KR20140024088A - 동기 발전기 - Google Patents

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KR20140024088A
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Abstract

본 발명은 동기 발전기에 관한 것이다. 상기 동기 발전기는 외부를 감싸는 프레임, 상기 프레임을 관통하여 형성되는 회전축, 중심에 상기 회전축을 결합한 회전자, 상기 회전자의 외주면에 360도를 균분하여 설치되는 복수의 코일들, 상기 복수의 코일들의 상기 회전자와 마주하지 않는 일 면에 상기 복수의 코일들을 홀딩(Holding)하는 복수의 홀딩바들 및 이웃하는 상기 복수의 홀딩바들을 연결하는 댐퍼바를 포함하는 회전자부 및 상기 복수의 코일들에 대향하게 이격적으로 감싸고, 상기 프레임의 내주면에 위치하는 고정자부를 포함한다. 상기 동기 발전기는 상기 복수의 코일들을 고정하는 복수의 홀딩바들을 연결하는 복수의 댐퍼바를 설치하여 제작비를 절감할 수 있고, 홀딩바 자체에서 전류를 단락 시켜줄 수 있다.

Description

동기 발전기{SYNCHRONOUS GENERATOR}
본 발명은 동기 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전자의 외주면에 진동을 줄이기 위한 댐퍼 및 댐퍼바를 설치하여 전력 손실 및 코일의 훼손을 방지할 수 있는 동기 발전기에 관한 것이다.
발전기는 기계적인 힘을 전기적인 힘으로 바꾸어주며 터빈에 의해 구동된다. 일일 기동 및 일일 정지가 특별한 제약 없이 가능하므로 이러한 발전기는 기저 부하 및 첨두 부하용으로 운전이 가능하다. 이러한 동기 발전기는 발전용 회전자와 고정자를 프레임의 내측에 설치한 기본 구조로 형성되고, 발전기가 동기 운전을 하기 위해서는 모든 발전기가 같은 속도로 회전하여야 하는데, 회전 동작시 발생하는 진동을 줄이기 위하여 가장 일반적으로 사용되는 것이 댐퍼를 사용하는 것이다. 이때, 사용되는 댐퍼를 고정 및 결합하기 위하여 링 구조의 댐퍼바가 설치된다.
한국공개특허 제10-2008-0126641호는 역류 방지용 보조날개가 구비된 동기발전기용 냉각 팬에 관한 것으로, 특히 동기발전기는 고정자와 회전자가 설치되는 프레임의 외측단에 냉각부가 설치된 냉각프레임을 결합하고, 그 동일 선상에 연속적으로 하향 절곡된 에어가이드가 결합 된 한 쌍의 연통홀을 형성하여 프레임과 냉각프레임을 서로 연통되게 하며, 상기 연통홀에 근접하게 다수의 보조날개가 돌출 형성된 팬을 프레임의 내측에 설치 구성하므로서, 상기 고정자와 회전자의 작동에 의해 발생되는 프레임의 내부 열기를 팬의 구동력으로 냉각프레임에 공급할 때, 팬에 구비된 주날개부와 보조날개부에 의해 프레임 측으로 공기가 역류되지 않게 되므로, 냉각 성능을 훨씬 개선시킬 수 있고, 이를 통해 동기발전기의 발전 효율을 향상시킬 수 있도록 한 역류 방지용 보조날개가 구비된 동기발전기용 냉각 팬에 관한 것이다.
한국공개특허 제10-2005-0044185호는 발전기 내의 로터 및 로터용 댐퍼 권선에 관한 것으로, 전기 기계 내의 로터는 적어도 2개의 극을 갖는 자기 코어와, 각각의 극에 대해 하나씩 대응하는 복수의 권선 조립체와, 자기 코어 및 권선 조립체의 적어도 일부를 둘러싸는 댐퍼 권선을 포함한다. 댐퍼 권선은 (i) 자기 코어의 회전축에 동심인 복수의 전기 전도성 링과 (ii) 자기 코어의 회전축에 평행하게 연장되고 각각의 링에 연결된 복수의 바아를 갖는다. 각각의 바아의 반경방향 외측 표면은 각각의 링의 반경방향 내측 표면에 각기 연결되어 있다. 자기 코어의 스핀들은 자기 코어의 직축(直軸)에 수직하게 연장된 제 1 및 제 2 평면을 갖는다. 자기 코어는 횡축(橫軸)을 따라 대향 방향으로 연장하는 제 1 및 제 2 돌출부를 포함할 수도 있다.
한국공개특허 제10-2008-0126641호 한국공개특허 제10-2005-0044185호
본 발명은 동기 발전기 내부에 위치한 복수의 홀딩바들과 복수의 댐퍼바를 구리 재질로 연결하여 복수의 홀딩바 자체에서 전류를 단락 시켜줄 수 있는 동기 발전기를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 동기 발전기는 외부를 감싸는 프레임, 상기 프레임을 관통하여 형성되는 회전축, 중심에 상기 회전축을 결합한 회전자, 상기 회전자의 외주면에 360도를 균분하여 설치되는 복수의 코일들, 상기 복수의 코일들의 상기 회전자와 마주하지 않는 일 면에 상기 복수의 코일들을 홀딩(Holding)하는 복수의 홀딩바들 및 이웃하는 상기 복수의 홀딩바들을 연결하는 복수의 댐퍼바들을 포함하는 회전자부 및 상기 복수의 코일들에 대향하게 이격적으로 감싸고, 상기 프레임의 내주면에 위치하는 고정자부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 회전자부는 상기 프레임과 상기 회전축의 사이에 위치하는 베어링을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회전자부는 상기 복수의 코일들의 외주면에 설치되어 상기 복수의 코일들의 진동을 감소시켜줄 수 있는 댐퍼바를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 댐퍼바들은 상기 복수의 홀딩바들을 연결하여 서킷(Circuit)을 이룰 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 댐퍼바들은 복수의 홀딩바들과 구리를 이용하여 연결될 수 있다.
본 발명은 동기 발전기 내부에 위치한 복수의 홀딩바들과 복수의 댐퍼바를 구리 재질로 연결하여 복수의 홀딩바 자체에서 전류를 단락 시켜줄 수 있는 동기 발전기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 발전기를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 동기 발전기의 회전자부에 대해 설명하는 단면도이다.
도 3은 도 2의 회전자부의 복수의 홀딩바들 및 복수의 댐퍼바들을 설명하는 단면도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 발전기를 설명하는 단면도이고, 도 2는 도 1의 동기 발전기의 회전자부에 대해 설명하는 단면도이며, 도 3은 도 2의 회전자부의 복수의 홀딩바들 및 복수의 댐퍼바들을 설명하는 단면도이다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 동기 발전기(100)에 대해 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 발전기(100)는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키기 위한 것으로서, 프레임(110), 회전자부(120) 및 고정자부(130)를 포함한다. 일 실시예에서, 동기 발전기(100)는 기저 부하 및 첨두 부하용으로 운전이 가능할 수 있다.
프레임(110)은 동기 발전기(100)의 외부를 감싸며 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 프레임(110)은 자계에 영향을 받지 않도록 비자성체로 이루어질 수 있다.
회전자부(120)는 프레임(110)을 관통하여 형성되는 회전축(140), 중심에 회전축(140)을 결합한 회전자(210), 회전자(210)의 외주면에 360도를 균분하여 설치되는 복수의 코일들(220), 복수의 코일들(220)의 회전자(210)와 마주하지 않는 일 면에 복수의 코일들(220)을 홀딩(Holding)하는 복수의 홀딩바들(310) 및 이웃하는 복수의 홀딩바들(310)을 연결하는 복수의 댐퍼바들(320)을 포함한다.
일 실시예에서, 회전자부(120)는 후술되는 고정자부(130)와의 전자기적 상호 작용을 통해 회전될 수 있다.
일 실시예에서, 회전자부(120)는 후술되는 고정자부(130)와 회전축(140)의 사이에서 회전축(140)의 원활한 움직임과 함께 지지대 역할을 수행하기 위하여 베어링(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 베어링은 비자성체로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 회전자부(120)는 복수의 코일들(220)의 외주면에 위치되는 복수의 댐퍼들(330)를 더 포함할 수 있다. 이러한 복수의 댐퍼들(330)는 복수의 코일들(220)의 진동을 감소시켜 전력 손실을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 회전자부(120)는 회전축(140)의 일단과 결합되고, 프레임(110)의 일단부에 위치하는 냉각팬(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이러한 냉각팬은 회전자부(120)의 구동에 의해 공기가 순환될 수 있으며, 이에 따라 동기 발전기(100) 내부의 열을 밖으로 방출 할 수 있다.
일 실시예에서, 회전자(210)는 중심이 관통된 원통형으로 구성될 수 있으며, 복수의 코일들(220)의 형상은 이러한 회전자(210)의 형태에 따라 탄력적으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 댐퍼바들(320)은 복수의 홀딩바들(310)을 연결하여 서킷(Circuit)을 이룰 수 있다.
고정자부(130)는 복수의 코일들(220)을 대향하게 이격적으로 감싸며 형성될 수 있고, 프레임(110)의 내주면에 위치한다. 일 실시예에서, 고정자부(130)는 권선을 지지하는 철심으로 형성될 수 있으며, 회전자부(120)와 상대적일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 동기 발전기
110 : 프레임
120 : 회전자부 130 : 고정자부
140 : 회전축
210 : 회전자 220 : 복수의 코일들
310 : 복수의 홀딩바들 320 : 복수의 댐퍼바들
330 : 복수의 댐퍼들

