KR20030079624A - 전력 발전모터 및 가동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력 발전모터 및 그 가동방법에 관한 것으로, 특히 모터와 발전기를 동축(同軸), 동심(同芯), 동자장(同磁場)으로 제작하여 초기에 공급된 전력에 의해 모터가 회전하면서 동력을 발생시키고, 상기 모터에서 발생시키는 동력을 이용하여 전력 공급할 수 있도록 제작된 것을 특징으로 하는 전력 발전모터 및 그 가동방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는; 초기 전력을 공급하는 초기 전력 공급원과, 상기 초기 전력 공급원에서 공급된 전력을 인가받아 동력과 전력을 발생시키는 발전모터부와, 상기 발전모터부에서 발생되는 교류 전력을 직류 전력으로 변화하여 전달하는 정류회로와, 상기 정류회로에서 전달된 직류전력을 충전하고, 초기 전력 공급원을 차단한 후, 발전모터에 전력을 공급하는 충전부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

전력 발전모터 및 가동방법{Power generation motor and operation method thereof}

본 발명은 전력 발전모터 및 가동방법에 관한 것으로, 특히 모터와 발전기를 동축(同軸), 동심(同芯), 동자장(同磁場)으로 제작하여 초기에 공급된 전력만으로 모터가 회전하면서 동력을 발생시키고, 상기 모터에서 발생된 동력을 이용하여 전력을 발생할 수 있도록 제작된 것을 특징으로 하는 전력 발전모터 및 가동방법에 관한 것이다.

일반적으로, 모터는 주지된 바와 같이 회전축 외부에 감겨있는 코일의 전력과 영구자석의 자력에 의해 축이 회전하여 동력을 발생시키는 장치로서 특히, 자동차 및 전동기, 선풍기 등에 주로 사용된다.

또한, 발전기는 전자기유도작용(電磁氣誘導作用)으로 기전력을 발생시키는 점에서 기계의 대 ·소, 직류 ·교류 발전기 등 모두 공통된 원리에 기초를 두고 있으며, 이 기전력의 크기는 자기장의 세기와 도체의 길이 및 자기장과 도체의 상대적 속도에 비례하고, 기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙에 의해 알 수 있다.

상기 발전기를 구성하는 데는 자기장을 만들기 위한 강력한 자석과 기전력을 발생시키는 도체가 필요한데, 이 둘 중 어느 하나가 작용할 수 있도록 되어 있어야 한다.

실제로 사용되는 발전기에는 회전계자형(回轉界磁型)과 회전전기자형(回轉電機子型)이 있으며, 상기 회전계자형은 도체가 정지(靜止)하고 자기장이 회전하는 발전기이고, 회전전기자형은 이와 반대의 것이다.

또한, 매우 작은 발전기에는 영구자석이 사용되는 예가 있으나, 일반적으로는 철심에 계자코일을 감고 이것에 직류를 흐르게 하는 전자석이 사용되며, 이 경우에는 전류를 가감하면 자석의 세기도 가감할 수 있으므로 기전력의 크기를 자유로이 바꿀 수 있다.

이때, 강한 자석을 사용하여 회전속도를 높여도, 한 개의 도체에 발생하는 기전력은 몇 십 V가 한도이므로, 발전기 내에 많은 도체를 넣어두고, 각 도체에 발생하는 기전력이 직렬로 가산되도록 연결하면 수백~수천 V를 얻을 수 있도록 구성된다.

상기한 모터와 발전기는 별도의 제품으로 생산하여 사용되고 있으며, 자동차와 같은 장치에는 모터와 발전기를 별도로 장착하여, 전력에 의해 모터가 회전하면, 상기 모터의 회전축에 연결된 발전기가 모터의 회전력을 이용하여 전력를 발생시킬 수 있도록 구성된다.

