KR20130095669A - 제너레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각이 코일의 동심원 구조를 갖는 내부 코일 및 외부 코일을 포함하는 와인딩 배열을 구비한 제너레이터를 제공한다. 내부 코일은 내부 도체에 의해 구성되고 외부 코일은 외부 도체에 의해 구성되며, 내부와 외부 도체는 직렬로 연결된다. 투스 주위로 와인딩되는 내부 도체는 외부 도체보다 더 작은 단위 길이당 전기 저항을 가진다.

Description

제너레이터{GENERATOR}

본 발명은 각각이 코일의 동심원 구조를 갖는 내부 코일 및 외부 코일을 포함하는 와인딩 배열을 구비한 제너레이터에 관한 것이다.

제너레이터는 기계 에너지를 전기로 변환하는 것이 가능한 디바이스이다. 이러한 변환은 전도체(electric conductors) 상의 자기장의 작용에 의해 달성된다. 도체(conductors)와 자기장 사이의 상대적 움직임이 생성된다면, 도체에 기전력(electromotive force)이 발생된다.

앞서 언급된 전도체는 일반적으로 와인딩 배열로 구성되고 자기장은 일반적으로 전자석 또는 영구 자석에 의해 생성될 수 있다. 전자석은 또한 자기장을 발생시키기에 적절한 파워가 공급될 수 있는 와인딩 배열을 구비할 수 있다. 용어의 동질성의 이유로, 자기장을 발생시키는 역할을 하는 와인딩 배열은 "자기장 와인딩 배열"로 여기에 언급될 것이고, 자기장의 작용에 의해 기전력이 유도되는 와인딩 배열은 "파워 생성 와인딩 배열"로 여기에 언급될 것이다.

파워 생성과 자기장 와인딩 배열 사이의 상대적 움직임을 얻기 위해서, 파워 생성 와인딩 배열의 회전, 또는 자기장 와인딩 배열의 회전, 또는 둘 모두의 회전이 야기될 수 있다. 그러한 회전은 대응하는 와인딩 배열을 예를 들어, 블레이드를 포함하는 터빈과 작동적으로 연결하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 터빈의 회전은 예를 들어, 블레이드 상의 바람 또는 폭포 또는 증기 작용에 의해 야기될 수 있다. 이러한 증기는 예를 들어, 화석 연료 또는 핵연료일 수 있는 에너지원으로부터 생성될 수 있다.

일부 공지된 제너레이터에서, 파워 생성 와인딩 배열 및/또는 자기장 와인딩 배열의 각각은 코일의 동심원 구조를 갖는 내부 코일 및 외부 코일을 포함한다. 내부 코일은 결정된 수의 내부 도체의 층에 의해 구성되고 상응하게, 외부 코일은 결정된 수의 외부 도체의 층에 의해 구성되며, 내부 도체는 투스(tooth) 주위로 와인딩된다. 이러한 동심원 구조는 결정된 수의 도체 층을 갖는 단일 코일에 기반한 와인딩 배열에 비해서 와인딩 배열의 층의 수를 증가시키는 것을 허용한다.

자기장 와인딩 배열의 경우에, 도체층의 수가 많아질수록 더 강한 자기장을 발생시키는 것을 허용하는 반면에, 파워 생성 와인딩 배열의 경우에, 도체층의 수가 많아질수록 더 높은 전압의 유도를 허용한다.

작동에서, 코일을 통과하는 전류는 와인딩 배열이 가열되도록 한다. 도체의 과열은 제너레이터를 손상시키고 및/또는 성능을 저하시킬 수 있다.

따라서 위에 언급된 문제를 해결하는 새로운 제너레이터에 대한 요구가 여전히 존재한다. 그러한 요구를 충족시키는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명은 각각이 코일의 동심원 구조를 갖는 내부 코일 및 외부 코일을 포함하는 와인딩 배열을 구비한 제너레이터를 제공한다. 내부 코일은 내부 도체에 의해 구성되고 외부 코일은 외부 도체에 의해 구성되며, 내부 및 외부 도체는 직렬로 연결된다. 투스 주위로 와인딩되는 내부 도체는 외부 도체보다 더 작은 단위 길이(unit length)당 전기 저항을 가진다.

