KR20190002773U - 중심 자성 샤프트를 갖는 발전기 - Google Patents

중심 자성 샤프트를 갖는 발전기 Download PDF

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KR20190002773U
KR20190002773U KR2020180001862U KR20180001862U KR20190002773U KR 20190002773 U KR20190002773 U KR 20190002773U KR 2020180001862 U KR2020180001862 U KR 2020180001862U KR 20180001862 U KR20180001862 U KR 20180001862U KR 20190002773 U KR20190002773 U KR 20190002773U
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central shaft
center
coil
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power generation
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KR2020180001862U
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카부 월터 막게루
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더 트러스티즈 포 더 타임 비잉 오브 더 케이엠엔 풀필먼트 트러스트
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

발전기는 고정자와 회전자를 구비하고, 고정자는 중심 샤프트의 주 중심부가 코일에 의해 둘러싸이지 않도록 축방향 단부에 적어도 하나의 축방향 오프셋 코일을 갖는 중심 샤프트를 포함하며, 코일은 중심 샤프트를 자화시킨다. 고정자는 복수의 발전 층을 포함하고, 각각의 발전 층은 중심 샤프트 둘레에 원주 방향으로 제공된 발전 권선을 포함하고, 회전자는 주 중심부와 정렬된 자화 층을 포함한다. 발전 층들 중 적어도 하나는 중심 샤프트과 동축인 관형 바디 및 축방향 단부에서 축방향으로 오프셋된 적어도 하나의 코일을 포함하는 관형 어셈블리의 형태이며 관형 바디의 주 중심부는 상기 코일에 의해 둘러싸이지 않으며, 상기 코일은 상기 관형 바디를 자화하도록 구성된다.