Claims (5)

  1. 외부를 감싸는 프레임;
    상기 프레임을 관통하여 형성되는 회전축, 중심에 상기 회전축을 결합한 회전자, 상기 회전자의 외주면에 360도를 균분하여 설치되는 복수의 코일들, 상기 복수의 코일들의 상기 회전자와 마주하지 않는 일 면에 상기 복수의 코일들을 홀딩(Holding)하는 복수의 홀딩바들 및 이웃하는 상기 복수의 홀딩바들을 연결하는 복수의 댐퍼바들을 포함하는 회전자부; 및
    상기 복수의 코일들에 대향하게 이격적으로 감싸고, 상기 프레임의 내주면에 위치하는 고정자부를 포함하는 동기 발전기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전자부는
    상기 프레임과 상기 회전축의 사이에 위치하는 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 발전기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회전자부는
    상기 복수의 코일들의 외주면에 설치되어 상기 복수의 코일들의 진동을 감소시켜줄 수 있는 댐퍼바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 발전기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 댐퍼바들은
    상기 복수의 홀딩바들을 연결하여 서킷(Circuit)을 이루는 것을 특징으로 하는 동기 발전기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 댐퍼바들은
    복수의 홀딩바들과 구리를 이용하여 연결되는 것을 특징으로 하는 동기 발전기.
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