KR20090100691A - Multi-ring wind generator unit - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티-링 구조의 풍력 발전 유닛에 관한 것이며, 회전축인 샤프트(4)와 상기 샤프트(4)의 회전에 따라 회전하는 회전자(2) 및 상기 회전자(2)에 인접한 고정자(1)를 구비하여 상기 회전자(2)와 고정자(1) 사이에 유도 전력을 발생시키는 풍력 발전기 유닛에 있어서, 상기 고정자(1)는, 고정자 플레이트(7)에 미리 결정된 간격을 가지고 동축적으로 배열된, 각각의 내측면에 전자기장 유도 수단(17, 18)이 장착된 복수의 고정자 링(8, 9, 10)을 구비하며, 상기 회전자(2)는, 회전자 플레이트(12)에 미리 결정된 간격을 가지고 동축적으로 배열되며 각각의 외측면에 전자기장 유도 수단(22, 23)이 장착된 상기 고정자 링의 수와 대응하는 수의 회전자 링(13, 14, 15)을 구비하고, 상기 고정자 링(8, 9, 10) 각각의 외측에 상기 회전자 링(13, 14, 15) 각각이 각각 교호하여 서로 미리 결정된 간격을 가지고 상기 샤프트(4)와 동축적으로 배치된다. 이에 따라 풍력-전력 변환을 위한 발전기 유닛의 회전자와 고정자를 각각 멀티-링 형태로 구성함으로서 컴팩트한 공간 내에서 다수의 동기화된 발전기가 동시에 작동하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있어 전력 변환 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a wind power unit having a multi-ring structure, comprising a shaft (4) which is a rotation axis and a rotor (2) rotating according to the rotation of the shaft (4) and a stator (1) adjacent to the rotor (2). In the wind generator unit having an induction power generated between the rotor (2) and the stator (1), the stator (1) is arranged coaxially with a predetermined interval on the stator plate (7) And a plurality of stator rings 8, 9, 10 equipped with electromagnetic field inducing means 17, 18 on each inner side thereof, the rotor 2 being pre-determined in the rotor plate 12. A number of rotor rings 13, 14, 15 corresponding to the number of stator rings, each of which is arranged coaxially at intervals and equipped with electromagnetic field inducing means 22, 23 on each outer side thereof; On the outside of each of the rings 8, 9, 10, each of the rotor rings 13, 14, 15 alternates with each other It is arranged coaxially with the shaft 4 at a predetermined interval. Accordingly, by configuring the rotor and the stator of the generator unit for wind-to-power conversion in the form of a multi-ring, it is possible to obtain the same effect as operating multiple synchronized generators simultaneously in a compact space, thereby improving power conversion efficiency. You can.

Description

멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛{Wind Generator Unit Having Multi-ring Structure}Wind generator unit having multi-ring structure

본 발명은 일반적으로 풍력에 의해 발생된 회전 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 풍력 발전기 유닛에 관한 것으로서, 더 상세하게는 풍력-전력 변환을 위한 발전기 유닛의 회전자와 고정자를 각각 멀티-링 형태로 구성함으로서 컴팩트한 공간 내에서 다수의 동기화된 발전기가 동시에 작동하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있어 전력 변환 효율을 향상시킨 새로운 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention generally relates to a wind generator unit for converting rotational kinetic energy generated by wind power into electrical energy, and more particularly to the rotor and stator of a generator unit for wind-to-power conversion, respectively, in the form of a multi-ring. The present invention relates to a wind generator unit of a new multi-ring structure that can achieve the same effect as operating multiple synchronized generators simultaneously in a compact space, thereby improving power conversion efficiency.

