KR20090055570A - 자기구동 왕복운동 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 제1 단부에서 제2 단부까지 기다란 오픈 코어가 형성되어 있는 제1 전자석; 제1 전자석에 제1 입력전력을 공급해 시간에 따라 변하는 제1 자기장을 일으키되, 자기장의 제1 자극이 축방향을 향하도록 하는 컨트롤러; 축방향의 제2 자극을 갖는 제2 자기장을 일으키고, 상기 제1 단부와 동축으로 배치되는 고정자; 상기 코어와 동축으로 배치되며, 제2 단부에서 코어의 외부로 완전히 돌출하지 않고, 제1 자기장에 응답해 제2 자기장을 일으키며, 이들 제1 및 제2 자기장에 응답해 축방향으로 움직이는 왕복운동형 강자성체; 및 상기 강자성체에 연결되어 강자성체의 운동을 출력전력으로 변환하는 트랜스듀서;를 포함하는 자기식 왕복운동 발전장치가 제공된다.

Description

자기구동 왕복운동 장치 및 방법{MAGNETICALLY DRIVEN RECIPROCATING SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 자기구동 왕복운동 장치와 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 전력을 내는 자기구동 왕복운동 장치와 방법에 관한 것이다.

종래의 로터리 전동기나 액튜에이터는 대개 전기에너지를 기계에너지로 변환했는데, 구체적으로는 가전제품인 선풍기, 환풍기, 냉장고, 세탁기, 양수기, 팬형 오븐 등에 많이 사용되었다.

대부분의 로터리 전동기는 전자석으로 작동하지만, 정전기력이나 압전효과와 같은 다른 전기기계적 현상을 이용하는 것도 있다. 전자기모터의 기본원리는 자기장 내에서 전류가 흐르는 전선에 가하는 기계적 힘에 있다. 로렌쯔 법칙으로 설명되는 이 힘은 도체와 자기장 모두에 수직이다. 당 분야의 기존의 로터리 모터는 이 현상을 이용한다.

선형모터는 기본적으로 다상 AC 전동기로서 (회전)토크를 생성하는 대신 길이를 따라 선형 힘을 내도록 고정자가 회전하지 않는다. 대부분의 공통적인 작동방식은 fhfpsWM형 액튜에이터와 같은데, 인가된 힘은 전류와 자기장에 선형으로 비례하고, 이는 로렌쯔 법칙에 따른다.

많은 기존의 전자석 모터는 구조, 작동속도, 조건, 토크, 재료조성과 같은 여러 요인으로 인해 제한된 효율로 작동한다. 이런 장치 중에서도 왕복운동으로 구분되는 것은 거의 없다고 할 수 있다.

따라서, 효율이 높으면서도 전력을 생산할 수 있는 자기식 왕복운동 장치가 필요하다.

발명의 요약

본 발명은 자기식 왕복운동 발전장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 제1 단부에서 제2 단부까지 기다란 오픈 코어가 형성되어 있는 제1 전자석; 제1 전자석에 제1 입력전력을 공급해 시간에 따라 변하는 제1 자기장을 일으키되, 자기장의 제1 자극이 축방향을 향하도록 하는 컨트롤러; 축방향의 제2 자극을 갖는 제2 자기장을 일으키고, 상기 제1 단부와 동축으로 배치되는 고정자; 상기 코어와 동축으로 배치되며, 제2 단부에서 코어의 외부로 완전히 돌출하지 않고, 제1 자기장에 응답해 제2 자기장을 일으키며, 이들 제1 및 제2 자기장에 응답해 축방향으로 움직이는 왕복운동형 강자성체; 및 상기 강자성체에 연결되어 강자성체의 운동을 출력전력으로 변환하는 트랜스듀서;를 포함하는 자기식 왕복운동 발전장치가 제공된다. 본 발명에서, 출력전력은 제1 입력전력 이상이다. 또, 트랜스듀서는 출력전력을 비동기적으로 저장했다가 제2 입력전력에 돌려주는 기계식 에너지버퍼를 더 포함한다. 또, 이 경우 트랜스듀서가 왕복운동 강자성체의 출력전력과 이동거리와 속도를 감지하는 것이 바람직하고, 이때 왕복운동 강자성체로부터 트랜스듀서가 감지한 출력전력과 이동거리와 속도를 표시하는 데이터를 근거로 제1 입력전력을 공급하기 위해 컨트롤러가 다수의 시변 전기펄스를 조절한다. 이때, 컨트롤러는 출력전력을 최대로 하도록 제1 입력전력을 조절한다.

