KR20180111402A - 직류공급용 다중회로 브러시의 회전을 이용하는 교류발전장치 - Google Patents

직류공급용 다중회로 브러시의 회전을 이용하는 교류발전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180111402A
KR20180111402A KR1020170044681A KR20170044681A KR20180111402A KR 20180111402 A KR20180111402 A KR 20180111402A KR 1020170044681 A KR1020170044681 A KR 1020170044681A KR 20170044681 A KR20170044681 A KR 20170044681A KR 20180111402 A KR20180111402 A KR 20180111402A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
commutator
field
pairs
brushes
brush holder
Prior art date
Application number
KR1020170044681A
Other languages
English (en)
Inventor
선상규
Original Assignee
선상규
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 선상규 filed Critical 선상규
Publication of KR20180111402A publication Critical patent/KR20180111402A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/006—Structural associations of commutators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/02—Details of the control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

본 발명은 계자코일(142)이 감겨진 다수개의 계자철심(141)을 구비하는 계자(140)와, 상기 계자(140)의 둘레를 소정 간격 이격된 상태로 감싸도록 형성된 전기자코일(150)과, 상기 계자(140)의 일단에 상기 계자코일(142)과 각각 일대 일로 연결되어 원형으로 배열되는 다수개의 정류자편(111)을 구비하는 정류자(110)와, 상기 정류자(110)의 외주면과 밀착되도록 안쪽 벽면에 각각 45의 위상차를 두고 4쌍의 정류자브러시(113)를 구비하는 정류자브러시홀더(112)와, 지지대(130)에 고정되어 정류자브라켓(114)과 밀착하여 붙어서 맞대응 하는 원판형의 슬립디스크단자(115)와, 상기 정류자브러시홀더(112)와 결합되어 회전시키기 위한 외부동력장치(155)에 의한 직류발전장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 교류를 얻기 위한 역발상으로 상기 계자(140)와 상기 정류자(110)를 회전시키지 않고 고정축에서 슬립(slip)되게 결합된 상기 정류자브러시홀더(112)를 상기 외부동력장치(155)에 의해 가볍게 회전시켜 강제 회전에 필요한 외부동력 및 에너지 낭비가 없도록 하며, 상기 전기자코일(150)에서 4상(four phase)의 유도기전력이 발생될 수 있도록 하여 경제적 효율성이 우수한 전력을 생산할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
또한, 본 발명은 상기 계자(140)와, 상기 전기자코일(150) 및 축전지(120)는 케이싱(170)을 이용하여 독립된 장소에 분리 설치하고, 상기 정류자(110)와, 상기 정류자브러시홀더(112)와, 상기 외부동력장치(155)와, 상기 슬립디스크단자(115)는 상기 지지대(130)에 의해서 별도의 구조물로 분리 설치함으로써 엔진발전기나 풍력 및 조력발전 등 초대형의 디자인 설계가 용이하고, 공간의 활용성이 좋으며, 제작 설치 및 이용이 간편한 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

직류공급용 다중회로 브러시의 회전을 이용하는 교류발전장치{AC generator utilizing rotation of a multi-circuit brush for DC supply}
본 발명은 직류공급용 다중회로 브러시(multi-circuit brush)의 회전을 이용하는 교류발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계자에 다수개의 계자철심과 각각의 계자코일이 구비되고, 고정축에는 상기 계자와 정류자가 고정되게 결합되고, 정류자브러시홀더와 외부동력장치를 결속하여 상기 고정축에서 슬립(Slip)하게 결합되어 종래의 발전기에서 사용하던 회전계자를 대신하여 회전할 수 있게 구성하는 것이 핵심이며, 축전지의 전류가 공급되고 상기 외부동력장치가 인위적으로 구동될 때 4쌍의 정류자브러시와 정류자브라켓이 서로 연결된 상기 정류자브러시홀더를 회전시켜주고, 2쌍의 직류공급회로로 성형된 슬립디스크단자와 2쌍의 직류수용회로로 성형된 상기 정류자브라켓 사이에서 전류의 연결과 단락을 반복시켜 줌으로써, 상기 정류자브러시홀더의 내측에 구비된 상기 4쌍의 정류자브러시를 접속하는 정류자편에 의해서 각각 상기 계자철심에 자력을 유도하고, 상기 계자철심과 이격되어 권선되어 있는 전기자코일에는 상기 계자철심과 반대되는 극성의 자력이 유도되도록 함으로써 높은 효율의 직류전류를 발생할 수 있도록 하는 발전장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 계자와 상기 전기자코일 및 상기 축전지는 케이싱을 이용하여 독립된 장소에 분리해서 설치할 수 있고, 상기 정류자와, 상기 정류자브러시홀더와, 상기 외부동력장치와, 상기 슬립디스크단자는 지지대에 의해서 별도의 구조물로 분리해서 설치함으로써 엔진발전기나 풍력 및 조력발전 등에서 초대형의 디자인 설계가 용이하고, 공간의 활용성이 좋으며, 제작 설치 및 이용이 매우 유용하여 분리 설치도 가능한 발전장치에 관한 것이다.