내부 도체와 외부 도체의 직렬 연결은 단일 도체로부터 코일의 동심원 구조를 갖는 것에 의해 달성될 수 있다. 이러한 단일 도체는 제 1 영역 및 제 2 영역을 가질 수 있고, 제 1 영역(내부 도체)은 제 2 영역(외부 도체)보다 더 작은 단위 길이당 전기 저항을 가진다. 단일 도체를 갖는 것에 대해 대안적으로, 코일의 동심원 구조는 예를 들어, 두 개의 별개의 코일(즉, 두 개의 별개의 도체)을 적절하게 브레이징하는 것에 의해 구조화될 수 있다. 언급된 별개의 도체 중 하나(내부 도체)는 언급된 별개의 도체 중 다른 하나(외부 도체)보다 더 작은 단위 길이당 전기 저항을 가진다.

본 제너레이터에서, 제안된 와인딩 배열은 작동 동안 개선된 열 거동을 제공하고, 그래서 과열의 위험이 감소된다. 내부 코일은 투스와 외부 코일 사이에 갇히는 반면에, 외부 코일은 예를 들어, 특히 전용 환기 시스템을 포함할 수 있는 제너레이터의 작동에 의해 야기된 기류에 노출될 수 있다. 이러한 기류는 내부 코일이 아닌 외부 코일을 일부 방식으로 냉각시킬 수 있다. 이러한 내부 코일의 냉각의 부족을 보상하는 방식은 외부 도체에 대해서 내부 도체의 단위 길이당 전기 저항을 감소시키는 것일 수 있다.

이처럼, 내부 도체는 이상적인 작동 조건 하에서 외부 도체보다 더 작은 열을 발생시킬 것이다. 그럼에도, 위에 언급된 기류는 내부 도체에 대해서 외부 도체의 시차 가열(differential heating)을 보상할 수 있다. 그러므로, 외부 도체의 단위 길이당 전기 저항에 대한 내부 도체의 단위 길이당 전기 저항의 적절한 비율이 제너레이터의 와인딩 배열의 열 거동을 개선할 수 있다.

일부 실시예에서, 외부 도체에 대해서 더 낮은 내부 도체의 단위 길이당 전기 저항은 외부 도체의 횡단면보다 더 큰 횡단면을 내부 도체에 부가하는 것에 의해 달성될 수 있다. 이들 실시예에 대해 대안적으로, 외부 도체에 대해서 더 낮은 내부 도체의 단위 길이당 전기 저항은 내부 도체와 외부 도체에 다른 전기 전도도를 부가하는 것에 의해 달성될 수 있다. 후자의 원칙에 따라서, 내부 도체는 외부 도체의 소재보다 더 큰 전기 전도도를 갖는 소재로 구성될 수 있다.

이전 단락의 실시예에 대해 대안적으로, 외부 도체에 대해서 더 낮은 내부 도체의 단위 길이당 전기 저항은 외부 도체에 대해서 더 큰 제너레이터 횡단면과 더 큰 전기 전도도 모두를 갖는 내부 도체로 인해 달성될 수 있다.

본 발명의 실시예의 추가적인 목적, 이점 및 특징은 설명의 검토 시에 해당기술분야의 당업자에게 명백해질 것이고, 또는 본 발명의 실시에 의해 습득될 수 있다.

본 발명의 제너레이터에서, 제안된 와인딩 배열은 작동 동안 개선된 열 거동을 제공하고, 그래서 과열의 위험이 감소된다.

본 발명의 특정 실시예는 첨부된 도면에 대한 참조와 함께, 비-제한적인 예시의 방식에 의해 다음에 설명될 것이고, 여기서:
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 와인딩 배열을 구비한 제너레이터의 개략도이고;
도 1b는 두 개의 와인딩 배열을 구비한 도 1a의 제너레이터의 단면의 확대도를 나타내고;
도 2a는 도 1b의 두 개의 와인딩 배열 중 하나의 확대도를 나타내며;
도 2b는 도 2a의 와인딩 배열의 상부도를 나타내고;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 와인딩 배열의 상부도를 나타낸다.

