KR20070015944A - Hybrid electric reluctance motor - Google Patents

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KR20070015944A
KR20070015944A KR1020067023746A KR20067023746A KR20070015944A KR 20070015944 A KR20070015944 A KR 20070015944A KR 1020067023746 A KR1020067023746 A KR 1020067023746A KR 20067023746 A KR20067023746 A KR 20067023746A KR 20070015944 A KR20070015944 A KR 20070015944A
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magnetic
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KR1020067023746A
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아빌라 쿠시칸퀴 오스카 롤란도
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티노코 소아르스 호세 카를루스 쥬니어
아빌라 쿠시칸퀴 오스카 롤란도
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Abstract

고정자(1) 및/또는 회전자(2) 내에 대향하는 코일들(8)과 상기 코일들(8)에 평행하며 대향하는 영구 자석들(9)을 구비한 것을 특징으로 하는 "하이브리드 전기 자기저항 모터"는; 모터의 고정자들(1) 및/또는 회전자들(2)의 코일들(8)에 에너지가 인가될 때, 자석들(9)의 자속들 또는 자기장들은 에어 갭에서 코일들(8)의 자속들 또는 자기장과 결합되고, 따라서, 자석들의 자속 또는 자기장의 기여에 의하여 "동일한" 또는 더 큰 토크를 생성하고; 모터의 고정자들(1) 및/또는 회전자들(2)에 에너지가 인가되지 않을 때, 자석들(9)의 자속들 또는 자기장들은 시간에 따른 함수인 전류 감소의 결과로서 시간에 따른 함수로 코일들(8) 내의 동일한 자속 감소와 관련하여 그리고 그에 비례하여 토로이드로 들어간다.“Hybrid electric magnetoresistance” characterized by having opposing coils 8 in the stator 1 and / or rotor 2 and permanent magnets 9 that are parallel and opposing the coils 8. Motor "; When energy is applied to the stators 1 of the motor and / or the coils 8 of the rotors 2, the magnetic fluxes or magnetic fields of the magnets 9 are magnetic fluxes of the coils 8 in the air gap. Field or magnetic field, thus generating “same” or greater torque by the magnetic flux of the magnets or the contribution of the magnetic field; When no energy is applied to the stators 1 and / or the rotors 2 of the motor, the magnetic fluxes or magnetic fields of the magnets 9 become a function of time as a result of a decrease in current which is a function of time. It enters the toroid in connection with and in proportion to the same flux reduction in the coils 8.

하이브리드 전기 모터, 자기저항, 대향 코일, 영구 자석 Hybrid electric motor, magnetoresistance, opposing coil, permanent magnet

Description

하이브리드 전기 자기저항 모터{HYBRID ELECTRIC RELUCTANCE MOTOR}HYBRID ELECTRIC RELUCTANCE MOTOR

본 명세서는 인류 활동의 가장 변화하는 분야에서 사용될 수 있는 형태의 하이브리드 전기 모터를 설명하는 발명 특허를 논의한다. 좀 더 일반적으로, 이 특허는 고정자 또는 회전자 내에 대향하는 코일들과 상기 코일들에 평행한 대향하는 영구 자석들을 구비한 전기 장치들을 또한 논의한다.This specification discusses invention patents that describe hybrid electric motors of the type that can be used in the most changing fields of human activity. More generally, this patent also discusses electrical devices having opposing coils in the stator or rotor and opposing permanent magnets parallel to the coils.

종래 기술에서 전기 기계들은 "전기 기계 에너지 변환"으로 알려진 공정과 관련이 있고, 따라서, 전기 기계 및 전기 시스템과 기계 시스템 사이의 연결과 관련이 있다.In the prior art, electrical machines are associated with a process known as "electromechanical energy conversion" and, therefore, in connection with the electrical machine and the connection between the electrical system and the mechanical system.

변환(conversion)은 이러한 기계들에서 가역적이다. 즉, 만약 변환이 기계적인 것에서 전기적인 것으로라면, 기계는 발생기로 불리고, 변환이 전기적인 것에서 기계적인 것으로라면 그 기계는 모터로 불리고, 이러한 이유로 이러한 형태의 기계는 발생기 또는 모터로 동작할 수 있으며, 시스템이 교류(Alternating Current)라면 교류 기계들로, 직류(Direct Current)라면 직류 기계들(발생기 또는 모터)로 불린다.Conversion is reversible on these machines. That is, if the transformation is from mechanical to electrical, the machine is called a generator, and if the transformation is from electrical to mechanical, the machine is called a motor, which is why this type of machine can operate as a generator or motor. If the system is alternating current, it is called alternating current machine. If direct current, it is called direct current machine (generator or motor).

상술한 두 개의 분류 내에서, 자기 흐름을 생성시키기 위하여 영구 자석들을 사용하는 것들을 포함하는 다양한 모터들과 발생기들이 존재한다. Within the two classes described above, there are various motors and generators, including those using permanent magnets to generate magnetic flow.