그러나, 상기 모터와 발전기의 내부구조는 주지된 바와 같이 축을 중심으로 코일과 연구자석을 이용하여 회전할 때 각각 동력과 전력을 발생하는 원리는 동일 하지만, 별도의 제품을 생산하여야 함으로 많은 시간과 비용이 발생하며, 또한 각각 제조된 모터와 발전기를 장착해야 됨으로서, 장착하는데 역시 많은 시간과 비용이 많이 발생하게 되는 것이다.

또한, 모터와 발전기는 작동 원리는 동일하나 상기 모터와 발전기를 구동시키기 위해 제공되는 전력은 각각 별도로 제공해야만 함으로써, 불필요한 전력소비가 이루어지고 있는 것이다.

여기서, 상기와 같이 모터와 발전기를 가동시키는 방법의 일실시예로 자동차 엔진 내부에 설치된 캠샤프트와 배터리에 연결된 발전기의 가동하는 과정을 알아보면 다음과 같다.

동력원(휘발유, 경유, 가스등)에 의해 실린더가 흡입, 압축, 폭발, 배기 과정으로 엔진 내부에 설치된 캠샤프트가 회전하고, 상기 캠샤프트에 연결된 발전기가 캠샤프트의 동력을 전력으로 변환하여 배터리에 저장하게 된다.

이때, 상기 엔진을 가동시키기 위해 배터리를 이용하여 엔진을 초기 가동시킨 후, 동력원에 의해 사용자의 작동에 따라 엔진이 작동되고, 상기 엔진이 작동될때 회전되는 캠샤프트에 연결된 발전기가 상기 동력을 전력으로 변환하여 배터리에 충전시키게 된다.

그러나, 상기와 같이 캠샤프트(모터)는 동력원이 필수적으로 있어야만 동력을 발생시킬 수 있고, 상기 동력원에 의해 발생되는 동력에 의해 발전기는 배터리에 전력을 충전시킬 수 있도록 구성되어 있어, 상기 캠샤프트(모터)에 동력을 발생시키기 위해 많은 동력원을 공급해야만 하는 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 모터와 발전기의 동일 구조를 이용하여 하나의 제품으로 생산하여 제품을 생산하는데 소유되는 시간과 비용을 절감시키고, 또한 장착하는데 발생하는 시간과 비용 역시 절감 시킬수 있으며, 모터와 발전기를 동축, 동력, 동자장으로 제작하여 모터와 발전기를 작동하는데 발생되는 에너지의 소모를 줄일 수 있는 전력 발전모터를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또다른 목적으로는 모터가 동력을 발전함과 동시에 하나의 제품으로 제조된 발전기가 전력을 발전시켜, 모터에 동력을 발생시키는 동력원의 에너지의 소모를 최소화 하여 적은 에너지로 반영구적인 동력과 전력을 발생시킬 수 있는 전력 발전모터 가동방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는; 초기 전력을 공급하는 초기 전력 공급원과, 상기 초기 전력 공급원에서 공급된 전력을 인가받아 동력과 전력을 발생시키는 발전모터부와, 상기 발전모터부에서 발생되는 교류 전력을 직류 전력으로 변화하여 전달하는 정류회로와, 상기 정류회로에서 전달된 직류전력을 충전하고, 초기 전력 공급원을 차단한 후, 발전모터에 전력을 공급하는 충전부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일면에 따라, 상기 발전모터부는 외장이 되는 케이스와, 상기 케이스 내벽면에 이격되도록 두개이상 설치된 자성체와, 상기 케이스 일측으로 설치되어, 전력 공급원으로 부터 전력을 인가받는 전력 입력부와, 상기 전력 입력부에 인가된 전력의 극성과 자성체의 극성에 따라 회전축이 회전할 수 있도록 설치되어 동력을 발생시키는 모터부 코일과, 상기 모터부 코일의 외측으로 동심, 동력, 동자장을 갖도록 설치하여, 전력을 발생시키는 발전부 코일과, 상기 발전부 코일에서 발전되는 전력을 외부로 전달하는 전력 출력부로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 일면에 따라, 초기 전력공급원을 이용하여 초기 전력을 공급하는 초기 전력 공급단계와, 상기 초기 전력 공급단계에서 공급된 전력을 모터부 코일에 전송하는 전력 전송단계와, 상기 전력 전송단계에서 전력을 전송받은 모터부 코일의 전력의 극성과 자성체의 극성에 의해 회전축을 회전하여 동력을 발생시키는 동력 발생단계와, 상기 회전축이 회전하면서, 모터부 코일 외부에 설치된 발전부 코일을 회전하여 전력을 발생시키는 전력 발생단계와, 상기 전력 발생단계에서 발생되는 전력을 충전부에 충전하는 전력 충전단계와, 상기 충전부에 전력이 충전되면, 초기 전력공급원에서 공급하는 초기 전력을 차단하는 초기 전력 차단 단계와, 상기 충전부에 충전된 전력을 모터부 코일로 전송하는 전력 공급단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1 본 발명에 실시예에 따른 전력 발전모터의 회로도.