다음의 설명에서, 다수의 특정 세부사항이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나 본 발명이 이들 특정 세부사항 중 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다는 것이 해당 기술분야의 당업자에 의해 이해될 것이다. 다른 실시예에서, 공지된 엘리먼트는 본 발명의 설명을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 구체적으로 설명되지 않았다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 와인딩 배열을 구비한 제너레이터의 개략도이다. 본 도면은 복수의 와인딩 배열(104)을 구비한 외부 구조(101), 및 복수의 와인딩 배열(103)을 구비한 내부 구조(102)를 나타낸다. 내부 구조(102)는 제너레이터의 로터일 수 있고 외부 구조(101)는 제너레이터의 스테이터일 수 있으며, 또는 대안적으로, 내부 구조(102)가 제너레이터의 스테이터일 수 있고 외부 구조(101)가 제너레이터의 로터일 수 있다.

로터는 예를 들어, 윈드 터빈 또는 증기 터빈의 샤프트와 작동적으로 연결될 수 있다.

내부 구조(102)의 와인딩 배열(103)은 자기장 와인딩 배열일 수 있고, 외부 구조(101)의 와인딩 배열(104)은 파워 생성 와인딩 배열일 수 있다. 또는, 대안적으로, 내부 구조(102)의 와인딩 배열(103)이 파워 생성 와인딩 배열일 수 있고, 외부 구조(101)의 와인딩 배열(104)이 자기장 와인딩 배열일 수 있다.

일부 실시예에서, 제너레이터는 자기장 와인딩 배열 대신에 영구 자석에 기반할 수 있다. 이 경우에, 제너레이터는 파워 생성 와인딩 배열로서 여기에 설명된 유형의 와인딩 배열만을 가진다. 다른 실시예에서, 자기장은 영구 자석과 자기장 와인딩 배열의 조합에 의해 제너레이터에서 발생될 수 있고, 언급된 와인딩 배열 역시 이전에 설명된 동심원 구조를 갖는다.

도 1b는 도 1a의 제너레이터의 단면(105)의 확대도를 나타내고, 언급된 단면(105)은 한 쌍의 이웃하는 와인딩 배열을 구비한다. 도 1b는 예를 들어, 세일런트 폴(salient poles), 즉, 코일이 배열되는 외부 둘레 상에 복수의 투스를 포함하는 로터 구조를 나타낼 수 있다.

이웃하는 와인딩 배열의 이러한 쌍은 제 1 와인딩 배열(106) 및 제 2 와인딩 배열(107)을 구비한다. 제 1 와인딩 배열(106)은 코일의 동심원 구조를 갖는 내부 코일(106b) 및 외부 코일(106c)을 포함한다. 내부 코일(106b)은 내부 도체에 의해 구성되고 외부 코일(106c)은 외부 도체에 의해 구성되며, 내부 도체는 투스(106a) 주위로 와인딩되고, 내부 및 외부 도체는 직렬로 연결된다. 또한, 내부 도체는 외부 도체보다 더 큰 횡단면을 가진다.

내부 및 외부 도체는 예를 들어, 동선 또는 동판 금속일 수 있다. 예를 들어, 알루미늄과 같은 다른 소재 역시 사용될 수 있다.

다른 횡단면을 갖는 것에 대해 대안적으로, 내부 및 외부 도체는 내부 도체가 외부 도체의 전기 전도도보다 더 큰 전기 전도도를 나타내는 방식으로 다른 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 내부 도체는 구리로 구성될 수 있고, 외부 도체는 알루미늄으로 구성될 수 있다. 동일한 원칙에 따른 또 다른 예에서, 내부 도체는 초전도체로 구성될 수 있고 외부 도체는 구리로 구성될 수 있다.

다른 횡단면을 갖는 것에 대해 그리고 다른 전도도를 갖는 것에 대해 대안적으로, 양 파라미터의 적절한 조합이 내부 및 외부 코일을 설계할 때 고려될 수 있다. 다른 횡단면 및 전도도를 조합하는 것에 기반한 이들 실시예는 와인딩 배열에 대해 동일한 또는 유사한 열 거동을 얻는 것을 허용할 수 있다.

