KR20110006687U - 기어리스형 풍력터빈의 영구자석 발전기의 고정자 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기어리스형 풍력터빈의 영구자석 발전기의 고정자 구조를 개시한 것으로, 상기 고정자의 구조 개선을 통해 발전기 지지 구조 자체의 하중 감소와 강성을 증가시킴은 물론, 공진점 회피를 통해 발전기의 안정성을 확보한 것이다.

풍력터빈, 기어리스, 영구자석 발전기, 고정자, 지지리브

Description

기어리스형 풍력터빈의 영구자석 발전기의 고정자 구조{STATOR STRUCTURE OF PERMANENT MAGNET GENERATOR IN GEARLESS TYPE WIND TURBINE}

본 고안은 기어리스 풍력터빈의 영구자석 발전기의 고정자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기어형 풍력 터빈의 유도형 발전기보다 크고 무거운 영구자석형 발전기의 하중을 효과적으로 지지할 수 있도록 하는 기어리스형 풍력터빈의 영구자석 발전기의 고정자 구조에 관한 것이다.

풍력 발전기들은 바람 에너지를 기어박스를 포함한 드라이브 트레인에서 증속시키고 변환된 에너지는 유도형 발전기를 구동시켜 전력을 생산하는 구조로 설계되어 있다.

그러나, 바람의 세기가 강하고, 높은 타워에 발전기가 설치되기 때문에 이러한 증속기를 이용하는 드라이브 트레인은 많은 문제점을 가지고 있으며, 특히 고비용인 기어박스의 빈번한 고장은 풍력 발전기의 유지 보수에 보다 많은 비용을 소비하게 하고 있다.

그러므로, 보다 단순하고 신뢰성이 높은 기어리스형 영구자석 풍력 발전기의 개발이 필요하며, 대체적으로 외부에 회전자가 설치된 영구자석 발전기는 코일이 감겨진 회전자가 발전기의 중앙에 마련되고, 회전자가 고정자의 외측에 설치되어 회전할 수 있도록 하는 것으로, 회전자에는 다수의 영구자석이 설치되어 있다.

따라서, 기어리스형 영구자석 풍력 발전기는 같은 용량의 유도발전기에 비해 하중이 커지고, 무거워질 수 밖에 없으므로, 이러한 영구자석 발전기의 무거운 하중을 효과적으로 지지할 수 있는 고정자가 요구되고 있다.

즉, 본 고안은 기어리스형 풍력터빈의 영구자석 발전기를 효과적으로 지지할 수 있도록 고정자 구조를 개선함으로써, 발전기 지지 구조 자체의 하중 감소와 강성을 증가시킴은 물론, 공진점 회피를 통해 발전기의 안정성을 확보할 수 있도록 하는 기어리스형 풍력터빈의 영구자석 발전기의 고정자 구조를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 고안 기어리스형 풍력터빈의 영구자석 발전기의 고정자 구조는, 다수의 영구자석이 설치되면서 코일이 감겨진 회전자가 발전기의 중앙에 마련되고, 상기 회전자가 고정자의 외측에 설치되어 회전할 수 있도록 하는 기어리스형 풍력터빈의 영구자석 발전기를 구성함에 있어서, 상기 고정자는 외측커버와 회전자 잠금장치를 형성한 내측커버로 구성하되, 상기 외측커버와 내측커버는 각각 하중분산홀이 반복 형성되도록 제 1,2 지지리브로 연결 구성하고, 상기 외측커버 및 내측커버와 상기 외측커버 및 내측커버를 연결하는 상기 제 1,2 지지리브는 각각 강성 보강을 위한 제 3 지지리브에 의해 연결 구성한 것이다.

또한, 상기 제 3 지지리브는 X자 형상으로 구성된 것이다.