영구 자석들은 전기 기계(모터 또는 발생기) 내에서 고정자 내의 자석 및 회전자 내의 코일로 사용되거나, 회전자 내의 자석 및 고정자 내의 코일들로 사용되며, 영구 자석은 철심 및 구리선 코일들을 가진 전자석보다 적은 공간을 차지하기 때문에 공간을 절약하고자 하는 것이다.Permanent magnets are used as magnets in the stator and coils in the rotor in electric machines (motors or generators), or as magnets in the rotor and coils in the stator, which are less space than electromagnets with iron cores and copper wire coils Because it occupies, it wants to save space.

자석들은 상기 공간 절약의 이유로 일반적으로 분할되어 채용된다. 영구 자석들은 또한 코일을 갖지 않고 자석을 가진 모터의 이 부분에 대응하는 12R로 인한 열에 의한 손실을 감소시키기 때문에 모터의 효율을 조금 상승시키기 위해 사용된다. Magnets are generally divided and employed for reasons of space saving. Permanent magnets are also used to slightly increase the efficiency of the motor because it does not have a coil and reduces heat losses due to 12R corresponding to this part of the motor with the magnet.

일반적으로, 영구 자석에 의존하는 이러한 모터들에서 발견된 문제는 전류 및 코일 권수에 반응하기 때문에 완전히 제어가능한 흐름을 생성하는 전자석의 경우에 비하여, 자기장 흐름이 최소값으로부터 최대값으로 또는 반대로 제어될 수 없다는 사실 외에 자석에 의해 발생한 자기장 흐름이 고정적이고 영구적이라는 것이다.In general, the problem found in these motors that rely on permanent magnets is that the magnetic field flow can be controlled from minimum to maximum or vice versa, compared to the case of electromagnets which produce a fully controllable flow because they react to current and coil turns. In addition to the fact that the magnetic field flow generated by the magnet is fixed and permanent.

영구 자석들을 사용하는 종래 모터들에서, 낮은 전류는 낮은 자속(magnetic flux)에 대응하고, 높은 전류는 높은 자속에 대응한다.In conventional motors using permanent magnets, low current corresponds to low magnetic flux, and high current corresponds to high magnetic flux.

따라서, 예를 들면 고정자가 영구 자석으로 이루어지고 회전자가 코일들로 이루어진 경우 또는 그 반대의 경우 직렬 모터를 생성하는 것은 불가능하다.Thus, for example, it is impossible to produce a series motor if the stator consists of permanent magnets and the rotor consists of coils or vice versa.

오직 전자석만을 구비하여 동작하는 가변 속도의 여러 형태의 직렬 모터들에서(고정자 코일들과 직렬인 회전자 코일들), 암페어수(amperage)는 전압이 낮아짐에 따라 감소하며, 이러한 이유에서, 모터 속도는 비례적으로 역기전력을 포함하 여, 비례적으로 감소한다. 반대로, 전압 상승시, 암페어수는 증가하고 따라서 역기전력을 포함하여, 속도는 비례적으로 증가한다.In various types of series motors of variable speed (rotator coils in series with stator coils) operating only with electromagnets, the amperage decreases with decreasing voltage, and for this reason, the motor speed Is proportionally reduced, including back EMF. On the contrary, when the voltage rises, the amperage number increases and thus, including the counter electromotive force, the speed increases proportionally.

고정자나 회전자 코일에 위치한 영구 자석들을 구비한 모터에서, 역기전력은 영구 자석의 자속에 비례하나 제어가능하지 않다.In a motor with permanent magnets located in a stator or rotor coil, the counter electromotive force is proportional to the magnetic flux of the permanent magnet but not controllable.

이러한 문제의 관점에서, 전류가 모터로부터 차단되었을 때 모터는 관성에 의해 대부분의 경우에 부정적인 역기전력을 생성하는 자석의 고정 자기장의 존재로 인하여 회전을 계속하기 때문에 영구 자석이 가변 속도 모터 내에 위치하는 것은 바람직하지 않다.In view of this problem, the permanent magnet is located in a variable speed motor because when the current is cut off from the motor the motor continues to rotate due to the presence of a fixed magnetic field of the magnet which in most cases generates negative back EMF by inertia. Not desirable

상술한 단점의 관점에서, 하이브리드 전기 자기저항 모터를 논의한 본 발명 특허의 목표 및 이점은 이하에 나열된 도면에 의해 좀 더 명확해질 것이다.In view of the above disadvantages, the objects and advantages of the invention patents discussing hybrid electric magnetoresistive motors will become more apparent by the figures listed below.

상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 태양은 고정자(1) 및/또는 회전자(2) 내에 대향하는 코일들(8)과 상기 코일들(8)에 평행하며 대향하는 영구 자석들(9)을 구비한 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자기저항 모터를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problem, one aspect of the present invention is directed to opposing coils 8 in stator 1 and / or rotor 2 and permanent magnets parallel and opposing to said coils 8. It provides a hybrid electric magnetoresistive motor, characterized in that 9).

