로가 전체적으로는 변경되지는 않았지만 기계적인 변경이 이루어진다. 기계적인 관점에서, 블레이드(71) 등의 역전 비틀림각(reversal twist angle)을 갖는 블레이드(71a)와 원심 블레이드의 경우에는 흐름통로와 같은 기계적 변경이 행해진 후 송풍방향에 대한 역풍을 받아 발전이 이루어진다.
이 경우에, 발전하기에는 약한 바람이더라도, 전동기(14b)의 회전수는 동기속도에 가깝게 상승되고, 풍력에 알맞는 동기속도보다 큰 회전수에서 동력이 발생된다. 전력선(1b) 중 하나에 전압이 생겨서 전력선(1b)에 전기발전에 적합해진 전류가 공급된다. 이 송풍기의 제어는 제어반(32b)을 사용하여 행해진다. 도 3c2는 도 3a2에 도시된 것과 전혀 반대인 블레이드(71a)의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 전동과 발전시스템 중에서 본 발명에 따른 복수의 유체기계를 사용하는 시스템을 보여준다. 전동 상태, 발전 상태, 부하 상태 및 환경 상태는 각종의 센서(91, 91a, 91b)에 따라 검출되거나 파악되어 운전 상태가 파악되고, 또한 전체 시스템의 제어는 중앙 제어기(82, 83)를 사용하여 행해져서 그 결과 효과적인 운전을 수행할 수 있다.
도 4a는 전체 시스템에서 동시에 전동발전이 바뀌는 시스템의 예시이며, 도 4b는 전동발전 시스템에서 전체의 송풍기 중에서 각각의 발전 또는 전동의 운전의 수가 결정되며 동시에 발전 및 전동의 복합적인 작업이 수행되는 시스템의 예시이다.
도 4a 및 도 4b에서, 참조부호 17, 17a, 17b는 전동발전기를 표시하며, 참조부호 72, 72a, 72b는 블레이드를 표시하고, 참조부호 34, 34a, 34b, 34c, 34d, 34e는 각각의 송풍기를 제어하는 제어반을 표시한다. 참조부호 63은 콘덴서와 같은 에너지축적 유닛을 나타내며, 참조부호 53은 인버터와 같은 에너지변환 유닛을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 전동 및 발전시스템이 전력선 및 자동차와 같은 운송수단이 없는 장소에 구성되는 경우의 예시를 보여주는 설명도이며, 전력선(1d)의전압 및 주파수는 시스템에 대하여 가장 적합한 것으로 선택할 수 있다. 전력선(1d)에 전력을 공급하는 전원으로서 에너지축적 유닛(64)과 인버터(54)가 있으며, 내연기관과 같은 원동기(43b)에 의해 교류동기발전기(18d)가 구동되어 발전이 행해진다. 전력선(1d)에 연결된 전동 발전유닛은 상술한 바와 같이 구성되어 있고 그것의 상세한 설명은 생략한다. 참조부호 18, 18a는 전동발전기를 나타내고, 참조부호 18b, 18c, 18d는 발전기를 나타내며, 참조부호 19a는 발전기(18c)의 구동용 전동기를 나타낸다. 참조부호 26은 펌프 수력터빈을 표시하고, 참조부호 43a, 43b는 구동용 내연기관과 같은 원동기를 표시한다. 참조부호 100은 시스템 부하의 역률 향상 및 발전파형 조정용 콘덴서를 표시하고, 참조부호 101은 전력선(1d)을 사용하여 전력을 공급하는 종합부하기를 표시한다.
도 6은 송풍기에 자석(104)을 사용하여 공기를 이동시키는 장치가 장착되는 경우의 예시를 보여주는 설명도이며, 도 6a에서는 하나의 장치가 장착되어 있고 도6b에는 복수의 장치가 장착되어 있다. 참조부호 H는 바람의 흐름 방향으로 자계가 강화되는 경사구멍(inclined hole)을 표시하며, 공기중의 산소는 상자성체이므로 에너지없이도 공기가 이동하게 되고 송풍기의 성능이 올라갈 수 있다. 예를 들어, 1테슬라의 자기장하에서는 0.6m/s의 풍속을 얻을 수 있다. 도 6b는 자석(105)에 복수의 장치가 제공되어 에너지없이도 공기의 이동을 더욱 크게할 수 있는 예시이다. 참조부호 15는 전동기를 표시하고, 참조부호 74는 블레이드를 표시하며, 참조부호 102 및 103은 프레임을 표시한다. 자석을 전자석으로 대체하는 경우에도 유사한 효과를 얻을 수 있다.
