KR20180105192A - 스위치드 릴럭턴스 전기모터와 그 응용 - Google Patents

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Abstract

일종의 스위치드 릴럭턴스 전기모터에 관한 것이고, 스테이터 돌극과 로터 돌극을 포함하고, 로터 돌극이 스테이터 돌극에 대해 회전하도록 배치되고, 상기 스테이터 돌극의 개수는 로터 돌극의 개수의 두배이고; 스테이터 돌극은 회전축 방향에 층상으로 고정연결되고; 스테이터 돌극의 두께에 대응하는 로터 돌극의 두께 범위를 로터 돌극 유닛이라 하되; 스테이터 돌극은 스테이터 돌극 코어(0231)와 그 외부에 씌운 스테이터 돌극 코일(0232)로 구성되며, 스테이터 돌극 코어와 로터 돌극이 에어 갭을 형성하는 말단은 요철이 배합된 원호면이고; 스테이터 돌극과 로터 돌극의 배합 관계는 로터 돌극이 스테이터 돌극에 대해 상대적으로 어떠한 각도로 회전하더라도 적어도 한 층의 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 협각 α를 형성하며, 0<α≤β이며; β는 스테이터 돌극 코어 또는 로터 돌극이 회전축 방향 횡단면의 원호에 상응하는 원의 중심과 이루는 각도이다.

Description

스위치드 릴럭턴스 전기모터와 그 응용
본 발명은 전기모터에 관련된 것으로서, 구체적으로는, 새로운 구조의 스위치드 릴럭턴스 전기모터와 그 응용에 관한 것이다.
스위치드 릴럭턴스 전기모터 시스템(Switched Reluctance Drive: SRD)은 가변주파수 조속 시스템으로서 브러시리스 직류모터 조속 시스템 이후에 발전하기 시작한 최신형 무극성 조속 시스템이다. 현대의 마이크로전자 기술, 디지털 기술, 전력전자 기술, 적외선 광전 기술과 현대의 전자기 이론, 설계, 제작 기술이 결집된 광학, 기계, 전기가 일체화된 최신 기술이다.
스위치드 릴럭턴스 전기모터 조속 시스템은 주로 스위치드 릴럭턴스 전기모터(SRM), 출력변환기, 제어기, 로터 위치센서 등 4대 부품으로 구성된다. 제어기에는 제어회로와 출력변환기가 포함되며, 로터 위치센서는 모터의 일단에 장착된다.
스위치드 릴럭턴스 전기모터 조속 시스템의 스위치드 릴럭턴스 전기모터(SRM)는 SRD에서 기계에너지와 전기에너지를 상호 전환하는 부품이며, 다른 모터 드라이브 시스템과 확연히 구분되는 부분이다. 기존의 SRM은 쌍돌극 가변 릴럭턴스 전기모터로서, 스테이터와 로터의 돌극은 모두 일반적인 규소강편을 접어 압력을 가해 제작한다. 로터에는 코일도 없고 영구자석도 없으며, 스테이터 극에만 코일이 감겨 있다. 방사 방향이 서로 대응되는 두 코일이 스트래핑 되면 이를 ‘1상’이라 한다. SR 전기모터는 상의 개수를 다양한 구조로 설계할 수 있고, 스테이터와 로터의 극 개수도 다양하게 조합할 수 있다. 상의 개수가 많고 스테핑 각도가 작으면 토크 맥동을 줄이는데 도움이 되지만 구조가 복잡할 뿐만 아니라 메인 스위치의 부품이 많아지고 비용이 높아진다. 현재 4상(8/6) 구조와 3상(12/8) 구조를 비교적 많이 사용하고 있다.
스위치드 릴럭턴스 전기모터의 동력전달 시스템은 유도 전기모터 동력전달 시스템과 직류 전기차 전기모터 동력전달 시스템의 장점을 결합한 것으로서, 이들 시스템의 유력한 경쟁자이며, 주요한 장점은 아래와 같다.
1. 스위치드 릴럭턴스 전기모터는 이용률이 비교적 커서, 유도 전기모터 이용률의 1.2배내지 1.4배에 이른다. 2. 모터의 구조가 단순하여 로터에는 어떠한 형태의 코일도 없고, 스테이터에는 간단한 코일만 집중되어 있고, 단부가 비교적 짧으며 서로 교차되는 연결선이 없다. 따라서 제작 공정이 적고 비용이 저렴하며 작동 신뢰성이 높을 뿐만 아니라 유지보수 소요가 적다는 장점이 있다. 3. 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 토크는 전류의 극성과 무관하고 단방향의 전류 여자만 필요하며, 이상적으로는 출력변환 회로에서 각 상이 하나의 스위칭 소자만 사용하고, 또한 전동기 코일과 직렬로 연결하므로, 펄스폭변조(PWM) 인버터 전원처럼 2개의 스위칭 소자가 직접 연결될 위험이 존재하지 않는다. 그러므로 스위치드 릴럭턴스 전기모터 드라이브 시스템은 SED 회로가 간단하며 신뢰성이 높고, 비용이 PWM 교류 조속 시스템보다 저렴하다. 4. 스위치드 릴럭턴스 전기모터 로터의 구조는 회전 속도에 미치는 제한이 적어, 고속회전 전기모터를 제작할 수 있으며, 또한 로터의 회전 모멘트가 작기 때문에 전류의 상이 바뀔 때 수시로 상 전환 토크의 크기와 방향을 변경할 수 있어, 시스템의 동적응답 특성이 양호하다. 5. SRD 시스템은 전류를 연결, 차단하고 진폭을 제어함으로써 다양한 부하 조건을 충족시키는 기계적 특성을 달성할 수 있다. 시스템의 소프트 스타트나 4상한 동작 등의 기능을 손쉽게 구현하며 제어 속도가 빠르다. 또한 SRD 시스템은 동기식 시스템으로 운행되므로 가변주파수로 전력을 공급하는 유도 전기모터처럼 저주파수에서 안정성이 낮아지고 진동이 커지는 문제가 없다. 6. SR 스위치드 릴럭턴스 전기모터는 독특한 구조와 설계 방법, 그리고 그에 대응하는 제어 기법을 적용하므로, 유닛 처리가 유도 전기모터와 비슷하고 심지어는 약간 우위에 있다. SRD 시스템의 효율과 출력밀도는 폭넓은 속도와 부하 범위에서 지령된 수준으로 유지될 수 있다.
스위치드 릴럭턴스 전기모터 드라이브 시스템의 주된 단점은 다음과 같다.
1. 토크 맥동이 있다. 작동 원리에서 알 수 있듯이, S 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 로터에 발생하는 토크는 일련의 맥동 토크가 중첩되어 생성된 것이다. 쌍돌극 구조, 자기 포화, 비선형성 등이 합쳐져서 생성된 토크는 일정한 토크가 아니라 일정한 계단파적 요소가 있어, SR 모터의 저속 작동 성능에 영향을 미친다. 2. SR 모터 동력전달 시스템의 소음과 진동은 일반적인 모터에 비해 크다.
상기 단점은 본질적으로 스위치드 릴럭턴스 전기모터 드라이브 시스템, 즉 SRD 시스템의 스위치드 릴럭턴스 전기모터 SRM의 구조에 따른 것이며, 토크 맥동과 그에 따른 소음, 진동을 줄이려면 스위치드 릴럭턴스 전기모터 SRM의 구조를 변경해야 한다.
3축 나사펌프는 펌프 몸체와 나사로 구성되며, 주동나사가 회전할 때 주동나사에 물린 종동나사가 함께 회전하게 되고, 흡입강 일단에서 나사가 물린 공간의 부피가 점차 커지면서 압력이 낮아진다.
3축 나사펌프의 개념
압력 차이에 의해 유체가 나사가 물린 공간의 부피에 진입하게 된다. 부피가 최대로 증가하고 밀봉강을 형성하면, 유체가 하나하나의 밀봉강 안에서 연속적으로 축을 따라 이동하게 되어, 배출강 쪽에 도달한다. 이 때 배출강 일단의 나사 물림 공간의 부피가 점점 작아지면서 유체가 배출된다. 3축 나사펌프의 동작 원리는 기어펌프와 유사하며, 구조적으로 기어를 나사로 대체하였을 뿐이다. 표는 각종 나사펌프의 특징과 응용 범위이다. 3축 나사펌프는 유량과 압력 맥동이 매우 작고, 소음과 진동이 적으며, 자체적인 흡입력이 있지만 나사 가공이 비교적 어렵다. 펌프의 구조는 단흡식(single suction)과 쌍흡식(double suction) 등 두 가지 구조가 있으나 단축 나사펌프는 단흡식만 있다. 3축 나사펌프에는 반드시 안전밸브가 있어(단축 나사펌프는 제외), 배출관이 막혀 펌프 토출구의 압력이 허용치를 초과하여 펌프나 원동기가 손상되는 것을 방지한다.
3축 나사펌프의 구조
3축 나사펌프는 나사의 회전을 이용하여 유체를 흡입하고 배출한다. 중앙에 있는 나사는 주동나사로서 원동기의 동력을 이용하여 회전을 유발하고 양쪽의 나사는 종동나사로서 주동나사의 반대 방향으로 회전한다. 주동나사와 종동나사의 나사선은 모두 이중나사로 되어 있다.
3축 나사펌프는 나사식 용적 펌프이다. 3축 나사펌프에서 주동나사와 종동나사의 나선 홈이 서로 물리고, 나사와 라이너의 세 구멍 내 표면이 맞닿아, 펌프의 흡입구와 배출구 사이에 역동적인 밀봉 공간이 형성된다. 이러한 공간은 유체를 펌프 입구 축으로부터 펌프 출구로 끊임없이 옮기고, 수송되는 유체의 압력이 점차 높아진다. 이로써 연속적이고 안정적이며 축방향으로 이동하는 유체 압력이 형성된다. 3축 나사펌프에 의해 이송되는 유체는 고체 입자가 없고 부식성이 없는 유류 및 유류와 유사한 윤활성 유체이다. 점도는 1.2oE내지 100oE(3.0~760cst)이며, 점도가 높은 유체는 가열하여 점성을 낮춘 뒤에 이송할 수 있고, 온도는 150℃를 넘지 않는다.
각 나사들이 서로 물려 있고, 나사와 라이너 내벽이 긴밀히 맞닿아 있기 때문에 펌프의 흡입구와 배출구 사이가 분할되어, 하나 또는 다수의 밀봉 공간이 형성된다. 나사가 회전하고 맞물리면서 이러한 밀봉 공간이 펌프의 흡입구 쪽에서 끊임없이 형성되어, 흡입실 안의 유체가 그 안에 밀폐되며, 흡입실로부터 나사 축을 따라 연속적으로 배출구 쪽으로 이송되고, 각 공간에 밀봉된 유체가 끊임없이 배출된다. 나사산이 회전할 때 너트가 끊임없이 앞으로 밀려가는 것처럼, 나사산이 유체에 해당한다고 볼 수 있고, 나사가 회전할 때 나사산이 회전하며 움직이는 것은 유체가 나사펌프 안에서 이송되는 것이라고 할 수 있다. 이것이 바로 나사펌프의 기본적인 작동 원리이다.
상기 종동나사는 밀봉강 안에 있는 매질의 유압 모멘트에 의해 회전하게 된다는 점을 알 수 있다. 이렇게 사이클로이드 형태로 맞물린 3축 나사펌프의 작동에는 가역성도 있으며, 나사의 직경이 작기 때문에 회전 모멘트를 줄일 수 있어 플라이휠 효과(flywheel effect)가 매우 적다. 따라서 시동될 때 즉시 최대 토크를 생성할 수 있으며, 빠르게 방향을 전환할 수도 있고 소음도 적다. 고압 3축 나사펌프를 최대 부하로 연속으로 시동해 보았을 때(정차 후 재시동), 1분당 10회나 시동할 수 있었다. 정차 시에 펌프는 고압 매질이 역류하기 때문에 펌프가 즉시 역방향으로 회전할 수 있고, 다시 시동할 때 펌프는 다시 역방향으로 회전하여, 동작이 자유롭고 안정적이다. 그러므로 만일 압력원이 되는 매질을 펌프 안으로 주입하면 3축 나사펌프는 유압모터가 된다. 이 때의 3축 나사펌프는 원동기로 변모한다. 유압모터와 3축 나사펌프의 차이는 단지 입구와 출구가 바뀐 것뿐이다. 유압모터는 고압의 매질이 펌프 안으로 들어가고 3축 나사펌프는 고압의 매질이 펌프로부터 배출된다. 그러므로 둘의 회전방향은 서로 반대이다. 이러한 유압모터의 효율은 상응하는 부하 범위에서 줄곧 매우 높게 유지된다. 나사의 피치 각도가 큰 펌프, 즉 나선방향의 피치가 큰 펌프를 유압모터로 사용하면 더욱 좋다.
신에너지 기술이 날로 발전하면서 구동 시스템도 이미 상당한 발전을 보였다. 현재 주류를 이루는 신에너지 자동차는 병렬식 또는 혼합식 하이브리드 동력 시스템을 적용하고 있으며, 엔진과 전기모터의 특성과 효율구간을 분석하여 배분하고, 효율적으로 에너지를 이용 및 회수하고 있어서 시스템 전체의 효율성을 높이고 있다.
종래기술에서, 과학기술이 끊임없이 발전함에 따라 신에너지 기술을 공공시설 분야에 점점 널리 적용하고 있고, 공공차량에 많이 적용하고 있다. 그러나 이러한 병렬식 및 혼합식 구조는 매우 복잡하고 생산과 제조가 매우 번거롭다.
또한 현재 연료-유압 하이브리드 시스템, 연료-전기 하이브리드 시스템, 전기-유압 하이브리드 시스템은 있지만, 전기로 생성한 유압 동력을 다시 전기와 혼합하는 시스템은 없다. 종래의 전기모터와 유압모터는 분리되어 설치되며, 유압모터와 유압펌프를 혼합하여 사용할 수 있지만, 유압모터와 전기모터는 혼합된 적이 없다.
종래 스위치드 릴럭턴스 전기모터 SRM에서 토크 맥동에 의한 진동과 소음을 줄이고, 진동과 소음으로 인해 모터 SRM의 사용이 제한되는 기술적 문제를 해결하고자 한다.