이 같은 본 고안은, 기어리스형 풍력터빈의 영구자석 발전기를 효과적으로 지지할 수 있도록 고정자 구조를 개선한 것으로, 이를 통해 발전기 지지 구조 자체 의 하중 감소와 강성을 증가시킴은 물론, 공진점 회피를 통해 발전기의 안정성을 확보하는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 고안의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 고정자 구조의 사시도이고, 도 2는 본 고안의 실시예에 따른 고정자 구조의 평면도이며, 도 3은 본 고안의 실시예에 따른 고정자 구조의 측면도 이다.

도 4는 본 고안의 실시예로 도 1에 대한 일측 절개상태의 사시도이고, 도 5는 본 고안의 실시예에 따른 고정자 구조의 단면도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 기어리스형 풍력터빈 영구자석 발전기는 다수의 영구자석이 설치되면서 코일이 감겨진 회전자가 발전기의 중앙에 마련될 때, 상기 회전자가 고정자(100)의 외측에 설치되어 회전할 수 있도록 한 것으로, 상기 고정자(100)는 외측커버(11)와 회전자 잠금장치(13)를 형성한 내측커버(12)로 구성된다.

이때, 상기 외측커버(11)와 내측커버(12)는 원형 링 형상을 가진 것이며, 각각 하중분산홀(21a)(22a)이 반복 형성되도록 제 1,2 지지리브(21)(22)에 의해 연결 구성된다.

이때, 상기 외측커버(11) 및 내측커버(12)와, 상기 외측커버(11) 및 내측커버(12)를 연결하는 상기 제 1,2 지지리브(21)(22)는 각각 X자 형상의 제 3 지지리브(31)를 통해 연결 구성한 것이다.

즉, 상기 제 1,2 지지리브(21)(22) 및, 상기 제 1,2 지지리브(21)(22)에 의해 형성되는 하중분산홀(21a)(22a)은 발전기의 무거운 하중을 분산시키면서 고정자(100)에 가해지는 하중을 감소시키는 1차적인 작용을 한다.

다음으로, X자 형상을 가지는 상기 제 3 지지리브(31)는 각 끝단부가 외측커버(11)와 내측커버(12), 그리고 제 1,2 지지리브(21)(22)에 연결 고정됨으로써, 상기 고정자(100)를 이루는 외측커버(11)와 내측커버(12) 및 이들을 연결하는 상기 제 1,2 지지리브(21)(22)의 강성을 보강하는 2차적인 작용을 하게 되고, 이에따라 발전기의 공진점이 효과적으로 회피될 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 고정자 구조의 사시도.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 고정자 구조의 평면도.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 고정자 구조의 측면도.

도 4는 본 고안의 실시예로 도 1에 대한 일측 절개상태의 사시도.

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 고정자 구조의 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11; 외측커버 12; 내측커버

13; 회전자 고정장치 21,22; 제 1,2 지지리브

21a,22a; 하중분산홀 31; 제 3 지지리브

100; 고정자

Claims (2)

1. 다수의 영구자석이 설치되면서 코일이 감겨진 회전자가 발전기의 중앙에 마련되고, 상기 회전자가 고정자의 외측에 설치되어 회전할 수 있도록 하는 기어리스형 풍력터빈의 영구자석 발전기를 구성함에 있어서,

   상기 고정자는 외측커버와 회전자 잠금장치를 형성한 내측커버로 구성하되,

   상기 외측커버와 내측커버는 각각 하중분산홀이 반복 형성되도록 제 1,2 지지리브로 연결 구성하고,

   상기 외측커버 및 내측커버와 상기 외측커버 및 내측커버를 연결하는 상기 제 1,2 지지리브는 각각 강성 보강을 위한 제 3 지지리브에 의해 연결 구성하는 것을 특징으로 하는 기어리스형 풍력 터빈 영구자석 발전기의 고정자 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 지지리브는 X자 형상으로 구성하는 것을 특징으로 하는 기어리스형 풍력 터빈 영구자석 발전기의 고정자 구조.

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