KR20180002291A - 마그넷 발전기 - Google Patents

마그넷 발전기 Download PDF

Info

Publication number
KR20180002291A
KR20180002291A KR1020160081606A KR20160081606A KR20180002291A KR 20180002291 A KR20180002291 A KR 20180002291A KR 1020160081606 A KR1020160081606 A KR 1020160081606A KR 20160081606 A KR20160081606 A KR 20160081606A KR 20180002291 A KR20180002291 A KR 20180002291A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stator
coil
rotor
permanent magnets
cover
Prior art date
Application number
KR1020160081606A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101872257B1 (ko
Inventor
김희근
Original Assignee
그레이스이엔지(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 그레이스이엔지(주) filed Critical 그레이스이엔지(주)
Priority to KR1020160081606A priority Critical patent/KR101872257B1/ko
Publication of KR20180002291A publication Critical patent/KR20180002291A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101872257B1 publication Critical patent/KR101872257B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278Surface mounted magnets; Inset magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/34Generators with two or more outputs
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02Details
    • H02K21/021Means for mechanical adjustment of the excitation flux
    • H02K21/028Means for mechanical adjustment of the excitation flux by modifying the magnetic circuit within the field or the armature, e.g. by using shunts, by adjusting the magnets position, by vectorial combination of field or armature sections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/02Details
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator

Abstract

본 발명은 고정자와 회전자의 구조 및 배치를 효율적으로 구성하여 외부 동력원의 사용을 최소화함과 아울러, 마찰에 의한 에너지 손실을 최소화하여 발전 에너지 변화 효율을 상승시킨 마그넷 발전기에 관한 것이다.
본 발명은, 드럼; 상기 드럼 내부에 원통형으로 형성되어 고정되고, 자력에 의해 발생하는 전기를 수집하는 다수의 코일 모듈이 그 외주면에 형성된 고정자; 상기 고정자의 내부에 회전가능하게 설치되고, 상기 다수의 코일 모듈에 대응되는 다수의 영구 자석이 설치된 회전자; 상기 고정자 양단의 개구에 설치되며 베어링을 이용하여 상기 회전자가 회전 가능하도록 지지하고, 상기 다수의 코일 모듈에 연장되어 각각 +전류 및 -전류를 나누어 집속하는 +커버 및 -커버를 포함하며, 상기 회전자의 외경면에 회전축의 일지점을 기준으로 등각 설치되는 상기 다수의 영구 자석은 하나 이상의 홀수개로 형성되고, 이와 대응되는 상기 고정자의 상기 다수의 코일 모듈은 둘 이상의 짝수개로 형성되어 상기 회전축을 중심으로 상기 영구 자석과 상기 코일 모듈이 서로 어긋나게 배치된다.