도 7은 전체 외주로부터 바람을 받아서 동력을 발생시키는 풍력발전기를 나타내며, 이 발전기에는 원심 블레이드(75)의 주변부에 풍향 가이드(107)가 배치되어 임의의 방향에서의 바람도 블레이드에 유효하게 작용할 수 있다. 도 7a는 전체 단면도이고, 도 7b는 블레이드(75)와 풍향 가이드(107)의 관계를 보여주는 단면도이다. 참조부호 15a는 발전기를 표시한다.
도 8은 내전형(inner-rotor type) 유도모터이다. 도 8a는 전자석(120)과 함께 회전자 바아(111)로 형성된 회전자(113)의 조합으로 구성된 회전자(113)를 구비한 유도모터를 나타내는 단면 구조이며, 도 8b는 종래의 회전자 바아 회전자(113')를 구비한 유도모터를 나타내는 단면 구조이다. 코드(119, 119')에 의해 고정자(112)를 감고 있는 코일에 전력이 인가되면, 회전 자계가 생기고 회전자(113, 113')에 발생된 전류간에 전자기력이 발생하여 전동기로서 작용하게 된다.
또한, 전원을 따라 외부로부터 회전자(113)가 구동되고 고정자(112, 112')를 감고 있는 코일(115)에는 회전수 및 코드(119, 119')에 걸린 전력에 대응하여 전압이 생기며, 저항과 같은 부하에 연결되어 전류가 흐르고 전력이 공급된다. 코일의 발생 전압은 고정자와 회전자 사이의 에어갭의 자속밀도에 비례하며 또한 회전수에 비례한다. 본 발명에 따르면, 회전자(113)의 구조 및 전자석의 조합에 따라 적절한 발전시스템을 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명에 따른 회전자에 대하여 철심구조, 도체판, 회전자 바아 및 권선 구성 등이 도면을 참조하여 서술될 것이다. 도 9는 본 발명에 따른 회전자를나타내는 설명도이며, 도 9a1, 도 9a2 및 도 9a3는 외주부상에 제공된 노치 부(notch portion)(C)에서 각각의 유도모터를 나타내며, 회전자 바아(11a)를 흘러 온 전류는 외주부가 절단된 도체판(126)을 흐르고 원반형 도체판(127')의 내주부에는 외주부의 저항이 증가되어 기동 및 출력특성이 향상된다.
이러한 구성에 의하면, 자기저항은 도체판(126)과 원반형상 도체판(126')의 양 측벽에 배치된 강자성체와 철심(124a)을 둘러쌈으로써 증가되고, 주파수 높이에 응답하여 전류를 제한하도록 하여, 기동특성과 회전수에 대한 출력특성이 개선될 수 있다. 철심 내부 주변부에 배치된 회전자 바아(125)는 도체판(126) 및 원반형상 도체판(126')과 유사한 동작을 갖고, 그 근처에 강자성체(141)를 배치함으로써 그 효과가 강화될 수 있다. 회전자 철심(124a)의 축선 방향에서의 너비는 고정자 철심(112a)의 축선방향의 너비보다 더 크게 형성되고 자속 밀도는 감소될 수 있다. 회전자 바아에서 전기 저항을 작게 하기 위하여, 회전자 철심(124a)의 중앙부에 배치한 도체판(126), 원반형상 도체판(126') 및 엔드링(123a) 사이의 전기회로가 가능한한 짧게 형성되어 출력향상과 효율향상이 개선될 수 있다.
참조부호 115는 고정자 권선을 나타내고 참조부호 118은 샤프트를 나타낸다. 참조부호 127a는 도체판(126)과 원반형상 도체판(126')의 외주부상에 제공된 관통 구멍을 나타내고 회전자 바아(111a)는 관통되어 있다. 참조부호 128은 도전판(126)과 원반형 도전판(126')의 내주부상에 제공된 관통구멍을 나타내고 회전자 바아(115)는 관통되어 있다. 회전바(111a)가 관통한다. 참조부호 129a는 샤프트 (118a)의 관통구멍을 나타낸다.