직렬로 연결된 다른 코일을 갖는 것에 대해 대안적으로, 내부 코일(106b) 및 외부 코일(106c)은 코일의 동심원 구조를 갖는 단일 와인딩의 다른 영역일 수 있다. 이러한 단일 와인딩은 내부 코일(106b)에 대응하는 영역이 외부 코일(106c)에 대응하는 영역보다 더 큰 횡단면 및/또는 더 큰 전도도를 가질 수 있는 방식으로 구조화될 수 있다.

제 2 와인딩 배열(107)은 도면 그 자체로부터 유도될 수 있는 바와 같이, 제 1 와인딩 배열(106)과 실질적으로 동일한 구조를 가진다. 1 와인딩 배열(106)과 제 2 와인딩 배열(107) 사이에 갭(108)이 있다는 것이 도 1b에 보여질 수 있다. 더 구체적으로, 이러한 갭(108)은 제 1 와인딩 배열(106)의 외부 코일(106c)의 영역 및 제 2 와인딩 배열(107)의 외부 코일(107c)의 영역에 의해 부분적으로 범위가 정해진다. 실제로 와인딩 배열(106, 107) 사이의 갭은 훨씬 더 작을 수 있다는 것이 명백할 것이다.

내부 구조(102) 또는 외부 구조(101)의 회전은 내부 구조(102)와 외부 구조(101) 사이에 구성되는 에어 갭 내의 에어 플럭스의 발생을 야기할 수 있다. 또한, 많은 윈드 터빈은 통상 에어 갭 및 관련된 엘리먼트(예, 내부 구조(102) 및 외부 구조(101))를 냉각시키는 역할을 하는 냉각 시스템을 포함한다. 예를 들어, 워터 서킷(water circuits)과 같은 팬 또는 다른 엘리먼트에 기반할 수 있는 이들 냉각 시스템이 와인딩 배열의 내부 및 외부 코일의 특징(횡단면, 소재...)을 규정할 때 고려될 수 있다. 예를 들어, 내부에 강력한 팬을 갖는 제너레이터에서, 외부 코일에 대해서 내부 코일의 횡단면 및/또는 전도도의 차이는 그러한 강력한 팬이 없는 윈드 터빈에서보다 더 클 수 있다.

갭(108)은 공기(예를 들어, 팬으로부터의 공기)가 순환하는 에어 갭의 구역 중 하나이고, 그래서 그것은 제 1 와인딩 배열(106)의 외부 코일(106c) 및 제 2 와인딩 배열(107)의 외부 코일(107c) 모두의 냉각을 야기한다. 그러나, 이러한 공기-기반 냉각은 내부 코일(106b, 107b)에 어떠한 영향도 미치지 않는다. 이러한 냉각 효과의 부족은 관련된 외부 코일(106c, 107c)의 도체의 횡단면 및/또는 전도도에 대해서 더 큰 각각의 내부 코일(106b, 107b)의 도체의 횡단면 및/또는 전도도를 통해 보상될 수 있다.

관련된 외부 코일(106c, 107c)의 도체의 횡단면 및/또는 전도도에 대한 각각의 내부 코일(106b, 107b)의 도체의 횡단면 및/또는 전도도의 적절한 비율은 와인딩 배열(106, 107)의 열 거동을 개선할 수 있다. 이러한 개선된 열 거동은 내부 코일(106b, 107b)과 외부 코일(106c, 107c)의 가열 사이에 더 나은 평형(equilibrium)을 얻는 점에서 달성된다. 횡단면 및/또는 전도도의 비율에 따라서, 각각의 내부 코일(106b, 107b) 및 관련된 외부 코일(106c, 107c)은 최상의 작동 조건 하에서 실질적으로 동일한 온도에 도달할 수도 있다.

외부 코일(106c, 107c)의 도체보다 더 큰 횡단면을 갖는 내부 코일(106b, 107b)의 도체를 갖는 실시예에서, 내부 코일(106c, 107c)의 도체의 횡단면에 대한 외부 코일(106b, 107b)의 도체의 횡단면의 비율은 예를 들어, 50% 내지 99%일 수 있다. 그리고, 더 구체적으로, 언급된 비율은 60% 내지 75%일 수 있다.