도 2 본 발명에 실시예에 따른 전력 발전모터의 블록도.

도 3 본 발명에 실시예에 따른 발전모터부의 구성도.

도 4 본 발명에 실시예에 따른 발전모터의 가동 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전력 발전모터20 : 초기 전력공급원

30 : 발전 모터부32 : 케이스

33 : 자성체34 : 전력입력부

35 : 모터부 코일36 : 발전부 코일

38 : 전력 출력부39 : 회전축

40 : 정류회로42 : 차단 스위치

50 : 충전부

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 실시예에 따른 전력 발전모터의 회로도이고, 도 2는 본 발명에 실시예에 따른 전력 발전모터의 블록도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 전력 발전모터(10)는 초기 전력 공급원(20), 발전모터부(30), 정류회로(40) 및 충전부(50)로 구성된다.

상기 초기 전력 공급원(20)은 전력이 충전되어 있는 베터리등을 이용하여 전력을 발전모터부(30)에 전송할 수 있도록 구성된다.

이때, 초기 전력을 공급한 후 충전부(50)에 전력이 충전되면, 베터리를 제거하여도 발전모터부(30)는 지속적으로 동력 및 전력을 발생시키고, 베터리를 제거하지 않으면, 충전부(50)에서 초기전력을 차단시킬 수 있도록 차단스위치(42)가 설치된다.

상기 차단스위치(42)는 충전부(40)에 일정량(발전모터를 가동시킬수 있는 전력)이 충전되면, 충전 스위치(42)를 차단시켜 초기 전력 공급원의 전력이 소모되지 않도록 한다.

여기서, 상기 발전모터부(30)는 도 3 본 발명에 실시예에 따른 발전모터부의 구성도에 도시된 바와 같이 케이스(32), 자성체(33), 전력 입력부(34), 모터부 코일(35), 발전부 코일(36), 전력 출력부(38) 및 회전축(39)으로 구성된다.

상기 케이스(32)는 외장이 되며, 상기 발전모터부(30)의 내부의 부품들을 외부의 충격으로 부터 보호할 수 있도록 구성된다.

상기 자성체(33)는 케이스(32) 내벽면에 이격되도록 두개 이상 설치하고, 상기 이격되어 설치된 자성체(33)의 극성은 교차시켜 설치하여 자력를 제공할 수 있도록 구성된다.

여기서, 상기 전력 입력부(34)는 케이스(32) 일측으로 설치되며, 전력 공급원(초기 전력 공급원(20), 충전부(50))에서 전력을 인가받아 공급하게 된다.

이때, 상기 모터부 코일(35)은 전력 입력부(34)에서 공급되는 전력에 의해 극성이 생성되고, 상기 모터부 코일(35)에 결합되어 있는 회전축(39)을 케이스(32) 내벽면에 설치된 자성체(33)의 극성에 의해 회전시켜 동력을 발생하게 되는 것이다.

다시 말하면, 주지된 바와 같이 자성체(33)의 극성은 고정된 상태에서 모터부 코일(35)의 극성을 전환시켜 같은 극성은 밀어주고, 다른 극성은 당겨지는 힘으로 회전축(39)이 회전되어 동력을 발생하도록 구성된 것을 말한다.

