KR20150049518A - 에이에프피엠 발전기 - Google Patents

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KR20150049518A
KR20150049518A KR1020130130196A KR20130130196A KR20150049518A KR 20150049518 A KR20150049518 A KR 20150049518A KR 1020130130196 A KR1020130130196 A KR 1020130130196A KR 20130130196 A KR20130130196 A KR 20130130196A KR 20150049518 A KR20150049518 A KR 20150049518A
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주계중
장영호
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신옥테크(주)
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Abstract

본 발명은 에이에프피엠 발전기에 관한 것으로써, 특히, 코일과 자석 중 적어도 하나에 설치되어 여러개의 금속판이 적층되어 형성되는 코어를 포함하여, 에이에프피엠 발전기의 효율을 향상시킬 수 있는 에이에프피엠 발전기에 관한 것이다.

Description

에이에프피엠 발전기{Axial flux permanent magnet generator}
본 발명은 에이에프피엠 발전기에 관한 것으로써, 특히, 코일과 자석 중 적어도 하나에 설치되어 여러개의 금속판이 적층되어 형성되는 코어를 포함하는 에이에프피엠 발전기에 관한 것이다.
종래의 에이에프피엠 발전기는 한국등록실용공보 제304643호에 제시된 것이 있다.
일반적으로 풍력발전시스템은 풍력에 의해 회전하는 블레이드의 회전에너지를 전기에너지로 전환시켜 각 수요자에게 전기를 공급하는 것으로 풍력발전시스템의 구조를 살펴보면, 회전축의 일측이나 상측에 수직축 또는 수평축 블레이드가 장착되고 타측에는 회전력을 증대시키는 증속기와 발전기가 장착되어, 블레이드에 의한 회전축의 회전을 증속기로 증속시킨 후 발전기를 통해 전기 에너지로 변환하게 되며, 이로 인하여 원자력이나 수력 및 화력에 비해 설치비용 및 설치면적이 적어 매우 경제적이며 환경오염을 유발하지 않는 이점이 있다.
하지만 블레이드의 크기와 포스트의 높이로 발전용량이 결정되는 풍력발전시스템은 많은 량의 풍력에너지를 얻기 위해 대형풍력발전기를 설치해야하는데, 이와 같은 발전기의 대형화에 따라 블레이드 길이와 무게는 증가되어 생산비가 많이 소모되며, 저속회전에 의한 기체역학적 사각영역이 증대되어 제작이 어려울 뿐만 아니라, 증속기의 단(Stage)증가로 증속기 효율과 자체 역학적 효율도 저하되며, 최소한
풍속 5-6m/sec이상이여야 발전이 가능한데 풍량의 변화가 심한 우리나라에 서는 시스템의 설치 및 유지보수가 어려운 등의 폐단이 발생하였다.
또한 통상의 풍력발전시스템에 장착되어 있는 BLDC(Brushless Direct Current) 발전기의 일종인 Radial Flux형 발전기는 Radial 형태로 축 방향 길이가 길게 형성되어 있고, 내부에 장착된 회전자에는 core가 형성되어 있으며, 고정자에는 유도코일이 삽입되는 slot이 형성되어 있다.
상기와 같이 회전자와 고정자에 core와 slot이 형성되어 있음으로 인하여 공극에서의 자속밀도 분포가 불규칙적으로 발생하고 이로 인하여 철손, 코깅 토크가 증대되고, 회전속도는 1000rpm~3000rpm 정도로 낮으며, 저속 혹은 고속을 요구하는 기계에는 직접 장착시킬 수없어 기어 또는 도르래 등을 이용해야할 뿐만 아니라, 상기 부수적인 장치로 인한 설치 면적과 중량이 증가하여 작동 효율이 감소되며, 유지보수도 번거러운 등의 문제점이 발생하였다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 AFPM(Axial Flux Permanent Magnet) 전동기를 풍력발전시스템에 적용하였으나, 발전기의 효율이 낮은 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 에이에프피엠 발전기의 효율을 향상시킬 수 있는 에이에프피엠 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에이에프피엠 발전기는, 코일과, 상기 코일의 상부 또는 하부에 배치되는 자석을 포함하며, 상기 코일과 상기 자석 중 적어도 하나에 설치되어 여러개의 금속판이 적층되어 형성되는 코어를 포함한다.
전술한 구성에서, 상기 코어는 링형상으로 형성되며, 상기 코어는 상기 코일에 설치되는 제1코어와, 상기 자석에 설치되는 제2코어를 포함하며, 상기 코어에는 상기 코일 또는 상기 자석이 설치될 수 있도록 체결공이 형성되어 있을 수 있고, 상기 자석 및 상기 제2코어를 둘러싸는 일측하우징이 더 구비되며, 상기 일측하우징에는 구동축이 연결되고, 상기 일측하우징에는 상기 제2코어가 안착되는 안착홈이 형성되어 있을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 에이에프피엠 발전기에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
코일과 자석 중 적어도 하나에 설치되어 여러개의 금속판이 적층되어 형성되는 코어를 포함하여, 에이에프피엠 발전기의 5%이상 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에이에프피엠 발전기 분리사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에이에프피엠 발전기 결합 사시도(일측하우징 분리).