본 발명은 스테이터 돌극과 로터 돌극을 포함하고, 로터 돌극이 스테이터 돌극에 대해 회전하도록 배치된 완전히 새로운 구조의 스위치드 릴럭턴스 전기모터(SRM)를 제공하며, 상기 스테이터 돌극의 개수는 2m이고 로터 돌극의 개수는 m이며, 스테이터 돌극은 회전축 방향에 층상으로 고정연결된다. 각 층의 돌극 개수가 돌극 개수이며, 스테이터 돌극의 두께에 대응하는 로터 돌극의 두께 범위를 로터 돌극 유닛이라 한다. 스테이터 돌극은 스테이터 돌극 코어와 그 외부에 씌운 스테이터 돌극 코일로 구성되며, 스테이터 돌극 코어와 로터 돌극이 에어 갭을 형성하는 말단은 요철이 배합된 원호면이다. 스테이터 돌극과 로터 돌극의 배합 관계는 로터 돌극이 스테이터 돌극에 대해 상대적으로 어떠한 각도로 회전하더라도 적어도 한 층의 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 협각 α를 형성하며, 0<α≤β이다. β는 스테이터 돌극 코어 또는 로터 돌극이 회전축 방향 횡단면의 원호에 상응하는 원의 중심과 이루는 각도이며 β<360/2m이다. β<360/2m을 만족하면 원주를 따라 설치된 서로 인접한 스테이터 돌극 코어의 원호면 사이에 틈새가 형성되며, 상기 틈새는 서로 인접한 스테이터 돌극 코어의 원호면 사이에 자기장이 끊어지지 않도록 한다. 스테이터 돌극들 사이에도 축방향으로 틈새가 형성되고, 상기 틈새는 인접한 스테이터 돌극 코어의 원호면 사이에 자기장이 끊어지지 않도록 한다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터는 로터 돌극이 스테이터 돌극에 대해 어떠한 각도로 회전하여도 최소 한 층의 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 로터 돌극의 중심선이 협각 α를 형성하며, 0<α≤β이다. 스테이터 돌극의 층 수를 n층이라고 하면 상응하는 로터 돌극 유닛의 길이도 n층이며 로터 돌극에서 원주를 따라 배열된 돌극의 개수가 m이면 제1층 스테이터 돌극의 중심선과 로터 돌극의 중심선이 이루는 협각은 360/(nm), 제2층은 2*360/(nm), ....... 제n층은 n*360/(nm)이며 이 때 360/(nm)≤β이다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터는 xyz 좌표계에서 제1층 스테이터 돌극이 있는 평면이 xy평면이고 회전축의 축선 방향이 z축 방향이다. 기타 층의 스테이터 돌극은 z축을 따라 순서대로 연장되며, 상기 제1층 스테이터 돌극의 중심선과 y축의 협각은 360/(nm)이고 제2층은 2*360/(nm), ....... 제n층은 n*360/(nm)이다. 각 층 로터 돌극 유닛의 로터 돌극의 중심선은 z방향으로 겹친다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터는 xyz 좌표계에서 제1층 스테이터 돌극이 있는 평면이 xy평면이고, 회전축의 축선 방향이 z축 방향이다. 기타 층의 스테이터 돌극은 z축을 따라 순서대로 연장되며, 상기 각 층 스테이터 돌극의 중심선은 z방향에서 y축과 겹친다. 즉 제1층 로터 돌극 유닛의 로터 돌극의 중심선과 y축의 협각은 360/(nm), 제2층은 2*360/(nm), ....... 제n층은 n*360/(nm)이다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터는 xyz 좌표계에서 제1층 스테이터 돌극이 있는 평면은 xy평면이고, 회전축의 축선 방향이 z축 방향이다. 기타 층의 스테이터 돌극은 z축을 따라 순서대로 연장되며, 상기 제1층 스테이터 돌극의 중심선과 y축의 협각은 360/(2*nm), 제2층은 2*360/(2*nm), ....... 제n층은 n*360/(2*nm)이다. 제1층 로터 돌극 유닛의 로터 돌극의 중심선과 y축의 협각은 -360/(2nm), 제2층은 -2*360/(2nm), ...... 제n층은 -n*360/(2nm)으로서 반대방향 나선을 이룬다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터는 상기 스테이터 돌극 층 수가 z축 방향에서 순서대로 연장되고, 직선형의 스테이터 돌극 또는 나선 형태의 스테이터 돌극을 형성한다. 직선형 스테이터 돌극에 상응하는 로터 돌극은 나선형 로터 돌극이며, 나선형 스테이터 돌극에 상응하는 로터 돌극은 반대방향 나선형 로터 돌극 또는 직선형 로터 돌극이고, 돌극 수 m은 1보다 크거나 같은 자연수이며, n은 2보다 크거나 같은 자연수이다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터에서 상기 직선형 스테이터 돌극 또는 나선형 스테이터 돌극의 요크부분은 직선형 자성재료 또는 나선형 자성재료를 연결하여 구성하며, 직선형으로 병렬연결된 U자형 전자석 또는 나선형으로 병렬연결된 U자형 전자석이다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터에서 상기 직선형 스테이터 돌극 또는 나선형 스테이터 돌극의 원호면이 원의 중심을 향하며, 외부 직선형 스테이터 돌극 또는 외부 나선형 스테이터 돌극을 형성한다. 상기 직선형 로터 돌극, 나선형 로터 돌극 및 반대방향 나선형 로터 돌극은 내부 직선형 로터 돌극, 내부 나선형 로터 돌극 및 내부 반대방향 나선형 로터 돌극에 해당한다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터에서 상기 직선형 스테이터 돌극 또는 나선형 스테이터 돌극의 원호면이 원 중심에서 멀어지는 방향이며, 내부 직선형 스테이터 돌극 또는 내부 나선형 스테이터 돌극을 형성한다. 상기 직선형 로터 돌극, 나선형 로터 돌극 및 반대방향 나선형 로터 돌극은 외부 직선형 로터 돌극, 외부 나선형 로터 돌극 및 반대방향 나선형 로터 돌극에 해당한다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터에서 상기 스테이터 돌극 층들의 요크 부분은 자성재료로 연결되어 폐쇄된 스테이터 돌극 프레임을 형성하고, 스테이터 돌극 사이의 자성재료 프레임 위에 프레임 코일이 설치된다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터에서 상기 폐쇄 프레임 스테이터 돌극의 원호면은 원의 중심을 향하여 외부가 폐쇄된 프레임 스테이어 돌극을 형성한다. 상기 직선형 로터 돌극, 나선형 로터 돌극 및 반대방향 나선형 로터 돌극은 내부 직선형 로터 돌극, 내부 나선형 로터 돌극, 반대방향 나선형 로터 돌극에 대응한다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터에서 상기 폐쇄 프레임 스테이터 돌극의 원호면은 원의 중심에서 멀어지는 방향으로서 내부 폐쇄 프레임 스테이터 돌극을 형성한다. 상기 직선형 로터 돌극, 나선형 로터 돌극, 반대방향 나선형 로터 돌극은 외부 직선형 로터 돌극, 외부 나선형 로터 돌극, 외부 반대방향 나선형 로터 돌극에 대응한다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터에서 상기 m은 짝수이며, 스테이터 돌극 층들의 요크 부분은 자성재료에 의해 연결되어 폐쇄 프레임 스테이터 돌극을 형성하며, 스테이터 돌극 사이의 자성재료 프레임 위에 프레임 코일이 설치된 후, 상기 직선형 스테이터 돌극 또는 나선형 스테이터 돌극의 요크 부분은 대응하는 직선형 자성재료 또는 나선형 자성재료에 의해 다시 연결되며, 직선형 자성재료 또는 나선형 자성재료가 요크 철이 되어, 직선형 요크 철 또는 나선형 요크 철을 씌워 설치하여, 입체적인 직선형 돌극 또는 나선형 스테이터 돌극 스테이터를 형성한다.
상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 스테이터 돌극은 상기 스테이터 돌극의 형상이 직선 이 또는 나선 이이다.
3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터로 이루어진 복합 펌프로서, 3축 나사펌프를 포함하며, 상기 3축 나사펌프 중 적어도 1개 나사 막대가 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 나선형 로터이며, 해당 나선형 로터에 대응하는 3축 나사펌프의 라이닝은 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 스테이터로 이루어진 스테이터 라이닝으로서, 나선형 로터와 스테이터 라이닝은 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터를 구성한다.
상기 3개 나사 사이에는 동조기어가 설치된다.
상기 나사의 외부 표면에는 얇은 고무판이 설치된다.
상기 3개 나사는 이중나사 내지는 4중나사이다.
상기 3개 나사 중 중간나사는 나선형 로터로서, 중간 나사가 주동나사이다.
상기 3개 나사 중 양변의 두 나사가 나선형 로터로서 양측의 두 나사가 주동나사이다.
상기 3개 나사가 모두 나선형 로터로서 3개 나사가 모두 주동나사이다.
상기 3개 나사를 지지하는 축 및 3개 나사 사이의 동조기어는 나사와 라이너로 이루어진 작동강의 외부에 설치된다.
상기 3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 복합펌프를 응용한 전기자동차에서, 상기 복합펌프가 전기자동차의 휠 전기모터로서, 휠 전기모터 사이는 오일채널로 연결되어, 휠 전기모터 사이에 오일채널을 통해 서로 에너지를 수송할 수 있도록 한다.
상기 휠 전기모터는 전기자동차의 전륜 구동장치 또는 후륜 구동장치로서, 전륜 구동장치 또는 후륜 구동장치의 두 휠 전기모터와 오일 저장 탱크, 에너지 저장 탱크는 오일채널을 통해 연결되고 밸브를 통해 제어되어, ① 두 휠 전기모터가 병렬연결된 후 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크 사이에 위치하고, 셋이 다시 직렬연결되어, 제동 시 에너지를 저장하고 시동 또는 가속 시에 저장된 에너지를 방출한다. ② 두 휠 전기모터가 병렬연결된 후, 양단이 각각 에너지 저장 탱크 및 오일 저장 탱크와 병렬로 연결되어, 제동 시 에너지를 저장하고 시동 또는 가속 시 에너지를 방출한다. ③ 두 휠 전기모터가 순환식으로 직렬연결된다. 즉 두 휠 전기모터의 머리와 꼬리가 모두 서로 연결된다.
상기 휠 전기모터가 4륜구동 전기자동차의 휠 전기모터로서, 4개의 휠 전기모터 및 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크가 오일채널을 통해 연결되며 밸브를 통해 제어되어, ① 4개의 휠 전기모터가 병렬연결되어 사이클을 형성하고 오일 저장 탱크 및 에너지 저장 탱크와는 분리된다. ② 임의의 세 휠 전기모터가 병렬연결된 후 나머지 휠 전기모터가 직렬연결되어 사이클을 형성하며, 오일 저장 탱크 및 에너지 저장 탱크와 분리된다. ③ 4개의 휠 전기모터가 브릿지 통로를 형성하여 사이클을 구성하고, 오일 저장 탱크 및 에너지 저장 탱크와 분리된다. ④ 4개의 휠 전기모터가 직렬연결되거나 임의의 3개 휠 전기모터가 병렬연결된 후 나머지 휠 전기모터가 직렬연결되거나 4개의 휠 전기모터가 브릿지식 통로를 형성한 후, 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크 사이에 놓여, 3자가 다시 직렬연결되어, 제동 시 에너지를 저장하고 시동 또는 가속 시 저장된 에너지를 방출한다.
일종의 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터로서, 제1 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터를 포함하며, 상기 제1 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 로터가 쌍나사펌프의 제1 주동나사가 되고, 해당 전기모터의 환상 스테이터 측 개구부는 제1 주동나사와 함께 다른 나사와 맞물려, 양자가 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터를 형성하고, 스테이터 내부에는 수지를 채워 환형 내부를 형성한다.
상기 다른 나사는 제2 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 로터로서, 제2 주동나사 역할을 하고, 제2 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 상응하는 쪽의 개구부는 제1 주동나사와 제2 주동나사가 서로 물리도록 한다. 즉, 제2 주동나사의 나선 방향과 제1 주동나사의 나선 방향이 서로 반대이다.
상기 다른 나사는 종동나사이다.
상기 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 돌극 개수는 1-8개 중 하나로서, 두 나사의 단부에 서로 물리는 기어가 설치된다.
상기 쌍나사펌프 전기모터를 전기자동차의 휠 전기모터로 하고, 전기모터 사이는 오일채널로 연결하여, 전기모터 사이에 쌍방향 쌍나사펌프가 서로 에너지를 수송할 수 있는 전기자동차.
쌍방향 쌍나사펌프 전기모터는 전기자동차의 전륜 구동장치, 후륜 구동장치 또는 4륜 구동장치 중 하나이다.
상기 전기자동차 전기모터 사이의 쌍방향 쌍나사펌프는 오일채널을 통해 직렬연결되어, 에너지를 상호 간에 수송하고 쌍방향 쌍나사펌프 사이의 직렬연결 방식은, 제1 전기모터의 출력단이 오일채널을 통해 다음 전기모터의 입력단에 연결되고, 이어서 순서대로 직렬연결되며, 마지막 전기모터의 출력단은 오일채널을 통해 제1 전기모터의 입력단에 연결된다. 또는 두 전기모터 사이의 오일채널을 분지시켜, 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크를 연결하고, 오일 저장 탱크에 오일채널과 연결되는 오일 진입 튜브와 오일 배출 튜브를 설치하며, 에너지 저장 탱크에는 오일채널과 연결되는 에너지 저장 튜브와 에너지 방출 튜브를 설치한다. 또는 오일채널이 순환할 때 전진하는 방향을 전방으로 하고, 오일 튜브와의 연결부에서 오일 배출 튜브를 에너지 저장 튜브의 전방에 설치하고, 에너지 방출 튜브를 오일 진입 튜브의 전방에 설치하며, 오일 진입 튜브, 오일 배출 튜브, 에너지 저장 튜브, 에너지 방출 튜브 및 분지 오일 튜브가 연결되는 오일채널에 모두 스위치 밸브를 설치한다.
직렬연결되는 쌍방향 쌍나사펌프의 오일채널의 순환 방법:
1. 쌍방향 쌍나사펌프가 정상적으로 작동하고 자동차가 정상적으로 주행할 때, 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터와 전기모터가 연결되는 중간의 오일채널 안에는 오일이 가득 차며, 유압오일은 각 모터 사이의 직렬연결 오일채널에서 순환하고, 오일 진입 튜브, 오일 배출 튜브, 에너지 저장 튜브, 에너지 방출 튜브에 있는 스위치 밸브는 모두 닫힌 상태이며, 분지 오일채널과 연결되는 오일채널의 스위치 밸브는 열린 상태이다.
자동차를 제동할 때, 전기모터는 단전되고, 오일 저장 탱크의 오일 배출 튜브와 에너지 저장 탱크의 에너지 저장 튜브에 있는 스위치 밸브는 모두 열리며, 분지 오일채널과 연결되는 오일채널의 스위치 밸브는 닫힌다. 자동차의 관성으로 인해 전기모터는 오일펌프로서 작동하며, 나오는 고압오일은 에너지 저장기로 들어가 에너지를 저장하고, 오일 튜브의 부족한 유압오일은 오일 저장 탱크가 보충한다.
자동차가 시동할 때 많은 동력이 필요하므로 에너지 방출 튜브와 오일 배출 튜브의 스위치 밸브를 열어 에너지 저장 탱크에 저장된 에너지가 방출되도록 할 수 있고, 전기모터의 모터 역할을 하여 시동 동력을 제공함으로써 전기모터의 전기 사용량을 줄인다. 만일 저장된 에너지를 모두 사용하면 전기모터는 오일채널에 남은 유압오일을 오일 저장 탱크에 넣는다.
2. 일부 쌍방향 쌍나사펌프에 고장이 발생하여 단전된 경우, 나머지 전기모터 사이를 순환하는 유압오일이 해당 모터의 나사회전을 유발하여 에너지를 보충하게 된다.
전륜 구동장치, 후륜 구동장치 또는 4륜 구동장치는 각각의 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터, 고압오일 컬렉터, 에너지 저장기, 오일 저장 탱크를 포함하며, 모든 전기모터에는 자체순환 오일채널이 설치된다. 각 전기모터의 출력단과 고압오일 컬렉터는 에너지 저장 튜브를 통해 연결되며, 각 전기모터의 입력단은 에너지 방출 튜브를 통해 고압오일 컬렉터와 연결되고, 각 전기모터의 출력단은 오일 배출 튜브를 통해 오일 저장 탱크와 연결되며, 각 전기모터의 입력단은 오일 진입 튜브를 통해 오일 저장 탱크와 연결된다. 고압오일 컬렉터와 에너지 저장 탱크가 연결되며, 오일 진입 튜브, 오일 배출 튜브, 에너지 저장 튜브, 에너지 방출 튜브, 각 모터의 자체순환 오일채널 및 고압 집유관에는 모두 스위치 밸브가 설치되고, 고압오일 컬렉터는 하나의 캐비티다.
오일채널 사이의 순환 방법은:
1. 쌍방향 쌍나사펌프가 정상적으로 작동할 때 각 전기모터 및 서로 연결되는 각각의 오일 튜브에는 모두 오일이 가득 찬다.
자동차가 정상적으로 주행할 때, 각 전기모터의 자체순환 채널에 있는 스위치 밸브는 열리고, 나머지 스위치 밸브는 닫히며, 전기모터는 모두 각자의 순환회로를 통해 정상적으로 운행된다.
자동차가 주행 중에 제동하면 전기모터가 단전되고 오일 저장 탱크와 각 전기모터가 연결되는 오일진입 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리고, 각 전기모터와 고압오일 컬렉터가 연결되는 에너지 저장 탱크에 있는 스위치 밸브가 열리며, 고압오일 컬렉터와 에너지 저장 탱크를 연결하는 오일채널에 있는 스위치 밸브가 열리고, 나머지 연결 통로에 있는 스위치 밸브는 모두 닫힌다. 이 때 자동차가 관성의 작용에 따라 계속 주행하면 전기모터가 오일펌프 역할을 하여, 송출되는 고압오일이 고압오일 컬렉터를 통해 에너지 저장 탱크에 진입하고, 오일 튜브에서 부족한 오일은 오일탱크가 보충한다.