Description

마그넷 발전기{Magnet generator}
본 발명은 마그넷 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정자와 회전자의 구조 및 배치를 효율적으로 구성하여 발전 효율을 극대화시킨 마그넷 발전기에 관한 것이다.
전기는 산업사회의 주요 에너지원으로 이용되고 있고, 이를 생산하기 위하여 많은 화석에너지를 사용하고 있다. 하지만 최근 화석에너지의 고갈로 인해 태양광발전, 풍력발전, 조력발전 등 다양한 대체 발전시설에 대한 투자와 개발이 급속하게 진행되고 있다.
일반적으로 발전기는 외부 동력원으로부터 기계적 에너지를 전달받아 전기에너지로 변환시키는 장치로서, 외부 동력원으로는 잘 알려진 바와 같이 터빈수차, 전동기, 가솔린 엔진 등이 사용될 수 있다.
상기 외부 동력원을 사용하여 전기에너지를 발생시키는 방법으로는, 물의 위치 에너지 차이를 이용한 수력발전과 바람의 힘을 이용하는 풍력발전 등 자연에너지를 직접 이용하는 발전 방식이 있다. 또한, 자연에서 채취된 예컨대 석탄이나 우라늄과 같은 화석에너지를 이용하여 발전을 실시하는 화력발전과 원자력 발전 등이 있다. 또한, 최근 들어 활발히 연구되고 있는 태양열 또는 태양광을 이용한 태양광 발전 등이 있다.
상술한 바와 같은 외부 동력원을 이용한 발전기에 있어서, 발전의 기본 원리는 도체내의 전자와 자계 사이의 상대적 관계에 기초를 두고 있다. 즉, 도체가 자속으 끊으면, 그 도체 양단에 전압이 유기되고 유기된 유도전압에 의해 전류가 흐르게 된다. 이때, 유도전압(E)의 크기는 자속밀도(B)와, 그 자계속의 도체의 길이(l) 및 도체의 운동속도(v)의 곱인 다음의 수학식 1로 나타난다.
[수학식 1]
E=Blv
그러나, 상기와 같은 종래의 발전 메커니즘(mechanism)은 반드시 동력원을 필요로 하며 외부 동력원을 이용하여 지속적으로 기계적 에너지를 공급하지 않으면 발전을 계속 할 수 없기 때문에, 많은 외부 동력원을 필요로 하는 문제점이 있었다.
또한, 발전에 사용되는 외부 동력원의 기계적 에너지를 발전을 통하여 전기적 에너지로 변환시킬 때 발생하는 마찰 등에 의한 에너지 손실로 인하여 발전 에너지 변화 효율이 떨어지는 문제점도 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0098575호
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 고정자와 회전자의 구조 및 배치를 효율적으로 구성하여 외부 동력원의 사용을 최소화함과 아울러, 마찰에 의한 에너지 손실을 최소화하여 발전 에너지 변화 효율을 상승시킨 마그넷 발전기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 드럼; 상기 드럼 내부에 원통형으로 형성되어 고정되고, 자력에 의해 발생하는 전기를 수집하는 다수의 코일 모듈이 그 외주면에 형성된 고정자; 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 다수의 코일 모듈에 대응되는 다수의 영구 자석이 설치된 회전자; 상기 고정자 양단의 개구에 설치되며 베어링을 이용하여 상기 회전자가 회전 가능하도록 지지하고, 상기 다수의 코일 모듈에 연장되어 각각 +전류 및 -전류를 나누어 집속하는 +커버 및 -커버를 포함하며, 상기 회전자의 외경면에 회전축의 일지점을 기준으로 등각 설치되는 상기 다수의 영구 자석은 하나 이상의 홀수개로 형성되고, 이와 대응되는 상기 고정자의 상기 다수의 코일 모듈은 둘 이상의 짝수개로 형성되어 상기 회전축을 중심으로 상기 영구 자석과 상기 코일 모듈이 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 마그넷 발전기를 제공한다.
상기 고정자는 길이방향으로 관통되는 관통구가 형성되고, 외경면에 복수개의 삽입홀이 형성되는 절연성 수지 재질의 원통형의 고정 몸체; 상기 고정 몸체의 상기 삽입홀에 삽입 설치되는 상기 코일 모듈을 포함하되, 상기 코일 모듈은 보빈 및 상기 보빈에 끼워지는 코어, 상기 보빈에 권취되는 코일을 포함한다.
상기 고정 몸체의 외경면 및 상기 코일 베이스에는 상기 코일에서 연장되는 전선을 각각의 +커버 및 -커버로 안내하는 전선 안내홈이 형성될 수 있다.
상기 회전자는 상기 고정자의 고정 몸체 내부에 삽입되고, 상기 회전축이 상기 +커버 및 -커버에 회전이 자유롭게 지지되며, 외경면에 다수개의 홈들이 형성되는 절연성 수지 재질인 원기둥 형태의 회전 몸체; 상기 회전 몸체의 다수의 홈에 상기 다수의 영구 자석이 삽입되되, 상기 회전축을 중심으로 각각 N극 S극이 인접하여 교대로 배치되도록 삽입된다.
