KR20110084868A - 부하에 의한 역회전 자장 감소 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직류 또는 교류 발전기에서 부하량에따라 고정자 코일에서 발생되는 자장으로 인하여 회전에 저항이 생김으로써 에너지소비증가와 장비소손 등의 영향을 감소하고자 발명하게 된것이다.
본발명은 도1 에서와 같이 발전기 내부에 발전기가 회전축(3)을 공유하며 1차측 발전기와 2차측 발전기로 나뉘어 발전하는 구조로 병렬연결로 출력 된다.
1차측 발전기의 기전력으로 2차측발전기에서 발전하여 생성된 기전력이 흐르며발생되는 역회전자장을 상쇄시키며 1차측 발전기와 2차측 발전기가 병렬연결 출력하게 되는 구조로 발전기의 회전을 방해하는 자장은 1차측 발전기만 영향받고 2차측 발전기는 부하량에 관계없이 일정한 무부하상태의 회전저항을 유지하게하여 부하량에 따른 회전 저항을 절반(1/2)으로 감소하게 되는 효과를 보게 만들 발명이다

Description

부하에 의한 역회전 자장 감소 발전기{omitted}

직류 또는 교류발전기에 잇어서 발전하여 부하를 걸때 발생되는 역회전 자장을 감소 시키는 발전기에 관한것이다.

일반적으로 발전기는 자속을 나타내는 계자와 자속의 변화율로 기전력을 발생시키는 고정자와 코일로 이루어져 있다. 고정자(stator)코어에 권선하는 방법도 계자의 극수에 따라 여러 방법으로 종류가 다양하다.

전기의 발전원리는 자속을 나타내는 계자가 회전한다고 볼때 고정자코어에 자장의 변화를 주고 고정자코어에 감긴 코일에서 기전력이 발생하여 흐르며 전기를 생산하게 된다. 이 때 고정자코일에서 발전기 회전을 방해하는 자장이 형성되는데 이 자장이 계자의 회전을 방해하는 자장으로 나타나게된다.

상세하게 설명하자면 회전하는 계자가 고정자 코일에 진입시에는 계자와 같은 극의 자장이 코일에서 발생시켜 반발력을 나타내고 빠져나갈시에는 반대극을 형성 끌어 당김으로 회전을 방해하게된다.

이러한 역회전 자장으로 기전력을 생산 사용시 부하량에 따른 에너지소모가 증가된다

상기에서와 같이 본 발명은 발전기의 기전력이흐르며 고정자(stator)코일에서 발생되는 역회전 자장을 감소시켜 부하량에 따른 회전 저항을 줄이는 것을 목적으로 한다

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 발명의 구성을 살펴보자면 본 발명은 이해를 돕기위해 단상,3상 교류발전기 모두 가능하지만 도1에서와 같이 발명의 원리를 발전기내부를 단상 교류발전기로 간략하게 구성하엿다.

본 발명은 도1에서와 같이 발전기 내부에 회전축(3)을 공유하는 1차측 발전기(1)와 2차측 발전기(2)로 두대가 설치된 형태와 같고 각각의 발전측에서 발전된 기전력이 병렬연결(11)로 출력 구조를 이루게 된다.

회전축(3)을 공유한 1차측발전기(1)의 회전자 계자(4)와 2차측 발전기(2)의 회전자 계자(5)는 자속과 극의 위치가 동일하게 구성된것으로 여기에서 회전자계자는 자속을 나타내고 회전하는 계자로 영구자석이나 전기여자로 구성할수잇다.

여기까지의 구성을 살펴보면 발전기내부에 일반적 기존의 발전기 2대를 회전축(3)을 중심으로 좌우에 배치한것과 같다.

1차측 발전기(1)와 2차측 발전기(2)가 상이한것은 고정자코어에 도선을 권선한 것이 다르게 구성되어 본 발명의 과제를 해결하는데 살펴보면 1차측 발전기(1)의 고정자 코어(6)의 코일(8)에서 나온 도선을 2차측 발전기 고정자코어(7)에 1차측 발전기 고정자코어(6)에감긴 코일(8) 길이의 절반(1/2)길이로 감는데 이때 2차측 발전기(2) 고정자코일(9)과 함께감는다.2차측 발전기(2)고정자 코일(9)길이도 1차측 발전기(1) 고정자코일(8)의 길이의 절반(1/2)길이로 한다.코일(9)와 코일(10)의 길이는 같다.

1차측 발전기(1)와 2차측 발전기(2)의 출력도선은 도1의 병렬연결 결합지점(11)에서와 같이 연결되어 출력 구조를 이루게 된다.

도2 는 1차와2차발전기의 코일 배치 개략적으로한 도면으로 고정자코어(7)에 감긴 코일(110)과 코일(120)의 구조의 보면 전류(I)의 흐름이 서로 반대방향으로 흐르기때문에 전류가 흐르며 발생되는 자장이 전자기유도작용으로 서로 상쇄되고 기전력 또한 서로 발생하여 감소되엇던 기전력이 다소 상승하는 구조를 볼수잇다.

전체적으로 보자면 발전기 내부에 두대의 발전기가 회전축(3)을 공유하며 계자가 회전하여 발전하는 형태로 상이한것은 양측의 발전기 고정자에 권선하는 것이 다르게 구성하여 병렬연결(11)로 출력 구조를이루고 부하를 걸때 1차측 발전기(1)만 역회전 자장으로 회전 저항이 발생하게되고 2차측 발전기(2)는 부하량에따른 회전저항을 받지않고 항상 무부하 상태의 일정한 회전저항만 받게 구조된것이다.