바람직한 실시예에서, 상기 모터의 고정자들(1) 및/또는 회전자들(2)의 코일들(8)에 에너지가 인가될 때, 자석들(9)의 자속들 또는 자기장들은 에어 갭에서 코일들(8)의 자속들 또는 자기장과 결합되고, 따라서, 자석들의 자속 또는 자기장의 기여에 의하여 "동일한" 또는 더 큰 토크를 생성하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, when energy is applied to the coils 8 of the stators 1 and / or the rotors 2 of the motor, the magnetic fluxes or magnetic fields of the magnets 9 are coiled in the air gap. Coupled to the magnetic fluxes or magnetic fields of the poles 8, thus producing a " same " or larger torque by the contribution of the magnetic flux or magnetic field of the magnets.

또한 바람직한 실시예에서, 상기 모터의 고정자들(1) 및/또는 회전자들(2)에 에너지가 인가되지 않을 때, 자석들(9)의 자속들 또는 자기장들은 시간에 따른 함수인 전류 감소의 결과로서 시간에 따른 함수로 코일들(8) 내의 동일한 자속 감소와 관련하여 그리고 그에 비례하여 토로이드로 들어가는 것을 특징으로 한다.Also in a preferred embodiment, when no energy is applied to the stators 1 and / or the rotors 2 of the motor, the magnetic fluxes or magnetic fields of the magnets 9 are of a decrease in current as a function of time. As a result it is characterized by entering the toroid in relation to and in proportion to the same flux reduction in the coils 8 as a function over time.

도 1은 도 2의 A-A 선에 따른 단면에 대응하는 본 발명 특허에 제안된 것과 유사한 하이브리드 전기 모터의 개략적인 단면을 도시한다.FIG. 1 shows a schematic cross section of a hybrid electric motor similar to that proposed in the patent of the invention corresponding to the cross section along line A-A in FIG. 2.

도 2는 도 1의 B-B 선에 따른 모습에 대응하는 본 발명특허에 제안된 하이브리드 전기 모터의 개략적인 단면을 도시한다. FIG. 2 shows a schematic cross section of a hybrid electric motor proposed in the present invention patent corresponding to a view along line B-B in FIG. 1.

도 3은 도 1의 C-C 선에 따른 단면을 도시하며, 여기서 화살표 A는 토로이드 내의 자속을 가리킨다.3 shows a cross section along line C-C in FIG. 1, where arrow A indicates magnetic flux in the toroid.

도 4는 도 1의 D-D 선에 따른 단면을 도시하며, 여기서 화살표 B는 자속 및 토크를 생성하는 에어 갭(air gap) 내의 코일의 자속을 가리킨다.FIG. 4 shows a cross section along the line D-D in FIG. 1, where arrow B indicates the magnetic flux of the coil in the air gap which produces magnetic flux and torque.

도 5는 Finate Element Program에 근거하여 획득된 제1 재생을 도시한다.5 shows a first reproduction obtained based on the Finate Element Program.

도 6은 동일한 Finate Element Program에 근거하여 획득된 제2 재생을 도시한다.6 shows a second reproduction obtained based on the same Finate Element Program.

도 7은 Finate Element Program에 근거하여 획득된 제3 재생을 도시하며, 5000 AT로 여기된 고정자를 나타낸다.7 shows a third reproduction obtained based on the Finate Element Program, showing a stator excited at 5000 AT.

도 8은 Finate Element Program에 근거하여 획득된 제4 재생을 도시하며, 10도에서 2800 AT로 여기된 모터를 나타낸다.FIG. 8 shows a fourth regeneration obtained based on the Finate Element Program, showing a motor excited at 2800 AT at 10 degrees.

도 9는 Finate Element Program에 근거하여 획득된 제5 재생을 도시하며, 여기서 (a)는 자속선을, (b)는 자속 밀도를 나타낸다.9 shows a fifth reproduction obtained based on the Finate Element Program, where (a) represents a magnetic flux line and (b) represents a magnetic flux density.

도 10은 자석을 구비한 전기 모터와 자석을 구비하지 않은 전기 모터의 토크 및 회전을 비교하는 그래프를 도시한다.10 shows a graph comparing torque and rotation of an electric motor with a magnet and an electric motor without a magnet.

도 11은 자석을 구비하지 않은 상태에서 오실로스코프의 다른 대표 그래프를 도시한다.11 shows another representative graph of an oscilloscope without magnets.

도 12는 자석을 구비한 상태에서 도 11의 그래프와 유사한 그래프를 도시한다.FIG. 12 shows a graph similar to the graph of FIG. 11 with a magnet.

도 13은 여기에 논의된 모터 제어기의 간략화된 그래프를 도시한다.13 shows a simplified graph of the motor controller discussed herein.