보통 교류발전기는 로터(rotor)와 상기 로터(rotor)의 외측에 형성되는 스테이터(stator)와, 상기 스테이터(stator)를 감싸는 하우징으로 이루어지는데, 상기 로터(rotor)가 회전하게 되면 로터 자석(rotor maget)으로부터의 자속이 스테이터 권선(stator coil)과 상호작용하면서 스테이터 권선(stator coil) 내에 전류를 유도하게 된다.
본 발명에서 교류발전기의 전압특성은 로터(rotor)의 회전속도를 높이거나 계자코일의 수를 증가시키면 발생하는 기전력을 높일 수 있다는 점과, 코일의 자속변화가 빠르면 빠를수록 유도전압이 상승하게 되는 점 및 회전속도와 여자전류(excited current)가 증가함에 따라 유도전압이 상승한다는 점을 착안하여, 본 연구에서는 종래의 교류발전기에서 사용하던 스테이터(stator)와 로터(rotor) 및 정류자(commutator)를 회전시키지 않고, 구조의 역발상으로 슬립링을 대체하여 일측은 2쌍의 직류공급회로를 성형하고 타측은 4쌍의 디스크브러시가 시계방향으로 각각 45씩 위상차로 성형된 슬립디스크단자를 고안하였고, 상기 슬립디스크단자와 비슷한 구조로 맞대응하는 일측면에 2쌍의 직류수용회로가 원형을 성형한 정류자브라켓을 고안하여 외부동력장치에 의해 중량이 가벼운 상기 정류자브라켓을 슬립디스크단자와 밀착시켜서 회전시킴으로써 외부 동력에너지를 매우 절약하며 종래의 교류발전기가 발생하는 기전력의 크기와 효율을 높게 증가시킬 수 있는 기술을 접목하고 이용한 것이다.
종래의 교류발전기는 회전자와 정류자가 회전축 상에 장착되며, 상기 회전자는 외부동력에 의해 고정자 내에서 회전하면서 고정자와 상호작용하게 되고 상기 상호작용에 의해 기전력이 발생하게 되는데, 결국 종래의 교류발전장치로 전류를 발생시키기 위해서는 동력원에 의해 회전자와 정류자를 강제로 회전시켜야 하는 것이어서 매우 무거운 중량을 갖는 회전자를 회전시키기 위해 소요되는 에너지의 낭비는 물론 마찰 및 기타 요인들에 의한 효율이 떨어지는 단점을 갖는다.