근래 풍력을 이용하여 전기를 생산하기 위한 풍력 발전 장치는 환경친화적이고 상대적으로 경제적인 대체 에너지원으로서 주목받고 있다. 일반적으로 풍력 발전 장치는 바람의 힘에 의하여 회전하는 다수의 블레이드(회전날개)로부터 회전력이 기어박스를 통해 발전기 유닛의 회전자에 전달된다. 발전기 유닛에서는 이 회전자의 회전에 의해 풍력 에너지가 전기 에너지 즉 전력으로 변환된다.Recently, wind power generators for generating electricity using wind have been attracting attention as an environmentally friendly and relatively economical alternative energy source. In general, the wind turbine is transmitted to the rotor of the generator unit through the gearbox rotational force from a plurality of blades (rotation blades) that rotate by the force of the wind. In the generator unit, the wind energy is converted into electrical energy, that is, electric power, by the rotation of the rotor.

이렇게 전력 변환을 위한 발전기 유닛은 많은 종류가 있으나, 종래 잘 알려져 있는 권선형 회전자 유도 발전기의 형태가 도 8에 도시된다. 도시된 예는 2극 3상 발전기 유닛의 단면으로서 도시되는데, 발전기 유닛(100)은 고정자(101), 회전자(102), 및 상기 회전자 고정자 각각에 감겨진 권선(103, 104)을 포함한다. 또한 풍력 터빈의 회전날개를 기어 박스를 통하여 발전기(100)에 연결시키는 샤프트(105)가 도시되어 있다. 이러한 발전기 유닛(100)은 예컨대 초당 60사이클(60 Hz) 또는 50 Hz의 일정한 주파수를 가지는 교류 전기를 만들어 내기 위하여 일정한 속도로 회전하도록 구성될 수 있다.As described above, there are many types of generator units for power conversion, but a form of a winding rotor induction generator well known in the art is shown in FIG. 8. The example shown is shown as a cross section of a two-pole three-phase generator unit, in which the generator unit 100 includes a stator 101, a rotor 102, and windings 103, 104 wound around each of the rotor stators. do. Also shown is a shaft 105 that connects the rotor blades of the wind turbine to the generator 100 through a gearbox. Such a generator unit 100 may be configured to rotate at a constant speed, for example, to produce alternating current electricity having a constant frequency of 60 cycles per second (60 Hz) or 50 Hz.

종래 풍력 발전의 경제성을 향상시키기 위하여 다양한 제안이 있어 왔으며, 회전 날개의 형상이나 구조를 변경하거나 발전기 유닛의 회전자의 회전 속도를 조절하는 등의 제안이 있었다. 예컨대 대한민국 특허 출원번호 10-2000-7001343 "가변 속도 풍력 터빈 발전기"의 공보에는 풍력 발전기 유닛의 회전자의 토크와 피치를 제어함으로써 전력 생산 효율을 향상시키려는 구성이 개시되어 있다. 그런데, 이러한 종래 풍력 발전기의 구성은 발전기 유닛(100) 자체의 구조를 그대로 둔다는 한계를 여전히 가지고 있다. 따라서 발전기 유닛(100)이 변환하는 전력량은 변하지 않으므로, 이러한 전력량의 질을 높이는 것은 일정한 제한이 있을 수밖에 없는 것이다.Various proposals have been made to improve the economics of conventional wind power generation, and there have been proposals such as changing the shape or structure of a rotating blade or adjusting the rotational speed of a rotor of a generator unit. For example, the publication of Korean Patent Application No. 10-2000-7001343 "variable speed wind turbine generator" discloses a configuration for improving the power production efficiency by controlling the torque and pitch of the rotor of the wind generator unit. By the way, the configuration of the conventional wind generator still has the limitation that the structure of the generator unit 100 itself. Therefore, since the amount of power that the generator unit 100 converts does not change, there is no limit to increasing the quality of the amount of power.

따라서 발전기 유닛 자체의 전력 변환 밀도를 향상시킴으로써 풍력 발전 장치의 총 전력 생산량을 증가시킬 수 있으며, 구조가 컴팩트하고, 과량의 열을 발생시키지 않는 새로운 풍력 발전기 유닛에 대한 요구는 여전히 존재한다.Therefore, there is still a need for a new wind generator unit that can increase the total power output of the wind turbine by improving the power conversion density of the generator unit itself, which is compact in structure and does not generate excessive heat.

