KR20160111680A - 동기전동기 및 그 구동방법 - Google Patents

동기전동기 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

동기전동기가 개시된다. 복수의 치가 원주 방향으로 배열되고, 복수의 치 중 적어도 하나의 치(tooth)는 제1 신호를 공급받는 제1 권선 및 제1 신호보다 크기가 작은 제2 신호를 공급받는 제2 권선이 함께 형성된, 고정자 및 고정자의 제2 신호에 의한 필드(field)로부터 회전자 필드를 형성시키고 회전자 필드와 제1 신호로부터 형성되는 고정자 필드의 상호 작용을 통하여 고정자 내측에서 회전하는 회전자를 포함한다.

Description

동기전동기 및 그 구동방법{Brushless Synchronous Motor and Operating Method thereof }
본 발명은 브러쉬리스 동기전동기 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고정자에 두 개의 서로 다른 신호를 공급하여 회전자 필드를 생성하는 동기전동기 및 그 구동방법에 관한 것이다.
동기전동기 (synchronous motor, SM)은 고정자의 회전하는 자기필드에 동기하여 회전자가 일정한 속도로 회전할 수 있는 전동기를 말할 수 있다. 동기전동기의 회전자는 가변하는 전압 환경 속에서도 일정한 회전 속도를 유지할 수 있는 장점이 있다.
이러한 동기전동기에는 영구자석 동기전동기(Permanent magnet synchronous motor, PMSM)와 계자권선형 동기전동기(wound rotor synchronous motor, WRSM)가 있다.
영구자석 동기전동기는 회전자 자계(flux)를 발생시키기 위하여 영구자석을 이용할 수 있다. 영구자석 동기전동기는 부하나 전압의 흔들림에도 불구하고 전력원의 주파수에 동기하여 고정된 속도를 제공할 수 있으며, 높은 효율과 높은 토크 밀도의 우수한 성능을 이유로 다양한 산업 및 가정용 응용 프로그램에 널리 사용되고 있다. 특히 영구자석 동기전동기는 모터의 설계 사양에 허락하는 범위 내에서 메인 주파수에 동기하여 고정된 속도를 제공할 수 있다는 점에서 유용할 수 있다. 그러나 희토류 자석은 단가가 비싸기 때문에 적용에 한계를 가지고 있다.
이에 비해 계자권선형 동기전동기는 영구자석 전동기와 달리 영구자석을 사용하지 않으므로 비용 면에서 장점을 가지고 있다. 계자권선형 동기전동기는 회전자에 영구자석 대신에 필드권선(field winding)을 사용하며, 이 때 필드권선은 회전자 자장을 생성하기 위하여 DC 전류를 인가받는다.
그러나, 회전자의 필드권선이 전류를 인가받음에 있어서, 브러쉬(brush) 또는 슬립링(slip-ring)이 사용되는 구조이다. 따라서, 계자권선형 동기전동기는 자기장 손실 및 관리에 어려움을 발생시키게 된다.