또한 종래의 교류발전기는 직류공급브러시와 정류자브러시가 회전축에 의해 회전되는 슬립링 및 정류자의 외측 면에 형성된 정류자편에 접촉되는 구조이거나, 계자극발생기와 정류자는 고정축에 형성되고 슬립링과 회전체는 회전축에 형성하여 2개의 축이 만나게 되는 구조여서 상기 슬립링과 회전체가 외부동력원에 의해 회전하게 되면 원심력이 작용하면서 심하게 떨면서 고정 축에 구비된 정류자편과 정류자브러시 사이에서 충돌현상과 발화현상이 발생하게 되고 이로 인해 기계적인 결함과 전류발생효율이 떨어지는 단점이 발생하게 된다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 종래의 회전계자형 발전장치에서 반드시 회전축에서 회전시켜야만 발전이 가능하던 회전자를 본 발명에서는 계자코일이 각각 권선된 다수개의 계자철심으로 구성하여 회전하지 않도록 하고, 각각의 상기 계자코일과 정류자편은 코일연결선에 의해 연결되고, 일측은 2쌍의 직류공급회로 성형하고 타측은 4쌍의 디스크브러시가 시계방향으로 각각 45씩 위상차로 성형된 슬립디스크단자와, 정류자브러시홀더의 일측단에 2쌍의 직류수용회로로 구비된 정류자브라켓 및 상기 정류자브러시홀더의 안쪽에 구비되고 정류자브라켓과 연결된 4쌍의 정류자브러시가 상기 정류자편을 통해서 상기 계자코일에 직류를 공급할 수 있도록 함으로써 각각의 상기 계자철심에 상기 2쌍의 직류수용회로에 의해서 순차적으로 자력을 유도하고 이로 인해 상기 계자철심과 대응하고 있는 전기자코일에는 상기 계자철심과 반대되는 극성의 자력이 순차적으로 유도되도록 함으로써 상기 전기자코일에는 기전력의 발생과 소멸을 반복시키면서 전류가 발생하도록 함을 목적으로 교류발전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 계자와, 상기 전기자코일 및 축전지는 케이싱을 이용하여 독립된 장소에 설치할 수 있고, 상기 정류자와, 상기 정류자브러시홀더와 외부동력장치와 상기 슬립디스크단자는 지지대에 의해서 별도의 구조물로 분리 설치함으로써 상기 정류자브러시홀더를 회전시키기 위해서 모터 풀리(Motor Pulley)나 로터휠(Rotor Wheel) 또는 자력 회전체(magnetic power rotor)나 풍력 & 조력터빈(Wind & Tidal Turbine)으로 구성되는 것을 포함한 상기 외부동력장치를 이용함으로써 초대형의 디자인 설계가 용이하고, 공간의 활용성과 제작 설치 및 이용이 매우 유용한 사상 최초의 분리형 발전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 종래의 발전기가 1쌍의 브러시를 이용한 반면에 2쌍의 직류공급회로와 4쌍의 디스크브러시를 성형한 슬립디스크단자와, 2쌍의 직류수용회로를 가진 정류자브라켓 및 4쌍의 정류자브러시를 가진 정류자브러시홀더를 이용하여 직류전류의 연결과 단절을 반복함으로써 종래의 발전장치에 비해서 외부동력에너지 공급을 최소화하면서도 고효율의 기전력을 제공할 수 있는 매우 유용한 교류발전장치이다.
즉, 본 발명은 외부 회전동력을 줄이고 고효율의 전류를 얻기 위한 역발상으로 계자와 정류자를 강제로 회전시키지 않고, 고정축에 슬립(slip)되게 결합된 상기 정류자브러시홀더를 외부동력장치에 의해 가볍게 회전시켜 강제 회전에 필요한 외부동력 및 에너지 낭비가 없도록 하며, 전기자코일에 4상(four phase)의 유도기전력이 발생될 수 있도록 하여 경제적 효율성이 우수한 전력을 생산할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
또한, 본 발명은 상기 계자와 상기 전기자코일 및 축전지 부분은 각각 독립된 장소에 거치시키고, 상기 슬립디스크단자와, 상기 정류자와, 상기 정류자브러시홀더와, 상기 외부동력장치는 별도의 구조물로 분리 설치함으로써 엔진발전기나 풍력 및 조력발전 등 초대형의 디자인 설계가 용이하고, 공간의 활용성과 제작 설치 및 경제적 효율성이 우수한 전력을 생산할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1 - 본 발명의 슬립디스크단자 참고도
도 2 - 본 발명의 정류자브라켓 참고도
도 3 - 본 발명의 분리 사시도
도 4 - 본 발명의 계자와 전기자 간의 참고도
도 5 - 본 발명의 출력곡선 참고도
도 6 - 본 발명의 개략적인 일체형의 구성도
도 7 - 본 발명의 개략적인 일체형 및 분리형의 구성도
도 8 - 본 발명의 프로펠러 터빈을 이용한 개략적인 일체형 및 분리형의 구성도
도 9 - 본 발명의 스크류 터빈을 이용한 개략적인 일체형 및 분리형의 구성도
이하 첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 계자코일(142)이 각각 감겨진 다수개의 계자철심(141)을 구비하는 계자(140)와, 상기 계자(140)의 외측에 이격된 상태에서 감싸도록 형성된 전기자코일(150)과, 상기 계자(140)의 일단에 상기 계자코일(142)과 각각 일대 일로 연결되어 원형으로 배열되는 다수개의 정류자편(111)을 구비하는 정류자(110)와, 일측단에 구비한 정류자브라켓(114)과 안쪽에 4쌍의 정류자브러시(113)와 연결된 중공 원통형의 정류자브러시홀더(112)와, 상기 정류자브러시홀더(112)와 결합되어 회전시키기 위한 외부동력장치(155)와, 직류전류를 공급하기 위해 상기 정류자(110)와 상기 정류자브라켓(114) 사이에서 결합되도록 일측은 2쌍의 직류공급회로(118)를 성형하고 타측은 4쌍의 디스크브러시(117)가 시계방향으로 각각 45씩 위상차로 성형된 슬립디스크단자(115)와, 상기 슬립디스크단자(115)에 직류전류를 공급하기 위한 축전지(120)로 이루어진다.