본 발명은 상술한 종래 단순 구조의 풍력 발전기 유닛 구조의 문제를 개선하기 위하여 고안된 것으로서, 풍력-전력 변환을 위한 발전기 유닛의 회전자와 고정자를 각각 멀티-링 형태로 구성함으로서 컴팩트한 공간 내에서 다수의 동기화된 발전기가 동시에 작동하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있어 전력 변환 효율을 향상시킬 수 있고, 또한 다수의 고정자 링과 회전자 링이 교호하여 인접한 간격에 축방향으로 공기가 자유로이 통과할 수 있게 함으로써 별도의 통풍 구조를 추가할 필요없이 자체적으로 통풍 구조를 가지는 새로운 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been devised to improve the above-described problems of the conventional simple structure of the wind generator unit, and the rotor and the stator of the generator unit for the wind-to-power conversion, respectively, in a multi-ring form, so that a large number in a compact space It is possible to improve the power conversion efficiency by achieving the same effect as the synchronized generators of the same time, and also to allow the air to pass freely in the axial direction at adjacent intervals by alternating multiple stator and rotor rings. It is an object of the present invention to provide a wind turbine unit of a new multi-ring structure having its own ventilation structure without the need for adding a separate ventilation structure.

상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛에 의하여 달성된다.The object is achieved by a wind generator unit of multi-ring construction provided according to the invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛은, 회전축인 샤프트와 상기 샤프트의 회전에 따라 회전하는 회전자 및 상기 회전자에 인접한 고정자를 구비하여 상기 회전자와 고정자 사이에 유도 전력을 발생시키는 풍력 발전기 유닛에 있어서, 상기 고정자는, 고정자 플레이트에 미리 결정된 간격을 가지고 동축적으로 배열되며 각각의 내측면에 전자기장 유도 수단이 장착된 복수의 고정자 링을 구비하며, 상기 회전자는, 회전자 플레이트(12)에 미리 결정된 간격을 가지고 동축적으로 배열되며 각각의 외측면에 전자기장 유도 수단이 장착된 상기 고정자 링의 수와 대응하는 수의 회전자 링을 구비하고, 상기 고정자 링 각각의 외측에 상기 회전자 링 각각이 각각 교호하여 서로 미리 결정된 간격을 가지고 상기 샤프트와 동축적으로 배치된다.Wind generator unit of a multi-ring structure according to an embodiment of the present invention, the shaft is a rotation axis and the rotor that rotates in accordance with the rotation of the shaft and the stator adjacent to the rotor to guide between the rotor and the stator In a wind generator unit for generating electric power, the stator comprises a plurality of stator rings arranged coaxially with a predetermined spacing on a stator plate and equipped with electromagnetic induction means on each inner side thereof, the rotor having: The rotor plate 12 has a number of rotor rings corresponding to the number of stator rings arranged coaxially at predetermined intervals and equipped with electromagnetic induction means on each outer side thereof, Each of the rotor rings on the outside alternately coaxial with the shaft with a predetermined distance from each other It is.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 고정자 링에 장착된 전자기장 유도 수단(17, 18)은 적층된 링 형태의 철심과 이 철심의 복수의 위치에 감겨진 권선이며, 상기 회전자 링에 장착된 전자기장 유도 수단은 적층된 링 형태의 철심과 이 철심의 복수의 위치에 설치된 영구자석이다.In a preferred embodiment, the electromagnetic induction means (17, 18) mounted on the stator ring is a laminated ring-shaped iron core and a winding wound at a plurality of positions of the iron core, and electromagnetic field induction means mounted to the rotor ring. Is a laminated ring-shaped iron core and permanent magnets installed at a plurality of positions of the iron core.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 고정자 플레이트와 상기 회전자 플레이트는 개방 부분을 포함하는 형태로서, 상기 고정자 링과 회전자 링 사이의 간격에 축방향으로 공기가 자유로이 드나들 수 있는 통로를 제공하는 형태이다.In a preferred embodiment, the stator plate and the rotor plate include an open portion to provide a passage through which air can freely enter and exit the gap between the stator ring and the rotor ring. .