또한, 도 9b1, 도 9b2 및 도 9b3에 나타난 바와 같이, 회전자 바아(111b), 엔드링(123b), 및 회전자 철심(124)으로 구성된 본 발명에 따른 회전자의 양쪽에는 전자기 코일(120b)이 배치되고, 상기 전자기 코일(120b)을 흐르는 직류를 사용하여 직류자계가 형성되고, 단상 또는 다상을 갖는 교류를 사용하여 회전자계가 형성되어, 회전기의 기동특성과 출력특성이 개선될 수 있다. 참조부호 112b는 고정자 철심, 참조부호 115b는 회전자 철심, 및 참조부호 118b는 샤프트를 나타낸다. 참조부호 123b는 엔드링을 나타내고, 참조부호 127b는 회전자 바아의 관통구멍을 나타내고, 참조부호129b는 샤프트(118b)의 관통구멍을 나타낸다.
도 10은 도 9b1에 나타난 케이지형 회전자와 본 발명에 따른 코일 도전부재를 조합함으로써 회전기기의 소요 특성을 실현시키기 위한 예시이다. 도 10a1은 도 9b1 의 구성과 유사하여 그 설명이 생략될 것이다.
도 10a2는 회전자 철심(124c)의 내주부에 회전자 바아(125a)가 배치되고 외주부에 코일(130)이 배치되는 회전자를 도시한다. 기동특성과 발전기특성은 코일 (130)에 대처하고, 코일(130)은 도 12a에 나타난 동기속도 근방의 상기 특성을 광범위하게 변화시키는데 주로 사용된다. 참조부호 112c는 고정자 철심을 나타내고, 참조부호 115c는 회전자 철심을 나타내고, 및 참조부호 118c는 샤프트를 나타낸다.
도 10a3은 회전자 철심(124c)의 내주부에 회전자 바아(125a)가 배치되고 외주부에 코일(130)이 배치된 회전자를 나타내고, 기동특성과 발전기특성이 회전자 바아(125a)에서 대처될 수 있고, 코일(130a)은 도 12c의 그래프에 나타낸 동기속도 근방의 상기 특성을 주로 광범위하게 변화시킨다. 참조부호 112d는 고정자 철심을나타내고, 참조부호 115d는 회전자 철심을 나타내고 참조부호 118d는 샤프트를 나타낸다.
도 10a4는 회전자 철심(124d)의 두께가 고정자 철심(112e)의 두께보다 더 두껍게 형성된 도 10a3에 나타난 구성과 유사한 구성을 갖는 예시를 도시한다. 도 12c의 그래프에 나타낸 바와 같이 동기속도근방의 특성이 코일(130b)로 광범위하게 변화되는 동시에 철심의 돌출효과(hangover effect)를 노린것이고 전체 출력특성과 효율개선가 얻어질 수 있다. 참조부호 112e는 고정자 철심, 참조부호 115e는 고정자 권선, 참조부호 118e는 샤프트를 나타내고 참조부호 125b는 회전자 바아를 나타낸다.
도 10a5 및 도 10a6은 회전자 바아(125c 및 125d)가 회전자 철심(124e 및 124f)의 내주변 근처에 배치되고 단일 또는 복수의 도전체판(126b 및 126c)이 나란히 놓인 예시를 도시한다. 참조부호 112f 및 112g는 고정자 철심, 참조부호 115f 및 115g는 고정자 권선, 참조부호 118f 및 118g는 샤프트를 나타내고 참조부호 130c 및 130d는 코일을 나타낸다.
또한, 도 10a2 내지 도 10a6에서, 회전자 바아를 코일로 대체하는 것이 가능하다. 회전자 2차유도전압과 90°위상차를 갖는 전압이 그 코일에 인가되고, 유도 발전기의 역률을 임의로 변경될 수 있고 그 결과, 전선에 접속된 부하에 응답하여 역률균형이 유효하게 취해질 수 있다. 또한, 직류를 코일로 흐르게 하여 직류 전자석을 형성하여 동기 모터 및 브러쉬니스 모터, 리니어모터, 및 팬케이크형 모터에 사용할 수 있다.