상기 계자(140)의 각 상기 계자철심(141)에는 자극을 발생하기 위한 상기 계자코일(142)이 권선되고, 상기 계자코일(142)은 코일연결선(143)에 의해 다수개의 상기 정류자편(111)과 각각 연결된다.
전압의 공급방법은 타여자 발전방식인 상기 축전지(120)로부터 전압을 공급받거나 또는 자여자 발전방식인 계자자극(magnetic pole)의 잔류자기(residual magnetism)로부터 자체에서 발생시킨 전압을 공급받는 방법으로 계자자속(界磁磁束)을 형성시킬 수가 있으며, 상기 2쌍의 직류공급회로(118)와 상기 4쌍의 디스크브러시(117)가 시계방향으로 각각 45씩 위상차로 성형된 상기 슬립디스크단자(115)와 상기 정류자브러시홀더(112)의 상기 정류자브라켓(114) 및 상기 4쌍의 정류자브러시(113)에 의해 상기 정류자편(111)에 직류전기가 공급되어지는데, 서로 대응되는 상기 정류자편(111)에 각각 양극(+)와 음극(-)이 연결되며, 상응되는 상기 계자코일(142)에도 양극(+)와 음극(-)의 전류가 흐르게 된다.
즉, 상기 슬립디스크단자(115)와, 상기 정류자브러시홀더(112) 내측 면에 45간격으로 배치해놓은 상기 4쌍의 정류자브러시(113)와, 일측단에 있는 2쌍의 직류수용회로(116)가 각각 원형으로 성형된 상기 정류자브라켓(114)의 회전에 따라 상기 정류자편(111)에 각각 양극(+)와 음극(-)이 지속적으로 교번되면, 상응되는 상기 계자코일(142)에도 양극(+)와 음극(-)의 교번이 일어나면서 대응되는 상기 전기자코일(150)에는 45의 위상차를 가지고 교류사인파 곡선이 발생하게 된다.
따라서 상기 계자코일(142)에 양극(+)와 음극(-)이 형성되면 상기 계자철심(141)에는 자력(磁力)이 발생하게 되는데, 이때 상기 계자철심(141)에는 상기 계자코일(142)이 일정 방향으로 감겨진 상태여서 상기 계자(140)의 축을 중심으로 일측 방향은 N극 또는 S극이 되고, 타측 방향은 일측 방향과 반대 극성을 갖게 되는 것이다.
그러므로 상기 계자철심(141)과 대응하고 있는 상기 전기자코일(150)에는 상기 계자철심(141)들과 반대되는 극성의 자력이 유도되어 45의 시간차로 4상(four phase)의 유도기전력이 연속적으로 발생하게 되고 상기 전기자코일(150)에 연결된 출력배선(160)을 통해 교류전류가 출력되어 진다.
그런데 본 발명은 기존의 교류발전기와 다르게 슬립링을 대체하기 위해서 도 1과 같이 지지대(130)에 고정되며 일측은 2쌍의 직류공급회로(118)를 성형하고 타측은 상기 4쌍의 디스크브러시(117)가 시계방향으로 각각 45씩 위상차로 성형된 상기 슬립디스크단자(115)와, 상기 정류자브라켓(114)의 양측에는 2쌍의 원형으로 배치된 상기 2쌍의 직류수용회로(116)가 각각 360의 원으로 구성되고, 상기 4쌍의 정류자브러시(113)와 선으로 연결된다.