본 발명의 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛에 따르면, 풍력-전력 변환을 위한 발전기 유닛의 회전자와 고정자를 각각 멀티-링 형태로 구성함으로서 컴팩트한 공간 내에서 다수의 동기화된 발전기가 동시에 작동하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있어 전력 변환 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 다수의 고정자 링과 회전자 링이 교호하여 인접한 간격에는 축방향으로 공기가 자유로이 통과할 수 있으므로 별도의 통풍 구조를 추가할 필요없이 자체적으로 통풍 구조를 가지며 결과적으로 발전기 유닛 내부의 열이 쉽게 발산될 수 있다는 등의 효과를 제공한다.According to the wind generator unit of the multi-ring structure of the present invention, by configuring the rotor and the stator of the generator unit for the wind-power conversion in the form of a multi-ring, respectively, a plurality of synchronized generators operate simultaneously in a compact space The same effect can be obtained to improve the power conversion efficiency. In addition, since multiple stator rings and rotor rings alternately, air can pass freely in the axial direction at adjacent intervals, and thus has its own ventilation structure without adding a separate ventilation structure. As a result, heat inside the generator unit is easily dissipated. To be effective.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating a wind generator unit of the multi-ring structure of the present invention with a specific example as follows.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛의 전체적인 구조를 보여주는 단면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛을 A방향 및 B방향에서 본 모습을 보여주는 도면이다. 1 is a cross-sectional view showing the overall structure of a multi-ring structure of a wind generator unit according to an embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are the A and B direction of the wind generator unit of the multi-ring structure of FIG. This figure shows the view from.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛은, 회전축인 샤프트(4)와 상기 샤프트(4)의 회전에 따라 회전하는 회전자(2) 및 상기 회전자(2)에 인접한 고정자(1)를 구비하여 상기 회전자(2)와 고정자(1) 사이에 유도 전력을 발생시키는 발전기 유닛에 대한 것이다.As shown, the wind generator unit of the multi-ring structure according to an embodiment of the present invention, the rotor 4 and the rotor that rotates in accordance with the rotation of the shaft 4 and the shaft 4 of the rotation axis A generator unit having a stator (1) adjacent to (2) to generate inductive power between the rotor (2) and the stator (1).

특히 본 발명의 발전기 유닛의 고정자(1) 및 회전자(2)는 멀티-링 구조를 가진다. 멀티-링 구조의 고정자(1)와 멀티-링 구조의 회전자(2)는 발전기 유닛의 서로 대향하는 측면에서, 십자형의 둥근 사이드 커버(3)에 의하여, 동축상으로 장착된다. 도 1의 A방향에서 고정자(1)가 장착되고, 도 1의 B방향에서 회전자(2)가 장착된다. 도 2 및 도 3은 축방향의 양쪽 즉 A방향 및 B방향에서 각각 바라본 모습으로서, 다수의 링 구조가 서로 동축적으로 배열된 모습을 하고 있는 것을 쉽게 알 수 있다.In particular, the stator 1 and the rotor 2 of the generator unit of the invention have a multi-ring structure. The stator 1 of the multi-ring structure and the rotor 2 of the multi-ring structure are mounted coaxially by cross-shaped round side covers 3 on opposite sides of the generator unit. The stator 1 is mounted in the direction A of FIG. 1, and the rotor 2 is mounted in the direction B of FIG. 1. 2 and 3 are views respectively viewed in both the axial direction, that is, the A direction and the B direction, and it can be easily seen that a plurality of ring structures are arranged coaxially with each other.

각각의 부품들은 회전날개의 추력에 의해 회전하는 샤프트(4)에 대해 슬리브(5)를 사용하여 동축적으로 연결될 수 있다. 발전기 유닛을 적절히 제어하기 위 한 회전자 위치 센서(6)가 도 1에 점선으로 표시된 바와 같이 샤프트(4) 상에 장착될 수 있다.Each of the parts can be connected coaxially using the sleeve 5 with respect to the shaft 4 which rotates by the thrust of the rotary blade. A rotor position sensor 6 for properly controlling the generator unit can be mounted on the shaft 4 as indicated by the dashed line in FIG. 1.