바람직하게, 고정자는 영구자석이다. 이 경우, 고정자가 강자성체이고 제2 자기장은 제1 자기장에 응답해 존재하는 것이 바람직하다. 이때, 고정자는 비작동 전자석이거나 작동 전자석일 수 있다. 고정자가 작동 전자석인 경우, 제2 자기장이 일정하게 유지되거나 제1 자기장의 변동에 맞춰 변할 수 있다. 또, 제1 전자석과 왕복운동 강자성체가 공통의 하우징에 고정되고, 하우징은 제1 및 제2 자기장에 응답해 축방향으로 움직일 수 있다.

본 발명은 또한 자기식 왕복운동 발전장치를 작동시키는 방법도 제공하는데, 이 방법은 제1 단부에서 제2 단부까지 기다란 오픈 코어가 형성되어 있는 제1 전자석을 축방향으로 배치하는 단계; 컨트롤러를 이용해 제1 전자석에 제1 입력전력을 공급해 시간에 따라 변하는 제1 자기장을 일으키되, 자기장의 제1 자극이 축방향을 향하도록 하는 단계; 제1 단부에서 코어와 동축으로 배치되어 축방향의 제2 자극을 갖는 제2 자기장을 일으키는 고정자를 배치하는 단계; 상기 코어와 동축으로 배치되며, 제2 단부에서 코어의 외부로 완전히 돌출하지 않고, 제1 자기장에 응답해 제2 자기장을 일으키며, 이들 제1 및 제2 자기장에 응답해 축방향으로 움직이는 왕복운동형 강자성체를 배치하는 단계; 및 강자성체에 트랜스듀서를 연결하여, 강자성체의 운동을 출력전력으로 변환하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법에 있어서, 트랜스듀서는 출력전력을 비동기적으로 저장했다가 제2 입력전력에 돌려주는 기계식 에너지버퍼를 더 포함할 수 있다. 또, 트랜스듀서가 왕복운동 강자성체의 출력전력과 이동거리와 속도를 감지하기도 한다. 이 경우, 왕복운동 강자성체로부터 트랜스듀서가 감지한 출력전력과 이동거리와 속도를 표시하는 데이터를 근거로 제1 입력전력을 공급하기 위해 컨트롤러가 다수의 시변 전기펄스를 조절하기도 한다. 이 경우, 제1 입력전력을 조절하는 컨트롤러에 의해 출력전력이 최대로 되는 것이 바람직하다. 이때, 고정자는 영구자석인 것을 바람직하다. 또, 고정자가 강자성체이고, 제2 자기장은 제1 자기장에 응답해 존재할 수도 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 하우징, 하우징 안에 있는 환형 전자석, 전자석의 오픈 코어 안에 위치하는 강자성체를 갖춘 자기식 왕복 발전장치의 개략도;

도 2는 도 1의 장치와 비슷한 본 발명의 다른 자기식 왕복 발전장치의 개략도;

도 3은 도 1의 장치와 비슷한 본 발명의 또다른 자기식 왕복 발전장치의 개략도;

도 4는 도 2의 장치와 비슷한 본 발명의 다른 자기식 왕복 발전장치의 개략도;

도 5는 일련의 실험을 통해 얻은 하중과 이동거리의 관계를 보여주는 그래프;

도 6~7은 각각 입력 전기에너지의 결정에 사용된 실험 셋업의 오실로스코프 의 출력값 그래프와 간단 회로도.

본 발명은 전력을 출력하는 자기식 왕복장치와 그 방법에 관한 것이다.