도 11은 회전자 철심이 자석을 삽입하기 위해 분할된 경우에 회전에 의해 철심에 작용하는 원심력에 따른 변형과 튀어나감을 방지하는 회전자 구조의 예시를 나타내는 설명도이다. 도 11a는 본 발명이 적용된 회전기의 고정자와 회전자의 단면도를 나타낸다. 참조부호 112h는 고정자 철심을 나타내고, 참조부호 115h는 고정자 권선을 나타낸다. 회전자에서, 회전자 철심(124h)은 도체판 (126d)과 보강판에 의해 중앙부에서 분리되고, 회전자 철심(124h)의 양쪽면에는, 엔드링(123c)이 배치되고, 회전자 바아(111d)가 외주부에 배치된다.
도 11b에서, 엔드링(123c)에는 링형상 돌기(131)가 제공되고, 철심(124h)에서 상기 돌기(131)와 맞물린 링형상 홈(135)이 제공된다. 참조부호 127c는 회전자 바아(111d)가 관통하는 분할된 철심(124h)상에 제공된 구멍을 나타내고 참조부호 134는 분할된 철심(124h)을 지지 및 고정하는 스페이서를 나타낸다. 도 11c는 분할된 철심(124h)을 분리하여 구성되는 도체판(126d)을 원심력에 의한 변형과 튀어나감을 방지시키기 위한 보강판으로서 사용하는 예시를 나타낸다. 도체 판(126d)의 양쪽면에, 돌기핀(136)이 제공되고, 분할된 철심(124h)에는, 핀(136)과 맞물리는 복수의 홀(133)이 제공된다. 참조부호 127s는 도체판(126d)상에 설치된 회전자 바아(111d)가 관통하는 구멍이다.
도 12는 다양한 종류의 유도 발전기의 특성 변화(변경)을 나타내는 그래프이다. 도 12a는 회전자의 도체의 저항 변화로 인한 발전기의 특성 변화를 나타낸다. 상기 저항은 그래프(c1)으로부터 그래프(c5)로 비례하여 커진다. 도 12b는 여자용 전원의 주파수가 변화되는 특성을 나타내는 그래프이다. 전원 주파수는 그래프(c6)으로부터 그래프(c8)로 비례하여 커진다.
도 12c는 여자용 전원의 전압이 변화되고 동기속도근처의 특성이 광범위하게 변화되는 특성에서의 변화를 나타내는 그래프이다. 그래프(c10)은 특성 변화 전의 조건중 하나이고, 그래프 c9는 회전자 권선에 흐르는 전류에 역위상을 갖는 전압이 가해진 것이고, 변경전 회전수가 감소된 상태에서 이러한 특성이 평행하게 이동될 수 있다. 그래프(c11)은 회전자 권선을 흐르는 전류에 동일위상을 갖는 전압이 가해지는 것이고, 변경전 회전수가 상승된 상태하에서 상기 특성이 평행하게 이동할 수 있다.
도 13은 회전자 철심(124i,124j 및 124m)의 너비가 고정자 철심(112i, 및 112j)의 축선방향 너비를 초과하여 연장되고 돌출부 회전자 바아(111e) 및 권선(130e)이 효과적으로 사용될 수 있어, 성능개선과 효율개선등의 특성들이 얻어질 수 있는 예시이다. 즉, 엔드링(123d)과 회전자 권선(130e)의 코일 엔드(E)의 직경은 가능한한 작게, 예를 들어 회전자 외경의 1/3 이하로 형성되고 그들은 샤프트(118i 및 118j) 근처에 배치된다.
도 13a2에 나타난 바와 같이, 회전자 바아로 흐르는 전류에 의해 형성된 자기장은 에어갭(air gap)부의 자계를 증가시킨다. 자계형성을 확실히 하기 위해서, 소결 및 적층에 의해 형성된 철심(124j,124k 및 124)이 제공된다. 전류(I)에 의해 형성된 자속은 일단 외측부로 통과하고 철심(124k 및 124n)을 통과하여 인접극 철심으로부터 에어갭으로 되돌아온다. 참조부호(115i,115j)는 고정자 권선을 나타내고, 참조부호(126e)는 심홈 회전자 바아와 엔드링(123d)와 동일한 역할을 하는 도체판이다.