도 1b의 이웃하는 와인딩 배열(106, 107)의 쌍에 대해 언급된 모든 고려사항은 외부 구조(101)의 또는 내부 구조(102)의 이웃하는 와인딩 배열의 임의의 다른 쌍에 동일하게 적용된다.

도 2a는 도 1b의 두 개의 와인딩 배열 중 하나의 확대도를 나타낸다. 본 도면은 내부 코일(107b)의 도체가 와인딩되는 투스(107a), 도체가 내부 코일(107b) 주위로 와인딩되는 외부 코일(107c)을 나타낸다. 이 경우에, 내부 및 외부 코일은 동일한 수의 도체의 층(201)을 가진다. 게다가, 내부 코일(107b)의 도체 및 외부 코일(107c)의 도체는 실질적으로 동일한 높이(205)를 갖지만 다른 폭(206, 207)을 가진다. 따라서, 본 실시예에서, 외부 코일(107c)의 도체의 횡단면에 대해서 더 큰 내부 코일(107b)의 도체의 횡단면은 내부 코일(107)의 도체의 횡단면에 더 큰 폭(206)을 부가하는 것에 의해 얻어질 수 있다.

대안적인 실시예에서, 내부 코일(107b)의 도체의 더 큰 횡단면은 내부 코일(107)의 도체의 횡단면에 더 큰 높이를 부여하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 그러나, 동일한 공간 내에서, 와인딩은 더 적은 턴(더 적은 층)을 포함할 것이다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 내부 코일(107b)의 도체의 더 큰 횡단면은 내부 코일(107)의 도체의 횡단면에 더 큰 높이와 더 큰 폭 모두를 부여하는 것에 의해 얻어질 수 있다.

도 1b에 대해서 언급된 바와 같이, 내부 코일(107b)의 도체에 더 큰 횡단면을 부가하는 목적은 외부 코일(107c)에 대해서 더 작은 단위 길이당 전기 저항을 달성하는 것이다. 역시 이전에 설명된 바와 같이, 이러한 목적은 대안적으로 외부 코일(107c)의 소재보다 더 큰 전도도를 갖는 소재의 내부 코일(107b)을 구조화하는 것에 의해, 또는 양 원칙의 적절한 조합에 의해서도 도달될 수 있다.

도 2a는 또한 내부 코일(107b)의 도체층 사이의 격리층(203), 외부 코일(107c)의 도체층 사이의 격리층(204)을 나타낸다. 내부 코일(107b)과 외부 코일(107c) 사이의 격리층(202) 역시 도시된다. 이들 격리층(202-204)은 내부 코일(107b) 자체 내의 그리고 외부 코일(107c) 자체 내의, 그리고 내부 코일(107b)과 외부 코일(107c) 사이의 원치않는 전류 전송을 회피하는 기능을 한다.

도 2b는 도 2a의 와인딩 배열의 상부도를 나타낸다. 이러한 상부도는 도 1b에 도시된 시점(point of vision; 109)으로부터 취해진다. 파선은 코일의 전체 동심원 구조의 완성을 나타내고, 여기서 투스(107a)는 중심 위치를 점유하며, 내부 코일(107b)은 투스(107a)를 동심으로 포함하고, 외부 코일(107c)은 내부 코일(107b)을 동심으로 포함한다. 도 2b는 또한 도 2a의 와인딩 배열(107)의 횡단면이 얻어질 수 있는 것에 따라서 가능한 선(200-200')을 나타낸다.

도 3은 본 발명은 다른 실시예에 따라서 와인딩 배열의 상부도를 나타낸다. 이러한 상부도는 도 2b에 도시된 도면과 매우 유사하지만, 이 경우에 와인딩 배열은 동심원 구조에서 중심 위치를 점유하는 투스(107a)를 갖는 세 개의 동심으로 배열된 와인딩(또는 코일)(107b, 300, 107c)을 포함한다. 따라서, 도 2b에 대해서 본 도면의 차이점은 내부 코일(107b)과 외부 코일(107c) 사이에 중간 코일(300)이 있다는 것이다. 게다가, 이들 세 개의 와인딩(107b, 300, 107c)은 적절한 연결부(304)를 통해 직렬로 연결된다.