따라서 본 발명은 도 2 및 도 3과 같이 상기 정류자브러쉬홀더(112)의 양측에 상기 2쌍의 직류수용회로(116)가 성형된 상기 정류자브라켓(114)을 구비하고, 안쪽에는 4쌍의 브러시가 45의 위상 차이로 구비된 상기 4쌍의 정류자브러시(113)가 상기 정류자편(111)을 감싸고도는 구조이며, 상기 지지대(130)에 고정된 상기 슬립디스크단자(115)는 스프링을 통해서 상기 정류자브러시홀더(112)의 일측인 상기 정류자브라켓(114)과 접촉력이 향상될 수 있도록 구성한다.
본 발명에 있어서 상기 정류자(110)는 상기 계자코일(142)에 전류를 분할하여 공급하기 위해 얇은 운모편에 의해 서로 절연된 쐐기 모양의 다수의 상기 정류자편(111)들로 이루어져 있다.
본 발명의 발전원리를 도 4 및 도 5에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 정류자브러시홀더(112)의 상기 4쌍의 정류자브러시(113)가 45의 위상 차이로 구비되었고, 회전하는 4쌍의 정류자브러시(113)에 의해 상기 정류자편(111)을 통해서 상기 계자코일(142)에는 순차적으로 A+와 A-, B+와 B-, C+와 C-, D+와 D- 극이 형성되도록 45의 위상 차이로 전류의 연결 및 단절이 지속적으로 반복되며 상기 계자철심(141)은 각각 순차적인 45의 위상 차이로 N극과 S극이 연속적으로 반복해서 발생 및 소멸된다.
이때 상기 계자코일(142)에 순차적으로 A+, B+, C+, D+ 극을 형성할 때는 대응하고 있는 상기 전기자코일(150)에는 순차적으로 N극이 유도되고, 반대쪽에서도 순차적으로 A-, B-, C-, D-극을 형성하므로 인접하고 있는 상기 전기자코일(150)에는 S극이 유도된다.
상기 전기자코일(150)의 구성은 각각 상기 계자코일(142)에 대응하여 45의 위상 차이로 동등하게 구성되며 최소 4쌍의 권선코일로 구성된다. 따라서 A+와 A- 극의 경우, 유도되는 상기 계자코일(142)의 총 계자자속(界磁磁束)의 범위가 12시 방향으로 가정한 0부터 6시 방향으로 가정한 180의 필드(field)를 이룰 때, 상기 전기자코일(150)에도 12시 방향으로 가정한 0부터 6시 방향으로 가정한 180의 필드(field)로 대응하는 반원형의 권선코일이 이루어진다.
그리고 B+와 B-, C+와 C-, D+와 D- 극의 경우 45의 위상 차이를 유지하여 각각의 필드(field)를 형성하게 되며 A+와 A- 극의 경우와 같은 방법으로 권선코일이 구성된다.
따라서 연속적으로 회전각속도가 일정할 때 4상(four phase)의 유도기전력이 발생한다.
본 발명에 있어서 작동순서의 순환구조를 살펴보면, 직류전류를 공급하기 위해서 상기 축전지(120)의 전류가 공급되고 또한 상기 외부동력장치(155)가 인위적으로 구동되어질 때 일측은 2쌍의 직류공급회로(118)를 성형하고 타측은 상기 4쌍의 디스크브러시(117)가 시계방향으로 각각 45씩 위상차로 성형되어 있는 가장 먼저 전류를 공급받는 상기 슬립디스크단자(115)와, 상기 정류자브러시홀더(112)의 일측단에서 상기 2쌍의 직류수용회로(116)가 각각 원형으로 성형되어 상기 슬립디스크단자(115)에 밀착되어 회전하는 상기 정류자브라켓(114)과, 상기 정류자브러시홀더(112) 내측에 45씩의 위상차로 4쌍이 구비되는 상기 4쌍의 정류자브러시(113)와, 상기 4쌍의 정류자브러시(113)가 밀착되어지는 상기 정류자편(111)과, 상기 정류자편(111)으로부터 상기 계자코일(142)로 연결되어 상기 전기자코일(150)에서 4상(four phase)의 유도기전력이 발생하게 되는 구조이다.
또한, 본 발명의 다른 구성 및 설치방법으로 도 6 내지 도 9와 같이 발전장치를 구성할 수도 있다.