미국 특허등록번호 US 8,928,199
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 브러쉬 및 슬립링을 사용하지 않는 계자권선형 동기전동기를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 고정자 권선으로부터 회전자 필드를 형성하는 계자권선형 동기전동기를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기의 기술적 과제에 의하여 제한되지 아니하며 이하의 설명에 의하여 보다 명확하게 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기는 복수의 치가 원주 방향으로 배열되고, 상기 복수의 치 중 적어도 하나의 치(tooth)는 제1 신호를 공급받는 제1 권선 및 상기 제1 신호보다 크기가 작은 제2 신호를 공급받는 제2 권선이 함께 형성된, 고정자; 및 상기 고정자의 상기 제2 신호에 의한 필드(field)로부터 회전자 필드를 형성시키고 상기 회전자 필드와 상기 제1 신호로부터 형성되는 고정자 필드의 상호 작용을 통하여 상기 고정자 내측에서 회전하는 회전자;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 상기 제1 및 상기 제2 권선은 단일 치에 2층으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 상기 제1 신호는 상기 제2 신호보다 크기가 n 배이고, 상기 제1 및 제2 신호의 위상과 주파수는 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기는 제1 및 제2 인버터를 더 포함하며, 상기 제1 인버터는 상기 제1 권선에 상기 제1 신호를 공급하고 상기 제2 인버터는 상기 제2 권선에 상기 제2 신호를 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 상기 회전자는 여자권선, 정류기 및 필드권선을 포함하며, 상기 제2 신호에 의한 필드는 상기 회전자의 여자권선, 정류기 및 필드권선을 거쳐서 회전자 필드로 변환될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 상기 고정자의 극 수와 상기 회전자의 필드권선의 극 수는 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 상기 제1 신호가 상기 제2 신호보다 크기가 n 배 큰 경우, 상기 고정자의 극 수는 상기 여자권선 극 수의 n 배일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 상기 고정자는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 통하여 동시에 공급받아 복합 하모닉을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 상기 회전자 필드가 상기 제2 신호에 의한 필드로부터 형성됨으로써, 상기 회전자는 별도의 영구자석 없이 토크를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기 구동방법은 복수의 치가 원주 방향으로 배열되고, 상기 치에 메인신호를 공급받는 메인권선과 서브신호를 공급받는 서브권선을 포함하는 고정자가, 상기 메인신호로부터 메인 하모닉(main harmonic)을 형성하고, 상기 서브신호로부터 서브 하모닉(sub harmonic)을 생성하는 제1 단계, 상기 고정자의 내측에 위치한 회전자가, 상기 서브 하모닉으로부터 회전자 필드를 생성하는 제2 단계, 및 상기 회전자 필드 및 상기 메인 하모닉의 상호 연동에 의하여 상기 회전자에 회전자 토크가 발생하는 제3 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기 구동방법의 상기 제2 단계는 상기 서브 하모닉으로부터 상기 회전자의 여자권선, 정류기 및 필드권선을 거쳐서 회전자 필드를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영구자석 전동기는 적어도 두 개 이상의 서로 다른 신호를 고정자 권선에 인가하고, 서로 다른 신호 중 하나는 회전자로 하여금 회전자 필드를 생성하게 하고 생성된 회전자 필드는 고정자에 인가된 서로 다른 신호 중 또 다른 신호와 상호 연동하여 토크를 발생할 수 있으므로, 손실을 최소화하고 유지 관리에 소요되는 비용을 최소화하는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 권선에 전류를 공급하는 인버터를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 여자권선과 필드권선의 전류를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 구동방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기(100)는 고정자(110), 회전자(130)을 포함하며, 상기 고정자(110)는 메인권선(114) 및 서브권선(112)을 포함하며, 상기 회전자(130)는 여자권선(134) 및 필드권선(132) 그리고 미도시된 정류기를 포함할 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 상술하기로 한다.
상기 고정자(110)는 내측에 중공을 포함하는 원통형으로 생성될 수 있고, 상기 회전자(130)는 상기 고정자(110)의 내측의 중공에 인입된 상태에서 축 방향으로 회전할 수 있다. 상기 고정자(110)는 상기 회전자(130)가 회동할 수 있도록 자계를 생성하는 권선을 포함할 수 있다. 상기 권선은 예를 들어 교류를 인가받아 자기장을 형성할 수 있다. 상기 고정자(110)의 권선은 3상으로 구동할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 고정자(110)는 상기 고정자(110)의 원통형 내측에 배열되는 복수의 치를 포함할 수 있다. 상기 치들에는 권선이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 고정자(110)는 메인권선(114) 및 서브권선(112)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 A1, B1, C1은 각각 A상, B상, C상을 가지는 서브권선을 의미하며, A2, B2, C2는 각각 A상, B상, C상을 가지는 메인권선을 의미할 수 있다.