상기 고정자의 적어도 일부분 또는 상기 회전자의 적어도 일부분을 절연성 수지 재질로 형성하여 맴돌이 전류를 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 코일 모듈이 전자석이 되어 상기 회전자가 자력의 힘으로 강제 회전되도록 상기 고정자의 코일 모듈에 자화 제어 신호를 인가하고, 발전모드에서는 상기 회전자의 회전에 의해 상기 코일 모듈에서 발생되는 전기 에너지를 수집하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 고정자의 상기 코일 모듈을 동시에 또는 순차적으로 제어하는 릴레이 제어부를 더 포함한다.
상기 제어부는 발생되는 1차 교류를 직류로 변환하는 컨버터; 및 변환된 직류를 2차 교류로 변환하는 인버터를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 마그넷 발전기에 의하면, 고정자와 회전자의 구조 및 배치를 효율적으로 구성하여 외부 동력원의 사용을 최소화함으로써 많은 외부 동력원을 필요로 하지 않는 효과가 있다.
또한, 마찰 발생을 억제하여 마찰에 의한 에너지 손실을 최소화함으로써 발전 에너지 변화 효율을 상승시키는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 마그넷 발전기의 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 마그넷 발전기의 요부 절개 사시도,
도 3은 도 2의 횡단면도,
도 4는 도 3의 A-A선 단면도,
도 5는 본 발명의 고정자를 상세히 나타낸 사시도,
도 6은 도 5의 고정자에 코일 모듈이 결합된 상태를 나타낸 단면도,
도 7은 도 6의 B-B선 단면도,
도 8은 본 발명의 코일 모듈을 상세히 나타낸 분리사시도,
도 9는 본 발명의 회전자를 나타낸 사시도,
도 10은 도 9의 단면도,
도 11은 본 발명의 +커버를 상세히 나타낸 분해 사시도,
도 12는 본 발명의 +커버의 단면도
도 13은 본 발명의 -커버를 보인 것으로, (a)는 분해사시도이고 (b)는 단면도
도 14는 본 발명의 마그넷 발전기에 대한 다른 실시예의 측단면도,
도 15 내지 도 17은 본 발명의 작동 원리를 설명하기 위한 고정자 및 회전자의 단면도,
도 18은 본 발명의 제어부를 나타낸 블록도,
도 19는 본 발명의 마그넷 발전기의 실제작 상태를 나타낸 사진이다.
본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 그중 특정 실시예를 상세한 설명과 도면의 예시를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 주지 관용 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 마그넷 발전기의 분해 사시도이고, 도 2는 마그넷 발전기의 요부 절개 사시도이고, 도 3은 도 2의 단면도이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 마그넷 발전기는 드럼(100), 코일 모듈(121)을 갖는 고정자(120), 영구 자석(131)을 갖는 회전자(130), 회전자(130)를 지지하는 +커버(140) 및 -커버(150)를 포함한다.
드럼(100)은 내부가 원통형의 공간부가 형성되고, 양단에 드럼커버(110)가 부착된다.
고정자(120)는 상기 드럼(100) 내부에 원통형으로 형성되어 고정되고, 자력에 의해 발생하는 전기를 수집하는 다수의 코일 모듈(121)이 그 외주면에 형성된다.
회전자(130)는 상기 고정자(120)의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 다수의 코일 모듈(121)에 대응되는 다수의 영구 자석(131)이 설치된다.
+커버(140) 및 -커버(150)는 상기 고정자(120)의 관통구 양단부에 설치되며 베어링하우징 커버(170)가 결합되는 베어링하우징(171)을 이용하여 상기 회전자(130)가 회전 가능하도록 지지하고, 상기 다수의 코일 모듈(121)에 연장되어 각각 +전류 및 -전류를 나누어 집속한다.
이와 같은 구성된 본 발명에 있어서 특히, 상기 회전자(130)의 외경면에 회전축(132)의 일지점을 기준으로 등각 설치되는 상기 다수의 영구 자석(131)은 하나 이상의 홀수개로 형성되고, 이와 대응되는 상기 고정자(120)의 상기 다수의 코일 모듈(121)은 둘 이상의 짝수개로 형성되어 상기 회전축(132)을 중심으로 상기 영구 자석(131)과 상기 코일 모듈(121)이 서로 어긋나게 배치된다.
예컨대, 상기 영구 자석(131)의 개수가 12개일 때, 상기 코일 모듈(121)의 개수가 11개일 수 있다.