직렬로 연결된 다른 코일을 갖는 것에 대해 대안적으로, 내부 코일(107b), 중간 코일(300), 및 외부 코일(107c)은 코일의 동심원 구조를 갖는 단일 와인딩의 다른 영역일 수 있다. 이러한 단일 와인딩은 내부 코일(107b)에 대응하는 영역이 외부 코일(106c)에 대응하는 영역보다 더 큰 횡단면을 가질 수 있는 방식으로 구조화될 수 있다. 또한, 단일 와인딩의 구조 역시 내부 코일(107b)의 횡단면과 외부 코일(107c)의 횡단면 사이에 놓인 횡단면을 갖도록 중간 코일(300)을 고려할 수 있다.

도 3은 또한 차례로 외부 코일(107c)의 도체의 폭(301)보다 더 큰 중간 코일(300)의 도체의 폭(302)보다 더 큰 내부 코일(107b)의 도체의 폭(303)을 나타낸다. 다른 실시예에서, 예를 들어, 제너레이터의 설계, 예를 들어, 결정된 성능 요구사항 등을 달성하기 위해 필요한 도체층의 전체 수에 따라서 여러 중간 코일이 가능하다. 따라서, 제 1 중간 코일은 내부 코일(107b)을 동심으로 포함할 수 있고, 제 2 중간 코일은 제 1 중간 코일을 동심으로 포함할 수 있으며, 그렇게 계속된다. 이 경우에, 또 다른 와인딩을 포함하는 각각의 와인딩의 도체의 횡단면은 포함된 와인딩의 도체의 횡단면보다 더 작을 수 있다. 포함하는-포함된 와인딩의 도체 사이의 이러한 상대적 횡단면 관계가 다음 단락에서 더 구체화될 것이다.

단순함의 이유로 도 3의 와인딩 배열을 고려할 때, 내부 코일(107b)로부터 중간 코일(300)로의 열 전달과 중간 코일(300)로부터 외부 코일(107c)로의 열 전달이 제너레이터의 작동 동안 발생할 수 있다. 외부 코일(107c)은 중간 코일(300)로부터의 열 플럭스를 수용할 수 있고, 유사하게, 중간 코일(300)은 내부 코일(107b)로부터의 열 플럭스를 수용할 수 있다. 외부 코일만이 공기에 의해 직접 냉각될 수 있으나, 개선된 열 평형이 외부 코일(107c)에 최소한의 횡단면(301), 내부 코일(107b)에 최대한의 횡단면(303), 및 중간 코일(300)을 위해 이들(301, 303) 사이에 놓인 횡단면(302)을 부가하는 것에 의해 달성될 수 있다. 더 많은 동심원 와인딩이 동일한 투스 상에 배열될지라도, 횡단면을 결정하는 유사한 방법이 사용될 수 있다는 것이 명백할 것이다.

도시된 실시예에서, 예를 들어, 동판 도체의 두께가 아닌 폭이 변화된다. 본 발명의 일 측면은 동일한 공간 내에, 더 많은 턴을 갖는 코일이 사용될 수 있다는 것이다.

다른 횡단면(다른 폭 및/두께를 가짐)의 도체를 구비하는 것에 대해 대안적으로, 또 다른 파라미터가 동일한 또는 유사한 결과를 얻기 위해 고려될 수 있다. 이들 파라미터는 코일의 도체의 소재의 전도도이다. 따라서, 대안적인 실시예에서, 내부 코일(107b)은 외부 코일(107c)보다 더 큰 전도도를 가질 수 있고, 중간 코일(300)은 내부 코일(107b)의 전도도와 외부 코일(107c)의 전도도 사이에 있는 전도도를 가질 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 양 파라미터(횡단면 및 전도도)의 적절한 조합이 동일한 또는 유사한 결과를 얻기 위해 고려될 수 있다.

본 발명이 특정 바람직한 실시예 및 예시의 문맥에서 개시됨에도, 본 발명이 구체적으로 개시된 실시예를 넘어서 다른 대안적인 실시예 및/또는 본 발명의 용도 및 명백한 수정 및 그들의 등가물로 확장한다는 것이 해당 기술분야의 당업자에 의해 이해될 것이다. 따라서, 여기에 개시된 본 발명의 범위가 이전에 설명된 특정 개시된 실시예에 의해 한정되지 않고, 이어지는 청구항의 정확한 해석에 의해서만 결정되어야만 한다는 것이 의도된다.