도 4 및 도 5는 도 1에서 각각 고정자(1)와 회전자(2) 만을 추출하여 도시한 것이며, 도 6 및 도 7은 각각 고정자(1)와 회전자(2)의 여러 링 중에서 하나의 링 만을 보여주는 도면이다.4 and 5 show only the stator 1 and the rotor 2 extracted from FIG. 1, respectively, and FIGS. 6 and 7 show one of several rings of the stator 1 and the rotor 2, respectively. The figure shows only the ring.

도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기 유닛에 있어서, 고정자(1)는, 고정자 플레이트(7)에 미리 결정된 간격을 가지고 동축적으로 배열되며 각각의 내측면에 전자기장 유도 수단(17, 18)이 장착된 복수의 고정자 링(8, 9, 10)을 구비한다. 고정자 플레이트(7)는, 도 4에서 축방향으로 본 모습에서 잘 나타나있는 바와 같이, 십자형태를 가지며 나머지 부분은 열려있는 공간으로 되어 있으므로, 결과적으로 축방향으로 공기가 자유롭게 통과할 수 있게 되어 있다. 고정자 링(8, 9, 10)은 예컨대 볼트(11)에 의하여 고정자 플레이트(7)에 동축적으로 장착될 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 6, in the generator unit according to the preferred embodiment of the invention, the stator 1 is arranged coaxially with a predetermined spacing on the stator plate 7 and each inner surface thereof. It is provided with a plurality of stator rings 8, 9, 10 equipped with electromagnetic field inducing means 17, 18. The stator plate 7 has a cross shape, as shown in the axial view in FIG. 4, and the remaining part is an open space, so that air can pass freely in the axial direction. . The stator rings 8, 9, 10 can be mounted coaxially to the stator plate 7, for example by means of bolts 11.

도 6에 도시된 바와 같이, 고정자 링(8, 9, 10)은 고정자 플레이트(7)에 예컨대 볼트에 의하여 결합되는 마우팅 부싱(19, 20)과, 이 마운팅 부싱(19, 20)에 장착되는 전자기장 유도 수단(17, 18), 즉 적층된 링 형태의 철심(17)과 이 철심의 소정 부위에 감겨진 권선(18)을 포함할 수 있다. 철심(17)은 예컨대 볼트(21)에 의하여 마운팅 부싱(19, 20)에 결합될 수 있다. 마운팅 부싱(20)은 고정자 플레이트(7)에 결합될 때 볼트(11)가 삽입될 홀(201)이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6, the stator rings 8, 9, 10 are mounted to the mounting bushings 19, 20, which are coupled to the stator plate 7, for example by bolts, and to the mounting bushings 19, 20. Electromagnetic field guide means 17, 18, i.e., an iron core 17 in the form of a stacked ring and a winding 18 wound around a predetermined portion of the iron core. The iron core 17 may be coupled to the mounting bushings 19, 20, for example, by bolts 21. The mounting bushing 20 may have a hole 201 in which the bolt 11 is inserted when it is coupled to the stator plate 7.

도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전 기 유닛에 있어서, 회전자(2)는, 회전자 플레이트(12)에 미리 결정된 간격을 가지고 동축적으로 배열되며 각각의 외측면에 전자기장 유도 수단(22, 23)이 장착된 상기 고정자 링의 수와 대응하는 수의 회전자 링(13, 14, 15)을 구비한다. 회전자 플레이트(12)는 도 5에서 축방향으로 본 모습에서 잘 나타나있는 바와 같이, 십자형태를 가지며 나머지 부분은 열려있는 공간으로 되어 있으므로, 결과적으로 축방향으로 공기가 자유롭게 통과할 수 있게 되어 있다. 회전자 링(13, 14, 15)은 예컨대 볼트(16)에 의하여 회전자 플레이트(12)에 동축적으로 장착될 수 있다.5 and 7, in the generator unit according to the preferred embodiment of the invention, the rotors 2 are arranged coaxially with predetermined intervals on the rotor plate 12 and each It is provided with a number of rotor rings 13, 14, 15 corresponding to the number of stator rings on which the electromagnetic induction means 22, 23 are mounted on the outer side of the. The rotor plate 12 has a cross shape, as shown in the axial view in FIG. 5, and the remaining portion is an open space, so that air can pass freely in the axial direction. . The rotor rings 13, 14, 15 can be mounted coaxially to the rotor plate 12, for example by means of bolts 16.