다른 예로서, 상기 영구 자석(131)의 개수가 11개일 때, 상기 코일 모듈(121)의 개수가 12개일 수도 있으며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 요지에 따라 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이다.
따라서, 상기 영구 자석(131)은 상기 고정자(120)의 코일 모듈(121)의 위치에 정확하게 일치하여 대응되지 않고 어긋나기 때문에, 대응되는 위치마다 인력에 의해 회전력이 급격하게 변동되어 회동시 마찰 등의 손실되는 것을 방지할 수 있다.
이를 통해서 매우 부드럽게 회전하면서 토크의 변화가 조금씩 연속적으로 상승하여 결과적으로 조그마한 힘으로도 큰 회전수를 증폭시킬 수 있다.
또한, 상기 고정자(120)의 코일 모듈(121)은 상기 회전자(130)의 영구 자석(131)과 대응하는 대응면에 형성되는 전자석의 극성이 특징 시간에는 N극과 S극을 번갈아가면서 배치되다가 적어도 일부분에는 N극과 N극 또는 S극과 S극이 이웃하게 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 고정자를 상세히 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 고정자에 코일 모듈이 결합된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6의 B-B선 단면도이고, 도 8은 본 발명의 코일 모듈을 상세히 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 상기 고정자(120)는 코일 모듈(121), 관통구(122), 다수의 삽입홀(123), 고정 몸체(124), 코어(125), 보빈(126) 및 코일(127)을 포함한다.
고정 몸체(124)는 길이방향으로 관통구(122)가 형성되고, 외경부에 길이방향 및 등각으로 일정간격을 두고 코어 삽입홀(123)이 형성된다. 또한 고정 몸체(124)는 절연성 수지 재질의 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 코일 모듈(121)은 상기 고정 몸체(124)에 형성한 각 삽입홀(123)에 삽입 설치된다.
상기 코일 모듈(121)은 보빈(126)과, 상기 보빈(126)의 내부에 끼워지는 코어(125)와, 상기 보빈(126)에 권취되는 코일(127)을 포함한다.
또한, 상기 코어(125)는 탄소 또는 산화철 성분이 포함된 탄소강인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 고정 몸체(124)의 외경면 및 상기 보빈(126)에는 상기 코일(127)에서 연장되는 전선을 각각의 +커버(140) 및 -커버(150)로 안내하는 전선 안내홈이 형성된다.
도 9는 본 발명의 회전자를 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 9의 횡단면도이고, 도 11은 본 발명의 +커버를 상세히 나타낸 분해 사시도이고, 도 12는 본 발명의 +커버의 단면도이고, 도 13은 본 발명의 -커버를 보인 것으로, (a)는 분해사시도이고 (b)는 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 회전자(130)는 회전 몸체(134), 영구 자석(131), 회전축(132) 및 삽입홈(133)으로 구성된다.
상기 회전 몸체(134)는 상기 고정자(120)의 고정 몸체(124) 내부에 삽입되고, 상기 회전축(132)이 상기 +커버(140) 및 -커버(150)에 회전이 자유롭게 지지된다. 또한, 외경면에 횡열 및 등각으로 일정간격을 두고 다수개의 삽입홈(133)들이 형성되는 절연성 수지 재질인 원기둥 형태인 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전 몸체(134)의 다수의 삽입홈(133)에는 상기 다수의 영구 자석(131)이 삽입되되, 상기 회전축(132)을 중심으로 각각 N극 S극이 인접하여 교대로 배치되도록 삽입된다.
또한, 도시된 바와 같이, 본 발명의 상기 +커버(140) 및 -커버(150)에는 둘레에 등각으로 일정간격을 두고 각 코일을 각각 분리하여 인출할 수 있도록 형성하는 분리인출부(141,151)에 각 코일을 분리 인출하는 분리라인(142,152)을 각각 형성한다.
상기 +커버(140)에 형성한 분리인출라인(141)의 내측부에 코일을 접속하는 터미날(142)을 각각 체결 고정하여 구비하고, 상기 -커버(150)에 형성한 분리라인(151)의 내측부에 결합되는 원형 링형상의 터미날(153)을 더 포함한다.
상기 +커버(140) 및 -커버(150)는 상기 고정자(120)의 관통구(122)의 양단부에 설치되며 베어링하우징(171)을 이용하여 상기 회전자(130)가 회전 가능하도록 지지하고, 상기 다수의 코일 모듈(121)에 연장되어 각각 +전류 및 -전류를 나누어 집속한다.