도 1에 도시된 자기식 왕복 발전장치(10)는 하우징(15), 하우징 안에 있는 환형 전자석(18), 전자석(18)의 오픈 코어(21) 안에 위치하는 강자성체(20)를 구비한다. "전자석"이란 전류에 의해 자기장과 자기력을 일으키는 모든 인덕터를 의미하는 개념이다. 전자석(18)은 "오픈 코어"를 갖는, 즉 속이 빈 모든 구성을 포함하지만, 속이 찬 전자석이라도 오픈코어(21)에 강저성체를 배치할 수 있기만 하면 사용 가능하다. 오픈코어(21)는 보통 장치의 축선방향을 정의하는 대칭축(도시 안됨)을 갖는다. 전자석(18)은 하우징 안에 고정하고 강자성체(20)는 오픈코어 안에서 축방향으로 움직일 수 있다. 도시된 바와 같이, 전자석(18)과 강자성체(20)의 자극은 축방향으로 일치하는데, 이에 대해서는 뒤에 자세히 설명한다. 한편, 전자석(18)이 비슷한 구성을 갖는 여러개의 전자석이 동축으로 배열된 것이고, 강자성체(20)를 오픈코어 안에서 움직일 수 있게 구성할 수도 있다.

오픈코어와 하우징 밖으로 전자석(18) 가까이에 고정자(22)를 오픈코어(21)와 동축으로 배치한다. 본 발명에서는 잔류자기가 없는 강자성체를 고정자에 사용할 수도 있는데, 이는 고정자가 전자석(18)의 구동 자기장이 멈출 때 전혀 자화되지 안거나; (높은 잔류자기로) 영구 자화되거나; 전자석(18)이 작동할 때 전자기적으로 작동되거나 작동하지 않음을 의미한다. 고정자(22)의 자극은 (전자석에 전류가 흐르지 않아) 작동 전자석이 아닐 때 도면에 "+"와 "-"로 표시된 것처럼 축방향 으로 정렬된채 변하지 않는다.

고정자(22)가 전자석일 경우, 고정자의 전체 기능과 구성은 전자석(18)과 비슷하되, 도면에는 고정자(22)의 코어만 표시했다. 고정자(22)가 작동 전자석이면, 그 극성은 전자석(18)에서 설명한 것처럼 시간에 따라 변할 것이다. 한편, 고정자(22)가 작동하지 않는 전자석일 수도 있는데, 이 경우 고정자의 코어는 기본적으로 강자성체의 코어처럼 기능한다.

컨트롤러(24)는 전자석(18)의 전력입력을 조절해 시간에 따라 자극을 변화시킨다. "전력입력"과 "전력출력"은 전기적이나 기계적인 파워로서 와트로 표현된다. 본 발명에서, 컨트롤러는 펄스의 주파수(초당 펄스 수)와 폭(밀리세컨드로 측정)을 조절해 전자석에 대한 전력펄스를 조절한다. 컨트롤러(24)는 당 분야에 알려진 바와 같이 (PWM 방식으로; 그러나, 이 방식에 제한되지 않음) 시변 전력펄스를 공급해 전자석의 자극인 "+"와 "-"를 교대로 바꾸지만(도 1 참조), PWM 방식으로 시변 전력펄스를 공급해 전자석의 작동과 정지를 교대로 바꾸어 자극을 일방향으로만 생성했다가 중단했다가 할 수도 있다(도면에 도시 안됨). 앞에서 설명하거나 뒤에 설명하는 바와 같이, 강자성체(20)의 자극은 전자석의 자극에 반응한다.

고정자(22)가 작동 전자석일 경우, 컨트롤러(24)는 고정자에 대한 전력입력도 조절하여 강자성체(20)의 왕복운동을 개선하는데, 이에 대해서는 후술한다.

도 1A에서 보듯이, 강자성체(20)와 고정자(22)의 자극이 서로 반대이면 강자성체(20)가 고정자(22)를 향해 당겨져 s 방향으로 움직인다. 반대로 도 1B와 같이, 강자성체와 고정자의 마주보는 자극이 동일하면, 강자성체가 고정자에게서 반발하 여 s 반대방향으로 움직인다. 컨트롤러(24)는 강자성체(20)가 S 방향이나 그 반대 방향으로 고정자(22)에 대해 왕복운동을 하도록 전자석(18)(필요할 때는 고정자)에 대한 전력입력을 조절하고 변화시킨다. 자기장의 자극 변화 이외에도, 강자성체의 왕복운동을 기계적 에너지를 이용해 보강하거나 보조할 수도 있는데, 이에 대해서는 후술한다.