도 7에 도시된 바와 같이, 회전자 링(13, 14, 15)은 회전자 플레이트(12)에 예컨대 볼트에 의하여 결합되는 마우팅 부싱(24, 25)과, 이 마운팅 부싱(24, 25)에 장착되는 전자기장 유도 수단(22, 23), 즉 적층된 링 형태의 철심(22)과 이 철심의 소정 부위에 장착되는 영구자석(23)을 포함할 수 있다. 철심(22)은 예컨대 볼트(26)에 의하여 마운팅 부싱(24, 25)에 결합될 수 있다. 마운팅 부싱(25)은 회전자 플레이트(12)에 결합될 때 볼트가 삽입될 홀(251)이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 7, the rotor rings 13, 14, 15 have mounting bushings 24, 25 which are coupled to the rotor plate 12, for example by bolts, and the mounting bushings 24, 25. Electromagnetic field guide means 22, 23 mounted to the, it may include a laminated ring core core 22 and a permanent magnet 23 mounted to a predetermined portion of the iron core. The iron core 22 may be coupled to the mounting bushings 24, 25, for example by bolts 26. The mounting bushing 25 may be formed with a hole 251 into which the bolt is inserted when coupled to the rotor plate 12.

본 발명에 따라, 고정자 링(8, 9, 10) 각각의 외측에 회전자 링(13, 14, 15) 각각이 각각 교호하여 서로 미리 결정된 간격을 가지고 상기 샤프트(4)와 동축적으로 배치된다. 즉 도시된 예의 경우, 고정자 링(8)과 회전자 링(13)이 하나의 독립적인 발전기 유닛을 이루며, 고정자 링(9)과 회전자 링(14)이 하나의 독립적인 발전기 유닛을 이루며, 또한 고정자 링(10)과 회전자 링(15)이 하나의 독립적인 발전기 유닛을 이룬다. 결과적으로 도시된 예의 발전기 유닛은 서로 동기화된 3개의 독립적인 발전기 유닛이 결합된 유닛의 역할을 할 수 있다. 이에 따라 변환 효율이 크게 향상될 수 있게 된다.According to the invention, each of the rotor rings 13, 14, 15 on each outer side of the stator rings 8, 9, 10 are alternately arranged coaxially with the shaft 4 at predetermined intervals from each other. . That is, in the example shown, the stator ring 8 and the rotor ring 13 constitute one independent generator unit, the stator ring 9 and the rotor ring 14 constitute one independent generator unit, The stator ring 10 and the rotor ring 15 also form one independent generator unit. As a result, the generator unit of the illustrated example can serve as a unit in which three independent generator units synchronized with each other are combined. Accordingly, the conversion efficiency can be greatly improved.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 고정자 플레이트(7)와 상기 회전자 플레이트(12)는 십자형 형상 즉 개방 부분을 포함하는 형태이다. 이에 따라, 고정자 링(8, 9, 10)과 회전자 링(13, 14, 15) 사이의 좁은 간격에 축방향으로 공기가 자유로이 드나들 수 있는 통로를 제공하게 되는데, 이는 각각의 링 사이에서 전력 변환에 따라 발생하는 열이 쉽게 발산될 수 있도록 한다는 장점을 제공한다.In addition, in a preferred embodiment of the present invention, the stator plate 7 and the rotor plate 12 have a cross shape, that is, a shape including an open portion. This provides a passageway through which the air can freely enter the axial direction in a narrow gap between the stator rings 8, 9, 10 and the rotor rings 13, 14, 15, between each ring. The advantage is that heat generated by power conversion can be easily dissipated.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양한 변형이 가능하다. 예컨대 회전자 링의 수와 고정자 링의 수, 회전자 링에 부착되는 영구자석의 수, 고정자 링에 부착되는 권선의 수, 방사상의 간격의 크기, 고정자 링 및 회전자링의 축방향 길이, 형상 및 크기 등의 여러가지 파라미터를 다양하게 설정하여 다양한 형태의 변형예를 쉽게 고안할 수 있다. 