본 발명은 상기 계자코일(142) 및 상기 계자철심(141)을 포함한 상기 계자(140)와, 상기 전기자코일(150) 및 상기 축전지(120)는 케이싱(170)을 이용하여 독립된 장소에 분리하여 설치하고, 또한, 상기 정류자편(111)을 포함한 상기 정류자(110)와, 상기 4쌍의 정류자브러시(113) 및 상기 정류자브라켓(114)을 포함한 상기 정류자브러시홀더(112)와, 상기 외부동력장치(155)와, 상기 정류자(110) 그리고 2쌍의 직류공급회로(118) 및 4쌍의 디스크브러시(117)를 포함한 상기 슬립디스크단자(115)는 분리하여 지지대(130)에 의해서 지상구조물에 설치할 수도 있다.
따라서 본 발명은 교류발전기의 전압특성이 상기 외부동력장치(155)에 의해 상기 정류자(110)의 회전속도를 높이거나 상기 계자코일(142)의 수를 증가시키면 발생하는 기전력을 높일 수 있다는 점에 착안하여,
코일의 자속변화가 빠르면 빠를수록 유도전압이 상승하게 되는 기술을 접목하고, 회전속도와 여자전류(excited current)가 증가함에 따라 유도전압이 상승한다는 기술과 상기 고정축(100)과 슬립(slip)되게 결합되어 상기 정류자브러시홀더(112)를 회전시키기 위해서 모터 풀리(Motor Pulley)나 로터휠(Rotor Wheel) 또는 자력 회전체(magnetic power rotor)나 풍력 & 조력터빈(Wind & Tidal Turbine)으로 구성되는 것을 포함한 상기 외부동력장치(155)를 이용하여 발전장치를 분리하여 설치 운용을 할 수 있는 기술을 이용한 것이다.
1 : 교류발전장치
100: 고정축
110: 정류자 111: 정류자편
112: 정류자브러시홀더 113: 4쌍의 정류자브러시
114: 정류자브라켓 115: 슬립디스크단자
116: 2쌍의 직류수용회로 117: 4쌍의 디스크브러시 118: 2쌍의 직류공급회로
120: 축전지
130: 지지대
140: 계자 141: 계자철심 142: 계자코일 143: 코일연결선
150: 전기자코일
155: 외부동력장치
160: 출력배선
170: 케이싱

Claims (4)

  1. 구조물을 지지하는 지지대(130)와,
    정류자(110)를 고정되게 결합하고 정류자브러시홀더(112)와 외부동력장치(155)는 슬립(slip) 되도록 결합하는 고정축(100)과,
    다수의 도체로 구비된 계자철심(141)에 각각의 계자코일(142)이 권선된 계자(140)와,
    상기 계자(140)의 일단에서 각각의 상기 계자코일(142)과 대응되도록 코일연결선(143)으로 연결되고 원형으로 배열되는 복수의 정류자편(111) 및 상기 정류자편(111)으로 구비되는 상기 정류자(110)와,
    안쪽 내면에 구비되는 4쌍의 정류자브러시(113) 및 일측단에 정류자브라켓(114)을 구비하고 상기 고정축(100)에 슬립(Slip)되게 결합하여 상기 정류자편(111)의 외주면과 밀착되어 회전하게 되는 중공 원통형의 상기 정류자브러시홀더(112)와,
    상기 정류자브러시홀더(112)의 일측단에서 일측면은 슬립디스크단자(115)와 맞대응하여 회전하도록 2쌍의 직류수용회로(116)가 각각 원형 회로로 성형되고 일측면과 연결된 타측면은 상기 4쌍의 정류자브러시(113)와 연결되어 직류전류의 연결 및 단절을 반복하도록 하는 원판형의 상기 정류자브라켓(114)과,
    상기 정류자브러시홀더(112)의 안쪽 내면에는 4쌍의 브러시가 45의 위상 차이로 구비되어 상기 정류자편(111)을 감싸고도는 상기 4쌍의 정류자브러시(113)와,
    일측면은 2쌍의 직류공급회로(118)를 성형하고 타측면은 상기 2쌍의 직류공급회로(118)의 후면과 연결된 4쌍의 디스크브러시(117)가 시계방향으로 각각 45씩 위상차로 성형되고 상기 지지대(130)에 고정되어 상기 2쌍의 직류수용회로(116)와 밀착하게 붙어서 맞대응하는 원판형의 상기 슬립디스크단자(115)와,