도 14는 도 13에 개략적으로 도시된 제어기의 일부인 마이크로제어기의 도면을 나타낸다.FIG. 14 shows a diagram of a microcontroller that is part of the controller schematically shown in FIG. 13.

도 15는 모터의 동작과 관련된 전력 보드의 도면을 나타내는데, 여기서 a)는 "전원"을 나타내고, b)는 "전력 회복"을 나타내며, c)는 "엔코더로부터"를 나타내고, d)는 "하모닉 필터"를 가리키며, e)는 "모터"를 가리키고, f)는 "엔코더로부터 마이크로제어기로"를 가리키며, g)는 "광결합기"를 가리킨다.15 shows a diagram of a power board associated with the operation of the motor, where a) represents "power supply", b) represents "power recovery", c) represents "from encoder" and d) represents "harmonic" Filter ", e) points to" motor ", f) points to" encoder to microcontroller ", and g) points to" optical coupler ".

상기 나열된 도면들에 의해 도시된 바와 같이, 여기에 논의된 하이브리드 전기 모터는 코일들(8) 및 그들의 각각의 강철판 회전자들(2)을 구비한 하나 이상의 강철판 고정자들(1)에 의해 형성되며, 도 1-단면 A-A-에 도시된 바와 같이, 회전자들(2)은 단일 샤프트(3) 상에 탑재되고 배열되며, 각각의 고정자(1)를 구비한다.As shown by the figures listed above, the hybrid electric motor discussed herein is formed by one or more steel sheet stators 1 with coils 8 and their respective steel sheet rotors 2 and As shown in Fig. 1-section AA-, the rotors 2 are mounted and arranged on a single shaft 3, each having a stator 1.

고정자들(1) 및 회전자들(2)은 단면 A-A, B-B, C-C 및 D-D를 나타내는 도 1, 2, 3 및 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 짝수로 같은 수의 돌극(突極; slaient poles)을 갖는다.The stators 1 and the rotors 2 have an even number of slaient poles, as can be seen from Figs. 1, 2, 3 and 4 showing the cross sections AA, BB, CC and DD. Has

이러한 새로운 형태의 모터에서 코일들(8)은, 도 2, 3 및 4에서 알 수 있는 바와 같이, 외주면 내 또는 고정자(1)의 왕관 내에 위치하며, 단면 D-D를 나타내는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 대향하여 감겨있고, 여기서 화살표들은 코일 자속의 방향을 나타낸다.In this new type of motor the coils 8 are located in the outer circumferential surface or in the crown of the stator 1, as can be seen in FIGS. 2, 3 and 4, as can be seen in FIG. Likewise, they are wound oppositely, where the arrows indicate the direction of the coil flux.

영구 자석들(9)은 단면 B-B를 나타내는 도 2에 도시된 바와 같이 각 극(pole) 사이에 위치하며, 단면 B-B를 나타내는 도 2에 도시된 바와 같이 코일들(8)과 평행하게 배치되고, 단면 D-D(자속 방향)를 나타내는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 코일들이 반대로 감긴 경우이다.The permanent magnets 9 are located between each pole as shown in FIG. 2 showing the cross section BB, and are arranged parallel to the coils 8 as shown in FIG. 2 showing the cross section BB, This is the case where the coils are reversely wound as shown in Fig. 4 showing the cross section DD (magnetic flux direction).

고정자의 모든 코일들(8)에 동시에 에너지가 인가된 경우, 단면 D-D를 나타내는 도 4에 도시된 바와 같이, 코일들의 감김이 반대이기 때문에 전류 흐름 때문에 코일들에 의해 생성된 자속 또한 반대이다.When energy is applied to all the coils 8 of the stator at the same time, the magnetic flux generated by the coils is also reversed because the coils are reversed, as shown in FIG. 4 showing cross section D-D.

코일들(8)에 의해 생성된 이러한 자속들은 극들의 다리 경로를 "에어 갭" 방향으로 통과한다. 이 경로에서, 이 자속들은 단면 D-D를 나타내는 도 4 및 Finite Element 컴퓨터 프로그램에 의해 이루어진 모습인 도 5에 도시된 바와 같이 토로이드 방향인 영구 자석들(9)에 의해 생성된 자속들과 만난다.These magnetic fluxes generated by the coils 8 pass the leg path of the poles in the "air gap" direction. In this path, these magnetic fluxes meet the magnetic fluxes generated by the permanent magnets 9 in the toroidal direction as shown in FIG. 4 showing the cross-section D-D and in FIG. 5 which is made by the Finite Element computer program.