더 나아가 고정자 플레이트와 회전자 플레이트 및 사이드 커버의 측방향 구조가 도시된 4개의 핀을 가지는 십자형에만 국한되는 것은 아니며 십자 핀 수나 형상에 있어서 다양하게 변형된 형태의 설계가 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 구체적인 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.Although the present invention has been described through specific embodiments, various modifications are possible to those skilled in the art by referring to and combining various features described herein. For example, the number of rotor rings and the number of stator rings, the number of permanent magnets attached to the rotor rings, the number of windings attached to the stator rings, the size of the radial gap, the axial length of the stator rings and the rotor rings, the shape By variously setting various parameters such as and size, various forms of variation can be easily devised. Furthermore, the lateral structure of the stator plate, the rotor plate and the side cover is not limited to a cross shape having four pins as shown, and variously modified forms of cross pin number or shape are possible. Therefore, it should be pointed out that the scope of the present invention should not be limited to the specific embodiments described, but should be interpreted by the appended claims.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 풍력에 의해 발생된 회전 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 풍력 발전기 등의 분야에서 널리 이용가능하다.As described above, the present invention can be widely used in fields such as a wind generator for converting rotational kinetic energy generated by wind power into electrical energy.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛의 전체적인 구조를 보여주는 단면도.1 is a cross-sectional view showing the overall structure of a wind generator unit of a multi-ring structure according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3은 도 1의 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛을 A방향 및 B방향에서 본 모습을 보여주는 도면.2 and 3 are views showing the wind generator unit of the multi-ring structure of Figure 1 seen in the A direction and B direction.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛 중 고정자 부분만을 보여주는 단면도 및 A방향에서 본 모습을 보여주는 도면.Figure 4 is a cross-sectional view showing only the stator portion of the wind generator unit of the multi-ring structure according to an embodiment of the present invention and a view seen from the A direction.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛 중 회전자 부분만을 보여주는 단면도 및 B방향에서 본 모습을 보여주는 도면.Figure 5 is a cross-sectional view showing only the rotor portion of the wind generator unit of the multi-ring structure according to an embodiment of the present invention and a view seen from the B direction.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛 중 고정자의 하나의 링 부분만을 보여주는 단면도 및 A방향에서 본 모습을 보여주는 도면.Figure 6 is a cross-sectional view showing only one ring portion of the stator of the wind power generator unit of the multi-ring structure according to an embodiment of the present invention and a view seen from the A direction.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛 중 회전자의 하나의 링 부분만을 보여주는 단면도 및 B방향에서 본 모습을 보여주는 도면.Figure 7 is a cross-sectional view showing only one ring portion of the rotor of the wind generator unit of the multi-ring structure according to an embodiment of the present invention and a view seen from the B direction.

도 8은 종래 권선형 회전자 유도 발전기 형태의 풍력 발전기 유닛의 구조를 보여주는 개략 단면도.Figure 8 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a wind generator unit of the conventional winding rotor induction generator type.