자동차를 시동할 때 많은 동력이 필요하므로 에너지 저장 탱크와 고압오일 컬렉터가 연결되고, 고압오일 컬렉터와 각 전기모터가 연결되는 에너지 방출 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리며, 각 전기모터와 오일 저장 탱크와 연결된 오일배출 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리고, 에너지 저장 탱크의 에너지가 방출되어 나와, 전기모터에 대해 모터 역할을 하여 시동력을 제공함으로써 전기모터의 전력 사용량을 줄인다. 만약 저장된 에너지를 모두 사용하면 각 전기모터가 단독 사이클을 통해 오일채널 안의 남은 유압오일을 오일 저장 탱크 안으로 넣는다.
2. 일부 쌍방향 쌍나사펌프에 고장과 단전이 발생하면, 나머지 전기모터와 고압오일 집유기를 연결하는 에너지 저장 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리고, 오일 저장 탱크와 연결되는 오일 진입 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리며, 고압오일 집유기와 고장인 전기모터를 연결하는 에너지 방출 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리며, 고장인 전기모터의 오일 배출 튜브와 오일 저장 탱크가 연결되어 통하게 된다. 만약 고압오일 집유기 안의 압력이 고장인 전기모터에 필요한 압력보다 낮으면 고압오일 집유기와 에너지 저장 탱크가 연결되어 통하고, 에너지 저장 탱크가 압력을 방출하여 에너지를 보충한다. 만약 고압오일 집유기 안의 압력이 고장인 전기모터에 필요한 압력보다 높으면 고압오일 집유기와 에너지 저장 탱크가 연결되어 통하고, 에너지 저장 탱크가 에너지를 저장하게 된다.
본 발명은 자극을 중첩시켜 자기장을 강하게 하여 전기모터의 출력밀도를 높이며, 또한 스테이터 돌극 개수가 로터 돌극 개수의 2배이므로 성능이 배가되고, 돌극의 원호면 각도가 90도에 근접하므로 토크 맥동을 감소시킨다. 층의 개수가 증가하면서 인접한 두 층 사이의 돌극의 중심선이 이루는 협각이 더욱 작아져서, 자력 토크를 가하는 층의 개수가 증가한다. 층의 개수가 증가하면 자력 토크를 가하는 층의 개수도 증가한다. 증가한 층의 개수가 모두 자력 토크를 가하면, 단지 인접한 두 층 돌극의 중심선 협각의 범위 안에서만 토크 맥동이 발생하며, 층의 개수가 많아 협각이 작아지면 토크 맥동이 더욱 줄어든다. 토크 맥동을 최대한 줄이므로 소음과 진동도 최대로 줄어든다. 본 발명의 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터는 전기모터 역할을 수행하는 동시에 펌프 역할도 수행하여, 종래기술에서 유압모터와 전기모터 혼합 설치 구조가 없는 문제를 해결할 뿐만 아니라 구조가 간단하여 제작이 용이하다는 장점도 있다.
도 1은 외부 단나선 돌극 직선배열 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 2는 외부 단나선 돌극 직선배열 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 3-1은 4 외부 나선 외부 스테이터 컴포넌트 직선배열 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 3-2는 도 3-1에서 외부 나선 스테이터 돌극 코어(I0231) 원호면만 남긴 투명한 단부를 도시한 설명도;
도 4는 나선형 스테이터 돌극 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 5는 편상 4 나선 내부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 6은 편상 4 나선 내부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 7은 4 나선 외부 돌극 스테이터 컴포넌트 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 8은 4 외부 나선 외부 돌극 나선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 9는 4 직선 이 외부 돌극 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 10은 4 직선 이 외부 나선 배열 스테이터 스위치드 릴럭턴스 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 11은 8 나선 내부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 12는 8 나선 내부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 13은 내부 8 나선 환상 스테이터 돌극 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 14는 8 나선 내부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 15는 8 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 16은 8 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 17은 8 직선 이 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 18은 8 직선 이 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 19는 9 직선 이 외부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 20은 8 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 21은 8 나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 22는 8 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 23은 16 나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 24는 나선 돌극 나선배열 내부 반대방향 나선 전기모터 컴포넌트의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 25는 쌍나사의 물림을 도시한 설명도;
도 26은 쌍나사펌프 전기모터의 구조를 도시한 설명도;
도 27은 쌍나사펌프 전기모터의 축 방향 사시도;
도 28은 쌍나사펌프 전기모터의 방사방향 사시도 1;
도 29는 주동나사 하나의 쌍나사펌프 전기모터 케이스 설명도;
도 30은 쌍나사펌프 전기모터의 방사방향 사시도 2;
도 31은 쌍나사펌프 전기모터가 차량 프레임에 있는 상태를 도시한 장착 설명도 1;
도 32는 도 31에서 쌍나사펌프 전기모터 사이의 오일채널 순환을 도시한 설명도;
도 33은 쌍나사펌프 전기모터가 차량 프레임에 있는 상태를 도시한 장착 설명도 2;
도 34는 도 33에서 쌍나사펌프 전기모터 사이의 오일채널 순환을 도시한 설명도;
도 35는 나사펌프 전기모터의 순환을 도시한 설명도 1;
도 36은 나사펌프 전기모터의 순환을 도시한 설명도 2;
도 37은 나사펌프 전기모터의 순환을 도시한 설명도 3;
도 38은 나사펌프 전기모터의 순환을 도시한 설명도 4;
도 39는 나사펌프 전기모터의 순환을 도시한 설명도 5;
도 40은 나사펌프 전기모터의 순환을 도시한 설명도 6;
도 41은 4륜구동 휠 전기모터의 오일채널 연결을 도시한 설명도;
도 42는 3축 나사펌프와 나선 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 복합펌프 구조를 도시한 설명도;
도 43은 3축 나사펌프와 나선 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 복합펌프를 도시한 사시도이다.
도 3-1은 4 외부 나선 외부 스테이터 컴포넌트 직선배열 스위치드 릴럭턴스 전기모터로서, 외부 나선 스테이터 돌극 코어(I0231), 외부 나선 스테이터 돌극 코어(I0231)의 외부에 외부 나선 코일(0232)을 씌워, 외부 나선 스테이터 돌극을 구성하며, 6개의 외부 나선 스테이터 돌극을 직선으로 적층하고 고정, 배열하여 외부 나선 스테이터 돌극 직선배열 스테이터 컴포넌트(0239)를 구성하고, 4개의 외부 나선 스테이터 돌극 직선배열 스테이터 컴포넌트(0239)는 원주를 따라 균등하게 설치되어 4개의 외부 나선 외부 스테이터(272)를 구성한다. 각 층에 있는 4개의 외부 나선 외부 스테이터의 돌극 개수는 4개이며, 외부 나선 스테이터 돌극 코어(I0231) 원호면의 단부에 인접하고, 원주 방향을 따라 자기장 단락을 방지하는 틈새(2734)를 형성하며, 회전축 방향으로도 자기장 단락을 방지하는 틈새(2735)를 형성한다. 4 외부 나선 외부 스테이터(272)의 안에 로터 돌극(273)을 끼운다. 로터 돌극(273)은 나선 로터 유닛을 나선배열하여 쌍나선 로터(0331) 전체를 구성하며, 쌍나선 로터(0331)는 지지대(0332)로 지지한다.
나선 코어(0231)의 피치는 660mm, 길이는 50mm이며, 나선 코일(0232)의 두께는 2.5mm로서, 나선 돌극 하나의 길이는 55mm이다. 6개의 나선 돌극들이 회전축 방향으로 직선배열되며, 길이는 330mm이고, 요크 부분은 요크 철(0233)에 의해 연결된다. 요크 철(0223)과 6개의 나선 코어(0231)는 전체 성형 구조 또는 전체 규소강편을 원주를 따라 접어 형성되며, 로터 돌극은 스테이터 코어에 대응하여 원주를 따라 대향하여 설치된 원호각이 45도인 원환이 축방향을 따라 나선으로 구성된 쌍나선 구조이다. 피치는 660mm이며 길이는 330mm로서, 6개의 나선 돌극 유닛이 나선 구조로 배열되어 있고, 로터 돌극은 4개의 외부 나선 외부 스테이터 안에 설치된다.
원호각은 β=89°<360/m/2=360/4=90°로서, 이는 서로 인접한 나선 코어(0231) 사이에 원주 방향으로 자기장 단락을 방지하는 틈새(2734)가 형성되기 때문이다. 상기 틈새(2734)가 형성한 원호의 원 중심에 대한 각도는 2°로서, 나선 코일(0232)의 두께가 2.5mm이므로 회전축 방향으로 서로 인접한 나선 코어(0231) 사이에 자기장 단락을 방지하기 위해 형성된 틈새(2735)의 길이는 5mm이며, 이하 모든 스테이터 코어 둘레에는 자기장 단락을 방지하는 틈새가 설치된다.
도 3-2는 도 3-1에서 대부분의 4 외부 나선 외부 스테이터를 제거하고, 외부 나선 스테이터 돌극 코어(I0231) 원호면만 남긴 투명한 단부를 도시한 설명도이며, 4개의 외부 나선 스테이터 돌극 직선배열 스테이터 컴포넌트(0239)는 각각 A열, B열, C열, D열이라 한다. 도 3-2 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선의 협각은 8°로서, 이 때 0231A1, 0231A2, 0231A3, 0231B4, 0231B5, 0231B6 등 6개 외부 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여, 쌍나선 로터(0331) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아, 쌍나선 로터(0331) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 C열, D열도 동일한 힘을 발생시켜 쌍나선 로터(0331) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹칠 때, 0231A1, 0231B4는 자기장을 생성하지 않고, 0231A2, 0231A3, 0231B5, 0231B6 등 4개의 외부 나선 스테이터 돌극은 자기장을 생성하며, 쌍나선 로터(0331) 전체가 회전하여 틈새(2734)를 넘은 후, 다시 6개의 외부 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
층간 돌극의 중심선 협각은 360/2/6=30°이며, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 60°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 90°이며, 그 중 제4층 A열은 평형 위치이고, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 60°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 90°이고 그 중 제1층 B열은 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성해야 하고, B열 제5, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성하여 A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고, B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층이 자력을 형성하며, 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 형성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있어서, 30° 회전한 후, 이러한 사이클이 반복된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 돌극이 축심 쪽 동일 극성을 향하면 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하여 그에 대응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선은 회전축의 양측을 향하여 인접한 로터 유닛으로 들어간다. 다음으로 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통해 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 2개의 돌극이 축심 쪽 상반된 극성을 향할 경우, 스테이터 돌극의 자력선이 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후, 축 방향의 양측을 따라 지지대를 통과하여 아래 로터 돌극에 들어가서 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가 토크를 생성한다.
두 층이 모두 자화되면 인접한 두 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 그에 대응하는 로터 돌극 유닛으로 들어간다. 다음으로 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통해 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
물론 상기 지지판은 삭제할 수 있고, 비자성 재료로 로터 돌극을 지지할 수 있다. 자성재료의 비중이 크기 때문에 본 발명은 본 도시 예에 한정되지 않으며, 다른 도시 예에서는 자성재료를 줄여 전기모터의 중량을 크게 줄일 수 있고, 자기 누설을 통해 스스로 자기 회로를 생성할 수 있다. 만일 중량을 고려하지 않는다면 로터 돌극은 도 7과 같이 속을 채울 수 있고, 요크 철은 관상 요크 철이 될 수 있다. 이렇게 하면 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 스스로 자기 회로를 형성할 수 있고, 이 때 전기모터를 전체적으로 볼 때, 스테이터 돌극에서 로터 돌극으로 들어가는 자력선의 개수와 로터 돌극에서 스테이터 돌극으로 들어가는 자력선의 개수는 대략 동일하게 된다.
이하 실시예 3의 기술적 방안은 다음과 같다. 스테이터 돌극 개수와 로터 돌극 개수가 동일한 기술적 방안으로서, 스테이터 돌극의 개수와 로터 돌극의 개수가 모두 2개이다. 본 실시예는 스테이터 돌극의 개수가 로터 돌극 개수의 2배인 기술적 방안으로서, 스테이터 돌극 개수 2를 4로 늘린 기술 방안이며, 로터 돌극 개수는 변하지 않으며, 즉 스테이터 돌극 개수와 로터 돌극 개수가 동일한 기술 방안을 다시 설계하여, 스테이터 돌극 개수가 로터 돌극 개수의 2배인 기술적 방안이다. 이하의 실시예 1-2, 5-29는 모두 스테이터 돌극의 개수와 로터 돌극의 개수가 동일한 기술적 방안으로서, 실시예 1-2, 5-29의 기술적 방안을 상기 방식에 따라 모두 다시 설계하여, 스테이터 돌극의 개수가 로터 돌극의 개수의 2배로서, 본 발명의 기술적 방안은 이렇게 성능을 거의 1배 증가시킨다.
실시예 1: 도 1은 외부 단나선 돌극 직선배열 스위치드 릴럭턴스 전기모터(011)로서, 외부 단나선 코어(0211)의 외부에 외부 단나선 코일(0212)을 씌워 외부 단나선 스테이터 돌극 컴포넌트(0219)를 구성하며, 2개의 외부 단나선 스테이터 돌극 컴포넌트(0219)가 축방향으로 직선배열되어 외부 단나선 돌극 직선배열 스테이터(021)를 구성한다. 그 안에 로터 돌극(031)을 씌우고 로터 돌극은 반원 고리로서 회전축을 따른 나선체이며, 피치는 외부 단나선 스테이터 돌극 길이의 2배이다.
나선 코어(0211)의 피치는 1000mm이며, 길이는 460mm로서, 안쪽에 나선 원호면을 형성하여 로터와 물리도록 하며, 회전축 방향의 자기 회로를 형성한다. 나선 코어(0211)의 요크 부분은 2개의 나선 코어(0211)와 함께 성형된 요크 철(0213)이며, 만일 나선 코어(0211)의 재료가 규소강편이라면 요크 철(0213)과 일체형으로 성형된 나선 코어(0211)는 요크 철(0213)과 일체로 성형된 나선 규소강편이며, 원주방향으로 접어 전체 나선 단돌극 코어(0211)와 요크 철(0213)을 형성한다. 도면에는 제시되지 않았지만 로터 돌극의 피치는 1000mm, 길이는 1000mm로서, 길이가 500mm인 단나선 돌극 유닛 2개가 나선배열되어 단나선 돌극 직선배열 스테이터 안에 놓인다. 단나선 돌극 컴포넌트 직선배열 스테이터가 2층이므로, 제1층 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹칠 때, 제2층 스테이터 돌극의 중심선은 상반된 위치에 있게 되고, 이렇게 회전 과정 중에 회전 모멘트로 인해 로터의 계속적인 회전이 다른 단나선 돌극이 단나선 돌극 나선배열 로터에 자기 인력을 형성하도록 하고, 해당 로터가 회전하도록 하며, 이렇게 왕복되어 해당 로터가 계속 회전하게 된다. 회전을 정지한 후, 스테이터 돌극 위치에서 떨어진 위치에 설치된 영구자석이 해당 로터를 끌어당겨, 그 중심선과 그에 대응하는 스테이터 돌극의 중심선이 어긋나게 되어, 시동 시 스테이터 돌극이 로터 돌극을 회전시킬 수 있게 된다.
실시예 2: 도 2는 외부 단나선 돌극 직선배열 스위치드 릴럭턴스 전기모터(012)로서, 나선 코어(0221) 외부에 나선 코일(0222)을 씌워 스테이터 돌극 컴포넌트(0219)를 구성한다. 스테이터 돌극 컴포넌트(0229)은 축방향으로 직선배열되어 외부 단나선 돌극 직선배열 스테이터(022)를 구성하고, 그 안에 로터 돌극(032)을 씌운다. 로터 돌극(032)은 3개의 나선 로터 유닛(0321)을 나선배열한 것이다. 각 층의 단나선 돌극 코어의 길이에 코일의 두께를 더해 333.3mm이며, 코어 측방에 홈을 설치할 수 있고, 코일은 코어 측방의 홈 안에 감을 수 있다. 3층 단나선 돌극 직선배열은 단나선 돌극 직선배열 스테이터를 구성하며, 해당 스테이터의 요크 부분은 요크 철에 의해 연결된다.