코일과 동일한 극성을 갖는 것에 의하여 영구 자석들(9)의 자속들은 코일들(8)의 자속과 반대이기 때문에, 코일 및 가석 회로들이 회전극들을 통하여 고정극들까지 폐쇄 회로를 형성하는 코일들과 자석들의 자속의 합은 단면 D-D를 나타내는 도 4에 도시된 바와 같이, 그들에 의해 상쇄되어 결과로 얻어지는 "에어 갭" 내 에 "에어 갭" 방향으로 토로이들를 떠난다.Since the magnetic fluxes of the permanent magnets 9 are opposite to the magnetic flux of the coils 8 by having the same polarity as the coils, the coils and the false circuits form coils that form a closed circuit through the rotating poles to the fixed electrodes. The sum of the magnetic flux of the magnets leaves the toroids in the "air gap" direction within the resulting "air gap" offset by them, as shown in Figure 4 showing the cross section DD.

따라서, 자속들은 코일 자속을 단독으로 생성하기 위하여 요구되는 동일한 전류로 획득된다.Thus, the magnetic fluxes are obtained with the same current required to produce the coil magnetic flux alone.

영구 자석(9)으로부터의 자기 기여는 여기에 논의된 모터의 토크를 증가시킨다. Finite Element 프로그램에 의해 생성된 도 6 및 7은 회전자(2) 극들이 고정자(1) 극들과 대면하고 있을 때의 상태를 나타낸다.Magnetic contribution from the permanent magnet 9 increases the torque of the motor discussed herein. 6 and 7 generated by the Finite Element program show the state when the rotor 2 poles face the stator 1 poles.

도 1을 계속 참조하면, 우리는 모터의 다른 기본 구성요소들을 또한 알 수 있으며, 이것은 도면에서 참조번호 4로 지시된 엔코더, 키들 중 하나(5), 베어링(6) 및 모터의 케이스 또는 본체(7)이다. With continued reference to FIG. 1, we can also know other basic components of the motor, which are indicated by reference numeral 4 in the figure, one of the keys 5, the bearing 6 and the case or body of the motor ( 7).

동일한 Finite Element 프로그램에 의해 생성된 도 8은 회전자(2) 극들이 고정자(1) 극들과 일렬로 배열되기 시작할 때 자석 및 전자석의 자속을 나타낸다. 극에서의 자속 밀도는, 극 단면이 자속을 이 극까지 이송하는 코일의 코어의 단면의 합의 두 배라는 점과 달리, 코일(8)의 왕관 또는 코어에서 발견된 자속 밀도와 동일하다는 것을 동일한 도 6 및 7로부터 명백하게 이해할 수 있다.8 generated by the same Finite Element program shows the magnetic flux of magnets and electromagnets when the rotor 2 poles start to line up with the stator 1 poles. The same figure shows that the magnetic flux density at the pole is the same as the magnetic flux density found at the crown or core of the coil 8, whereas the pole cross section is twice the sum of the cross sections of the cores of the coils that carry the magnetic flux to this pole. It can be clearly understood from 6 and 7.

단면이 두 배임에도 불구하고, 이러한 극에서의 동일한 자속 밀도는 그들의 자속을 극들 및 에어 갭까지 전달하는 코일과 평행한 자석들(9)의 자속의 기여 때문이다. 이것은 Finite Element 프로그램에 의해 생성된 (자석을 구비한 또는 구비하지 않은) 도 10의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 오직 코일들을 필요로 하는 동일한 암페어 권수로 일어나며, 여기서 그들이 상술한 상태에 있을 때 자석들(9)의 자속 함수에서 토크의 증가가 명백하게 이해될 수 있다.Although the cross section is doubled, the same magnetic flux density at these poles is due to the contribution of the magnetic flux of the magnets 9 parallel to the coil which transfers their magnetic flux to the poles and the air gap. This occurs with the same amperage turns requiring only coils, as can be seen in the graph of FIG. 10 (with or without magnets) generated by the Finite Element program, where the magnets when they are in the above-described state The increase in torque in the flux function of (9) can be clearly understood.

고정자(1)의 코일들(8)에서 전류가 차단되면, 그들에 의해 생성된 자속들은 구체적으로 극에서 0까지 떨어진다. 이 상태에서 자석(9)의 자속이 코일들(8)에서의 감소에 비례하여 토로이드로 들어가고 Finite Element 컴퓨터 프로그램에 의해 생성된 도 9에서 및 단면 B-B를 나타내는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 코일(8)의 자속 감속 감소는 시간의 함수로 나타난다.When the current is interrupted in the coils 8 of the stator 1, the magnetic fluxes generated by them fall specifically to zero at the poles. In this state, the magnetic flux of the magnet 9 enters the toroid in proportion to the decrease in the coils 8 and is generated in the finite element computer program in FIG. 9 and in FIG. The decrease in flux deceleration in (8) is a function of time.