상기 고정자(120)의 적어도 일부분 또는 상기 회전자(130)의 적어도 일부분을 절연성 수지 재질로 형성하여 맴돌이 전류를 방지한다.
도 14는 본 발명의 마그넷 발전기에 대한 다른 실시예의 측단면도로서,
상기 코일 모듈(121)에 구비하는 코어(125)를 어느 한 양측 면을 하단이 좁게 내측으로 경사지게 형성하여 보빈(126)에 끼워 접촉면적을 극대화하도록 구성할 수 있다.
상기 회전자(130)에 구비하는 영구 자석(131)을 어느 한 양측 면을 하단이 좁게 내측으로 경사지게 형성하여 회전 몸체(134)에 형성하는 각 삽입홈(133)에 끼워 구성할 수 있다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 작동 원리를 설명하기 위한 고정자 및 회전자의 단면도이고, 도 18은 본 발명의 제어부를 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 제어부(160), 릴레이 제어부(161), 컨버터(162) 및 인버터(163)를 더 포함한다.
제어부(160)는 상기 코일 모듈(121)이 전자석이 되어 상기 회전자(130)가 자력의 힘으로 강제 회전되도록 상기 고정자(120)의 코일 모듈(121)에 자화 제어 신호를 인가하고, 상기 회전자(130)의 회전에 의해 상기 코일 모듈(121)에서 발생되는 전기 에너지를 수집한다.
릴레이 제어부(161)는 상기 고정자(120)의 상기 코일 모듈(121)을 동시에 또는 순차적으로 제어한다.
컨버터(162)는 발생되는 1차 교류를 직류로 변환하고, 인버터(163)는 변환된 직류를 2차 교류로 변환한다.
따라서, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 회전자(130)가 회전하면, 다수의 영구 자석(131)이 움직이면서 고정자(120)의 코일 모듈(121)에 전류가 발생한다.
이렇게 발생한 전류는 제어부(160)의 발전모드에서 상기 회전자(130)의 회전에 의해 상기 코일 모듈(121)에서 발생되는 전기 에너지를 수집한다.
또한, 제어부(160)의 상기 코일 모듈(121)이 전자석이 되어 상기 회전자(130)가 자력의 힘으로 강제 회전되도록 상기 고정자(120)의 코일 모듈(121)에 자화 제어 신호를 인가한다. 따라서, 코일 극성을 시간별로 제어하여 영구 자석(131)을 반발시킴으로써 회전자(130)를 일방향으로 회전시킨다.
이때, 도 16에 도시된 바와 같이, N극과 S극이 교차 반복되며, 가까운 거리에 있는 산화철에 원자가 운동에너지(저항)을 얻으며, 이 에너지를 코일이 받아서 증폭시키게된다.
따라서, 상기 영구 자석(131)은 상기 고정자(120)의 코일 모듈(121)의 위치에 정확하게 일치하여 대응되지 않고 어긋나기 때문에, 대응되는 위치마다 인력에 의해 회전력이 급격하게 변동되어 회동시 마찰 등의 손실되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해서 매우 부드럽게 회전하면서 토크의 변화가 조금씩 연속적으로 상승하여 결과적으로 조그마한 힘으로도 큰 회전수를 증폭시킬 수 있다.
또한, 상기 고정자(120)의 코일 모듈(121)은 상기 회전자(130)의 영구 자석(131)과 대응하는 대응면에 형성되는 전자석의 극성이 특징 시간에는 N극과 S극을 번갈아가면서 배치되다가 적어도 일부분에는 N극과 N극 또는 S극과 S극이 이웃하게 형성될 수 있다.
도 19은 본 발명의 마그넷 발전기의 실제작 상태를 나타낸 사진이다.
도시된 바와 같이, 실제 제품으로 실험한 결과, 초기 구동력을 이용하여 이후 별도의 외부 동력 없이도 자력 생산 에너지를 소모하면서 시간당 10킬로와트 이상의 전력을 생산할 수 있었다. 그러나, 이러한 실험 결과는 한정된 시간과 한정된 재화만으로 도출된 것으로, 설계상 이론적으로 수킬로에서 수백킬로 와트 이상의 전력 생산이 가능하고, 이러한 경우 영구 자석의 품질이나 코일의 권취 회수나 제품의 재질 등이 영향을 줄 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것으로, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
100 : 드럼 120 : 고정자
121 : 코일 모듈 122 : 관통구
123 : 삽입홀 124 : 고정 몸체
125 : 코어 126 : 보빈
127 : 코일 130 : 회전자
131 : 영구 자석 132 : 회전축
133 : 삽입홈 134 : 회전 몸체
140 : +커버 150 : -커버
160 : 제어부 161 : 릴레이 제어부
162 : 컨버터 163 : 인버터
170 : 베어링 하우징 커버 171 : 베어링하우징