제1층 스테이터 중심선과 로터 유닛 중심선이 겹칠 때, 제2층 스테이터 중심선과 그에 대응하는 로터 유닛 중심선의 협각은 120°이며, 제2층에 자기 인력이 형성되도록 한다. 제2층 로터 유닛이 60° 회전하면 제3층 로터 유닛과 제3층 스테이터 돌극 컴포넌트가 막 접촉되어, 둘의 중심선이 이루는 협각이 180°가 된다. 이 때 ① 제3층은 자기 인력이 형성되지 않고, 제2층이 계속 자기 인력을 형성하며, 60° 회전하고 둘의 중심선이 겹치며, 제3층에서 둘 사이의 협각은 60°이 되고, 이렇게 사이클링하여 로터가 계속 회전할 수 있게 된다. ② 제3층이 자기 인력을 형성하고, 제3층과 함께 로터를 60° 회전시키며, 이렇게 사이클링하며, 이 때 이 60°의 토크는 ①의 토크에 비해 크다. ③ 제3층이 자기 인력을 형성하고, 제2층의 자기 인력이 중지되어 로터가 60° 회전하게 되며, 이 60°의 토크는 최소가 되어 이렇게 반복 사이클링하며, 세 가지 다른 강도의 토크를 형성하여 다양한 수요에 적합하게 된다. 물론 상기 방식도 스테이터를 단나선 돌극 스테이터 컴포넌트 나선배열로 적용하며, 단나선 돌극 로터 유닛 직선배열과 맞물리는 구조이다. 물론 상기 외부 스테이터 구조를 단나선 돌극 내부 스테이터로 바꾸어, 단돌극 유닛 외부 로터에 맞물리는 구조도 가능하다.
상기 돌극은 직선 이일 수 있으며, 이 때 로터와 스테이터는 모두 직선 이이다.
실시예 4: 도 4는 나선형 스테이터 돌극 컴포넌트로서, 총 4층의 나선 돌극(100)이 회전축 방향으로 나선배열되어 나선형 나선 스테이터 돌극을 형성한다. 나선형 나선 스테이터 돌극의 요크 부분은 맞물리는 나선형 자성재료를 요크 철(101)로 하고, 4개의 나선 돌극(100)으로 구성된 나선형 나선 스테이터 돌극의 요크 부분을 연결하여 자기장이 직렬인 U자형 전자석을 구성한다. 나선 돌극(100) 외부에는 돌극 코일(103)을 씌우고 나선 돌극(100) 사이의 요크 철(102)에 나선 요크부 코일(104)을 씌워 나선형 나선 돌극 스테이터 컴포넌트를 구성한다. 이러한 컴포넌트를 원주를 따라 균등하게 설치하여 나선형 나선 돌극 스테이터를 구성한다.
실시예 5: 도 5는 편상 4 나선 내부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터(015)로서, 편상 4 나선 스테이터 돌극 코어(0251) 외부에 돌극 코일(0252)을 씌워, 편상 내부 4 나선 스테이터 돌극 컴포넌트(025)를 구성하며, 스테이터 돌극 컴포넌트를 축을 따라 직선배열하여 편상 4 나선 스테이터 돌극 직선배열 스테이터를 구성한다. 해당 스테이터의 중심 부분은 요크 부분이며, 6개의 편상 4 나선 내부 스테이터 돌극 코어의 요크 부분은 자성재료로 연결할 수 있다. 그러나 일반적으로는 연결할 필요가 없다. 그 외부에 쌍나선 로터 돌극(I035) 전체를 씌워 맞물리고, 나선 로터 유닛을 나선배열하여 나선 로터(0351)를 구성한다. 두 나선 로터(0351)는 지지대(I0352)에 의해 지지되어 쌍나선 로터 돌극(I035)을 구성한다.
편상 내부 4 나선 스테이터 돌극 컴포넌트(025)는 각각 A열, B열, C열, D열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각을 Θ라 하며, Θ>0°이다. 이 때 0251A1, 0251A2, 0251A3, 0251B4, 0251B5, 0251B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 쌍나선 로터 돌극(I035) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아, 쌍나선 로터 돌극(I035) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되고, 동시에 C열, D열도 같은 힘을 형성하여, 쌍나선 로터 돌극(I035) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 0251A1, 0251B4가 자기장을 생성하지 않으며, 0251A2, 0251A3, 0251B5, 0251B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하고, 쌍나선 로터 돌극(I035)이 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 60°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 90°이며, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이고, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 60°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 90°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성해야 하고, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성하여 A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고, B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 형성하며, 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 형성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 30° 회전한 후에 이러한 사이클이 반복된다.
단 한 층만 자화되면 만약 동일 층의 위아래 두 돌극이 축심 쪽의 동일한 극성을 향하면, 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하여, 상응하는 로터 유닛에 들어간 후 자력선이 회전축의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음, 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 자화된 스테이터 돌극에 들어가 회로를 형성한다.
같은 층 위아래 두 돌극이 축심 쪽 상반된 극성을 향하면, 스테이터 돌극의 자력선이 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후 축 방향의 양측을 따라 자화된 지지대(I)를 통하여 아래 로터 돌극에 들어가고, 아래 로터 돌극과 한 로터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어로 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화되면 인접한 두 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어간 후, 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가며, 에어 갭을 관통한 후 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 6: 도 6은 편상 4 나선 내부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터(016)로서, 편상 4 나선 스테이터 돌극 코어(0261) 외부에 돌극 코일(0262)을 씌워, 편상 내부 4 나선 스테이터 돌극 컴포넌트(0269)을 구성하며, 스테이터 돌극 컴포넌트(0269)는 축을 따라 나선배열되어 편상 4 나선 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(026)를 구성하고, 외부에 그에 맞물리는 쌍나선 로터 돌극(II036)을 씌운다. 나선 로터 유닛(0361)은 직선배열된 전체로서, 지지대(II0362)로 지지하여 쌍나선 로터 돌극(II036)을 구성하며, 나머지는 도 5의 예와 동일하다.
편상 4 나선 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(026)는 각각 A열, B열, C열, D열이라 하며, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선의 협각은 Θ로서, Θ>0°이다. 이 때 0261A1, 0261A2, 0261A3, 0261B4, 0261B5, 0261B6 등 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여, 쌍나선 로터 돌극(II036)의 한 돌극이 힘을 받아, 쌍나선 로터 돌극(II036)이 반시계방향으로 회전하게 되고, 동시에 C열, D열이 같은 힘을 형성하여, 쌍나선 로터 돌극(II036)이 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹칠 때, 0261A1, 0261B4는 자기장을 생성하지 않고, 0261A2, 0261A3, 0261B5, 0261B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여, 쌍나선 로터 돌극(II036) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후 다시 6개의 나선 로터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 60°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 90°이며, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이고, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 60°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 90°이며, 그 중 제1층 B열은 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성해야 하며, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성하여 A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후 평형 위치에서 A열 제4층과 B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 형성하며, 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 형성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 30° 회전한 후에 이러한 사이클이 반복된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만약 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일한 극성을 향하면, 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선은 축방향의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 후, 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향하는 경우, 스테이터 돌극의 자력선이 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후, 축방향의 양측을 따라 자화된 지지대(II)를 통하여 아래 로터 돌극에 들어가고 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화되면, 인접한 두 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 그 다음 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
물론 나선 스테이터 돌극 컴포넌트 중앙 부분의 코어를 요크 철로 연결할 수 있으며, 본 발명에서 기술한 돌극 코어와 요크 철은 연결된다. 일반적으로는 돌극 코어와 요크 철은 전체가 성형된 구조를 갖거나 규소강편이 원주를 따라 있다. 물론 예를 들어 묶거나 접착하는 등, 단일한 돌극 코어를 요크 철에 긴밀히 부착하여 고정시킬 수도 있다.
실시예 7: 도 7은 4 나선 외부 돌극 스테이터 컴포넌트 직선배열 전기모터(017)로서, 스테이터는 원주를 따라 대향하여 설치된 4개의 외부 나선 스테이터 돌극 코어(0271)이며, 환상 요크 철(I0273)로 외부 나선 스테이터 돌극 코어(0271)를 연결하고 외부에 외부 나선 코일(0272)을 씌우며, 로터는 속이 채워져 있다. 다른 구조는 도 3-1, 3-2에 도시된 4 외부 나선 스테이터 컴포넌트 직선배열 스위치드 릴럭턴스 전기모터와 같다.
실시예 8: 도 8은 4 외부 나선 외부 돌극 나선배열 전기모터(018)로서, 스테이터는 원주를 따라 대향하여 설치된 4개의 외부 나선 스테이터 돌극 코어(II0281)이며, 환상 철 요크(II0283)로 연결되고, 외부 나선 스테이터 돌극 코어(II0281) 외부에 외부 나선 코일(0282)을 씌워, 4 외부 나선 스테이터 돌극을 구성한다. 6개의 컴포넌트는 회전축 방향으로 나선배열되어 4 나선 외부 돌극 나선배열 스테이터(028)를 구성한다. 그 안에 로터 돌극(I038)을 씌우고 로터 돌극(I038)은 직선 이 로터 유닛(0381)이 직선배열되어 직선 로터 전체를 구성한다.
4 나선 외부 돌극 나선배열 스테이터(028)는 각각 A열, B열, C열, D열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 Θ로서, Θ>0°이다. 이 때 0281A1, 0281A2, 0281A3, 0281B4, 0281B5, 0281B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여 로터 돌극(I038) 전체의 한 돌극이 힘을 받아 로터 돌극(I038) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 C열, D열이 같은 힘을 형성하여 로터 돌극(I038) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹칠 때, 0281A1, 0281B4는 자기장을 생성하지 않고, 0281A2, 0281A3, 0281B5, 0281B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 로터 돌극(I038) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 60°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선의 협각은 90°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극의 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 60°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 90°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 상태이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성해야 하고, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성하여, A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 다음, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 형성할 수 있으며, 즉 6개 층으로 배열과 조합을 통해 자력을 형성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 30° 회전하여 이러한 사이클이 반복된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만약 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽 동일 극성을 향하면 스테이터 돌극 자력선은 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선은 축방향의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 후 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
같은 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽 상반된 극성을 향하면, 스테이터 돌극의 자력선은 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후 방사상으로 로터 코어를 관통한 후, 아래 로터 돌극에 들어간 다음, 다시 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통한 뒤 아래 스테이터 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화되면, 인접한 두 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어가고, 이어서 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 9: 도 9에 도시된 대로, 원주를 따라 대향하여 설치된 4개의 직선 이 외부 스테이터 돌극 코어(0291)는 환상 요크 철(III0293)에 의해 연결되고, 4개의 직선 이 외부 스테이터 돌극 코어(0291) 외부에 코일(0292)을 씌워, 4 직선 이 외부 스테이터 배열 스테이터 컴포넌트(0299)를 구성한다. 이 컴포넌트를 축을 따라 직선배열하여 4 직선 이 외부 직선배열 스테이터 컴포넌트(029)를 구성하고, 로터 돌극은 내외 가장자리에 45도 원호로 형성된 직선 이로서, 쌍 직선 이 내부 로터 돌극 유닛을 구성한다. 6개의 쌍 직선 이 내부 로터 돌극 유닛을 축을 따라 나선배열하여, 쌍 직선 이 내부 로터 돌극 유닛 나선배열 로터(039) 전체를 구성하고, 쌍 직선 이 내부 로터 돌극 유닛 나선배열 로터(039)의 피치는 660mm, 길이는 330mm로서 그 외부에 4개의 외부 직선 이 스테이터 돌극 직선배열 스테이터를 씌워, 4 직선 이 외부 돌극 직선배열 전기모터(019)를 구성하며, 본 실시 방식은 직선 이의 차이를 제외한 나머지는 도 7의 실시예와 동일하다.
실시예 10: 도 10은 4 직선 이 외부 나선배열 스테이터 스위치드 릴럭턴스 전기모터로서, 도 10에 도시된 대로, 로터와 스테이터의 돌극이 직선 이일 뿐, 나머지는 도 8과 동일하다.
실시예 11: 도 11은 8 나선 내부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터(111)로서, 8 나선 내부 스테이터 돌극 코어(2111) 외부에 돌극 코일(2112)을 씌워 8 나선 스테이터 돌극 컴포넌트(2119)를 구성하며, 6개의 8 나선 스테이터 돌극 컴포넌트(2119)는 축을 따라 직선배열되어 8 내부 나선 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(211)를 구성하고, 그 외부에 나선 로터 돌극(311)을 씌우고, 나선 외부 로터 돌극(I3111)은 원통 지지대(3112)로 고정되어 전체를 형성한다.
8 나선 내부 스테이터 돌극 코어(2111)의 피치는 816mm, 폭은 30mm로서, 돌극 코일(2112)의 두께는 2mm, 나선 외부 로터 돌극(I3111)의 피치는 816mm, 길이는 204mm로서, 두 층의 나선 외부 로터 돌극 유닛 중심선 사이의 협각은 15°이다.
8 내부 나선 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(211)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 Θ로서, Θ>0°이다. 이 때 2111A1, 2111A2, 2111A3, 2111B4, 2111B5, 2111B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여 나선 로터 돌극(311) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아, 나선 로터 돌극(311) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열이 같은 힘을 생성하여, 로터 돌극(I038) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 2111A1, 2111B4는 자기장을 생성하지 않고, 2111A2, 2111A3, 2111B5, 2111B6 등 4개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여, 나선 로터 돌극(311) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 상태이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 15°이고, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성해야 하고, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성하여, A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고, B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 형성한다. 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 생성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클이 반복된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만약 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일 극성을 향하면, 스테이터 돌극 자력선은 에어 갭을 관통하여 그에 대응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선이 축방향의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통한 뒤, 인접한 로터 돌극에 들어간 후, 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향한 경우, 다른 대향된 두 돌극이 자화되면 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되며, 다른 두 대향된 돌극이 자화되지 않은 경우, 스테이터 돌극의 자력선이 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후 축방향의 양측을 따라 자화된 지지대를 통과하여 아래 로터 돌극에 들어가고, 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화된 경우, 인접한 두 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되며, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통한 후, 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어가고, 이어서 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 다음, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 12: 실시예 12의 스테이터는 내부 8 돌극 스테이터로서, 환상 요크 철은 만들기 어렵고 속이 채워진 요크 철이 만들기 쉬우므로, 이 경우 실시예 11과 동일하다.
실시예 13: 실시예 13의 스테이터는 내부 8 돌극 스테이터로서, 환상 요크 철은 만들기 어렵고 속이 채워진 요크 철이 만들기 쉬우므로, 이 경우 실시예 14와 동일하다.
실시예 14: 도 12는 8 나선 내부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터(114)로서, 8 나선 스테이터 돌극 코어(2141) 외부에 돌극 코일(2142)을 씌워 8 나선 스테이터 돌극 컴포넌트를 구성하며, 6개의 8 나선 스테이터 돌극 컴포넌트가 회전축 방향으로 나선배열되어 8 내부 나선 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(214)를 구성하고, 그 외부에 직선 로터 돌극(314)을 씌우며, 나선 외부 로터 돌극(II3141)을 지지대(V3142)로 고정하여 전체를 형성한다.