상술한 설명에 근거하여, 오직 코일들(8)의 자속 제어의 결과로서 자석들(9)의 자기장들은 토로이드로부터 극으로, 극으로부터 토로이드로 방향이 바뀐다. 따라서, 반파 전류로 생성된 도 11 및 12-도 11은 코일만 그리고 도 12는 자석을 구비한 코일-의 오실로스코프의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 자석들(9)의 자기장 또는 자속은 시간 함수에 따른 코일(8) 전류의 증가 또는 감소에 따라 제어된다.Based on the above description, only as a result of the magnetic flux control of the coils 8 the magnetic fields of the magnets 9 are redirected from toroid to pole and from pole to toroid. Thus, as can be seen in the graphs of the oscilloscopes of FIGS. 11 and 12-11 with coils only and FIG. 12 with coils-generated with half-wave currents, the magnetic field or magnetic flux of the magnets 9 is a function of time. The coil 8 is controlled according to the increase or decrease of the current.

표시된 사이클링을 구비한 상기 그래프에서, 자석(9)이 시스템에 추가되었을 때, 자속 또는 자기장이 증가한다는 것을 명확하게 알 수 있다. 이 자속은 상술한 상태에 있을 때 및 본 발명의 상태에 있을 때의 자석(9)으로부터의 자속이다.In the graph with the cycling indicated, it can be clearly seen that the magnetic flux or magnetic field increases when the magnet 9 is added to the system. This magnetic flux is the magnetic flux from the magnet 9 when in the above-mentioned state and when in the state of the present invention.

따라서, 도 11 및 12의 오실로스코프의 그래프에 도시된 바와 같이, 전류에 비례하는 자속을 생성하는 코일(8) 전류가 활성화되면, 자석(9)의 자속이 코일(8)의 전류 자석(9)의 자속이 코일(8) 내의 자속과 동시에 동일한 비율로 토로이드를 떠난다는 장점과 함께, 코일(8)의 변환에 의하여 자석들(9)의 자속 또한 에어 갭으로부터 토로이드로 그리고 토로이드로부터 에어 갭으로 또한 변환되는 것을 반복하는 것은 중요하다.Thus, as shown in the graphs of the oscilloscopes of FIGS. 11 and 12, when the coil 8 current is generated, which produces a magnetic flux proportional to the current, the magnetic flux of the magnet 9 becomes the current magnet 9 of the coil 8. The magnetic flux of the magnets 9 also changes from the air gap to the toroid and from the toroid to the air by the conversion of the coil 8, with the advantage that the magnetic flux of? Leaves the toroid at the same rate as the magnetic flux in the coil 8 simultaneously. It is important to repeat the conversion to gaps as well.

결과적으로, 이 명세서에서 상술된 바와 같이, 자석(9)의 자속은 코일(8)의 자속과 결합되어 양 자속은 모두 에어 갭으로 함께 안내된다. 코일(8)로부터의 전류가 비활성화되면, 코일(8)의 자기장 또는 자속은 시간 함수에서 0에 도달할 때까지 감소하고, 따라서 동시에 코일에서의 자속 감소에 비례하여 0에 도달할 때까지 에어 갭 내의 자속을 감소시키면서 자석(9)의 자속 또는 자기장이 동시에 토로이드로 들어간다.As a result, as described above in this specification, the magnetic flux of the magnet 9 is combined with the magnetic flux of the coil 8 so that both magnetic fluxes are guided together into the air gap. When the current from the coil 8 is deactivated, the magnetic field or magnetic flux of the coil 8 decreases until it reaches zero in function of time, and therefore at the same time the air gap until it reaches zero in proportion to the decrease in magnetic flux in the coil. The magnetic flux or magnetic field of the magnet 9 simultaneously enters the toroid while reducing the magnetic flux therein.

코일들(8)과 평행한 영구 자석들(9)의 동일 구성이 고정자(1) 내, 회전자(2) 내 또는 전기 기계(모터 또는 발생기)의 고정자 및 회전자 내에 사용될 수 있음을 주지하는 것이 중요하다. 따라서, 상술한 상태에서 자석(9)의 자속의 변환에 의해 영구 자석(9)이 고정자(1) 뿐만 아니라 회전자(2) 내에도 위치될 수 있으며, 몇몇은 본 발명에서 제안될 때까지 행해지지 않았다.Note that the same configuration of permanent magnets 9 parallel to the coils 8 can be used in the stator 1, in the rotor 2 or in the stator and rotor of an electric machine (motor or generator). It is important. Thus, in the above state, the permanent magnet 9 can be located not only in the stator 1 but also in the rotor 2 by the conversion of the magnetic flux of the magnet 9, some of which is done until it is proposed in the present invention. Did not.