강자성체(20)에 기계적으로 연결되는 트랜스듀서(26)는 오픈코어 안에서 왕복운동하는 강자성체(20)의 기계적 에너지를 변환하는 기능을 하는데, 이에 대해서는 후술한다. 트랜스듀서(26)는 축에 설치된 플라이휠에 연결된 크랭크 형태를 취하고, (도시되지 않은) 발전기와 같은 장치를 구동한다. 플라이휠은 강자성체의 기계적 에너지를 저장했다가 되돌려주는 기능을 하는데, 잉여 에너지는 발전기에서 전기로 변환된다. 트랜스듀서의 축의 움직임은 엔코더로 감지되며, 강자성체의 움직임을 표시하는 정보는 컨트롤러로 피드백된다(도 1에 파단선으로 표시됨). 이런 식으로, 컨트롤러(24)는 전자석에 대한 전력입력을 시간에 따라 변경함으로써 강자성체의 움직임을 최적화하거나 장치의 출력전력을 최적화한다. 한편, 트랜스듀서(26)가 컨트롤러(24)에 대한 피드백을 유지하면서 에너지를 저장하거나 변환하는 다른 요소, 예컨대 전기부품, 열부품, 화학부품 및 유압부품을 구비할 수도 있다.

전자석(18)은 자기이력현상(hysteresis)을 전혀 보이지 않는 것이 이상적인데, 이 경우 전자석의 자기장은 전력공급이 되면 바로 일어나고 끊기면 바로 없어진다. 마찬가지로, 강자성체(20)는 잔류자기가 없는 것이 이상적이고, 이 경우 전자석(18)의 구동 자기장이 멈추면 강자성체(20)도 자화되지 않는다. 일례로, 강자 성체(20)를 스틸로 만드는 것이 대부분이지만, 기계적 안정성을 보이면서도 전술한 바와 같이 자기장은 획득하고 자기이력현상은 낮은 다른 재료도 사용하기에 적절하다.

전자석(18)으로 적절한 예는 독일 Tente3, 42859 Remscheid의 Mannel Magnet Technik Gbr사의 http://www.mannel-magnet.info/en round.php에서 찾아볼 수 있다.

뒤에 설명하는 실험을 통해 각종 작업 레벨을 결정했는데, 예를 들면 자기식 왕복 발전장치(10)의 입출력 작업(일)이 있다.

도 1과 비슷한 자기식 왕복 발전장치(110)에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 후술하는 차이점 외에는 도 2의 자기식 발전장치(110)는 도 1의 장치와 비슷하므로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 이 장치(110)에서 전자석과 강자성체는 하우징(15) 안에 고정되고 하우징이 고정자(22)에 대해 s 방향으로 왕복운동한다. 트랜스듀서(26)는 하우징에 연결되어 전술한 것과 비슷한 기능을 한다.

도 3에 도시된 자기식 발전장치(120)도 도 1의 장치와 비슷하다. 아래 설명하는 차이점 외에, 이 장치(120)는 도 1의 장치(10)와 대체로 비슷하므로 동일 부분에 대한 설명은 생략한다. 이 장치(120)에서는 제2 고정자(27)를 오픈코어(21)와 동축으로 전자석(18) 가까이 하우징 밖에 배치하되 고정자(22) 반대쪽에 배치한다.

고정자(22,27)는 선택적이고: 이상적으로 잔류자기가 없는 강자성체는 전자석(18)의 자기장이 없으면 자화되지 않거나, (높은 잔류자기로) 영구 자화되거나, 전자석으로 됨을 의미한다. 작동되는 전자석이 없을 때 고정자(27)의 자극은 축방 향으로 정렬되어 도면에서 처럼 "+"와 "-"표시로 변치 않는다. 또, 고정자(27)가 전자석이어서 고정자(22)와 비슷하게 동작할 수도 있는데 이때는 고정자(22)가 작동 전자석이다. 도 3에 도시되지는 않았지만, 도 2의 장치(110)의 트랜스듀서와 같은 기능을 하는 트랜스듀서(26)가 이 장치(120)에도 달려있다.