8 내부 나선 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(214)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 Θ로서 Θ>0°이다. 이 때 2141A1, 2141A2, 2141A3, 2141B4, 2141B5, 2141B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여 직선 로터 돌극(314) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아, 직선 로터 돌극(314) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열이 동일한 힘을 생성하여 직선 로터 돌극(314) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹칠 때, 2141A1, 2141B4는 자기장을 생성하지 않고, 2141A2, 2141A3, 2141B5, 2141B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 직선 로터 돌극(314) 전체가 회전하여 틈새를 지난 뒤, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹칠 때, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선의 협각이 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각이 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각이 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성해야 하며, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성하여, A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고, B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 형성하게 된다. 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 생성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층이 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일한 극성을 향하면, 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하여 그에 대응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선이 축방향 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어가고, 이어서 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 후, 자화된 스테이터로 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향하는 경우, 다른 두 대향된 돌극이 자화되면 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되고, 다른 두 대향된 돌극이 자화되지 않은 경우, 스테이터 돌극의 자력선은 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후 축방향의 양측을 따라 자화된 지지대(V)를 통과하여 아래 로터 돌극에 들어가고, 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화되면 인접한 두 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 그에 대응하는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 그 다음에 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 뒤, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 15: 도 13은 내부 8 나선 환상 스테이터 돌극 직선배열 전기모터(115)로서, 스테이터는 원주를 따라 균등하게 설치된 8개의 직선 이 스테이터 돌극 코어(I2151)이며, 속이 채워진 요크 철(2153)로 연결된다. 직선 이 스테이터 돌극 코어(I2151) 외부에 돌극 코일(2152)을 씌워, 내부 8 나선 환상 스테이터 돌극 컴포넌트(2159)를 구성한다. 해당 컴포넌트는 회전축 방향으로 직선배열되어 8 나선 환상 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(215)를 구성하며, 그 외부에 외부 나선 로터 돌극(315)을 씌우고, 직선 이 돌극 막대(3151)를 지지대(VI3152)로 고정하여, 외부 나선 로터 돌극(315)을 구성한다.
내부 8 나선 환상 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(215)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 Θ로서, Θ>0°이다. 이 때 2151A1, 2151A2, 2151A3, 2151B4, 2151B5, 2151B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여 외부 나선 로터 돌극(315)의 돌극 하나가 힘을 받아, 외부 나선 로터 돌극(315) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열이 동일한 힘을 생성하여, 외부 나선 로터 돌극(315) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 2151A1, 2151B4는 자기장을 생성하지 않고, 2151A2, 2151A3, 2151B5, 2151B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여, 외부 나선 로터 돌극(315) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성해야 하며, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성하여, A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 형성한다. 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 형성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일한 극성을 향하는 경우, 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하여 그에 대응하는 로터 유닛에 들어간 후 자력선은 회전축 방향 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통한 뒤 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성하게 된다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향하는 경우, 다른 두 대향된 돌극이 자회되면, 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되고, 다른 두 대향된 돌극이 자화되지 않으면, 스테이터 돌극의 자력선이 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 뒤 축방향의 양측을 따라 자화된 지지대(VI)를 통해 아래 로터 돌극에 들어가고, 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화된 경우, 인접한 두 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 그에 대응하는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 그 다음에 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 뒤, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성하게 된다.
실시예 16: 실시예 16의 스테이터는 내부 8 돌극 스테이터로서, 환상 요크 철은 만들기 어렵고, 속이 채워진 요크 철을 만들기 쉽다. 이 경우, 실시예 17과 동일하다.
실시예 17: 도 14는 8 나선 내부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터(117)로서, 8 나선 스테이터 돌극 코어(2171) 외부에 돌극 코일(2172)을 씌워, 8 나선 스테이터 돌극 컴포넌트를 구성한다. 6개의 8나선 스테이터 돌극 컴포넌트는 회전축 방향으로 나선배열되어 8 내부 나선 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(217)를 구성하며, 그 외부에 직선 로터 돌극(317)을 씌우고, 직선 이 외부 로터 돌극(3171)은 지지대(IX3172)로 고정되어 전체를 형성한다.
8 나선 스테이터 돌극 코어(2171)의 피치는 816mm, 폭은 30mm로서, 돌극 코일(2172)의 두께는 2mm, 직선 이 외부 로터 돌극(3171)의 길이는 204mm이다.
8 내부 나선 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(217)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하며, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 Θ로서, Θ>0°이다. 이 때 2171A1, 2171A2, 2171A3, 2171B4, 2171B5, 2171B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여, 직선 로터 돌극(317) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아, 직선 로터 돌극(317) 전체가 반시계방향으로 회전하며, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열이 동일한 힘을 생성하여, 직선 로터 돌극(317)이 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 2171A1, 2171B4는 자기장을 생성하지 않고, 2171A2, 2171A3, 2171B5, 2171B6 등 4개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 직선 로터 돌극(317) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극의 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성해야 하며, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성하여, A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 생성한다. 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 생성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일한 극성을 향하는 경우, 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하여 그에 대응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선은 회전축 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성하게 된다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향할 경우, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되면, 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되며, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되지 않은 경우, 스테이터 돌극의 자력선은 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 뒤, 축방향의 양측을 따라 자화된 지지대(IX)를 통과하여 아래 로터 돌극에 들어가고 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 로터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화되면, 인접한 2개의 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어가며, 이어서 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 뒤, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 18: 도 15는 8 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터(118)로서, 스테이터는 원주를 따라 균등하게 설치된 8개의 나선 스테이터 돌극 코어(III2181)이고, 환상 요크 철(VIII2183)로 연결된다. 나선 스테이터 돌극 코어(III2181) 외부에 돌극 코일(2182)을 씌워 스테이터 돌극 컴포넌트(2189)를 구성한다. 6개의 해당 컴포넌트를 축방향으로 직선배열하여 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(218)를 구성하며, 그 안에 로터 돌극(III318)을 씌운다. 로터 돌극(III318)은 십자모양 4 나선 돌극 유닛(3181)을 나선배열하여 4 나선 로터 전체를 구성한다.
나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(218)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각은 Θ이며, Θ>0°이다. 이 때 2181A1, 2181A2, 2181A3, 2181B4, 2181B5, 2181B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여, 로터 돌극(III318) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아, 로터 돌극(III318) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되고, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열에 동일한 힘이 생성되어 로터 돌극(III318) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선이 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선과 겹치면, 2181A1, 2181B4는 자기장을 생성하지 않고, 2181A2, 2181A3, 2181B5, 2181B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 로터 돌극(III318) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각이 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛 중심선이 이루는 협각이 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극의 중심선이 이루는 협각이 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성해야 하고, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성하여, A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 하며, 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 형성할 수 있다. 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 형성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일한 극성을 향하면, 스테이터 돌극 자력선은 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선은 회전축 방향의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통해 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성하게 된다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향할 경우, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되면 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되어, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되지 않은 경우, 스테이터 돌극의 자력선은 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후 방사상으로 로터를 관통하여 아래 로터 돌극에 들어가고, 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화된 경우, 인접한 2개의 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어간 다음, 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 다음, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 19: 도 16은 8 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터(119)로서, 스테이터는 원주를 따라 균등하게 설치된 8개의 나선 스테이터 돌극 코어(IV2191)로서, 환상 요크 철(IX2193)에 의해 연결된다. 나선 스테이터 돌극 코어(IV2191) 외부에 돌극 코일(2192)을 씌워 스테이터 돌극 컴포넌트(2199)를 구성한다. 6개의 해당 컴포넌트는 축방향으로 직선배열되어 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(219)를 구성하고, 그 안에 로터 돌극(IV319)을 씌우며, 로터 돌극(IV319)는 나선 돌극 유닛(3191)을 나선배열하여 4 나선 로터 전체를 구성하고, 나선 돌극 유닛(3191)은 환상 로터 요크 철(3192)에 의해 연결된다.
나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(219)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하 는 로터 돌극의 중심선이 이루는 협각을 θ라 하며 , θ>0°이다. 이때 2191A1, 2191A2, 2191A3, 2191B4, 2191B5, 2191B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여 로터 돌극(IV319)의 돌극 하나가 힘을 받아 로터 돌극(IV319) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열이 동일한 힘을 생성하여 로터 돌극(IV319) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹칠 경우, 2191A1, 2191B4는 자기장을 생성하지 않고, 2191A2, 2191A3, 2191B5, 2191B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 로터 돌극(IV319) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성해야 하며, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 형성하여, A열 제4층이 평형 위치를 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치를 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 형성할 수 있다. 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 형성할 수 있으며, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층이 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일한 극성을 향하는 경우, 스테이터 돌극 자력선은 에어 갭을 관통하여 그에 대응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선은 회전축의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통한 후, 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통해 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성하게 된다.
동일 층의 위아래 두 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향할 경우, 다른 두 대향된 돌극이 자화되면 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되며, 다른 두 대향된 돌극이 자화되지 않은 경우, 스테이터 돌극의 자력선이 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후, 축방향의 양측을 따라 환상 로터 요크 철을 통과하여 아래 로터 돌극에 들어가고, 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화된 경우, 인접한 두 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 그에 대응하는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 다음에 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 뒤, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 20: 도 17은 8 직선 이 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터(120)로서, 스테이터는 원주를 따라 균등하게 설치된 8개의 직선 이 스테이터 돌극 코어(III2201)이며, 환상 요크 철(X2203)에 의해 연결된다. 직선 이 스테이터 돌극 코어(III2201) 외부에 돌극 코일(2202)을 씌워 스테이터 돌극 컴포넌트(2209)를 구성하며, 6개의 컴포넌트를 축방향으로 직선배열하여 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(220)를 구성하며, 그 안에 로터 돌극(V320)을 씌운다. 로터 돌극(V320)은 직선 이 돌극 유닛(3201)을 나선배열하여 4 나선 로터 전체를 구성하며, 직선 이 돌극 유닛(3201)은 환상 로터 요크 철(I3202)에 의해 연결된다.
나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(220)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각을 θ라 하며, θ>0°이다. 이때 2201A1, 2201A2, 2201A3, 2201B4, 2201B5, 2201B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여, 로터 돌극(V320) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아, 로터 돌극(V320) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열에 동일한 힘이 생성되어, 로터 돌극(V320) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 2201A1, 2201B4는 자기장을 생성하지 않고, 2201A2, 2201A3, 2201B5, 2201B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 로터 돌극(V320) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성해야 하고, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성하여, A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고, B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 생성할 수 있다. 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 생성할 수 있으며, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층이 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일한 극성을 향하는 경우, 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하여, 대응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선이 회전축의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통과하여 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 두 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향할 경우, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되면, 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되며, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되지 않은 경우, 스테이터 돌극의 자력선은 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후, 축방향 양측을 따라 환상 로터 요크 철(I)을 통과하여 아래 로터 돌극에 들어가고 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화된 경우, 인접한 2개의 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 그 다음에 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 후, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 21: 도 18은 8 직선 이 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터(121)로서, 스테이터는 원주를 따라 균등하게 설치된 8개의 직선 이 스테이터 돌극 코어(IV2211)이며, 환상 요크 철(XI2213)에 의해 연결되고, 직선 이 스테이터 돌극 코어(IV2211)의 외부에는 돌극 코일(2212)을 씌워 스테이터 돌극 컴포넌트(2219)를 구성하며, 6개의 컴포넌트가 축을 따라 직선배열되어 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(221)를 구성하며, 그 안에 로터 돌극(VI321)을 씌운다. 로터 돌극(VI321)은 십자모양 직선 이 돌극 유닛(3211)이 나선배열되어 4 나선 로터 전체를 구성한다.
나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 스테이터(221)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하며, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각을 θ라 하고, θ>0°이다. 이 때 2211A1, 2211A2, 2211A3, 2211B4, 2211B5, 2211B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여 로터 돌극(VI321) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아, 로터 돌극(VI321) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열이 동일한 힘을 생성하여 로터 돌극(VI321) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹칠 때, 2211A1, 2211B4는 자기장을 생성하지 않고, 2211A2, 2211A3, 2211B5, 2211B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 로터 돌극(VI321) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성해야 하며, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성하여 A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 형성할 수 있다. 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 생성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층이 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일한 극성을 향하는 경우, 스테이터 돌극 자력선은 에어 갭을 관통하여, 그에 대응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선은 회전축의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통해 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향할 경우, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되면 자력선이 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되며, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되지 않은 경우, 스테이터 돌극의 자력선은 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후, 방사상으로 로터를 관통하여 아래 로터 돌극에 들어가고, 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통한 후 아래 로터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화된 경우, 인접한 2개의 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 그 다음에 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 후, 자력선이 출발한 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 22: 도 19는 8 직선 이 외부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터(122)로서, 스테이터는 원주를 따라 균등하게 설치된 8개의 직선 이 스테이터 돌극 코어(V2221)이며, 환상 요크 철(XII2223)에 의해 연결되고, 직선 이 스테이터 돌극 코어(V2221) 외부에는 돌극 코일(2222)을 씌워 스테이터 돌극 컴포넌트(2229)를 구성하며, 6개의 컴포넌트를 나선배열하여 나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(222)를 구성하고, 그 안에 로터 돌극(VII322)을 씌운다. 로터 돌극(VII322)은 직선 이 돌극 유닛(3221)을 직선배열하여 4 직선 로터 전체를 구성하며, 직선 이 돌극 유닛(3221)은 환상 로터 요크 철(II3222)에 의해 연결된다.
나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(222)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각을 θ라 하며, θ>0°이다. 이때 2221A1, 2221A2, 2221A3, 2221B4, 2221B5, 2221B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여 로터 돌극(VII322) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아, 로터 돌극(VII322) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열이 동일한 힘을 생성하여 로터 돌극(VII322) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹칠 때, 2221A1, 2221B4는 자기장을 생성하지 않고, 2221A2, 2221A3, 2221B5, 2221B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 로터 돌극(VII322) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성해야 하며, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성하여, A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력이 발생하게 할 수 있다. 이로써 6층으로 배열과 조합을 통하여 자력을 생성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개의 돌극이 축심 쪽의 동일 극성을 향하면, 스테이터 돌극 자력선은 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선은 회전축의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통해 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향할 경우, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되면, 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되고, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되지 않은 경우, 스테이터 돌극의 자력선은 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후, 축방향의 양측을 따라 환상 로터 요크 철(II)을 통해 아래 로터 돌극에 들어가고 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화된 경우, 인접한 2개의 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 그 다음으로 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 후, 자력선이 출발한 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 23: 도 20은 8 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터(123)로서, 스테이터는 원주를 따라 균등하게 설치된 8개의 직선 이 스테이터 돌극 코어(VI2231)이며, 환상 요크 철(I2233)에 의해 연결된다. 직선 이 스테이터 돌극 코어(VI2231)의 외부에는 돌극 코일(2232)을 씌워 스테이터 돌극 컴포넌트(2239)를 구성하고, 6개의 컴포넌트를 나선배열하여 나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(223)를 구성하며, 그 안에 로터 돌극(VIII323)을 씌운다. 로터 돌극(VIII323)은 십자모양 직선 이 돌극 유닛(3231)가 직선배열되어 4 직선 로터(323) 전체를 구성한다.
나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(223)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각을 θ라 하며, θ>0°이다. 이 때 2231A1, 2231A2, 2231A3, 2231B4, 2231B5, 2231B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여 로터 돌극(VIII323) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아, 로터 돌극(VIII323) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, C열, D열, E열, F열, G열, H열이 동일한 힘을 생성하여 로터 돌극(VIII323) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹칠 때, 2231A1, 2231B4는 자기장을 생성하지 않고, 2231A2, 2231A3, 2231B5, 2231B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 로터 돌극(VIII323) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹칠 때, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심서이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹시면 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성해야 하고, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성하여 A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력이 생성될 수 있다. 이로써 6개 층으로 배열과 조합을 통하여 자력을 생성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일한 극성을 향하는 경우, 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하고 상응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선이 회전축의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 로터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통해 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 2개의 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향한다면, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되면 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되고, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되지 않은 경우, 스테이터 돌극의 자력선은 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후 방사상으로 로터를 관통하여 아래 로터 돌극에 들어가고, 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화된 경우, 인접한 2개의 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 다음으로 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 자력선이 출발한 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 24: 도 21은 8 나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터(124)로서, 스테이터는 원주를 따라 균등하게 설치된 8개의 나선 스테이터 돌극 코어(V2241)이며, 환상 요크 철(II2243)에 의해 연결되고, 나선 스테이터 돌극 코어(V2241) 외부에는 돌극 코일(2242)을 씌워 스테이터 돌극 컴포넌트(2249)을 구성하며, 컴포넌트를 나선배열하여 나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(224)를 구성하고, 그 안에 로터 돌극(IX324)을 씌운다. 로터 돌극(IX324)은 나선 돌극 유닛(3241)이 직선배열되어 4 직선 로터 전체를 구성하고, 나선 돌극 유닛(3241)은 환상 로터 요크 철(III3242)에 의해 연결된다.