도 14는 회전자 철심(124o 및 124r)의 축선 방향의 길이가 고정자 철심(112k 및 112m)의 길이보다 더 길게 형성되고, 특성향상과 효율증가가 얻어질 수 있는 예시이다. 도 14a1과 도 14a2는 고정자 철심(112k)이 돌출 회전자 바아(111f)로 연장되고, 돌출 회전자 바아(111f)와 고정자 권선(115k)을 흐르는 전류(I) 사이에서 부가적인 작용에 의해 특성향상이 얻어질 수 있는 예시이다. 참조부호(124p,124q)는 소결 재료로 만들어지고 작은 와류손실을 갖는 철심이다. 참조부호 118k는 샤프트를 나타내고 참조부호 126f는 도체판을 나타낸다.
도 15는 고정자와 회전자의 권선에 있어서 슬롯이 없는 원통형 철심(112n 및 124u)에 접착제등을 사용하여 코일(115n 및 130f)이 고정된 후 코깅(cogging)토크와 기동토크를 작게할 수 있고 그 효율이 개선될 수 있는 회전기이다. 회전하는 동안 고정된 코일(115n 및 130f)을 변형시키거나 벗겨지지 않도록 하기 위해서는 원통형 유지부재(150 및 150a)상에 설치된 체결돌기(151)를 사용하여 원통형 철 심(112n 및 124u)상에 제공된 구멍을 이용할 수 있다. 접착제(160)에는 자성체 분말(160)이 합침되어 있다.
도 15a1는 고정자에 슬릿이 없는 철심이 사용되는 예시이고 도 15a2는 회전자에 슬릿이 없는 철심이 사용되는 예시를 나타내는 설명도이다. 참조부호 111g는 케이지형 회전자의 회전자 바아를 나타내고 참조부호 123s는 케이지형 회전자의 엔드링을 나타낸다. 참조부호 118n 및 118o는 샤프트를 나타내고 참조부호 112o는 고정자 철심을 나타내고 참조부호 115o는 고정자 철심을 나타낸다. 도 15a3은 권선이원주방향으로 전개되는 도면이다. 도 15a4는 도 15a3을 측면에서 본 단면도이고 원통형 철심(112)과 코일(115) 및 유지부재(150)와 체결돌기(151)사이의 관계가 도시된다.
도 16은 외전형(outer-rotor type)발전기를 나타낸다. 도 16a는 자석(214) 또는 전자석(242)으로 구성된 회전자(202)를 갖는 발전기를 나타내는 단면도와 본 발명에 따른 그것의 조합이고 도 16b는 종래의 원통형 자석 회전자(202')를 갖는 발전기를 나타내는 단면도이다.
다음, 도 17 및 도 18을 참조로 자석에 따른 에어갭내의 자속 향상 대책이 설명될 것이다. 도 17은 외전형 발전기를 나타내는 예시이고 도 18은 내전형 발전기를 나타내는 예시이다. 도 17a에 나타낸 단면도에서, 발전기는 회전자 재료가 비자성체, 6개로 분할된 철심(213) 및 6개의 자석으로 이루어진 동력 전달 외부 프레임(210)에 의해 구성된다. 이러한 경우에, 고정자, 측외부 프레임의 a부와 b부, 외부 프레임(210) 및 철심(213)사이에 낀 공간은 비자성체로 구성된다. 자석(214)의 반지름 방향으로의 길이가 에어 갭부의 일극부의 원주 길이 방향보다 2배 더 크기 때문에, 에어갭부에서 자속은 자석(214)의 자속보다 더 크게 만들어질 수 있다.
도 18b는 상이한 강도를 갖는 자석(214a 및 214b)이 슬릿안에 삽입되는 예시이다. 도 18c는 자석의 단면이 사다리꼴 형상인 예시이다. 도 18d는 일극당 동일한 강도를 갖는 두 자석이 증가되는 예시이다. 도 18e는 두 종류의 자석이 사용되고, 주자석(214)이 에어갭에서 자계를 결정하고 자석(214')이 자계를 미세하게 조정하는 예시이다. 도18f는 종래의 원통형 자석에서 본 발명에 따른 자석이 조합되는 예시이다.
도 18a 내지 도 18f는 내전형 발전기를 도시하고 도 17에 나타난 외전형 발전기의 반전 구조를 갖고 그것의 구성이 기본적으로 동일한 구성이기 때문에 그 설명이 생략될 것이다.
도 19는 상술된 외전형 발전기의 회전자의 분할된 철심 부분의 예시를 나타내는 평면도이고 고정자 사이에서 에어갭을 향하여 세 개의 슬롯(231)이 제공된다.