한편 장치에 따라서는 전자석과 강자성체를 하우징(15) 내부에 고정하고, 하우징 전체가 왕복운동할 수도 있는데, 이런 구성은 도 2의 장치(110)와 비슷하다.

또, 경우에 따라서는 장치(10,120)가 2조각으로 된 강자성체(도시 안됨)를 구비하되, 한조각은 코어내부에 고정상태로 유지되고 두번째 조각은 왕복운동하도록 할 수도 있다.

도 4의 자기식 왕복 발전장치(130)은 도 2의 장치(110)와 비슷하므로, 동일 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 전술한 바와 같이, 고정자(22)는 전자석인 것으로 가정하고 설명한다. 이 경우, 전자석에 개방되거나 닫힌 코어가 있을 수 있는데, 여기서는 개방식인 오픈코어를 예로 든다. 또, 고정자(22)와 전자석(18)에 공급되는 전력과 자극을 조절해 최적의 왕복운동을 유도하는데 컨트롤러(24)를 사용한다.

실험결과

도 1에서 설명한 실험용 모델 장치(10)에서 하중, 일, 타이밍, 전력을 측정하고 계산했다. 이 장치(10)의 부품과 실험에 사용된 다른 부품들의 특징은 아래와 같다:

- 전자석 : 입력전력 45W, 길이 80mm, 코어직경 25mm, 정격자기력 60kg인 공 업용 셀룰로이드 자석.

- 2개의 상자성체; 각각 직경 22mm, 길이 80mm, 재료는 연철 ST37. 이것은 장치(10)의 왕복운동 몸체 역할을 함. 상자성체 중의 하나나 둘다의 상대이동을 측정했는데, 이에 대해서는 후술함.

- 하중을 측정하기 위한 계량 스프링: 길이 200mm, 스프링상수 k=1.1kg/mm.

- 스트레인게이지 : Vishay사 제품, 최대 정격 350kg

- 컨트롤러 : 12VDC, 최대 4A, 보통 2A에서 작동

- 오실로스코프 : Gould 475

주 : 실험에서 위의 상자성체가 아닌 강자성체를 사용했으면, 결과는 훨씬 더 개선되었으리락 판단됨.

실험의 목적:

1. 상자성체에서 작용하는 최대 힘을 판단;

2. 장치의 기계적 출력일 측정치를 제공;

3. 이 출력을 얻기위한 전기에너지 입력값 측정.

위의 목적과 실험에 대해 더 자세히 설명한다.

최대하중

1. 2개의 상자성체를 전자석 코어 안에 끼워 중간 지점에서 서로 맞닿게 함.

2. 이동 측정구에 부착된 스프링을 각각의 상자성체에 끼웠음. 12VDC, 2A로전자석을 작동시키고, 2개 상자성체를 자기력으로 서로 당겼으며, 이때 스프링은 전혀 늘어나지 않았음.

3. 스프링을 당기는 힘을 조절해 2개 상자성체를 분리했다. 스프링의 신장을 기록해, 상자성체들을 전자석의 자기장 안에 둔채 당겨서 떼어내는데 필요한 힘의 값을 계산했다.

4. 스프링의 늘어난 길이는 12cm 정도였다. 전술한 바와 같이, 스프링의 스프링상수를 적용해 인력을 약 60kg으로 계산했다.

출력일

1. 상차성체에서 스프링을 분리한 뒤 상자성체들을 다시 전자석의 코어에 끼워 중간지점에서 맞닿게 했다(위의 1단계 참조). 한족 상자성체는 고정했고, 두번째 상자성체는 코어로부터 축방향으로 자유롭게 웁직일 수 있도록 했다. 두번재 상자성체의 단부에 스트레인게이지를 연결한 다음 이 게이지를 장치에 기계적으로 연결해, 상자성체를 분리하는 분리력을 조절하도록 하였다.