나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(224)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하며, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각을 θ라 하고, θ>0°이다. 이때 2241A1, 2241A2, 2241A3, 2241B4, 2241B5, 2241B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여 로터 돌극(IX324) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아 로터 돌극(IX324) 전체가 반시계방향으로 회전하며, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열이 동일한 힘을 생성하여 로터 돌극(IX324) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극의 중심선이 겹칠 때, 2221A1, 2221B4는 자기장을 생성하지 않고, 2241A2, 2241A3, 2241B5, 2241B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 로터 돌극(IX324) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평행 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성해야 하고, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성하여, A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력이 생성될 수 있다. 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 생성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개의 돌극이 축심 쪽의 동일 극성을 향하면 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하여 상응하는 로트 유닛에 들어간 후, 자력선이 회전축의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통해 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향할 경우, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되면 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되고, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되지 않은 경우, 스테이터 돌극의 자력선이 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후, 축방향의 양측을 따라 환상 로터 요크 철(III)을 통과하여 아래 로터 돌극에 들어가고, 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화된 경우, 인접한 2개의 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 상응하는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 이어서 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 진입한 후 자력선이 출발한 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 25: 도 22는 8 나선 외부 스테이터 돌극 직선배열 전기모터(125)로서, 스테이터는 원주를 따라 균등하게 설치된 8개의 나선 스테이터 돌극 코어(VI2251)이며, 환상 요크 철(III2253)에 의해 연결되고, 나선 스테이터 돌극 코어(VI2251)의 외부에 돌극 코일(2252)을 씌워 스테이터 돌극 컴포넌트(2259)를 구성하며, 6개의 컴포넌트가 나선배열되어 나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(225)를 구성하고, 그 안에 로터 돌극(X325)을 씌운다. 로터 돌극(X325)은 십자모양 나선 돌극 유닛(3251)이 직선배열되어 4 직선 로터 전체를 구성한다.
나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(225)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각을 θ라 하고, θ>0°이다. 이때 2251A1, 2251A2, 2251A3, 2251B4, 2251B5, 2251B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하고 로터 돌극(X325) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아 로터 돌극(X325) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 C열, D열, E열, F열, G열, H열이 동일한 힘을 생성하여, 로터 돌극(X325) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선이 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선과 겹칠 때, 2251A1, 2251B4는 자기장을 생성하지 않고, 2251A2, 2251A3, 2251B5, 2251B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 로터 돌극(X325) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 30°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 상응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 45°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 이 때 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 15°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 30°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각이 45°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성해야 하며, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성하여, A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 생성할 수 있고, 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 생성할 수 있고, 다양한 제어 방식이 있다. 15° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일 극성을 지향하면, 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하여, 대응되는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선이 회전축의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통해 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향하는 경우, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되면 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되고, 다른 2개의 대향된 돌극이 자화되지 않으면, 스테이터 돌극의 자력선이 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후 방사상으로 로터를 관통하여 아래 로터 돌극에 들어가며, 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 스테이터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화되면, 인접한 2개의 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 대응되는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 다음으로 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 26: 도 23은 16 나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 전기모터(126)로서, 스테이터는 원주를 따라 균등하게 설치된 16개의 나선 스테이터 돌극 코어(VII2261)이고 나선 요크 철(2263)에 의해 연결된다. 나선 스테이터 돌극 코어(VII2261)의 외부에 돌극 코일(2262)을 씌우고, 돌극 사이의 나선 요크 철(2263)에는 요크 철 코일(2264)을 씌워 스테이터 돌극 컴포넌트를 구성하며, 스테이터 돌극 컴포넌트를 구성하고, 해당 컴포넌트를 나선배열하여 나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(226)를 구성하고, 그 안에 로터 돌극(XI326)을 씌운다. 로터 돌극(XI326)은 직선 이 돌극 유닛(3261)을 나선배열하여 8 나선 로터 전체를 구성한다.
나선 외부 스테이터 돌극 나선배열 스테이터(226)는 각각 A열, B열, C열, D열, E열, F열, G열, H열, I열, J열, K열, L열, M열, N열, O열, P열이라 하고, 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각을 θ라 하며, θ>0°이다. 이때 2261A1, 2261A2, 2261A3, 2261B4, 2261B5, 2261B6 등 6개 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하여 로터 돌극(XI326) 전체의 돌극 하나가 힘을 받아 로터 돌극(XI326) 전체가 반시계방향으로 회전하게 되며, C열, D열, E열, F열, G열, H열, I열, J열, K열, L열, M열, N열, O열, P열이 동일한 힘을 생성하여 로터 돌극(XI326) 전체가 반시계방향으로 회전하게 된다.
어떤 제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹칠 때, 2251A1, 2251B4는 자기장을 생성하지 않고, 2251A2, 2251A3, 2251B5, 2251B6 등 4개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 생성하며, 로터 돌극(XI326) 전체가 회전하여 틈새를 지나간 후, 다시 6개의 나선 스테이터 돌극이 자기장을 형성한다.
제1층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면, 제2층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 7.5°, 제3층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제4층 A열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 22.5°로서, 그 중 제4층 A열이 평형 위치이며, 동시에 제4층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 겹치면 제5층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 7.5°, 제6층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 15°, 제1층 B열 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 이루는 협각은 22.5°로서, 그 중 제1층 B열이 평형 위치이다. 초기 시동 시, A열 제2층, 제3층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성해야 하고, B열 제5층, 제6층이 단독 또는 공동으로 자력을 생성하여 A열 제4층이 평형 위치에서 벗어나고 B열 제1층이 평형 위치에서 벗어나야 한다. 회전한 후, 평형 위치에서 A열 제4층, B열 제1층에 자기장이 통하여 자력을 생성할 수 있고, 이로써 6층으로 배열과 조합을 통해 자력을 생성할 수 있으며, 다양한 제어 방식이 있다. 7.5° 회전한 후에 이러한 사이클을 반복하게 된다.
단 한 층만 자화된 경우, 만일 동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 동일 극성을 향하면, 스테이터 돌극 자력선이 에어 갭을 관통하여 대응하는 로터 유닛에 들어간 후, 자력선은 회전축의 양측을 따라 인접한 로터 유닛에 들어간다. 그 다음에 인접한 로터 유닛에서 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통해 자화된 스테이터 돌극에 들어가서 회로를 형성한다.
동일 층의 위아래 2개 돌극이 축심 쪽의 상반된 극성을 향할 경우, 다른 6개의 대향된 돌극이 자화되면 자력선은 릴럭턴스 최소화 원리에 따라 분산되며, 다른 6개의 대향된 돌극이 자화되지 않으면, 스테이터 돌극의 자력선이 에어 갭을 관통하여 위 로터 돌극에 들어간 후, 요크 철을 통하여 아래 로터 돌극에 들어가고 아래 로터 돌극과 한 스테이터 돌극 사이의 에어 갭을 관통하여 아래 로터 돌극 코어에 들어가서 토크를 생성한다.
두 층이 동시에 자화된 경우, 인접한 2개의 스테이터 돌극의 자기장 방향이 상반되고, 이 때 자력선은 스테이터 돌극에서 에어 갭을 관통하여 대응하는 로터 돌극 유닛에 들어간다. 그 다음에 축방향을 따라 인접한 로터 돌극 유닛에 들어가고, 에어 갭을 관통하여 인접한 스테이터 돌극에 들어간 후, 자력선이 출발하는 스테이터 돌극에 도달하여 폐회로를 형성한다.
실시예 27: 도 24에 도시된 대로, 2개의 나선 돌극 코어(2291)이 원주를 따라 대향하여 배치되며, 2개의 나선 돌극 코어(2291)의 요크 부분은 환상 요크 철(IV2293)로 연결된다. 나선 돌극 코어(2291)에 돌극 코일(2292)을 씌우고 나선 돌극 코어(2291) 사이의 요크 철(2293) 요크 철 코일(2294)은 halbach 배열의 나선 돌극 스테이터 컴포넌트를 구성한다. halbach 배열 나선 돌극 스테이터 컴포넌트는 회전축 방향으로 나선배열되어 halbach 배열 나선 돌극 나선배열 스테이터(229)를 구성하며, 그 안에 반대방향의 쌍나선 돌극 로터를 설치하여 halbach 배열 나선 돌극 나선배열 스테이터(229) 안에 반대방향 나선 로터가 설치된 전기모터를 구성한다. halbach 배열 나선 돌극 나선배열의 피치는 660mm, 길이는 330mm이고, 반대방향 쌍나선 돌극 로터의 피치는 660mm, 길이는 330mm로서, 피치 방향만 반대이다. 이러한 3층 halbach 배열 나선 돌극 스테이터 컴포넌트는 매회 60° 회전하여 계속 회전할 수 있게 되며, 6층은 2개의 3층으로 된 halbach 배열 나선 돌극 나선배열 내부 반대방향 나선 전기모터 직렬연결과 동등하다.
종래의 스위치드 릴럭턴스 전기모터 조속 시스템의 출력변환기, 제어기, 회전자 위치 센서 등은 적절한 수정을 거쳐 본 발명에 응용할 수 있다.
본 발명에 공개된 예를 들면 피치, 폭, 높이 등 수치와 데이터는 단지 구조적 특징을 설명하기 위한 것으로서, 본 발명을 제한하는 식으로 해석되지 않는다.
일종의 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터로서, 제1 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터를 포함하며, 상기 제1 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 로터는 쌍나사펌프의 제1 주동나사가 되며, 상기 전기모터의 환상 스테이터 측 개구부 위치와 제1 주동나사는 다른 나사와 맞추며, 이 둘이 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터를 구성하고, 스테이터 내부는 수지로 채워 환형 내부를 형성한다. 수지는 자화되지 않으므로 전기모터의 작동에도 영향을 미치지 않는다. 수지를 첨가한 목적은 스테이터 내부를 나사의 형상과 맞추기 위한 것이다. 도 26에 도시된 대로, 쌍방향 쌍나사펌프의 양단에 엔드 캡(1005)을 설치하고, 엔드 캡(1005) 위에 제1 주동나사 및 다른 나사에 맞는 구멍을 설치한다. 2개의 엔드 캡(1005)에 각각 오일 진입구와 오일 배출구를 설치한다. 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터의 나머지 구조는 종래의 쌍나사펌프의 구조와 동일하다. 전기모터의 로터에 출력축(1008)을 끼운다. 상기 쌍방향이란 전기모터가 모터와 펌프를 겸할 수 있다는 의미이다.
상기 다른 나사는 제2 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 로터를 제2 주동나사로 하며, 제2 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 대응되는 쪽 개구부는 제1 주동나사와 제2 주동나사가 물리도록 한다. 즉 제2 주동나사의 나선방향과 제1 주동나사의 나선방향은 서로 반대이다.
상기 다른 나사는 종동나사이다.
상기 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 돌극 개수는 1~8개 중 하나이다.
도 25에 도시된 대로, 2개의 나사의 끝 부분에 서로 물리는 동조 기어(1009)를 설치한다.
상기 쌍나사펌프를 전기자동차의 휠 전기모터로 하며, 전기모터 사이는 오일채널로 연결되고, 전기모터 사이에 쌍방향 쌍나사펌프를 통해 서로 에너지를 수송할 수 있는 전기자동차로서, 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터의 출력축과 전기자동차의 회전축이 연결된다.
쌍방향 쌍나사펌프 전기모터가 전기자동차의 전륜 구동장치, 후륜 구동장치, 4륜 구동장치 중 하나이다.
상기 전기자동차 전기모터 사이의 쌍방향 쌍나사펌프는 오일채널을 통해 직렬연결되어 에너지의 상호 수송을 실현한다. 쌍방향 쌍나사펌프 사이의 직렬연결 방식은 첫 번째 전기모터의 출력단이 오일채널을 통해 다음 전기모터의 입력단에 연결되고, 이어서 순서대로 직렬연결되며, 마지막 전기모터의 출력단은 오일채널을 통해 첫 번째 전기모터의 입력단에 연결된다. 2개의 전기모터 사이의 오일채널을 분지시켜, 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크를 연결하며, 오일 저장 탱크에는 오일채널과 연결되는 오일 진입 튜브(1000)와 오일 배출 튜브(1001)를 설치하고, 에너지 저장 탱크에는 오일채널과 연결되는 에너지 저장 튜브(1002)와 에너지 방출 튜브(1003)를 설치하여, 오일채널이 순환할 때 전진하는 방향을 전방으로 하여, 오일 튜브와의 연결 부분에서, 오일 배출 튜브(1001)를 에너지 저장 튜브(1002)의 전방에 설치하고, 에너지 방출 튜브(1003)를 오일 진입 튜브(1000)의 전방에 설치한다. 오일 진입 튜브(1000), 오일 배출 튜브(1001), 에너지 저장 튜브(1002), 에너지 방출 튜브(1003)와 분지 오일 채널이 연결되는 오일채널에 모두 스위치 밸브를 설치한다. 도 31은 전기모터 사이의 직렬연결 방식을 도시한 설명도이며, 도 32는 해당 연결방식에서 오일채널의 순환을 도시한 설명도이다.
직렬연결된 쌍방향 쌍나사펌프의 오일채널 순환 방법은 다음과 같다.
1. 쌍방향 쌍나사펌프가 정상 작동 상태이고 자동차가 정상적으로 운행할 때, 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터 및 전기모터가 연결되는 사이의 오일채널에는 오일이 가득차고, 유압오일이 전기모터 사이의 직렬연결 오일채널에서 순환하며, 오일 진입 튜브(1000), 오일 배출 튜브(1001), 에너지 저장 튜브(1002), 에너지 방출 튜브(1003)의 스위치 밸브는 닫혀 있고, 분지 오일채널과 연결된 오일채널의 스위치 밸브는 열려 있다.
자동차가 제동할 때, 전기모터는 단전되고 오일 저장 탱크의 오일 배출 튜브(1001)와 에너지 저장 탱크의 에너지 저장 튜브(1002)의 스위치 밸브는 모두 열리고, 분지 오일채널과 연결된 오일채널에 있는 스위치 밸브는 닫힌다. 자동차의 관성에 의해 전기모터가 오일펌프로서 작동하며, 송출된 고압오일이 에너지 저장기에 들어가서 에너지를 저장하며, 오일 튜브에 부족한 유압오일은 오일 저장 탱크가 보충한다.
자동차가 시동할 때, 많은 동력이 필요하므로 이 때에는 에너지 방출 튜브(1003)와 오일 배출 튜브(1001)에 있는 스위치 밸브를 열어서 에너지 저장 탱크에 저장된 에너지를 방출시킬 수 있다. 전기모터에 대해 모터로서 시동 동력을 제공하며, 전기모터의 전력 사용량을 줄인다. 만약 저장된 에너지를 모두 사용하면 전기모터가 오일채널에 남은 유압오일을 오일탱크에 넣는다.
2. 일부 쌍방향 쌍나사펌프에 고장이 발생하여 단전될 때, 나머지 전기모터 사이에 순환하는 유압오일이 해당 전기모터의 나사를 회전시켜, 에너지를 보충하게 된다.
전륜 구동장치, 후륜 구동장치 또는 4륜 구동장치에는 각각 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터, 고압오일 컬렉터, 에너지 저장기, 오일 저장 탱크가 포함되며, 각각의 전기모터에는 자체순환 오일채널(1010)이 설치된다. 각 전기모터의 출력단과 고압오일 컬렉터는 에너지 저장 튜브(1002)를 통해 연결되고, 각 전기모터의 입력단은 에너지 방출 튜브(1003)를 통해 고압오일 컬렉터와 연결된다. 각 전기모터의 출력단은 오일 배출 튜브(1001)를 통해 오일 저장 탱크와 연결되고, 각 전기모터의 입력단은 오일 진입 튜브(1000)를 통해 오일 저장 탱크와 연결되며, 고압오일 컬렉터와 에너지 저장 탱크가 연결된다. 오일 진입 튜브(1000), 오일 배출 튜브(1001), 에너지 저장 튜브(1002), 에너지 방출 튜브(1003), 각 전기모터의 자체순환 오일채널(1010) 및 고압 집유관에는 모두 스위치 밸브가 설치된다. 도 33은 해당 전기모터 사이의 연결 방식을 도시한 설명도이며, 도 34는 해당 연결 발식의 오일채널 순환을 도시한 설명도이다.