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에이에프피엠 발전기 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 에이에프피엠 발전기는, 코일(320)과, 상기 코일(320)의 상부 또는 하부에 배치되는 자석(220)을 포함하며, 상기 코일(320)과 상기 자석(220) 중 적어도 하나에 설치되어 여러개의 금속)이 적층되어 형성되는 코어를 포함한다.
코일(320)은 중심을 향할수록 양단 사이간격이 좁아지도록 타원형으로 권선되어 여러개 형성된다.
여러개의 코일(320)은 원주방향을 따라 서로 이격되도록 배치된다.
자석(220)은 영구자석 또는 전자석으로 여러개 구비되어 코일(320)의 상부 또는 하부에 배치된다.
자석(220)에는 체결공(222)이 내측과 외측에 하나씩 형성되어 있다.
자석(220)은 중심을 향할수록 양단 사이간격이 좁아지도록 사다리꼴과 유사한 형상으로 형성되며, 여러개의 자석(220)은 원주방향을 따라 서로 이격되도록 배치된다. 자석(220)은 코일(320)과 일직선상에 배치된다.
본 실시예에서, 자석(220)은 코일(320)의 하부에만 배치된다. 이와 다르게, 자석(220)은 코일(320)의 상부 및 하부에 배치되며, 상부 및 하부에 배치되는 자석은 극성이 서로 다르도록 배치될 수 있다.
상기 코어는 코일(320)과 자석(220) 중 적어도 하나에 설치되어 여러개의 링형상의 금속이 축방향을 따라 적층되어 형성된다.
상기 코어는 중심부에 구멍이 형성된 링형상으로 형성된다.
상기 코어는 전기강판으로 형성될 수 있다.
상기 코어는 코일(320)에 설치되는 제1코어(310)와, 자석(220)에 설치되는 제2코어(210)를 포함한다.
제1코어(310)는 코일(320)의 상부에 배치된다.
제1코어(310)는 제2코어(210) 보다 두께가 두껍게 구비될 수 있다.
제1코어(310) 및 제2코어(210)에는 내주면과 외주면에 반원형상의 절개홈(311, 211)이 여러개 형성된다.
제2코어(210)는 자석(220)이 설치될 수 있도록 체결공(212)이 형성되어 있다. 이와 같은 체결공(212)으로 인해 자석(220)과 제2코어(210)를 용이하게 결합시킬 수 있다.
나아가, 자석(220) 및 제2코어(210)를 둘러싸는 일측하우징(100)이 더 구비될 수 있다.
일측하우징(100)에는 구동축(400)이 관통되는 관통공이 형성되어 있다.
일측하우징(100)의 상부에는 제2코어(210)가 안착되는 안착홈(110)이 형성되어 있다.
또한, 일측하우징(100)의 상부에는 안착홈(110)과 이격되며 안착홈(110)의 내측에 배치되는 돌출부(120)가 형성되어 있다.
일측하우징(100)의 하부에는 구동축(400)의 외주면(410)에 형성되는 플랜지부(410)가 안착되는 플랜지안착홈이 형성된다.
플랜지부(410)는 상기 플랜지안착홈에 안착되어 일측하우징(100)에 고정될 수 있다. 즉, 일측하우징(100), 구동축(400), 제2코어(210), 자석(220)은 서로 연결되어 동시에 회전한다.
도시되어 있지는 않지만 코일(320) 및 제1코어(310)를 지지하는 타측하우징(미도시)이 구비될 수 있다.
상기 타측하우징은 일측하우징(100)에 대해 회전가능하다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 작용을 설명한다.
본 실시예의 발전기는 풍차조립체(미도시)에 연결되어 풍력발전기에 적용될 수 있다.
상기 풍차조립체의 블레이드가 바람에 의해 회전되면 이러한 회전력은 구동축(400)에 전달되고, 구동축(400)이 회전되게 되면 일측하우징(100) 및 제2코어(210) 및 자석(220)은 동시에 코일(320) 및 제1코어(310)에 대해 회전되게 되어 발전되게 된다.
이러한 AFPM방식의 발전기에 적층체인 상기 코어가 구비되어, 발전효율이 더욱 향상된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 일측하우징 210 : 제2코어
220 : 자석 310 : 제1코어
320 : 코일 400 : 구동축

Claims (3)

  1. 코일;
    상기 코일의 상부 또는 하부에 배치되는 자석을 포함하며,
    상기 코일과 상기 자석 중 적어도 하나에 설치되어 여러개의 금속판이 적층되어 형성되는 코어를 포함하는 에이에프피엠 발전기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코어는 링형상으로 형성되며,
    상기 코어는 상기 코일에 설치되는 제1코어와, 상기 자석에 설치되는 제2코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이에프피엠 발전기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 코어에는 상기 코일 또는 상기 자석이 설치될 수 있도록 체결공이 형성되어 있고,
    상기 자석 및 상기 제2코어를 둘러싸는 일측하우징이 더 구비되며,
    상기 일측하우징에는 구동축이 연결되고,
    상기 일측하우징에는 상기 제2코어가 안착되는 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 에이에프피엠 발전기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018079926A1 (ko) * 2016-10-24 2018-05-03 전자부품연구원 엑시얼 모터의 회전자 및 이를 이용한 엑시얼 모터

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WO2018079926A1 (ko) * 2016-10-24 2018-05-03 전자부품연구원 엑시얼 모터의 회전자 및 이를 이용한 엑시얼 모터

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