상기 메인권선(114) 및 상기 서브권선(112)은 예를 들어, 동일한 치에 함께 형성될 수 있다. 다시 발해, 상기 메인권선(114)과 상기 서브권선(112)은 동일한 치에 층을 형성하여 함께 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 메인권선(114)이 상기 서브권선(112) 보다 반경방향으로 바깥쪽에 위치할 수 있고, 이와 반대로 상기 서브권선(112)이 상기 메인권선(114) 보다 반경방향으로 바깥쪽에 위치할 수 있다. 상기 메인권선(114)과 상기 서브권선(112)이 더블 레이어로 형성되므로, 치의 공간 효율이 증가된다. 이하 설명의 편의를 위하여 메인권선은 제1 권선으로 호칭되고 서브권선은 제2 권선으로 호칭될 수 있다.
상기 메인권선(114) 및 상기 서브권선(112)은 서로 다른 신호를 인가받을 수 있다. 예를 들어, 상기 메인권선(114)은 상기 서브권선(112) 보다 n배 큰 신호를 인가받을 수 있다. 이 때, 상기 메인권선(114)과 상기 서브권선(112)이 인가받는 신호는 크기는 서로 다르고 위상과 주파수는 동일한 교류 신호일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 메인권선(114)이 인가받는 신호의 크기는 상기 서브권선(112)이 인가받는 신호의 2배인 경우를 상정하기로 한다.
권선은 인가받은 전류에 대응하여 자기장을 형성하는 바, 상기 메인권선(114)과 상기 서브권선(112)은 상기 고정자(110)와 상기 회전자(130) 사이에서 에어갭 하모닉(airgap harmonic)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 메인권선(114)은 메인 하모닉(main harmonic)을 형성할 수 있고, 상기 서브권선(112)은 서브 하모닉(sub harmonic)을 형성할 수 있다. 상기 메인권선(114)이 상기 서브권선(112) 보다 2배 큰 전류를 인가받는 경우, 주파수 관점에서 상기 메인권선(114)은 상기 서브권선(112) 보다 주파수가 2배 큰 하모닉을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 메인권선(114)과 상기 서브권선(112)은 동시에 신호를 인가받음으로써, 메인 하모닉과 서브 하모닉을 동시에 생성할 수 있다.
상기 회전자(130)는 상기 고정자(110)에 의하여 생성된 자계에 대응하여 축 방향으로 회전할 수 있다. 상기 회전자(130)는 예를 들어, 여자권선(134), 정류기, 계자권선(132)를 포함할 수 있다.
상기 회전자(130)는 상기 고정자(110)의 서브권선(112)에 의한 자계로부터 유도되는 회전자 필드를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 회전자(130)는 상기 서브권선(112)에 의한 자계에 의하여 여자권선(134), 정류기, 계자권선(132)을 거쳐서 회전자 필드를 형성할 수 있다.
이 때, 상기 회전자(130)는 상기 회전자(130)에 의하여 생성된 회전자 필드와 상기 고정자(110)의 메인권선(114)에 의하여 생성된 고정자 필드의 상호작용으로부터 토크를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 고정자(110)의 극 수는 상기 회전자의 필드권선(132)의 극 수와 동일할 수 있다. 이에 따라 상기 고정자(110)의 메인권선(114)에 의하여 생성된 고정자 필드와 상기 회전자(130)에 의하여 생성된 회전자 필드는 상호 연동할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 고정자(110)의 메인권선(114)과 서브권선(112)에 인가되는 신호의 크기가 n배 차이나는 경우, 상기 고정자(110)의 극 수는 상기 여자권선(134) 극 수의 n배 일 수 있다. 예를 들어, 상기 고정자(110)의 메인권선(114)에 인가되는 신호가 상기 서브권선(112)에 인가되는 신호의 2배인 경우, 상기 고정자(110)의 극 수는 상기 여자권선(134) 극 수의 2배 일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 권선에 전류를 공급하는 인버터를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 고정자(110)의 메인권선(114) 및 서브권선(112)은 각각 전류를 인가받아야 하기에 전류 공급 인버터를 필요로 한다. 이 때, 상기 고정자(110)의 메인권선(114)와 서브권선(112)은 각각 별개의 인버터를 통하여 전류를 인가받을 수 있다. 도 2를 참조하면, 메인인버터(124) 및 서브인버터(122)를 통하여 상기 고정자(110)의 메인권선(114)과 서브권선(112)은 각각 전류를 인가받을 수 있다.