고압오일 컬렉터는 하나의 캐비티로서, 고압오일 컬렉터와 연결되어 통하는 모든 관에 있는 스위치 밸브가 열릴 때, 고압오일 컬렉터에 흘러 들어가는 유압오일은 고압오일 컬렉터 안에 모인 뒤, 고압오일 컬렉터가 이를 나눠흘린다.
오일채널 사이의 순환 방법은 다음과 같다.
1. 쌍방향 쌍나사펌프가 정상적으로 작동할 때, 각 전기모터 및 서로 연결된 각 오일 튜브 안에 모두 오일이 가득 찬다.
자동차가 정상적으로 운행할 때, 각 전기모터의 자체순환 오일채널에 있는 스위치 밸브가 열리고, 나머지 스위치 밸브가 닫히며, 각 전기모터는 모두 각자의 순환채널을 통해 정상적으로 작동한다.
자동차가 주행 중에 제동하면 전기모터가 단전되고, 오일 저장 탱크와 각 전기모터가 연결되는 오일 진입 튜브(1000)에 있는 스위치 밸브가 열리고, 각 전기모터와 고압오일 컬렉터가 연결된 에너지 저장 튜브(1002)에 있는 스위치 밸브가 열리며, 고압오일 컬렉터와 에너지 저장 탱크가 연결되는 오일채널에 있는 스위치 밸브가 열리고, 나머지 연결채널에 있는 스위치가 모두 닫힌다. 이때 자동차가 관성의 작용에 따라 계속 주행하면 전기모터가 오일펌프 역할을 하여 송출된 고압오일이 고압오일 컬렉터를 통해 에너지 저장 탱크에 들어가고, 오일 튜브에 부족한 오일은 오일탱크가 보충한다.
자동차가 시동할 때, 많은 동력이 필요하므로 에너지 저장 탱크와 고압오일 컬렉터가 연결되어 통하고, 고압오일 컬렉터와 각 전기모터를 연결하는 에너지 방출 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리며, 각 전기모터와 오일 저장 탱크를 연결하는 오일 배출 튜브(1001)에 있는 스위치 밸브가 열리고, 에너지 저장 탱크 안의 에너지가 방출되어 나와, 전기모터에 대해 모터 역할을 하여 시동 동력을 제공하고 전기모터의 전력 사용량을 줄여준다. 만약 저장된 에너지를 모두 사용하면 각 전기모터가 단독으로 순환하여 오일채널의 나머지 유압오일을 오일 저장 탱크 안에 넣는다.
2. 일부 쌍방향 쌍나사펌프에 고장이 발생하여 단전된 경우, 나머지 전기모터와 고압오일 컬렉터를 연결하는 에너지 저장 튜브(1002)에 있는 스위치 밸브가 열리고, 오일 저장 탱크와 연결되는 오일 진입 튜브(1000)에 있는 스위치 밸브가 열리며, 고압오일 컬렉터와 고장인 전기모터를 연결하는 에너지 방출 튜브(1003)에 있는 스위치 밸브가 열리고, 고장인 전기모터의 오일 배출 튜브(1001)와 오일 저장 탱크가 연결되어 통하며, 만약 고압오일 컬렉터 안의 압력이 고장인 전기모터에 필요한 압력보다 낮으면 고압오일 컬렉터와 에너지 저장 탱크가 연결되어 통하고, 에너지 저장 탱크가 압력을 방출하여 에너지를 보충한다. 만약 고압오일 컬렉터 안의 압력이 고장인 전기모터에 필요한 압력보다 높으면, 고압오일 컬렉터와 에너지 저장 탱크가 연결되어 통하고, 에너지 저장 탱크는 에너지를 저장한다.
전기모터에는 스테이터와 맞물리는 전기모터 케이스(1004)가 포함되며, 전기모터 케이스(1004)의 양단에는 엔드 캡(1005)이 설치되고, 엔드 캡(1005)에는 출력축(1008)에 물리는 구멍이 설치된다. 엔드 캡(1005)에는 오일 튜브와 연결되는 오일 진입구와 오일 배출구도 설치된다. 나사 축 상의 기어(1009) 2개는 엔드 캡(1005)의 외측에 설치되고, 기어(1009) 외측에는 기어박스(1006)가 설치된다. 전기모터 케이스(1004)에는 시트(1007)가 설치되고, 시트(1007)를 이용하여 전기모터를 설치하고 고정한다.
도 29에 도시된 대로, 전기모터 케이스(1004)의 한쪽에 스테이터를 설치하고, 나선 로터 하나가 주동 축 역할을 하며, 다른 나선 로터가 종동 축 역할을 한다.
도 27, 도 28, 도 30에 도시된 대로, 전기모터 케이스(1004) 안에는 스테이터를 균등하게 배치하고 2개의 나선 로터가 모두 주동 축 역할을 한다.
도 30에서 스테이터는 4개의 돌극이고, 로터는 4개의 돌극이다.
일종의 3축 나사펌프와 나선 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 복합펌프로서, 3축 나사펌프를 포함하고, 상기 3축 나사펌프의 세 나사 중 적어도 1개 나사가 나선 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 나선 로터(1099)이며, 해당 나선 로터(1099)에 대응되는 3축 나사펌프의 라이너는 나선 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 스테이터로 구성된 스테이터 라이너(1098)이며, 나선 로터(1099)와 스테이터 라이너(1098)가 나선 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터를 구성한다. 상기 스테이터 라이너(1098)는 나선 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 스테이터의 돌극 사이의 틈새를 채우는 수지로서, 예를 들면 에폭시 수지이고, 물론 유류에 대한 저항성이 강한 다른 수지가 될 수도 있으며, 도 42-43에 도시된 대로 스테이터 라이너를 구성한다.
상기 3개 나사 사이에는 동조 기어(1097)를 설치한다.
상기 나사의 외부 표면에는 얇은 고무판을 설치한다.
상기 3개 나사는 이중 나사산내지 4중 나사산(1095)이며, 이중 나사산을 로터로 사용할 때, 4개의 스테이터에 대응하고, 3중 나사산을 로터로 사용할 때에도 4개의 스테이터 또는 6개의 스테이터가 대응하며, 4중 나사산을 로터로 사용할 때에는 8개의 스테이터가 대응한다.
상기 3개 나사 중 중간나사는 나선 로터이며, 즉 중간나사가 주동나사이다.
상기 3개의 나사 중 양쪽의 2개 나사가 나선 로터이며, 즉 양쪽 2개 나사가 주동나사이다.
상기 3개의 나사가 모두 나선 로터로서, 3개 나사가 모두 주동나사이다.
상기 3개 나사를 지지하는 베어링과 3개 나사 사이의 동조 기어는 나사와 라이너로 구성된 작동강 외부에 설치되며, 이로써 마찰로 인해 발생한 금속 가루가 나선 로트 및 스테이터 라이너에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
상기 일종의 3축 나사펌프와 나선 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 복합펌프를 전기자동차의 휠 전기모터로 하고, 휠 전기모터 사이는 오일채널로 연결되어 통하여, 휠 전기모터 사이에 오일채널을 통해 서로 에너지를 수송할 수 있는 일종의 전기자동차.
상기 휠 전기모터는 전기자동차의 전륜 구동장치 또는 후륜 구동장치이며, 전륜 구동장치 또는 후륜 구동장치의 두 휠 전기모터와 오일 저장 탱크, 에너지 저장 탱크는 오일채널로 연결되어 통하며, 밸브로 제어함으로써 ① 2개 휠 전기모터가 병렬연결된 후, 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크 사이에 놓고, 3자를 다시 직렬연결한다. 제동 시, 복합 펌프에서 유출된 고압오일이 에너지 저장 탱크로 들어가고, 복합펌프에 부족한 유압오일은 오일탱크가 제공하며, 시동 또는 가속 시, 만약 에너지 저장 탱크에 저장된 에너지가 있다면 에너지 저장 탱크 안의 유압오일이 복합펌프로 방출되어 에너지를 제공하고, 나머지 유압오일은 오일탱크에 들어가서, 제동 시 에너지를 저장하고, 시동 또는 가속 시 저장된 에너지를 방출한다. ② 2개의 휠 전기모터를 직렬연결한 후, 양단을 각각 에너지 저장 탱크 및 오일 저장 탱크와 다시 직렬연결하여, 제동 시 에너지를 저장하고, 시동 또는 가속 시 저장된 에너지를 방출한다. ③ 2개의 휠 전기모터를 순환식으로 직렬연결하며, 즉 2개의 휠 전기모터의 머리와 꼬리가 모두 서로 연결된다.
상기 휠 전기모터가 4륜구동 전기자동차의 휠 전기모터이며, 4개의 휠 전기모터와 오일 저장 탱크, 에너지 저장 탱크는 오일채널을 통해 연결되어 통하고, 밸브로 제어되어, ① 4개의 휠 전기모터가 병렬연결되어 사이클을 구성하고, 오일 저장 탱크 및 에너지 저장 탱크와 단절된다. 도 35에 도시된 대로, 도 35-45의 굵은 실선은 유압오일이 유통되는 오일채널이고, 가는 실선은 유압오일이 유통되지 않는 오일채널이며, 사각형 상자는 휠 전기모터, 화살표는 유압오일의 유동방향이다. ② 도 36에 도시된 대로, 임의의 3개 휠 전기모터를 병렬연결한 후 다른 1개의 휠 전기모터를 직렬연결하여 사이클을 구성하며, 오일 저장 탱크 및 에너지 저장 탱크와 단절된다. ③ 도 36과 같이, 4개의 휠 전기모터로 브릿지 채널을 구성하여 사이클을 구축하고, 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크는 단절되며, 상기 브릿지식 채널이란 4개의 휠 전기모터를 두 조로 나누어, 서로 인접한 2개의 휠 전기모터가 한 조가 된다. 각 조 휠 전기모터 안의 2개의 휠 전기모터를 병렬연결하고, 두 조의 휠 전기모터 사이를 직렬연결한다. ④ 4개의 휠 전기모터를 직렬연결하거나 임의의 휠 전기모터 3개를 병렬연결한 후 다른 휠 전기모터 하나를 직렬연결하거나 4개의 휠 전기모터로 브릿지식 채널을 구성한 후, 오일 저장 탱크 및 에너지 저장 탱크 사이에 놓고, 3자를 다시 직렬연결하여, 제동 시 에너지를 저장하고, 시동 또는 가속 시 저장된 에너지를 방출하도록 한다. 도 38-46에서, 도 38은 제동 시, 복합펌프가 생성한 고압오일이 에너지 저장 탱크에 들어가서 에너지를 저장하고, 복합펌프에 부족한 유압오일을 오일 저장 탱크가 보충하는 것을 도시하고 있으며, 도 39는 시동 또는 가속 시 에너지 저장 탱크가 에너지를 방출하고, 나머지 유압오일이 오일 저장 탱크에 들어가는 것을 도시하고 있다. 도면에서 직사각형 상자에 화살표가 달린 것이 바로 휠 전기모터이다.
이상은 본 발명의 바람직한 실시 방식에 불과하며, 이 분야의 당업자라면 본 발명의 전체적인 사상을 벗어나지 않으면서 약간의 개조와 개선을 가할 수 있으며, 그러한 경우에도 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 간주해야 한다.

Claims (37)

  1. 스테이터 돌극과 로터 돌극을 포함하고, 로터 돌극이 스테이터 돌극에 대해 회전하도록 배치되고, 상기 스테이터 돌극의 개수는 2m이고, 로터 돌극의 개수는 m이며; 스테이터 돌극은 회전축 방향에 층상으로 고정연결되고; 스테이터 돌극의 두께에 대응하는 로터 돌극의 두께 범위를 로터 돌극 유닛이라 하되; 스테이터 돌극은 스테이터 돌극 코어와 그 외부에 씌운 스테이터 돌극 코일로 구성되며, 스테이터 돌극 코어와 로터 돌극이 에어 갭을 형성하는 말단은 요철이 배합된 원호면이고; 스테이터 돌극과 로터 돌극의 배합 관계는 로터 돌극이 스테이터 돌극에 대해 상대적으로 어떠한 각도로 회전하더라도 적어도 한 층의 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 중심선이 협각 α를 형성하며, 0<α≤β이며; β는 스테이터 돌극 코어 또는 로터 돌극이 회전축 방향 횡단면의 원호에 상응하는 원의 중심과 이루는 각도이며, β<360/2m인 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로터 돌극이 스테이터 돌극에 대해 어떠한 각도로 회전하여도 최소 한 층의 스테이터 돌극의 중심선과 그에 대응하는 로터 돌극 유닛의 로터 돌극의 중심선이 협각 α를 형성하며, 0<α≤β이고; 스테이터 돌극의 층 수를 n층이라고 하면 상응하는 로터 돌극 유닛의 길이도 n층이며 로터 돌극에서 원주를 따라 배열된 돌극의 개수가 m이면 제1층 스테이터 돌극의 중심선과 로터 돌극의 중심선이 이루는 협각은 360/(nm), 제2층은 2*360/(nm), .......제n층은 n*360/(nm)이며, 이 때 360/(nm)≤β인 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  3. 제2항에 있어서,
    xyz 좌표계에서 제1층 스테이터 돌극이 있는 평면이 xy평면이고 회전축의 축선 방향이 z축 방향이고; 기타 층의 스테이터 돌극은 z축을 따라 순서대로 연장되며, 상기 제1층 스테이터 돌극의 중심선과 y축의 협각은 360/(nm)이고 제2층은 2*360/(nm), ....... 제n층은 n*360/(nm)이며; 각 층 로터 돌극 유닛의 로터 돌극의 중심선은 z방향으로 겹치는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  4. 제2항에 있어서,
    xyz 좌표계에서 제1층 스테이터 돌극이 있는 평면이 xy평면이고, 회전축의 축선 방향이 z축 방향이며; 기타 층의 스테이터 돌극은 z축을 따라 순서대로 연장되며, 상기 각 층 스테이터 돌극의 중심선은 z방향에서 y축과 겹치고; 즉 제1층 로터 돌극 유닛의 로터 돌극의 중심선과 y축의 협각은 360/(nm), 제2층은 2*360/(nm), ....... 제n층은 n*360/(nm)인 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  5. 제2항에 있어서,
    xyz 좌표계에서 제1층 스테이터 돌극이 있는 평면은 xy평면이고, 회전축의 축선 방향이 z축 방향이며; 기타 층의 스테이터 돌극은 z축을 따라 순서대로 연장되며, 상기 제1층 스테이터 돌극의 중심선과 y축의 협각은 360/(2*nm), 제2층은 2*360/(2*nm), ....... 제n층은 n*360/(2*nm)이고; 제1층 로터 돌극 유닛의 로터 돌극의 중심선과 y축의 협각은 -360/(2nm), 제2층은 -2*360/(2nm), ...... 제n층은 -n*360/(2nm)으로서 반대방향 나선을 이루는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  6. 제3항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이터 돌극 층 수가 z축 방향에서 순서대로 연장되고, 직선형의 스테이터 돌극 또는 나선 형태의 스테이터 돌극을 형성하며; 직선형 스테이터 돌극에 상응하는 로터 돌극은 나선형 로터 돌극이며, 나선형 스테이터 돌극에 상응하는 로터 돌극은 반대방향 나선형 로터 돌극 또는 직선형 로터 돌극이고, 돌극 수 m은 1보다 크거나 같은 자연수이며, n은 2보다 크거나 같은 자연수인 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 직선형 스테이터 돌극 또는 나선형 스테이터 돌극의 요크부분은 직선형 자성재료 또는 나선형 자성재료를 연결하여 구성하며, 직선형으로 병렬연결된 U자형 전자석 또는 나선형으로 병렬연결된 U자형 전자석인 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 직선형 스테이터 돌극 또는 나선형 스테이터 돌극의 원호면이 원의 중심을 향하며, 외부 직선형 스테이터 돌극 또는 외부 나선형 스테이터 돌극을 형성하며, 상기 직선형 로터 돌극, 나선형 로터 돌극 및 반대방향 나선형 로터 돌극은 내부 직선형 로터 돌극, 내부 나선형 로터 돌극 및 내부 반대방향 나선형 로터 돌극에 해당하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 직선형 스테이터 돌극 또는 나선형 스테이터 돌극의 원호면이 원 중심에서 멀어지는 방향이며, 내부 직선형 스테이터 돌극 또는 내부 나선형 스테이터 돌극을 형성하며; 상기 직선형 로터 돌극, 나선형 로터 돌극 및 반대방향 나선형 로터 돌극은 외부 직선형 로터 돌극, 외부 나선형 로터 돌극 및 반대방향 나선형 로터 돌극에 해당하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 스테이터 돌극 층들의 요크 부분은 자성재료로 연결되어 폐쇄된 스테이터 돌극 프레임을 형성하고, 스테이터 돌극 사이의 자성재료 프레임 위에 프레임 코일이 설치되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 폐쇄 프레임 스테이터 돌극의 원호면은 원의 중심을 향하여 외부가 폐쇄된 프레임 스테이어 돌극을 형성하고; 상기 직선형 로터 돌극, 나선형 로터 돌극 및 반대방향 나선형 로터 돌극은 내부 직선형 로터 돌극, 내부 나선형 로터 돌극, 반대방향 나선형 로터 돌극에 대응하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 폐쇄 프레임 스테이터 돌극의 원호면은 원의 중심에서 멀어지는 방향으로서 내부 폐쇄 프레임 스테이터 돌극을 형성하며; 상기 직선형 로터 돌극, 나선형 로터 돌극, 반대방향 나선형 로터 돌극은 외부 직선형 로터 돌극, 외부 나선형 로터 돌극, 외부 반대방향 나선형 로터 돌극에 대응하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 m은 짝수이며, 스테이터 돌극 층들의 요크 부분은 자성재료에 의해 연결되어 폐쇄 프레임 스테이터 돌극을 형성하며, 스테이터 돌극 사이의 자성재료 프레임 위에 프레임 코일이 설치된 후, 상기 직선형 스테이터 돌극 또는 나선형 스테이터 돌극의 요크 부분은 대응하는 직선형 자성재료 또는 나선형 자성재료에 의해 다시 연결되며, 직선형 자성재료 또는 나선형 자성재료가 요크 철이 되어, 직선형 요크 철 또는 나선형 요크 철을 씌워 설치하여, 입체적인 직선형 돌극 또는 나선형 스테이터 돌극 스테이터를 형성하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전기모터.