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

1 : 멀티-링 고정자 2 : 멀티-링 회전자1: multi-ring stator 2: multi-ring rotor

3 : 사이드 커버 4 : 샤프트3: side cover 4: shaft

5 : 슬리브 6 : 센서5: sleeve 6: sensor

7 : 고정자 플레이트 8, 9, 10 : 고정자 링7: stator plate 8, 9, 10: stator ring

11 : 볼트 12 : 회전자 플레이트11: bolt 12: rotor plate

13, 14, 15 : 회전자 링 16 : 볼트13, 14, 15: rotor ring 16: bolt

17 : 철심 18 : 권선17: iron core 18: winding

19, 20 : 마운팅 부싱 21 : 볼트19, 20: mounting bushing 21: bolt

22 : 철심 23 : 영구자석22: iron core 23: permanent magnet

24, 25 : 마운팅 부싱 26 : 볼트24, 25: mounting bushing 26: bolt

201, 251 : 홀201, 251: hall

Claims (3)

회전축인 샤프트(4)와 상기 샤프트(4)의 회전에 따라 회전하는 회전자(2) 및 상기 회전자(2)에 인접한 고정자(1)를 구비하여 상기 회전자(2)와 고정자(1) 사이에 유도 전력을 발생시키는 풍력 발전기 유닛에 있어서,The rotor (2) and the stator (1) are provided with a shaft (4), which is a rotating shaft, a rotor (2) which rotates according to the rotation of the shaft (4), and a stator (1) adjacent to the rotor (2). In the wind generator unit for generating induction power in between, 상기 고정자(1)는, 고정자 플레이트(7)에 미리 결정된 간격을 가지고 동축적으로 배열되며 각각의 내측면에 전자기장 유도 수단(17, 18)이 장착된 복수의 고정자 링(8, 9, 10)을 구비하며,The stator 1 is arranged with a plurality of stator rings 8, 9, 10 coaxially arranged at a predetermined interval on the stator plate 7 and having electromagnetic induction means 17, 18 mounted on respective inner surfaces thereof. Equipped with 상기 회전자(2)는, 회전자 플레이트(12)에 미리 결정된 간격을 가지고 동축적으로 배열되며 각각의 외측면에 전자기장 유도 수단(22, 23)이 장착된 상기 고정자 링의 수와 대응하는 수의 회전자 링(13, 14, 15)을 구비하고,The rotor 2 is arranged coaxially at predetermined intervals on the rotor plate 12 and corresponds to the number of stator rings with electromagnetic field inducing means 22, 23 mounted on their respective outer surfaces. And rotor rings 13, 14, and 15, 상기 고정자 링(8, 9, 10) 각각의 외측에 상기 회전자 링(13, 14, 15) 각각이 각각 교호하여 서로 미리 결정된 간격을 가지고 상기 샤프트(4)와 동축적으로 배치되는Outside each of the stator rings 8, 9, 10 each of the rotor rings 13, 14, 15 are alternately arranged coaxially with the shaft 4 with a predetermined distance from each other. 것을 특징으로 하는, 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛.The wind generator unit of the multi-ring structure, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 고정자 링(8, 9, 10)에 장착된 전자기장 유도 수단(17, 18)은 적층된 링 형태의 철심(17)과 권선(18)이며, 상기 회전자 링(13, 14, 15)에 장착된 전자기장 유도 수단(22, 23)은 적층된 링 형태의 철심(22)과 영구자 석(23)인 것을 특징으로 하는, 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛.Electromagnetic field induction means (17, 18) mounted on the stator rings (8, 9, 10) are iron cores (17) and windings (18) in the form of stacked rings, and said rotor ring (13). , 14, 15, characterized in that the electromagnetic field inducing means (22, 23) is a laminated ring-shaped iron core (22) and permanent magnet (23), wind generator unit of the multi-ring structure. 제 1 항에 있어서, 상기 고정자 플레이트(7)와 상기 회전자 플레이트(12)는 개방 부분을 포함하는 형태로서, 상기 고정자 링(8, 9, 10)과 회전자 링(13, 14, 15) 사이의 간격에 축방향으로 공기가 자유로이 드나들 수 있는 통로를 제공하는 형태인 것을 특징으로 하는, 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛.2. The stator plate (7) and the rotor plate (12) according to claim 1, wherein the stator plate (7) and the rotor plate (12) comprise an open portion, the stator rings (8, 9, 10) and the rotor rings (13, 14, 15). A wind turbine generator having a multi-ring structure, characterized in that it provides a passageway through which air can freely enter and exit in the axial direction.
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