상기 메인인버터(124)는 제1 인버터로 호칭될 수 있으며, 상기 메인 인버터(124)는 상기 고정자의 메인권선(114)에 전류를 인가할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 메인인버터(124)는 상기 메인권선(114)의 3상에 해당하는 A2, B2, C2에 전류를 인가할 수 있다.
상기 서브인버터(122)는 제2 인버터로 호칭될 수 있으며, 상기 서브인버터(122)는 상기 고정자의 서브권선(112)에 전류를 인가할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 서브인버터(122)는 상기 서브권선(112)의 3상에 해당하는 A1, B1, C1에 전류를 인가할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 메인인버터(124)는 상기 서브인버터(122) 보다 크기가 n배 예를 들어, 2배 큰 전류를 대응되는 권선에 인가될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자의 회로도이다.
도 3을 참고하면 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자(130)는 여자권선(134), 정류기(136) 및 필드권선(132)을 포함할 수 있다.
상기 여자권선(134)은 상기 고정자(110)의 서브권선(112)에 의하여 생성된 서브 하모닉에 의하여 여기될 수 있다. 상기 정류자(136)는 상기 여자권선(134)에 의하여 여기된 신호를 정류할 수 있다. 상기 필드권선(132)은 상기 정류자(136)에 의하여 정류된 신호를 통하여 회전자 필드를 생성할 수 있다.
이에 따라 생성된 회전자 필드는 상기 고정자(110)의 메인권선(114)에 의하여 생성된 고정자 필드와 상호 연동하여 토크를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동원리를 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 여자권선과 필드권선의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
상기 고정자(100)의 메인권선(114)은 상기 메인인버터(124)로부터 제1 전류를 인가받고, 상기 고정자(100)의 서브권선(112)은 상기 서브인버터(122)로부터 제2 전류를 인가받을 수 있다. 이 때, 상기 제1 전류의 크기는 상기 제2 전류 보다 2배 클 수 있다. 이에 따라 상기 메인권선(114)은 제1 신호를 통하여 메인 하모닉을 생성하고 상기 서브권선(112)은 제2 신호를 통하여 서브 하모닉을 생성할 수 있다. 따라서, 상기 메인권선(114) 및 서브권선(112)은 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 복합 에어갭 자계를 생성할 수 있다.
도 4(b)에 도시된 상기 서브권선(112)에 의한 서브 하모닉은 상기 회전자(130)의 여자권선(134), 정류기(136) 및 상기 필드권선(132)을 순차적으로 거쳐서 회전자 필드를 형성할 수 있다. 도 5를 참조하면, 제1 전류가 제2 전류보다 2배 큰 경우 필드권선(132)의 신호는 여자권선(134) 신호보다 2배의 주파수를 가질 수 있다.
이에 따라, 도 4(c)에 도시된 상기 고정자(110)의 메인권선(114)에 의한 메인 하모닉인 고정자 필드는 회전자(130)에 의하여 생성된 회전자 필드와 상호작용하여 토크가 생성되게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 구동방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한 동기전동기의 구동방법임은 물론이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 구동방법은 고정자가 메인 하모닉과 서브 하모닉을 생성하는 단계[S100], 회전자가 서브 하모닉으로부터 회전자 필드를 생성하는 단계[S120], 메인 하모닉과 회전자 필드의 상호연동에 의해 토크가 생성되는 단계[S120]을 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 단계에 대하여 설명하기로 한다.
S100 단계에서 복수의 치가 원주 방향으로 배열되고, 상기 치에 메인 전류를 공급받는 메인권선(114)과 서브 전류를 공급받는 서브권선(112)을 포함하는 고정자(110)가 메인권선(114)을 통하여 상기 메인 전류로부터 메인 하모닉을 생성하고, 상기 서브권선(112)을 통하여 상기 서브 전류로부터 서브 하모닉을 생성할 수 있다.
S110 단계에서, 상기 회전자(130)가 상기 서브 하모닉으부터 여자권선(134), 정류기(136) 및 필드권선(132)을 순차적으로 거쳐서 회전자 필드를 생성할 수 있다.