Claims (8)

  1. 드럼;
    상기 드럼 내부에 원통형으로 형성되어 고정되고, 자력에 의해 발생하는 전기를 수집하는 다수의 코일 모듈이 그 외주면에 형성된 고정자;
    상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 다수의 코일 모듈에 대응되는 다수의 영구 자석이 설치된 회전자;
    상기 고정자의 양단에 설치되며 베어링을 이용하여 상기 회전자가 회전 가능하도록 지지하고, 상기 다수의 코일 모듈에 연장되어 각각 +전류 및 -전류를 나누어 집속하는 +커버 및 -커버를 포함하며,
    상기 회전자의 외경면에 회전축의 일지점을 기준으로 등각 설치되는 상기 다수의 영구 자석은 하나 이상의 홀수개로 형성되고, 이와 대응되는 상기 고정자의 상기 다수의 코일 모듈은 둘 이상의 짝수개로 형성되어 상기 회전축을 중심으로 상기 영구 자석과 상기 코일 모듈이 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 마그넷 발전기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정자는
    관통구가 형성되고, 외경면에 복수개의 삽입홀이 형성되는 절연성 수지 재질의 원통형의 고정 몸체;
    상기 고정 몸체의 상기 삽입홀에 삽입 설치되는 상기 코일 모듈을 포함하되,
    상기 코일 모듈은 보빈, 상기 보빈에 끼워지는 코어 및 상기 보빈에 권취되는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그넷 발전기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전자는
    상기 고정자의 고정 몸체 내부에 삽입되고, 상기 회전축이 상기 +커버 및 -커버에 회전이 자유롭게 지지되며, 외경면에 다수개의 삽입홈들이 형성되는 절연성 수지 재질인 원기둥 형태의 회전 몸체;
    상기 회전 몸체의 다수의 삽입홈에 상기 다수의 영구 자석이 삽입되되, 상기 회전축을 중심으로 각각 N극 S극이 인접하여 교대로 배치되도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 마그넷 발전기.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 코어는 어느 한 양측면을 하단이 좁게 경사지게 형성하여 보빈(126)에 끼워 구성함을 특징으로 하는 마그넷 발전기.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 영구 자석은 어느 한 양측면을 하단이 좁게 경사지게 형성하여 회전 몸체에 형성하는 각 삽입홈에 끼워 구성함을 특징으로 하는 마그넷 발전기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 코일 모듈이 전자석이 되어 상기 회전자가 자력의 힘으로 강제 회전되도록 상기 고정자의 코일 모듈에 자화 제어 신호를 인가하고,
    상기 회전자의 회전에 의해 상기 코일 모듈에서 발생되는 전기 에너지를 수집하는 제어부를 포함하는 마그넷 발전기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 고정자의 상기 코일 모듈을 동시에 또는 순차적으로 제어하는 릴레이 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그넷 발전기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는
    발생되는 1차 교류를 직류로 변환하는 컨버터; 및
    변환된 직류를 2차 교류로 변환하는 인버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그넷 발전기.
KR1020160081606A 2016-06-29 2016-06-29 마그넷 발전기 KR101872257B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160081606A KR101872257B1 (ko) 2016-06-29 2016-06-29 마그넷 발전기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160081606A KR101872257B1 (ko) 2016-06-29 2016-06-29 마그넷 발전기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180002291A true KR20180002291A (ko) 2018-01-08
KR101872257B1 KR101872257B1 (ko) 2018-06-28