또한, 상기 발전부 코일(36)은 모터부 코일(35)의 외측으로 동심, 동력, 동자장을 갖도록 설치하여 회전축(39)이 회전할 때 발생하는 동력을 전력으로 변환하여 전달하게 된다.

이때, 상기 전력 출력부(38)는 발전부 코일(36)에서 전달되는 전력을 인가받아 외부로 전달하도록 구성된 것이다.

즉, 모터부 코일(35)에 전달되는 전력과 자성체(33)의 자력 극성에 의해 회전축이 회전하면, 회전축(38)에서는 동력이 발생되고, 상기 모터부 코일(35)의 외부에 설치된 발전부 코일(36)에 의해 전력이 발생되는 것으로, 전력과 동력을 동시에 발생시키는 것이다.

상기 정류회로(40)는 전력 출력부(38)에서 발생되는 교류 전력(A.D)을 콘덴서(C1)에서 충방전시켜 전달되고, 교류 전력(A.C)을 직류 전력(D.C)으로 변환하여 충전부(50)로 전달하게 된다.

이때, 콘덴서(C1)와 정류회로(40) 사이에 전구 등과 같은 전기 제품을 연결하면, 상기 전기 제품이 작동된다.

여기서, 상기 충전부(50)는 직류 전력(D.C)을 충전시킨 후, 전달하게 되는데, 이때 충전부(50)에 충전된 전력을 전달하게 되면, 초기 전력 공급원(20)은 차단이 되고, 콘테서(C3)를 통하여 불안전한 전력을 안전화 및 승압시켜 전력입력부(34)로 전달하게 되는 것이다.

도 4 본 발명에 실시예에 따른 발전모터의 가동 순서도을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 본 발명의 전력 발전모터 가동 방법은 초기 전력 공급단계(S10), 전력 전송단계(S20), 동력 발생단계(S30), 전력 발생단계(S40), 전력 충전단계(S50), 초기 전력 차단 단계(S60) 및 전력 공급단계(S70)로 구성된다.

상기 초기 전력 공급단계(S10)는 배터리 등과 같이 전력이 충전되어 있는 초기 전력 공급원(20)을 이용하여 전력을 공급하는 것으로 처음 전력만 공급되면, 차단됨으로 초기 전력 공급후 제거하여도 무방하다.

상기 전력 전송단계(S20)는 모터부 코일(35)에 전력을 전송하는 단계로 콘덴서(C2)를 거쳐 불안전한 전력을 안전화 및 승압시켜 모터부 코일(35)에 안전화된 전력을 공급하는 것이다.

상기 동력 발생단계(S30)는 전력 전송단계(S20)에 의해 전력을 전송받은 모터부 코일(35)의 전력 극성과 케이스(32) 내벽면에 설치된 자성체(33)의 극성에 의해 회전축(39)이 회전하여 동력을 발생시키는 것이다.

이때, 상기 전력 발생단계(S40)는 회전축(39)이 회전하면서, 모터부 코일(35) 외부에 설치된 발전부 코일(36)이 회전하여 전력을 발생시키는 것으로 모터부 코일(35)과 발전부 코일(36)은 동심, 동력, 동자장으로 형성됨으로 에너지의 소모를 최소화 할 수 있는 것이다.

또한, 상기 전력 충전단계(S50)는 전력 발생단계(S40)에서 발생된 전력을 충전부(50)에 충전하는 것으로, 먼저 발전부 코일(36)에서 발생되는 교류 전력(A.C)을 콘덴서(C1)에서 충, 방전 시키고, 상기 충전된 전력을 정류회로(40)를 통하여 직류전력(D.C)으로 변환한 후, 충전부(50)에 충전하는 것이다.

이때, 콘덴서(C1)와 정류회로(40) 사이에 전기 제품을 연결하여 상기 발전부 코일(36)에서 발전되는 전력을 이용하여 전기 제품을 작동시킬수 있도록 구성된다.