  14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이터 돌극 코어의 폭이 d이며, 스테이터 코어 사이의 간격이 1/10d-1/4d인 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  15. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
    스테이터 돌극은 상기 스테이터 돌극의 형상이 직선 이 또는 나선 이인 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  16. 제1 내지 13항 중에 어느 한 항의 상기 스위치드 릴럭턴스 전기모터를 사용하는 전기자동차로서, 상기 전기모터가 전기자동차의 구동 전기모터 역할을 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  17. 3축 나사펌프를 포함하며, 상기 3축 나사펌프 중 적어도 1개 나사 막대가 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 나선형 로터이며, 해당 나선형 로터에 대응하는 3축 나사펌프의 라이닝은 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 스테이터로 이루어진 스테이터 라이닝으로서, 나선형 로터와 스테이터 라이닝은 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터를 구성하는 것을 특징으로 하는 3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터로 이루어진 복합 펌프.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 3개 나사 사이에는 동조기어가 설치되는 것을 특징으로 하는 3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터로 이루어진 복합 펌프.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 나사의 외부 표면에는 얇은 고무판이 설치되는 것을 특징으로 하는 3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터로 이루어진 복합 펌프.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 3개 나사는 이중나사 내지는 4중나사이인 것을 특징으로 하는 3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터로 이루어진 복합 펌프.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 3개 나사 중 중간나사는 나선형 로터로서, 중간 나사가 주동나사인 것을 특징으로 하는 3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터로 이루어진 복합 펌프.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 3개 나사 중 양변의 두 나사가 나선형 로터로서 양측의 두 나사가 주동나사인 것을 특징으로 하는 3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터로 이루어진 복합 펌프.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 3개 나사가 모두 나선형 로터로서 3개 나사가 모두 주동나사인 것을 특징으로 하는 3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터로 이루어진 복합 펌프.
  24. 제17항 내지 제23항 중의 어느 한 항에 있어서,
    기 3개 나사를 지지하는 축 및 3개 나사 사이의 동조기어는 나사와 라이너로 이루어진 작동강의 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터로 이루어진 복합 펌프.
  25. 제17항 내지 제24항 중의 어느 한 항의 상기 3축 나사펌프와 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 복합펌프를 응용한 전기자동차에서,
    상기 복합펌프가 전기자동차의 휠 전기모터로서, 휠 전기모터 사이는 오일채널로 연결되어, 휠 전기모터 사이에 오일채널을 통해 서로 에너지를 수송할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 휠 전기모터는 전기자동차의 전륜 구동장치 또는 후륜 구동장치로서, 전륜 구동장치 또는 후륜 구동장치의 두 휠 전기모터와 오일 저장 탱크, 에너지 저장 탱크는 오일채널을 통해 연결되고 밸브를 통해 제어되어, ① 두 휠 전기모터가 병렬연결된 후 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크 사이에 위치하고, 셋이 다시 직렬연결되어, 제동 시 에너지를 저장하고 시동 또는 가속 시에 저장된 에너지를 방출하며; ② 두 휠 전기모터가 병렬연결된 후, 양단이 각각 에너지 저장 탱크와 오일 저장 탱크와 병렬로 연결되어, 제동 시 에너지를 저장하고 시동 또는 가속 시 에너지를 방출하고; ③ 두 휠 전기모터가 순환식으로 직렬연결된다. 즉 두 휠 전기모터의 머리와 꼬리가 모두 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 휠 전기모터가 4륜구동 전기자동차의 휠 전기모터로서, 4개의 휠 전기모터 및 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크가 오일채널을 통해 연결되며 밸브를 통해 제어되어, ① 4개의 휠 전기모터가 병렬연결되어 사이클을 형성하고 오일 저장 탱크 및 에너지 저장 탱크와는 분리되고; ② 임의의 세 휠 전기모터가 병렬연결된 후 나머지 휠 전기모터가 직렬연결되어 사이클을 형성하며, 오일 저장 탱크 및 에너지 저장 탱크와 분리되며; ③ 4개의 휠 전기모터가 브릿지 통로를 형성하여 사이클을 구성하고, 오일 저장 탱크 및 에너지 저장 탱크와 분리된다. ④ 4개의 휠 전기모터가 직렬연결되거나 임의의 3개 휠 전기모터가 병렬연결된 후 나머지 휠 전기모터가 직렬연결되거나 4개의 휠 전기모터가 브릿지식 통로를 형성한 후, 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크 사이에 놓여, 3자가 다시 직렬연결되어, 제동 시 에너지를 저장하고 시동 또는 가속 시 저장된 에너지를 방출하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  28. 제1 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터를 포함하며, 상기 제1 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 로터가 쌍나사펌프의 제1 주동나사가 되고, 해당 전기모터의 환상 스테이터 측 개구부는 제1 주동나사와 함께 다른 나사와 맞물려, 양자가 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터를 형성하고, 스테이터 내부에는 수지를 채워 환형 내부를 형성하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 다른 나사는 제2 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 로터로서, 제2 주동나사 역할을 하고, 제2 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 상응하는 쪽의 개구부는 제1 주동나사와 제2 주동나사가 서로 물리도록 하며; 즉, 제2 주동나사의 나선 방향과 제1 주동나사의 나선 방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 다른 나사는 종동나사인 것을 특징으로 하는 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 나선형 로터 스위치드 릴럭턴스 전기모터의 돌극 개수는 1-8개 중 하나로서, 두 나사의 단부에 서로 물리는 기어가 설치되는 것을 특징으로 하는 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터.
  32. 상기 쌍나사펌프 전기모터를 전기자동차의 휠 전기모터로 하고, 전기모터 사이는 오일채널로 연결하여, 전기모터 사이에 쌍방향 쌍나사펌프가 서로 에너지를 수송할 수 있는 것을 특징으로 하는 제28항 내지 제31항 중의 어느 한 항의 상기 쌍나사펌프 전기모터의 전기자동차.
  33. 제32항에 있어서,
    쌍방향 쌍나사펌프 전기모터는 전기자동차의 전륜 구동장치, 후륜 구동장치 또는 4륜 구동장치 중 하나인 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 전기자동차 전기모터 사이의 쌍방향 쌍나사펌프는 오일채널을 통해 직렬연결되어, 에너지를 상호 간에 수송하고 쌍방향 쌍나사펌프 사이의 직렬연결 방식은, 제1 전기모터의 출력단이 오일채널을 통해 다음 전기모터의 입력단에 연결되고, 이어서 순서대로 직렬연결되며, 마지막 전기모터의 출력단은 오일채널을 통해 제1 전기모터의 입력단에 연결되고; 또는 두 전기모터 사이의 오일채널을 분지시켜, 오일 저장 탱크와 에너지 저장 탱크를 연결하고, 오일 저장 탱크에 오일채널과 연결되는 오일 진입 튜브와 오일 배출 튜브를 설치하며, 에너지 저장 탱크에는 오일채널과 연결되는 에너지 저장 튜브와 에너지 방출 튜브를 설치하며; 또는 오일채널이 순환할 때 전진하는 방향을 전방으로 하고, 오일 튜브와의 연결부에서 오일 배출 튜브를 에너지 저장 튜브의 전방에 설치하고, 에너지 방출 튜브를 오일 진입 튜브의 전방에 설치하며, 오일 진입 튜브, 오일 배출 튜브, 에너지 저장 튜브, 에너지 방출 튜브 및 분지 오일 튜브가 연결되는 오일채널에 모두 스위치 밸브를 설치하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  35. 제34항에 있어서,
    직렬연결되는 쌍방향 쌍나사펌프의 오일채널의 순환 방법:
    1. 쌍방향 쌍나사펌프가 정상적으로 작동하고 자동차가 정상적으로 주행할 때, 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터와 전기모터가 연결되는 중간의 오일채널 안에는 오일이 가득 차며, 유압오일은 각 모터 사이의 직렬연결 오일채널에서 순환하고, 오일 진입 튜브, 오일 배출 튜브, 에너지 저장 튜브, 에너지 방출 튜브에 있는 스위치 밸브는 모두 닫힌 상태이며, 분지 오일채널과 연결되는 오일채널의 스위치 밸브는 열린 상태이며;
    자동차를 제동할 때, 전기모터는 단전되고, 오일 저장 탱크의 오일 배출 튜브와 에너지 저장 탱크의 에너지 저장 튜브에 있는 스위치 밸브는 모두 열리며, 분지 오일채널과 연결되는 오일채널의 스위치 밸브는 닫히고; 자동차의 관성으로 인해 전기모터는 오일펌프로서 작동하며, 나오는 고압오일은 에너지 저장기로 들어가 에너지를 저장하고, 오일 튜브의 부족한 유압오일은 오일 저장 탱크가 보충하며;
    자동차가 시동할 때 많은 동력이 필요하므로 에너지 방출 튜브와 오일 배출 튜브의 스위치 밸브를 열어 에너지 저장 탱크에 저장된 에너지가 방출되도록 할 수 있고, 전기모터의 모터 역할을 하여 시동 동력을 제공함으로써 전기모터의 전기 사용량을 줄이고; 만일 저장된 에너지를 모두 사용하면 전기모터는 오일채널에 남은 유압오일을 오일 저장 탱크에 넣으며;
    2. 일부 쌍방향 쌍나사펌프에 고장이 발생하여 단전된 경우, 나머지 전기모터 사이를 순환하는 유압오일이 해당 모터의 나사회전을 유발하여 에너지를 보충하게 되는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  36. 제35항에 있어서,
    전륜 구동장치, 후륜 구동장치 또는 4륜 구동장치는 각각의 쌍방향 쌍나사펌프 전기모터, 고압오일 컬렉터, 에너지 저장기, 오일 저장 탱크를 포함하며, 모든 전기모터에는 자체순환 오일채널이 설치되며; 각 전기모터의 출력단과 고압오일 컬렉터는 에너지 저장 튜브를 통해 연결되며, 각 전기모터의 입력단은 에너지 방출 튜브를 통해 고압오일 컬렉터와 연결되고, 각 전기모터의 출력단은 오일 배출 튜브를 통해 오일 저장 탱크와 연결되며, 각 전기모터의 입력단은 오일 진입 튜브를 통해 오일 저장 탱크와 연결되고; 고압오일 컬렉터와 에너지 저장 탱크가 연결되며, 오일 진입 튜브, 오일 배출 튜브, 에너지 저장 튜브, 에너지 방출 튜브, 각 모터의 자체순환 오일채널 및 고압 집유관에는 모두 스위치 밸브가 설치되고, 고압오일 컬렉터는 하나의 캐비티인 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  37. 제34항에 있어서,
    오일채널 사이의 순환 방법은:
    1. 쌍방향 쌍나사펌프가 정상적으로 작동할 때 각 전기모터 및 서로 연결되는 각각의 오일 튜브에는 모두 오일이 가득 차고;
    자동차가 정상적으로 주행할 때, 각 전기모터의 자체순환 채널에 있는 스위치 밸브는 열리고, 나머지 스위치 밸브는 닫히며, 전기모터는 모두 각자의 순환회로를 통해 정상적으로 운행되며;
    자동차가 주행 중에 제동하면 전기모터가 단전되고 오일 저장 탱크와 각 전기모터가 연결되는 오일진입 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리고, 각 전기모터와 고압오일 컬렉터가 연결되는 에너지 저장 탱크에 있는 스위치 밸브가 열리며, 고압오일 컬렉터와 에너지 저장 탱크를 연결하는 오일채널에 있는 스위치 밸브가 열리고, 나머지 연결 통로에 있는 스위치 밸브는 모두 닫힌다. 이 때 자동차가 관성의 작용에 따라 계속 주행하면 전기모터가 오일펌프 역할을 하여, 송출되는 고압오일이 고압오일 컬렉터를 통해 에너지 저장 탱크에 진입하고, 오일 튜브에서 부족한 오일은 오일탱크가 보충하고;
    자동차를 시동할 때 많은 동력이 필요하므로 에너지 저장 탱크와 고압오일 컬렉터가 연결되고, 고압오일 컬렉터와 각 전기모터가 연결되는 에너지 방출 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리며, 각 전기모터와 오일 저장 탱크와 연결된 오일배출 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리고, 에너지 저장 탱크의 에너지가 방출되어 나와, 전기모터에 대해 모터 역할을 하여 시동력을 제공함으로써 전기모터의 전력 사용량을 줄이고; 만약 저장된 에너지를 모두 사용하면 각 전기모터가 단독 사이클을 통해 오일채널 안의 남은 유압오일을 오일 저장 탱크 안으로 넣으며;
    2. 일부 쌍방향 쌍나사펌프에 고장과 단전이 발생하면, 나머지 전기모터와 고압오일 집유기를 연결하는 에너지 저장 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리고, 오일 저장 탱크와 연결되는 오일 진입 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리며, 고압오일 집유기와 고장인 전기모터를 연결하는 에너지 방출 튜브에 있는 스위치 밸브가 열리며, 고장인 전기모터의 오일 배출 튜브와 오일 저장 탱크가 연결되어 통하게 되고; 만약 고압오일 집유기 안의 압력이 고장인 전기모터에 필요한 압력보다 낮으면 고압오일 집유기와 에너지 저장 탱크가 연결되어 통하고, 에너지 저장 탱크가 압력을 방출하여 에너지를 보충하며;만약 고압오일 집유기 안의 압력이 고장인 전기모터에 필요한 압력보다 높으면 고압오일 집유기와 에너지 저장 탱크가 연결되어 통하고, 에너지 저장 탱크가 에너지를 저장하게 되는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
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