S120 단계에서, S100 단계에 따라 상기 고정자(110)에서 생성된 메인 하모닉은 S110 단계에 따라 상기 회전자(130)에서 생성된 서브 하모닉과 상호 연동하여 토크를 생성할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기는 회정자 필드를 고정자의 서브권선에 의한 자계로부터 생성하고, 생성된 회정자 필드는 고정자의 메인권선에 의한 자계로부터 생성된 고정자 필드와 상호 작용하여 토크를 발생된다. 다시 말해, 고정자에 의하여 생성되는 복합 하모닉 중 주요 성분은 토크 생성에 사용되고 저조파 성분은 회전자의 여자에 사용될 수 있다. 이에 따라 회전자는 신호를 인가받기 위한 별도의 브러쉬나 슬립링이 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기는 에너지 손실을 최소화할 수 있으며 유지 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기는 발전기나 모터에 사용될 수 있으며, 특히 영구자석 전동기가 사용되는 어플리케이션에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 동기전동기 110: 고정자
114: 메인권선 112: 서브권선
130: 회전자 132: 필드권선
134: 여자권선

Claims (11)

  1. 복수의 치가 원주 방향으로 배열되고, 상기 복수의 치 중 적어도 하나의 치(tooth)는 제1 신호를 공급받는 제1 권선 및 상기 제1 신호보다 크기가 작은 제2 신호를 공급받는 제2 권선이 함께 형성된, 고정자; 및
    상기 고정자의 상기 제2 신호에 의한 필드(field)로부터 회전자 필드를 형성시키고 상기 회전자 필드와 상기 제1 신호로부터 형성되는 고정자 필드의 상호 작용을 통하여 상기 고정자 내측에서 회전하는 회전자;를 포함하는 동기전동기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 상기 제2 권선은 단일 치에 2층으로 형성되는 동기전동기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 신호는 상기 제2 신호보다 크기가 n 배이고, 상기 제1 및 제2 신호의 위상과 주파수는 동일한 동기전동기.
  4. 제1 항에 있어서, 제1 및 제2 인버터를 더 포함하며,
    상기 제1 인버터는 상기 제1 권선에 상기 제1 신호를 공급하고 상기 제2 인버터는 상기 제2 권선에 상기 제2 신호를 공급하는 동기전동기.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 회전자는 여자권선, 정류기 및 필드권선을 포함하며, 상기 제2 신호에 의한 필드는 상기 회전자의 여자권선, 정류기 및 필드권선을 거쳐서 회전자 필드로 변환되는 동기전동기.
  6. 상기 제5 항에 있어서,
    상기 고정자의 극 수와 상기 회전자의 필드권선의 극 수는 동일한 동기전동기.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 신호가 상기 제2 신호보다 크기가 n 배 큰 경우, 상기 고정자의 극 수는 상기 여자권선 극 수의 n 배인 동기전동기.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 고정자는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 통하여 동시에 공급받아 복합 하모닉을 형성하는 동기전동기.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 회전자 필드가 상기 제2 신호에 의한 필드로부터 형성됨으로써, 상기 회전자는 별도의 영구자석 없이 토크를 생성하는 동기전동기.
  10. 복수의 치가 원주 방향으로 배열되고, 상기 치에 메인신호를 공급받는 메인권선과 서브신호를 공급받는 서브권선을 포함하는 고정자가, 상기 메인신호로부터 메인 하모닉(main harmonic)을 형성하고, 상기 서브신호로부터 서브 하모닉(sub harmonic)을 생성하는 제1 단계;
    상기 고정자의 내측에 위치한 회전자가, 상기 서브 하모닉으로부터 회전자 필드를 생성하는 제2 단계; 및
    상기 회전자 필드 및 상기 메인 하모닉의 상호 연동에 의하여 상기 회전자에 회전자 토크가 발생하는 제3 단계를 포함하는 동기전동기 구동방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 단계는 상기 서브 하모닉으로부터 상기 회전자의 여자권선, 정류기 및 필드권선을 거쳐서 회전자 필드를 형성하는 동기전동기 구동방법.

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