도 20은 도 19a에 나타난 구조를 사용하여 외전형 발전기의 회전자에서 케이지형 회전자가 형성되는 예시이다. 케이지형 회전자부의 구조는 도 20b 및 도 20c에 나타내고 알루미늄과 황동등의 도전부재로 이루어져 있고 두 개의 측판(218)과 복수의 바아(219)에 의해 회전자가 코깅과 다이 캐스팅을 사용하여 일체로 형성된다. 본 발명에 따라서, 자석이 축선 방향으로 연장될 때, 도20b에 나타난 경우에서, 철심이 측판(218)에 의해 분리된다.
도 20c에서, 측판(218)의 반지름 방향의 길이는 가능한한 작게 형성되고 그것의 단면은 동일하게 형성되어 축선 방향을 향하여 연장된다. 측판은 양쪽으로 연장된 자석과 전자석으로부터 고정자 에어갭까지 자속을 집중시키기 위해서 자석 철심의 내주면(내전형 발전기의 경우에, 그것의 외주면을 향해)에 구성되고 또한 측판은 회전자 철심 및 고정자의 측면으로부터 누설을 막기 위해 설치되는 단차부 (232)로 배치되어 자기경로에서 그 영향이 감소될 수 있다.
도 20d는 자석(214)만이 회전자의 축선 방향으로 연장되는 예시이고, 도 20e는 전자석(242 및 243)이 고정자(212)와 마주보는 회전자 자석(214)의 양쪽에 추가되는 예시이다. 이러한 경우에, 전자석(242)의 자속 누설 갭(252)과 전자석 (243)의 자속 누설 갭(253)이 고정자에서 자속의 단락 방지에 효과적으로 작용하도록 설치된다.
도 21은 도 17f에 나타낸 바와 같이 전동기와 발전기의 자극 배치의 공간 제약이 있는 경우의 예시이고 제한된 자극 공간을 효과적으로 이용함으로써, 입체면의 전체면 또는 부분면이 유기적으로 배치되고 에어갭 부분으로 자속이 최대로 집중될 수 있다. 예를 들어, 축선 방향의 자극면에 배치된 자석(214a") 및 자석 (214d)은 링형상으로 형성될 수 있고 일체 구조로 형성될 수 있다. 또한, 자석 (214c) 또는 자석(214b")을 조합함으로써, 캡(cap)형상이 형성될 수 있다.
전자석(214c)은 자극의 외주부에 구성된 원통형상 자석이고 그것의 주변위에 자속의 자로를 형성하는 철심(213a)이 배치된다. 자석(214d)의 외측면에 철심 (213b)이 배치되어 자석(214d)이 효과적으로 작용된다. 모든 자석들은 에어갭 부분에 자속을 집중시키기 위해 설정되고 배치되어 도면에서 각각 N 과 S의 자석의 극성을 갖는다.
도 22 및 도 23은 또다른 자석 및 전자석이 조합될 수 있는 도넛형 전자석 구조를 도시하는 설명도이다. 도 22는 자극이 2개의 극으로된 예시이고 도 23은 자극이 6개의 극으로된 예시를 나타낸다. 다음, 전자석에 대한 세부 설명이 도 22를 참조로 설명될 것이다. 도 22a 및 도 22b에서, 외주변에서 두 개의 자극 N 및 S 가 형성되고 그것들이 회전자로서 사용될 때, 내전형 발전기에 사용될 수 있다.
또한, 또다른 자석 및 전자석이 조합되는 경우는, 다른 부분 자극을 조정함으로써, 외주면상에 수행된다. 자극의 조정은 코일(260a)의 단자 a 및 b 로부터 직류 전원의 자기극성을 변화시킴으로써 이루어진다. 참조부호 250은 N극과 S극의 자속의 단락을 방지하는 갭을 나타낸다. 도 22b에 나타난 커트부의 전기 각도는 다음 공식에 의해 구해진다.
커트부의 전기각도 = 180도- {2πx 여자될 위상수/회전자 극수 x 전동기 위상수} 도.
이것은 코일내에 발생된 전극 변환과 함께 일어나는 변환 손실을 최소로 만듦으로써 전기기계의 출력 효율의 향상에 기여한다.