2. 전자석과 장치를 작동시켜 두번째 상자성체를 당겼다. 스트레인게이지 출력을 기반으로 분리력을 측정했다. 두번째 상자성체를 다른 고정자로부터 이동거리 "s" 만큼 움직였고, 여러 "s" 값에 대한 하중값을 기록했다.

도 5는 위의 2단계에서 설명한 일련의 실험에서 하중(kgF)과 이동길이 "s"(mm) 사이의 관계를 보여주는 그래프(200)이다. 204 라인 밑의 영역은 하중-이동거리 함수의 적분값으로, 하중은 최대 60kg, 최소 4kg이었다. 이 적분값은 강자성체의 기계적 일로 표현할 수 있다. 그래프에서 60kg과 x축의 7mm 지점을 연결하는 선(206)은 204 라인의 선형 근사치로서, 이 선(206)과 라인(204) 밑의 면적은 동일하다. 이 일을 계산했더니 2.35J이었다.

상자성체 하나는 고정하고 다른 하나(두번째)는 한쪽은 크랭크아암에 연결하고 다른쪽은 플라이휠이 설치된 축에 연결한 상태에서 실험을 더 하엿다. 플라이휠의 질량은 10kg이고 출력일은 1회전에 1.3J이었다. 두번째 상자성체를 움직이게 하는 전자석의 1 펄스에 의해 플라이휠은 3회전했다. 상자성체의 출력일을 계산했더니 1.3x3=4.2J이었는데, 마찰은 없는 것으로 가정했다.

입력 전기에너지

위에서 설명한 상자성체와 셋업에서 실험결과를 측정했다. 도 6~7은 각각 입력 전기에너지의 결정에 사용된 실험 셋업의 오실로스코프의 출력값 그래프와 간단 회로도이다. 전자석에 입력된 펄스형 전기에너지를 상자성체의 이동거리 30mm와 10mm에 대해 측정했는데, 각각 전압과 전류 응답곡선이 310과 320이다(도 6 참조). 응답곡선(320)은 상자성체의 10mm 이동을 반영하는 것으로서 주 관심대상이었다. 시간 간격은 밀리초로서 0, 10, 20,...50 밀리초로 수평축에 표시되었다.

오실로스코프(345)를 도 7에 코일로 표시된 전자석에 연결했다. 고정자는 전자석 코어 안에 두되 끝 부분을 중심에 맞추었고, 가동자는 중심점에서 10mm 간격을 두고 배치했다. 오실로스코프는 전자석의 시간반응과 가동자가 고정자에 접촉한 시간을 측정한다. 시간응답을 측정했더니 30밀리초였다.

입력에너지를 45W의 입력전력을 취한 다음 30밀리초로 나누었더니, 1.5J이 생성되었다.

중간결론

위에서 구한 값인 에너지 입력값 1.5J, 출력일 4.2J을 이용하되 다른 손실은 고려하지 않으면, 장치에서 상당한 에너지 마진이 생긴다고 볼 수 있다. 실험에서는 다른 손실은 측정하지 않았다. 마찰로 인한 에너지손실을 예상해 출력일을 2.3J까지 낮추었다.

그 결과, 실험의 중간결과로서, 대략 1.5J의 에너지 입력과 2.3J의 (마찰손실을 포함한) 출력일을 하는 장치는 에너지 효율이 높았는데, 다른 어떤 실험도 이와 같은 에너지마진은 고려하지 않았다.

장래의 실험

훨씬 더 큰 전자석(예; Mannel Magnet Technik GbR사의 "Item no. 2150, 180mm")이 달린 장치를 사용해 실험을 더 할 계획을 세웠는데, 이 전자석의 자기력은 1,000kg이고 입력전력은 37W이다. 이 장치는 현재 분당 380회의 왕복속도로 동작하고, 입출력 전력을 더 정밀하게 측정할 수 있다.

다른 실험에서는 강자성체를 사용하고, 지금까지의 실험에서 사용한 상자성체는 사용하지 않는다. 따라서, 이 실험에서는 에너지효율이 더 좋을 것이라고 예상된다.