    상기 계자코일(142)의 외곽에 이격된 상태에서 상기 계자코일(142)과 대응하며 양분하여 구비되는 전기자코일(150)과,
    상기 고정축(100)과 슬립(slip)되게 결합되어 상기 정류자브러시홀더(112)를 회전시키기 위해서 모터 풀리(Motor Pulley)나 로터휠(Rotor Wheel) 또는 자력 회전체(magnetic power rotor)나 풍력 & 조력터빈(Wind & Tidal Turbine)으로 구성되는 것을 포함한 상기 외부동력장치(155) 및:
    상기 슬립디스크단자(115)와 상기 정류자브러시홀더(112) 및 상기 정류자편(111)에 직류 전기를 공급하기 위한 축전지(120)로 구성되어짐을 특징으로 하는 직류공급용 다중회로 브러시(multi-circuit brush)의 회전을 이용하는 교류발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    교류발전장치(1)의 안쪽에 다수의 상기 계자철심(141)에 상기 계자코일(142)이 각각 권선되고, 상기 계자코일(142)의 외곽에 이격된 상태에서 대응하여 구비된 상기 전기자코일(150)을 각각 양분하여 권선하며, 상기 계자코일(142)과 상기 전기자코일(150)의 작용으로 계자자극(magnetic pole)의 잔류자기(residual magnetism)로부터 자체에서 발생시킨 전류를 공급받거나 축전지(120)의 전류를 공급받아 고정된 상기 슬립디스크단자(115)와 밀착되어 회전하는 상기 정류자브라켓(114)을 지나 상기 정류자브러시홀더(112)의 내측면에 4쌍이 각각 45의 위상 차이를 유지한 상기 4쌍의 정류자브러시(113)로 통과하여 얇은 운모편에 의해 서로 절연된 쐐기 모양의 상기 정류자편(111)에 도달하고, 상기 고정축(100)에 고정된 상기 정류자편(111)과 밀착된 상기 4쌍의 정류자브러시(113)가 각각 45의 위상 차이로 연결 및 단절이 반복되게 회전하면서 상기 계자철심(141)에게 계자자속(界磁磁束)을 형성시켜, 45의 위상 차이로 각각 N극과 S극을 순차적으로 발생시키게 되고, 상기 계자철심(141)와 대응되는 상기 전기자코일(150)에게도 순차적인 45의 위상 차이로 반대되는 극성의 자력이 유도되도록 하여 4상(four phase)의 유도기전력이 발생될 수 있도록 구성되어짐을 특징으로 하는 직류공급용 다중회로 브러시(multi-circuit brush)의 회전을 이용하는 교류발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    교류발전장치(1)의 안쪽에 다수의 상기 전기자코일(150)이 각각 양분하여 권선되고, 상기 전기자코일(150)의 외곽에 이격된 상태에서 대응하여 상기 계자코일(142)을 권선하며, 상기 계자코일(142)과 상기 전기자코일(150)의 작용으로 계자자극(magnetic pole)의 잔류자기(residual magnetism)로부터 자체에서 발생시킨 전류를 공급받거나 축전지(120)의 전류를 공급받아 상기 슬립디스크단자(115)와 밀착되어 회전하는 상기 정류자브라켓(114)을 지나 상기 정류자브러시홀더(112)의 내측면에 4쌍이 각각 45의 위상 차이를 유지한 상기 4쌍의 정류자브러시(113)로 통과하여 얇은 운모편에 의해 서로 절연된 쐐기 모양의 상기 정류자편(111)에 도달하고, 상기 고정축(100)에 고정된 상기 정류자편(111)과 밀착된 상기 4쌍의 정류자브러시(113)가 각각 45의 위상 차이로 연결 및 단절이 반복되게 회전하면서 상기 계자철심(141)에게 계자자속(界磁磁束)을 형성시켜 45의 위상 차이로 각각 N극과 S극을 반복적으로 발생시키게 되고, 상기 계자철심(141)와 대응되는 상기 전기자코일(150)에게도 순차적인 45의 위상 차이로 반대되는 극성의 자력이 유도되도록 하여 4상(four phase)의 유도기전력이 발생될 수 있도록 구성되어짐을 특징으로 하는 직류공급용 다중회로 브러시(multi-circuit brush)의 회전을 이용하는 교류발전장치.