Family

ID=61003936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160081606A KR101872257B1 (ko) 2016-06-29 2016-06-29 마그넷 발전기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101872257B1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200001955A (ko) * 2018-06-28 2020-01-07 기쁨과 행복 (주) 컨베이어 벨트용 아이들러 및 이를 포함하는 아이들러 장치
KR102079357B1 (ko) * 2018-08-29 2020-02-19 주식회사 로고스웨어 디스크 형상으로 이루어진 고정자와 회전자를 구비한 파력 발전 장치
KR102099891B1 (ko) * 2018-11-30 2020-04-13 김희근 마그넷 발전기
KR102112643B1 (ko) * 2019-12-27 2020-05-19 이우종 영구자석이 결착된 고정자를 포함하는 모터
CN114499044A (zh) * 2022-02-23 2022-05-13 上海大学 一种风力能量收集器
CN114483423A (zh) * 2022-01-29 2022-05-13 中国海洋大学 一种双稳态摩擦起电波浪能发电装置
KR102415968B1 (ko) * 2021-05-26 2022-07-07 이승권 영구자석의 클러스팅을 통한 유효자속량 제어가 가능한 고효율 전동기
KR102416020B1 (ko) * 2021-05-26 2022-07-11 문석종 영구자석의 클러스팅을 통한 유효자속량 제어가 가능한 고효율 전동기
KR102416033B1 (ko) * 2021-05-26 2022-07-11 문석종 영구자석의 클러스팅을 통한 유효자속량 제어가 가능한 고효율 전동기
KR102416029B1 (ko) * 2021-05-26 2022-07-11 문석종 영구자석의 클러스팅을 통한 유효자속량 제어가 가능한 고효율 전동기