상기 초기 전력 차단단계(S60)는 충전부(50)에 충전되어 전송되면, 초기 전력 공급원(20)의 일측에 형성된 차단스위치(42)를 차단시켜 초기 전력 공급원(20)의 전력 소모를 최소화 할 수 있으며, 또한 초기 전력만 공급되면 초기 전력 공급원(20)을 제거하여도 동력과 전력을 발생시킬수 있는 것이다.

또한, 상기 전력 공급단계(S70)는 초기 전력 차단단계(S60)에 의해 초기 전력이 차단되면, 충전부(50)에 충전된 전력을 공급하는 것이다.

상기한 바와 같이, 초기에 전력만 공급하면, 발전모터부(30)에 의해 동력과 전력이 발생하고, 상기 발생된 동력은 외부 동력으로 사용하며, 상기 발생된 전력의 일부는 외부의 전기제품을 작동시키고, 일부는 충전부(50)에 충전시킬수 있도록 구성된 것이다.

이상과 같이, 모터와 발전기의 동일 구조를 이용하여 하나의 제품으로 제조하여 제조하는데 소유되는 시간과 비용을 절감시키고, 장착하는데 발생하는 시간과 비용 역시 절감 시킬수 있으며, 모터와 발전기를 동축, 동력, 동자장으로 제작하여모터와 발전기를 작동하는데 발생되는 에너지의 소모를 줄일 수 있으며, 또한 모터가 동력을 발전함과 동시에 하나의 제품으로 제조된 발전기가 전력을 발전시켜, 모터에 동력을 발생시키는 동력원의 에너지의 소모를 최소화 하여 적은 에너지로 반영구적인 동력과 전력을 발생시킬 수 있어 점차 심각해지는 에너지원의 소모를 최소화 할 수 있는 등 생산자와 소비자 및 전인류적으로 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 초기 전력을 공급하는 초기 전력 공급원과;

   상기 초기 전력 공급원에서 공급된 전력을 인가받아 동력과 전력을 발생시키는 발전모터부와;

   상기 발전모터부에서 발생되는 교류 전력을 직류 전력으로 변화하여 전달하는 정류회로와;

   상기 정류회로에서 전달된 직류전력을 충전하고, 초기 전력 공급원을 차단한 후, 발전모터에 전력을 공급하는 충전부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력 발전모터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 발전모터부는

   외장이 되는 케이스와;

   상기 케이스 내벽면에 이격되도록 두개이상 설치된 자성체와;

   상기 케이스 일측으로 설치되어, 전력 공급원으로 부터 전력을 인가받는 전력 입력부와;

   상기 전력 입력부에 인가된 전력의 극성과 자성체의 극성에 따라 회전축이 회전할 수 있도록 설치되어 동력을 발생시키는 모터부 코일과;

   상기 모터부 코일의 외측으로 동심, 동력, 동자장을 갖도록 설치하여, 전력을 발생시키는 발전부 코일과;

   상기 발전부 코일에서 발전되는 전력을 외부로 전달하는 전력 출력부;로 구성된 것을 특징으로 하는 전력 발전모터.
3. 초기 전력공급원을 이용하여 초기 전력을 공급하는 초기 전력 공급단계와;

   상기 초기 전력 공급단계에서 공급된 전력을 모터부 코일에 전송하는 전력 전송단계와;

   상기 전력 전송단계에서 전력을 전송받은 모터부 코일의 전력 극성과 자성체의 극성에 의해 회전축을 회전하여 동력을 발생시키는 동력 발생단계와;

   상기 회전축이 회전하면서, 모터부 코일 외부에 설치된 발전부 코일을 회선하여 전력을 발생시키는 전력 발생단계와;

   상기 전력 발생단계에서 발생되는 전력을 충전부에 충전하는 전력 충전단계와;

   상기 충전부에 전력이 충전되면, 초기 전력공급원에서 공급하는 초기 전력을 차단하는 초기 전력 차단 단계와;

   상기 충전부에 충전된 전력을 모터부 코일로 전송하는 전력 공급단계; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력 발전모터 가동방법.