도 22c 및 도 22d는 내주면상에 자극을 갖는 구조를 나타내고 도 22a 및 도 22b에서 도시된 것의 반전 구조를 갖는다. 도 22b 및 도 22f에서, 자극은 우측면이고, 도 22g 및 도 22h에서 자극은 좌측면이다. 도 24는 6극 전기기계의 4종류의 전자석과 내부 및 외부 회전자의 자석을 도시하는 개략도이다. 도 24a1은 외주 자극형 전자석을 도시하고, 도 24a2는 외주 자극형 전자석을 도시하고, 도 24a3은 우측면 자극형 전자석을 도시하고 도 24a4은 좌측면 자극형 전자석을 도시한다. 또한, 도 24a5는 외전형 자석을 도시하고 도 24a6은 내전형 자석을 도시한다.
도 25는 내전형 자석과 전자석의 조합을 나타내는 예시이고, 도 26은 외전형 자석과 전자석의 조합을 나타내는 예시이다. 여기서, 도 26에 나타난 예시가 설명될 것이다. 도 26a는 하나의 외주 자극형 전자석만을 구비하여 자극이 형성된 예시이다. 도 26b는 일전자석이 내부에 배치되고 일자석이 외부쪽에 배치된 예시이다. 도 26c는 상기 자석과 좌측면 자극형 전자석의 조합을 나타내는 예시이다. 도 26d는 두 개의 전자석이 배치되는 예시이고, 도 26i는 세 개의 전자석이 배치되는 예시이다. 도 26e와 도 26f는 자석이 도 26d에 나타낸 전자석의 외주면에 조합된 예시이고, 도 26i, 도 26f, 도 26g 및 도 26h는 일 자석 또는 전자석에 두 개의 자석 또는 전자석이 조합되는 예시이다.
도 27 및 도 28은 2극 또는 6극의 내외주 자극형 전자석중 3개를 이용하는 3 상 전기기계의 고정자를 나타내는 예시이다. 도 27a 및 도 27b는 전자석이 외전형 회전자의 교류 2극의 고정자에 사용되는 예시를 나타낸다. 도 27a는 고정자를 나타내고, 도 27b는 120°의 전기각을 가지고 시프트하는 각각의 위상의 조합시 전자석의 위치 관계를 나타낸다. 도 27c 및 도 27d는 전자석이 내전형 회전자의 고정자에 적용되는 예시를 나타낸다. 도 28은 전자석이 3상 6극의 전기기계의 고정자에 사용되는 예시이다. 도 28a는 고정자를 나타내고 도 28b는 120°의 전기각을 가지고 시프트하는 각각의 위상의 조합시 전자석의 위치관계를 나타낸다. 도 28c 및 도 28d는 전자석이 내전형 회전자의 고정자에 적용되는 예시를 나타낸다.
도 29는 2극 전자석 철심의 구조를 나타내는 설명도이고, 단지 하나의 제조 공구를 사용하여 철심을 제조할 수 있는 구조를 나타낸다. 도 29a는 철심의 일권선용 외주자극을 나타내고 도 29b는 철심의 일 권선용 내주자극을 나타낸다. 철심 (272)은 외주 자극형을 형성하고 철심(273)은 내주 자극형을 형성한다. 도 29e, 도 29f, 도 29g는 철심의 2권선용 외주 자극의 예시를 나타내고, 도 29j는 철심의 2 권선용 내주 자극의 예시를 나타낸다. 도 29e, 도 29f, 도 29g, 및 도29h, 도29i, 도 29j 에 나타낸 구조는 3상 전기기계로서 활용하기에 효과적이다.
도 30은 교류 전자석의 와류손실을 감소시키기 위한 철심구조를 나타내는 설명도이다. 도 30a 및 도 30b는 소결부재와 철분(iron power) 결합재로 결합되는 철심 구조를 나타낸다. 도 30c 및 도 30d는 전자 강판과 소결재료와 철분이 결합재에 의해 결합되는 철심(281a)과의 조합 예시를 나타낸다. 도 30e 및 도 30f는 전자 강철판(282b)이 슬릿(283)을 갖는 두꺼운 철판의 압착 구조를 구성하는 철심(282a)과의 결합 예시를 나타낸다.
본 발명에 따라서, 발전 단일기능으로서 전동기가 이용되는 경우에 발전기능으로의 격상이 자연스럽게 이루어질 수 있고 더 나아가, 전동 및 발전기 복합기능의 경우에는 단일 또는 복수의 전동 발전기의 사이에 상호전환과 같은 운전제어에 적합한 경제적인 시스템을 얻을 수 있는 전동 및 발전기 또는 전동 및 발전시스템을 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 전력원으로서 전동기를 사용하여 구성되고 전력선에 사용되는 전동 및 발전기로서,
    전동 발전기가 일체로 제공되거나 개별적으로 제공되고 그것에 의해 발전 기능이 얻어지는 것을 특징으로 하는 전동 및 발전기.