코일들(8) 및 영구 자석들(9)(대향하는 코일들과 코일들에 평행하며 대향하는 영구 자석들)을 구비한 고정자 또는 고정자들(1) 및 강철판 회전자 또는 회전자들(2)을 구비한 하이브리드 자기저항 모터로 불리는 전기 기계에서, 극들의 변환은 도 13에 도시된 바와 같이, 엔코더(11), 고정자 극들에 상대적인 회전자 극들을 위한 위치 센서(12), 전류 센서들(13) 및 도 13에 도시된 바와 같이 이러한 파라미터들을 제어하는 도 14에 상세히 도시된 마이크로 프로세서를 구비하는 도 13에 도시된 바와 같은 전기 변환기에 의해 고정자 또는 고정자들(1) 내에서 수행된다.Stator or stator 1 and steel sheet rotor or rotor 2 with coils 8 and permanent magnets 9 (opposing coils and permanent magnets parallel and opposite the coils) In an electrical machine called a hybrid magnetoresistive motor with a pole, the poles are converted into an encoder 11, a position sensor 12 for the rotor poles relative to the stator poles, and current sensors 13, as shown in FIG. 13. And in the stator or stator 1 by means of an electrical converter as shown in FIG. 13 with a microprocessor as shown in detail in FIG. 14 controlling these parameters as shown in FIG. 13.

상기 도 13은 또한 a) 펄스 계수 블럭(14); b) 에너지 회복 회로 블럭(15); 및 c) 가변 DC원을 나타내는 블록(16)을 도시한다.13 also shows a) a pulse count block 14; b) energy recovery circuit block 15; And c) block 16 representing a variable DC source.

이 전기 변환기는 강철판 대신 회전자 내에 자석을 구비한 유사한 모터에도 적용가능하다. 고정자 내에 또한 회전자 내에 코일들 및 자석들을 구비한 모터와 관련하여, 변환은 고정자 내에서 뿐 아니라 회전자 내에서 동일한 전기 변환기에 의해 행해진다.This electrical transducer is also applicable to similar motors with magnets in the rotor instead of steel sheets. With regard to a motor with coils and magnets in the stator and in the rotor, the conversion is done by the same electrical transducer in the rotor as well as in the stator.

모터가 (단일 축 상에 조립된) 개별 회전자들을 구비한 몇몇 고정자들을 가질 때, 단면 D-D를 나타내는 도 4에 도시된 바와 같이 변환은 고정자 - 회전자의 모든 극들에서 순차적으로 다음 고정자 - 회전자의 모든 극들로 수행되고, 회전자 극들의 위치는 정렬되어지도록 고정자 극으로 들어간다.When the motor has several stators with individual rotors (assembled on a single axis), the transformation takes place sequentially in all poles of the stator-rotor, as shown in FIG. Is performed with all poles of the rotor poles and the position of the rotor poles enters the stator poles so that they are aligned.

일단 이동이 완료되면, 전류는 고정자/회전자 내에서 제거되고, 다음 고정자/회전자 및 균일한 쌍을 획득하기 위하여 순차적인 고정자들/회전자들로 변환되고, 따라서 모터는 코일 및 영구 자석들을 구비한 고정자들 및 강철판 회전자들, 또는 코일 및 영구 자석들을 구비한 고정자들과 자석만을 구비한 회전자, 또는 코일들과 영구 자석들을 구비한 고정자들과, 코일들과 영구 자석들을 구비한 회전자들로 이루어진다.Once the movement is complete, the current is removed in the stator / rotor, and then converted into sequential stators / rotors to obtain the next stator / rotor and uniform pairs, so that the motor can With stators and steel plate rotors, or with stators with coils and permanent magnets and with rotors alone, or with stators with coils and permanent magnets, and with coils and permanent magnets. It consists of electrons.

본 명세서 내에 포함되어 있음Included in this specification

Claims (7)