  4. 제1항 및 제3항에 있어서,
    상기 계자코일(142)이 각각 감겨진 다수개의 상기 계자철심(141)을 구비하는 상기 계자(140)와, 상기 계자철심(141)과 맞대응하도록 구비된 상기 전기자코일(150) 및 상기 축전지(120)는 케이싱(170)을 이용하여 독립된 장소에 분리 설치하고, 또한, 상기 계자코일(142)과 일대 일로 연결되어 원형으로 배열되는 다수개의 상기 정류자편(111)을 구비하는 상기 정류자(110)와, 중공 원통형의 안쪽에 상기 2쌍의 정류자브러시(113)를 구비하며 양측면에 상기 2쌍의 직류수용회로(116)가 성형된 상기 정류자브라켓(114)을 구비한 상기 정류자브러시홀더(112)와, 상기 정류자브러시홀더(112)와 결합되어 회전시키기 위한 상기 외부동력장치(155)와, 직류전류를 공급하기 위해 상기 정류자(110)와 상기 정류자브라켓(114) 사이에서 일측면은 2쌍의 직류공급회로(118)를 성형하고 타측면은 상기 4쌍의 디스크브러시(117)가 시계방향으로 균등한 위상차로 성형된 상기 슬립디스크단자(115)는 상기 지지대(130)에 의해서 별도의 구조물로 분리 설치되는 것을 특징으로 하는 직류공급용 다중회로 브러시(multi-circuit brush)의 회전을 이용하는 교류발전장치.
KR1020170044681A 2017-03-31 2017-04-06 직류공급용 다중회로 브러시의 회전을 이용하는 교류발전장치 KR20180111402A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20170041662 2017-03-31
KR1020170041662 2017-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180111402A true KR20180111402A (ko) 2018-10-11

Family

ID=63865624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170044681A KR20180111402A (ko) 2017-03-31 2017-04-06 직류공급용 다중회로 브러시의 회전을 이용하는 교류발전장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180111402A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012515520A (ja) 低抵抗型の高効率発電機
KR102081454B1 (ko) 다중브러시를 이용한 직류발전장치
JP2010172048A (ja) 電動機
JP2013502199A (ja) マルチロータを備える一定空隙型パルスモータクラスタ
KR102081455B1 (ko) 다중브러시를 이용한 직류발전장치
KR100960225B1 (ko) 계자극 발생기와 회전하는 직류공급용 브러쉬에 의한 교류 발전장치
KR100967803B1 (ko) 계자극 발생기와 회전하는 직류공급용 브러쉬에 의한 직류 발전장치
KR101989233B1 (ko) 다중브러시와 분배기를 이용한 ac 또는 dc 발전장치
US8629588B2 (en) Apparatus for generating alternating current power by direct current supply brush that rotates with field pole generator, and apparatus for generating direct current power
KR20180111402A (ko) 직류공급용 다중회로 브러시의 회전을 이용하는 교류발전장치
KR102012552B1 (ko) 직류공급용 다중회로 브러시의 회전을 이용하는 직류발전장치
CN110120732B (zh) 一种感应串联式无刷励磁电机
KR101955028B1 (ko) 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치
CN111446784A (zh) 一种无刷交流发电机
RU2775062C1 (ru) Синхронный генератор
KR20190099367A (ko) 브러시홀더의 회전 및 슬립링을 이용한 발전기
KR102070489B1 (ko) 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 교류발전장치
JP3014544B2 (ja) 電動機
RU2146849C1 (ru) Торцевой генератор тока
JP2015532826A (ja) 電気機械変換器
KR910006290B1 (ko) 단극 회전 전기기
JPH09289793A (ja) 電動装置
KR20230062955A (ko) 다중브러시와 분배기를 이용한 ac 또는 dc 발전장치
KR20230063439A (ko) 디스트리뷰터를 이용한 발전장치
JP2016041004A (ja) 直流モータ（ｄｃモータ）において、回転子（ロータ）に永久磁石とブラシを使用し、固定子（ステータ）に電磁石を使用して固定の整流子により固定子の電磁石の電流を切り換えるモータ。

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)