Claims (17)

1. 각각이 코일의 동심원 구조를 갖는 내부 코일(107b) 및 외부 코일(107c)을 포함하는 와인딩 배열(104)을 구비한 제너레이터로서,
   상기 내부 코일(107b)은 내부 도체에 의해 구성되고 상기 외부 코일(107c)은 외부 도체에 의해 구성되며,
   상기 내부 도체는 투스(107a) 주위로 와인딩되고,
   상기 내부 도체 및 상기 외부 도체는 직렬로 연결되며,
   상기 내부 도체는 상기 외부 도체보다 더 작은 단위 길이당 전기 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 내부 도체는 상기 외부 도체보다 더 큰 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 내부 도체의 상기 횡단면은 상기 외부 도체의 상기 횡단면보다 더 큰 높이(205)를 갖는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 내부 도체의 상기 횡단면은 상기 외부 도체의 상기 횡단면의 폭(207)보다 더 큰 폭(206)을 갖는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 내부 도체의 상기 횡단면에 대한 상기 외부 도체의 상기 횡단면의 비율은 50% 내지 99%인 것을 특징으로 하는 제너레이터.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 내부 도체의 상기 횡단면에 대한 상기 외부 도체의 상기 횡단면의 비율은 60% 내지 75%인 것을 특징으로 하는 제너레이터.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 내부 도체는 상기 외부 도체보다 더 큰 전기 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 코일의 동심원 구조는 비-병행(non-overlapping) 코일의 동심원 구조인 것을 특징으로 하는 제너레이터.
9. 제 1항에 있어서,
   각각의 와인딩 배열(104)은 상기 코일의 동심원 구조에서 상기 내부 코일(107b)과 상기 외부 코일(107c) 사이에 하나 이상의 중간 코일(300)을 더 포함하고 각각의 중간 코일(300)은 상기 내부 도체의 단위 길이당 전기 저항과 상기 외부 도체의 단위 길이당 전기 저항 사이에 있는 단위 길이당 전기 저항을 갖는 중간 도체에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
10. 제 9항에 있어서,
    각각의 중간 도체는 상기 내부 도체의 상기 횡단면과 상기 외부 도체의 상기 횡단면 사이에 있는 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
11. 제 9항에 있어서,
    각각의 중간 도체는 상기 내부 도체의 상기 전기 전도도와 상기 외부 도체의 상기 전기 전도도 사이에 있는 전기 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
12. 제 1항에 있어서,
    영구 자석을 포함하는 로터(102) 및 코일의 동심원 구조를 갖는 상기 와인딩 배열(104)을 구비한 스테이터(101)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
13. 제 3항에 있어서,
    상기 내부 도체의 상기 횡단면은 상기 외부 도체(207)의 상기 횡단면보다 더 큰 폭(206)을 갖는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
14. 제 2항에 있어서,
    상기 내부 도체는 상기 외부 도체보다 더 큰 전기 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
15. 제 2항에 있어서,
    각각의 와인딩 배열(104)은 상기 코일의 동심원 구조에서 상기 내부 코일(107b)과 상기 외부 코일(107c) 사이에 하나 이상의 중간 코일(300)을 더 포함하고, 각각의 중간 코일(300)은 상기 내부 도체의 상기 횡단면과 상기 외부 도체의 상기 횡단면 사이에 놓인 횡단면을 갖는 중간 도체에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
16. 제 7항에 있어서,
    각각의 와인딩 배열(104)은 상기 코일의 동심원 구조에서 상기 내부 코일(107b)과 상기 외부 코일(107c) 사이에 하나 이상의 중간 코일(300)을 더 포함하고 각각의 중간 코일(300)은 상기 내부 도체의 상기 전기 전도도와 상기 외부 도체의 상기 전기 전도도 사이에 있는 전기 전도도를 갖는 중간 도체에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
17. 제 10항에 있어서,
    각각의 중간 도체는 상기 내부 도체의 상기 전기 전도도와 상기 외부 도체의 상기 전기 전도도 사이에 있는 전기 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 제너레이터.
    

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