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002262531A (ja) * 2001-03-01 2002-09-13 Toshio Takegawa 直流発電機
KR100981908B1 (ko) * 2010-03-24 2010-09-13 김진동 발전 장치
KR20120098575A (ko) 2009-07-02 2012-09-05 쿠라미크 엘렉트로닉스 게엠베하 전자 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002262531A (ja) * 2001-03-01 2002-09-13 Toshio Takegawa 直流発電機
KR20120098575A (ko) 2009-07-02 2012-09-05 쿠라미크 엘렉트로닉스 게엠베하 전자 장치
KR100981908B1 (ko) * 2010-03-24 2010-09-13 김진동 발전 장치

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200001955A (ko) * 2018-06-28 2020-01-07 기쁨과 행복 (주) 컨베이어 벨트용 아이들러 및 이를 포함하는 아이들러 장치
KR102079357B1 (ko) * 2018-08-29 2020-02-19 주식회사 로고스웨어 디스크 형상으로 이루어진 고정자와 회전자를 구비한 파력 발전 장치
KR102099891B1 (ko) * 2018-11-30 2020-04-13 김희근 마그넷 발전기
KR102112643B1 (ko) * 2019-12-27 2020-05-19 이우종 영구자석이 결착된 고정자를 포함하는 모터
KR102415968B1 (ko) * 2021-05-26 2022-07-07 이승권 영구자석의 클러스팅을 통한 유효자속량 제어가 가능한 고효율 전동기
KR102416020B1 (ko) * 2021-05-26 2022-07-11 문석종 영구자석의 클러스팅을 통한 유효자속량 제어가 가능한 고효율 전동기
KR102416033B1 (ko) * 2021-05-26 2022-07-11 문석종 영구자석의 클러스팅을 통한 유효자속량 제어가 가능한 고효율 전동기
KR102416029B1 (ko) * 2021-05-26 2022-07-11 문석종 영구자석의 클러스팅을 통한 유효자속량 제어가 가능한 고효율 전동기
CN114483423A (zh) * 2022-01-29 2022-05-13 中国海洋大学 一种双稳态摩擦起电波浪能发电装置
CN114483423B (zh) * 2022-01-29 2022-10-18 中国海洋大学 一种双稳态摩擦起电波浪能发电装置
CN114499044A (zh) * 2022-02-23 2022-05-13 上海大学 一种风力能量收集器
CN114499044B (zh) * 2022-02-23 2023-12-29 上海大学 一种风力能量收集器

Also Published As

Publication number Publication date
KR101872257B1 (ko) 2018-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101872257B1 (ko) 마그넷 발전기
CN107925328B (zh) 多通道电动马达/发电机
CN109891726B (zh) 一种改进的多隧道电动机/发电机
US11784523B2 (en) Multi-tunnel electric motor/generator
EP1353436B1 (en) A compact electrical machine
KR102099891B1 (ko) 마그넷 발전기
KR102143808B1 (ko) 마그넷 발전기
CN109716621B (zh) 互补单向磁性转子/定子组件对
US6153959A (en) Axle-less electromagnetic rotating assembly
JP2006094645A (ja) 永久磁石を用いた回転界磁型の同期発電機および風力発電装置
KR101872262B1 (ko) 마그넷 발전기
KR101937285B1 (ko) 마그넷 발전기 및 이를 이용한 발전 방법
KR101276000B1 (ko) 비자성 회전자 이너 아우터 고정자 발전기의 구조
KR200386338Y1 (ko) 전기적 2차 부하가 없는 고효율 발전기
US20150022043A1 (en) Electric motor
JP2010045932A (ja) モータ
TW201810863A (zh) 直流馬達之內外圈定子結構
EA039244B1 (ru) Бесколлекторный мотор-генератор
KR102233200B1 (ko) 구동모듈 내장형 회전자를 갖는 발전시스템
KR102099897B1 (ko) 마그넷 발전기
US20140203766A1 (en) Smt system
RU2316881C2 (ru) Электрический мотор на постоянных магнитах
KR20200099716A (ko) 다단 디스크형 발전장치
KR20210074696A (ko) 다단의 회전자를 구비한 고속 전동기
KR101727214B1 (ko) 발전장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right