상기와 같은 구조로 본발명은 1차측 발전기(1)와 2차측 발전기(2)가 병렬로 연결되 출력구조를이루며 전기를 생산하여 부하가 걸렷을때 전류가 양측 발전기로 나뉘어 흐르며 고정자코일에서 발생하는 역회전자장을 1차측 발전기(1)에만 회전저항이 나타나고 2차측 발전기는 부하량에따른 회전저항이 발생하지않도록 한 것으로 부하량에 따른 회전 저항을 절반(1/2)으로 감소 시키는 효과를 볼수있다.

도1. 발전기의 동작원리 전개도
도2. 발전기의 고정자 코일 배치 개략도

본 발명의 작용의 실시예를 보자면,

1차측 발전기(1)고정자코일(8)에서 발생된 기전력이 2차측 발전기 고정자코어(7)에 감긴 코일(10)을 흐르며 2차측 발전기(2)의 회전자 계자(5)의 자장으로 기전력이 절반(1/2)으로 감소되어 흐르고 ,이와함께 2차측 발전기(2) 고정자코일(9)에서도 2차측 회전자 계자(5)의 영향으로 기전력이 발생되는데 코일(9)의 길이가 1차측 발전기 코일(8)길이의 절반이므로 기전력의 크기는 코일(10)의 크기와 같게 발전된다. 2차측 발전기 코어(7)에 감긴 코일 (9)와 코일(10)의 길이가 같기에 똑같이 발전되어진 기전력이 서로 반대방향으로 흐르며 도선에서 유도되는 자장을 상쇄 시키며 상호간 전자기유도 기전력으로 흐르던 기전력보다 다소 상승하며 역회전 자장을 상쇄시키게 되고 병렬연결(11)로 출력구조를 이루게 되므로 부하가 걸렷을 시에 부하량은 1차발전기(1)와 2차발전기(2)로 나뉘어 흐르게되고 역회전 자장의 영향은 1차 발전기(1)에만 나타나게 되고 2차 발전기(2)는 부하량에 따른 영향을 전혀 받지않고 무부하 상태시와 같이 항상 일정한 회전 저항으로 회전하게된다. 따라서 부하량에따른 회전 저항을 절반(1/2)가량 감소하게 되므로 회전하는데 필요한 에너지를 감소시킬수있는 구조이다.

1; 1차측 발전기 2; 2차측 발전기
3; 회전축 4; 1차측 회전자 계자
5; 2차측 회전자 계자 6; 1차측 발전기 고정자 코어
7; 2차측 발전기 고정자 코어 8; 1차측 발전기 고정자 코일
9; 2차측 발전기 고정자 코일
10; 1차측 발전기의 고정자 코일(8)에서 연결된 도선을 2차측 발전기 고정자 코어(7)에 감은 코일
11; 1차측 발전기와 2차측 발전기의 병렬연결 결합지점
100; 1차측 발전기 고정자 코일 110; 2차측 발전기의 고정자 코일
120; 1차측 발전기 고정자코일(100)과 연결된 도선을 2차측 발전기 코어(7)에 감은 코일
130; 1차측 발전기와 2차측 발전기의 병렬연결 결합지점

Claims (3)

1. 부하량에 따라 발생하는 역회전 자장을 감소시키는데 있어서
   도1 같이 발전기 내부에 1차측 발전기(1)와 2차측 발전기(2)가 회전축(3)을 공유하게 구성하여 회전하는 회전자 계자를 구성하고 1차측 발전기 고정자코일(8)에서 나온 도선이 코일(10)과 2차측 발전기 고정자코일(9)을 2차측 발전기 고정자 코어(7)에 1차측 발전기 고정자코일(8)길이의 절반(1/2)길이로 함께감아 상호 발전된 기전력이 같아지게 구성된상태로 기전력이 서로반대로 흐르게하여 전자유도 자장을 상쇄하며 기전력또한 전자유도로 상승하게되는 구조로 하여 병렬연결로 출력을 이루고 부하를 걸었을때 1차발전기(1)에만 역회전 자장이 발생되고 2차발전기는 역회전 자장을 상쇄 시켜 부하량에 관계없이 항상 일정한 회전 상태를 유지하게 구성한것을 특징으로 한 발전기
2. 제1항에 있어서 2차 발전기(2)와 같은 구조로 2차 발전기 고정자코일(9)와 1차 발전기에서 나온 도선을 감은 코일(10)이 고정자코어(7)에 함께 감기며 각 코일(9)와 코일(10)의 길이는 같고 길이는 1차 발전기 고정자코일(8)의 길이의 절반(1/2)으로 하여 상호간 기전력을 맞추게 구성하여 기전력이흐르며 전자기유도현상으로 자장 상쇄와 더불어 기전력의 상승 효과도 발생하는 구조로 회전저항이 부하량에 관계없이 항상 일정한 무부하 상태의 회전을 유지하는것을 특징으로 하는 발전기
3. 제1항에 잇어서 역회전 자장 감소하기 위하여 1차측 발전기의 기전력을 이용해 2차측 발전기의 역회전 자장을 상쇄 시키듯이 1차측발전기의 기전력과 같이 타 기전력을 사용하여 2차 발전기의 고정자 코일의 역회전 자장을 상쇄 시키는 구조를 특징으로 하는 발전기.

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