Claims (20)

1. 제1 단부에서 제2 단부까지 기다란 오픈 코어가 형성되어 있는 제1 전자석;

   제1 전자석에 제1 입력전력을 공급해 시간에 따라 변하는 제1 자기장을 일으키되, 자기장의 제1 자극이 축방향을 향하도록 하는 컨트롤러;

   축방향의 제2 자극을 갖는 제2 자기장을 일으키고, 상기 제1 단부와 동축으로 배치되는 고정자;

   상기 코어와 동축으로 배치되며, 제2 단부에서 코어의 외부로 완전히 돌출하지 않고, 제1 자기장에 응답해 제2 자기장을 일으키며, 이들 제1 및 제2 자기장에 응답해 축방향으로 움직이는 왕복운동형 강자성체; 및

   상기 강자성체에 연결되어 강자성체의 운동을 출력전력으로 변환하는 트랜스듀서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 출력전력이 제1 입력전력 이상인 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 트랜스듀서가 출력전력을 비동기적으로 저장했다가 제2 입력전력에 돌려주는 기계식 에너지버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 트랜스듀서가 왕복운동 강자성체의 출력전력과 이동거리와 속도를 감지하는 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
5. 제4항에 있어서, 왕복운동 강자성체로부터 트랜스듀서가 감지한 출력전력과 이동거리와 속도를 표시하는 데이터를 근거로 제1 입력전력을 공급하기 위해 상기 컨트롤러가 다수의 시변 전기펄스를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 컨트롤러가 출력전력을 최대로 하도록 제1 입력전력을 조절하는 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 고정자가 영구자석인 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 고정자가 강자성체이고 제2 자기장은 제1 자기장에 응답해 존재하는 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 고정자가 비작동 전자석인 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
10. 제6항에 있어서, 상기 고정자가 작동 전자석인 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
11. 제10항에 있어서, 제2 자기장이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
12. 제10항에 있어서, 제2 자기장이 제1 자기장의 변동에 맞춰 변하는 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
13. 제6항에 있어서, 제1 전자석과 왕복운동 강자성체가 공통의 하우징에 고정되고, 상기 하우징이 제1 및 제2 자기장에 응답해 축방향으로 움직이는 것을 특징으로 하는 자기식 왕복운동 발전장치.
14. 자기식 왕복운동 발전장치를 작동시키는 방법에 있어서:

    제1 단부에서 제2 단부까지 기다란 오픈 코어가 형성되어 있는 제1 전자석을 축방향으로 배치하는 단계;

    컨트롤러를 이용해 제1 전자석에 제1 입력전력을 공급해 시간에 따라 변하는 제1 자기장을 일으키되, 자기장의 제1 자극이 축방향을 향하도록 하는 단계;

    제1 단부에서 코어와 동축으로 배치되어 축방향의 제2 자극을 갖는 제2 자기장을 일으키는 고정자를 배치하는 단계;

    상기 코어와 동축으로 배치되며, 제2 단부에서 코어의 외부로 완전히 돌출하지 않고, 제1 자기장에 응답해 제2 자기장을 일으키며, 이들 제1 및 제2 자기장에 응답해 축방향으로 움직이는 왕복운동형 강자성체를 배치하는 단계; 및

    상기 강자성체에 트랜스듀서를 연결하여, 강자성체의 운동을 출력전력으로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 트랜스듀서가 출력전력을 비동기적으로 저장했다가 제2 입력전력에 돌려주는 기계식 에너지버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 트랜스듀서가 왕복운동 강자성체의 출력전력과 이동거리와 속도를 감지하는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 왕복운동 강자성체로부터 트랜스듀서가 감지한 출력전력과 이동거리와 속도를 표시하는 데이터를 근거로 제1 입력전력을 공급하기 위해 상기 컨트롤러가 다수의 시변 전기펄스를 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 제1 입력전력을 조절하는 컨트롤러에 의해 출력전력이 최대로 되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 고정자가 영구자석인 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제18항에 있어서, 상기 고정자가 강자성체이고, 제2 자기장이 제1 자기장에 응답해 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.

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