고정자(1) 및/또는 회전자(2) 내에 대향하는 코일들(8) 및 상기 코일들(8)에 평행하며 대향하는 영구 자석들(9)을 구비한 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자기저항 모터.Hybrid electric magnetoresistive motor, characterized by having opposing coils 8 in the stator 1 and / or rotor 2 and permanent magnets 9 which are parallel and opposing the coils 8. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 모터의 고정자들(1) 및/또는 회전자들(2)의 코일들(8)에 에너지가 인가될 때, 자석들(9)의 자속들 또는 자기장들은 에어 갭에서 코일들(8)의 자속들 또는 자기장과 결합되고, 따라서, 자석들의 자속 또는 자기장의 기여에 의하여 "동일한" 또는 더 큰 토크를 생성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자기저항 모터.When energy is applied to the coils 8 of the stators 1 and / or the rotors 2 of the motor, the magnetic fluxes or magnetic fields of the magnets 9 are separated from the coils 8 in the air gap. A hybrid electric magnetoresistive motor, coupled with magnetic fluxes or magnetic fields, and thus producing "same" or greater torque by the contribution of the magnetic flux or magnetic field of the magnets. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 모터의 고정자들(1) 및/또는 회전자들(2)에 에너지가 인가되지 않을 때, 자석들(9)의 자속들 또는 자기장들은 시간에 따른 함수인 전류 감소의 결과로서 시간에 따른 함수로 코일들(8) 내의 동일한 자속 감소와 관련하여 그리고 그에 비례하여 토로이드로 들어가는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자기저항 모터.When no energy is applied to the stators 1 and / or the rotors 2 of the motor, the magnetic fluxes or magnetic fields of the magnets 9 are a function of time as a result of a decrease in current which is a function of time. Hybrid electric magnetoresistance motor, characterized in that it enters the toroid with respect to and proportional to the same flux reduction in furnace coils (8). 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 코일들(8)의 전류 변화 및 결과적인 코일들(8)의 자속 또는 자기장 변화에 의한 함수로, 자석들(9)의 자속들은 토로이드로부터 극으로 및 극으로부터 토로이드로 변환되며, 전류가 코일들(8) 내에서 활성화될 때, 만약 코일들 내에서 생성된 자속이 토로이드 내에 있는 자석들(9)에 의해 생성된 자속과 동일한 극성을 갖는다면, 자석들(9)의 자속은 토로이드를 떠나 코일들(8)의 자속들에 결합하고, 극 및 에어 캡으로 함께 통하며; 전류가 코일들(8) 내에서 비활성화될 때, 그들의 자속은 실제적으로 시간의 함수에서 0으로 감소하고; 동시에, 자석들(9)의 자속은 토로이드로 들어가며; 따라서, 코일들의(8)의 자속의 변환시, 자석들(9)의 자속 또한 낮은 또는 높은 주파수로 변환되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자기저항 모터.As a function of the current change of the coils 8 and the resultant magnetic flux or magnetic field change of the coils 8, the magnetic fluxes of the magnets 9 are converted from toroid to pole and from pole to toroid, and the current is When activated in the coils 8, if the magnetic flux generated in the coils has the same polarity as the magnetic flux generated by the magnets 9 in the toroid, the magnetic flux of the magnets 9 Leaves the lloyd and couples to the magnetic fluxes of the coils 8 and communicates with the pole and the air cap together; When the current is deactivated in the coils 8, their magnetic flux actually decreases to zero as a function of time; At the same time, the magnetic flux of the magnets 9 enters the toroid; Thus, in the conversion of the magnetic flux of the coils (8), the magnetic flux of the magnets (9) is also converted to a low or high frequency. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 극 및 에어 갭까지 코일들(8)의 자속이 통하도록 하기 위하여 코일들(8)은 경로르 가지고 고정자들(1) 및/또는 회전자들(2)의 왕관 또는 코어, 회로들 또는 다리 내에 대향 위치되고; 대향 코일들(8)은 종래 모터들의 경우와 같이 직렬로 연결된 코일들(8)의 인덕턴스에 비하여 더 낮은 인덕턴스를 가지나, 회전자 또는 회전자들(2)이 동작중일 때, 전류의 통과를 위하여 대향하는 코일들(8)에 요구되는 전압은 직렬 코일들을 구비한 모터들에 동일 전류를 위하여 요구되는 전압에 비하여 낮은 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자기저항 모터.In order for the magnetic flux of the coils 8 to pass through the poles and the air gap, the coils 8 have a path in the crown or core, circuits or legs of the stators 1 and / or the rotors 2. Opposite locations; The opposing coils 8 have a lower inductance compared to the inductance of the coils 8 connected in series as in the case of conventional motors, but for the passage of current when the rotor or rotors 2 are in operation Hybrid electric magnetoresistance motor, characterized in that the voltage required for opposing coils (8) is lower than the voltage required for the same current in motors with series coils. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 저속들(9)에 대응하는 극 및 에어 갭 내의 전체 자속의 일부, 즉 영구 자석들(9)과 코일들(8)의 자속은 상기 자속이 모터의 토크를 증가시키는 것에 의하여 모터의 효율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자기저항 모터.A portion of the total magnetic flux in the pole and air gap corresponding to the low speeds 9, ie the magnetic flux of the permanent magnets 9 and the coils 8, increases the efficiency of the motor by means of which the magnetic flux increases the torque of the motor. Hybrid electric magnetoresistive motor, characterized in that. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 자석들(9)의 자속 기여에 따라, 그리고, 강철 코어 및 구리(또는 다른 물질) 와이어 권선을 구비한 코일들(8)의 중량 및 체적에 상대적인 자석들의 중량 및 체적을 고려하여, 대향 코일들(8) 및 대향 자석들(9)을 구비한 모터는 동일한 전력의 종래 모터들에 비하여 작은 중량 및 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자기저항 모터.Depending on the magnetic flux contribution of the magnets 9 and taking into account the weight and volume of the magnets relative to the weight and volume of the coils 8 with a steel core and copper (or other material) wire winding, the opposing coil Motor with magnets (8) and opposing magnets (9) has a smaller weight and volume compared to conventional motors of the same power.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023140725A1 (en) * 2022-01-20 2023-07-27 Hermsen Franciscus Johannes A magnetic toroid and a magnetically actuated rotary coupling device comprising thereof

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