  2. 전력원으로서 전동기를 사용하여 구성되고 전력선에 사용되는 전동 및 발전기로서,
    동력 발생 기능의 경우에는, 발전기가 기동되고 동기 속도 근처로 상승되고 발전기가 스위치온 운전을 수행하고,
    발전 기능의 경우에는, 전동기가 일단 무부하 상태로 되고 기동되어 정지 상태로부터 동기 속도 근처로 일단 상승되고 발전기가 스위치온 운전을 수행하여, 및
    그것에 의해 전력 시스템 라인 또는 교류상에 여자된 유도 전동기가 구성되는 것을 특징으로 하는 전동 및 발전기.
  3. 블레이드 또는 수력터빈 및 회전기를 갖는 유체기계에 있어서,
    프로펠링 기계의 경우에는 비틀림각이 역전되고, 및
    원심기계의 경우에는, 유체의 흡입 포트가 공기 흡입쪽으로부터 공기 배출쪽으로 전환되고,
    그것에 의해 제어 회로의 변경없이, 유체이송기능이 발전 시스템으로 변경되는 것을 특징으로 하는 유체기계.
  4. 전력원으로서 전동기를 사용하여 구성되고 전력선에 사용되는 전동 및 발전기로서,
    발전 기능과 전동 및 발전기의 복합 기능의 모든 경우에서,
    정지 또는 동력 기능이 발전 시스템으로 전환될 때, 부하 조건을 제어하기 위해 필요한 데이터, 외부 전력 조건, 외부 발전기의 전력 조건등이 센서에 의해 감지되고, 및
    감지된 데이터에 따라서, 정지 또는 동력 기능이 발전 시스템으로 전환되고, 그것에 의해 전체 시스템이 운전 제어되는 것을 특징으로 하는 전동 및 발전기.
  5. 블레이드를 사용하여 공기를 보내고 모든 방향으로부터 공기를 흡입함으로써풍력 발전을 수행하는 전동 및 발전기를 갖는 풍력 발전 시스템으로서,
    풍향 가이드가 설치되고, 및
    유도 전동기가 주 전기 기계로서 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
  6. 블레이드를 사용하여 공기를 보내고 풍력 발전을 수행하는 전동 및 발전기를 갖는 풍력 발전 시스템으로서
    경사 자계가 단일 영구 자석, 단일 전자석, 복수의 영구 자석, 및 복수의 전자석으로부터 선택된 하나를 사용하여 흐름통로에 형성되고, 및
    공기가 공기 안의 산소와 경사 자계를 따라 항상 이동하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
  7. 블레이드, 수력터빈, 및 회전기로 구성된 유체기계를 갖고 전동 및 발전기를 갖는 유체력 발전 시스템에서,
    단일 발전 기능의 경우에는, 상기 시스템이 전동기로 기동되어 전동기는 동기 속도 근처로 상승되고, 및
    전동 및 발전기의 복합 기능의 경우에는, 회전 자계가 전기적으로 변화되고 상기 시스템이 전동기로서 기동되고 상기 전동기가 동기 속도 근처로 상승되는 것을 특징으로 하는 유체력 발전 시스템.
  8. 고정자와 회전자를 갖는 회전기에 있어서,
    단일 도전부재 또는 복수의 도전 부재들이 적층철심에서 샌드위치 형상으로 제공되고,
    도전부재의 외주부상에, 회전자 바아 사이에서 전류가 짧게 흐르지 않도록 홈이 제공되는 것을 특징으로 하는 회전기.
  9. 고정자 및 회전자를 갖는 회전기에 있어서,
    단일 원반형 부재 또는 복수의 원반형 부재가 회전자의 적층 철심에 제공되고, 및
    회전자의 적층철심이 고정자의 철심의 축선방향 길이로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 회전기.
  10. 제9항에 있어서,
    회전자 바아의 연장부가 엔드링의 외주부상에 형성되고,
    그것에 의해 회전자의 적층철심의 돌출부의 자계가 효과적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전기.
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