Description

중심 자성 샤프트를 갖는 발전기{AN ELECTRIC GENERATOR HANING A CENTRAL MAGNETIC SHAFT}
본 발명은 전기 기계에 관한 것이고, 구체적으로는 발전기에 관한 것이다. 본 발명은 중심 자성 샤프트를 갖는 발전기에 관한 것이다.
종래의 발전기 설계에서, 발전기의 최내 중앙부는 발전기의 회전 부재 인 회전자이다. 이 회전하는 부분은 발전기의 EMF(전자기장)를 생성하는 자기장의 소스(즉, 자화 부재 또는 자화 층)이다. 이 회전자-생성된 자기장은 고정자의 일부인 권선에서 도체와 교차하거나 "절단"하여 전류를 생성한다. 본 출원인은 복수의 회전자 층 및/또는 복수의 고정자 층을 갖는 발전기 설계를 알고 있다.
본 출원인이 알고있는 대부분의 종래의 설계에서, 자기장 소스는 회전자이고, 고정자는 항상 고정되고 발전기용 도체이다. 다른 설계에서, 고정자는 자기장의 소스가 아니다. 본 출원인은 발전기의 발전 능력을 증가시키기 위해 자속 밀도를 증가시키는 것이 바람직하다는 것을 주목한다.
본 출원인은 고정자가 자기장을 형성하고 강화하는데 도움을 주지만 그럼에도 자화 층보다는 발전 층(generating layer)인 발전기를 원한다.
따라서, 본 발명은 고정자와 회전자를 갖는 발전기를 제공하고, 여기서:
상기 고정자는 중심 샤프트를 포함하고 상기 중심 샤프트의 주 중심부가 코일에 의해 둘러싸이지 않도록 상기 중심 샤프트의 축방향 단부(코일이 감긴 부분으로 지칭됨)에 적어도 하나의 축방향으로 오프셋된 코일을 가지며, 상기 코일은 상기 중심 샤프트가 축방향으로 이격된 상이한 자극들 - 하나의 자극은 상기 코일이 감긴 부분에 제공되며 다른 하나의 자극은 상기 주 중심부에 제공됨 - 을 갖도록 상기 중심 샤프트를 자화하도록 구성되고, ;
상기 고정자는 복수의 발전(generating) 층을 포함하며, 각각의 발전 층은, 상기 중심 샤프트 주위에 원주 방향으로 제공되고, 상기 중심 샤프트에 대해 고정되며, 상기 중심 샤프트의 주 중심부와 방사상으로 정렬된 발전 권선을 포함하고,
상기 회전자는 제 1 발전 층 주변에서 동축으로 배열되며 상기 주 중심부와 방사상으로 정렬되는 자화(magnetising) 층을 포함하고, 상기 자화 층은 방사상으로 이격된 상이한 자극들 - 내부의 자극이 상기 중심 샤프트의 정렬된 상기 주 중심부의 자극의 극성과 상이한 극성을 가짐 - 을 가지며;
상기 발전 층들 중 적어도 하나의 층은 관형 어셈블리의 형태이고, 상기 관형 어셈블리는:
상기 중심 샤프트와 동축인 관형 바디; 및
상기 관형 바디의 주 중심부가 상기 코일에 의해 둘러싸이지 않도록 상기 관형 바디의 축방향 단부(코일이 감긴 부분으로 지칭됨)에 적어도 하나의 축방향으로 오프셋된 코일을 포함하고, 상기 코일은 상기 관형 바디가 축방향으로 이격된 상이한 자극들 - 하나의 자극은 코일이 감긴 부분에 제공되고 다른 하나의 자극은 주 중심부에 제공됨 - 을 갖도록 관형 바디를 자화하도록 구성되고;
상기 발전 권선은 상기 관형 바디의 중심부에 제공되거나 또는 관형 바디의 중심부에 방사상으로 정렬된다.
중심 샤프트는 그의 단일 단부에 단일 코일을 가질 수 있다. 이 경우, 중심 샤프트는 코일이 감긴 부분에 하나 그리고 주 중심부에 하나인 2개의 자극을 가질 수 있다. 주요 중심 그리고 코일이 감긴 부분은 N-S 또는 S-N일 수 있다(여기서, 본 명세서 전반에서 N은 북극(north pole)을 그리고 S는 남극(south pole)을 나타낸다).
상기 중심 샤프트는 각각의 단부에 한 쌍의 코일을 가질 수 있다. 이 경우, 중심 샤프트는 각각의 코일이 감긴 부분에 하나씩 그리고 주 중심부에 하나인 3개의 자극을 가질 수 있다. 상기 3개의 자극은 N-S-N 또는 S-N-S로 교호할 수 있다.
중심 샤프트는 발전 층을 지나 축방향 외측으로 돌출할 수 있다. 보다 구체적으로, 코일이 감긴 부분은 주 중심부가 발전 층에 의해 둘러싸이거나 감싸질 수 있는 반면 발전 층을 지나 외측으로 돌출할 수 있다. 두 개의 코일이 있는 경우 중심 샤프트의 양 단부가 발전 층을 지나 축방향 외측으로 돌출할 수 있다.
주 중심부는 코일이 감긴 부분 보다 1배 내지 5배 더 크거나 또는 더 길 수 있으며, 보다 구체적으로는 2배 내지 3배 길 수도 있다.
발전 층은 제 1 발전 층이 될 수 있고, 발전기는 복수의 발전 층을 포함할 수 있다. 발전 층들은 모두 고정자를 포함할 수 있다. 발전 층들은 서로 및 중심 샤프트에 대해 고정될 수 있다. 발전 층은 발전기의 지지 구조 또는 하우징에 대해 고정될 수 있다.
복수의 자화 층이 존재할 수 있다. 자화 층들 및 발전 층 또는 층들은 교호로 배열될 수 있다. 자화 층은 모두 회전자를 포함할 수 있다. 자화 층들은 서로에 대해 고정될 수 있다. 대신, 자화 층은 역회전할 수 있다. 자화 층은 교호하는 극성을 가질 수 있다.
N개의 자화 층들 및 N개의 발전 층들이 존재할 수 있으며, N은 1 이상이다.
N개의 자화 층들 및 N+1개의 발전 층들이 존재할 수 있으며, N은 1 이상, 예컨대 2이다. 최외 층은 발전 층일 수 있다. 최외 층은 고정될 수 있다. 발전기는 최외 층을 감싸는 원통형 금속 슬리브를 포함 할 수 있다. 금속 슬리브 및 최외 층은 발전기의 프레임 상에 놓이거나 고정될 수 있다. 금속 슬리브는 자기 복귀 경로를 제공하고 자기장을 성형(shape)하는 역할을 할 수 있다.
3개 이상의 자화 층(즉, N≥3)이 존재하는 발달에 의해, 교호하는 자화 층들은 회전하고, 회전자의 일부를 형성하고 나머지 자화 층은 고정되고, 고정자의 일부를 형성한다. 교호하는 극성 배열을 유지하기 위해 회전자가 회전함에 따라 자화 층들의 한 세트(예를 들어, 고정 자화 층들)가 전기적으로 스위칭 될 수 있다.
상기 (또는 각각의) 자화 층은 영구 자석 또는 전자석에 의해 제공될 수 있다. 자화 층이 전자석에 의해 제공되는 경우, 이들 전자석은 전기적으로 스위칭가능하여 그들의 극성을 전환하거나 반전시킬 수 있다.
본 발명에 따른 발전기의 구성의 목적은:
Figure utm00001
자성 층들 사이의 자속을 증가시켜 발전기의 효율을 증가시키고;
Figure utm00002
발전 층(들)의 도체(권선)에 의한 수직 교차(perpendicular intersection) 또는 절단을 위해 자화 층들 사이의 자기장을 직선화하고;
Figure utm00003
플럭스 링키지(flux linkage)에 의해 모든 층을 중심으로 끌어들이는 최내 부분(즉, 중심 샤프트)으로 인해 원심력 부하를 줄이고;
Figure utm00004
극들 사이의 거리를 감소시켜서 상기 발전기의 효율을 증가시킬 수 있다.
관형 어셈블리의 구성은 중심 샤프트의 구성과 유사함을 알 수 있다. 관형 어셈블리는 고정자의 일부를 형성할 수 있다.
관형 어셈블리는 그의 단일 단부에 단일 코일을 갖는다. 이 경우, 관형 어셈블리는 코일이 감긴 부분에 하나 그리고 주 중심부에 하나인 2개의 자극을 갖는다. 주요 중심 그리고 코일이 감긴 부분은 N-S 또는 S-N이다.
관형 어셈블리는 각각의 단부에 한 쌍의 코일을 가질 수 있다. 이 경우, 관형 어셈블리는 각각의 코일이 감긴 부분에 하나 그리고 주 중심부에 하나씩 3개의 자극을 갖는다. 상기 3개의 자극은 예컨대 N-S-N 또는 S-N-S로 교호할 수 있다.
관형 어셈블리의 바디는 예를 들어 강(steel)과 같은 금속일 수 있다.
관형 바디는 원형 또는 다각형(예를 들어, 정사각형, 직사각형)의 단면 프로파일을 가질 수 있다.
관형 어셈블리의 바디는 복수의 라미네이션을 포함할 수 있다. 관형 어셈블리의 발전 권선은 라미네이션들 사이에 제공될 수 있다.
자화 층은 관형 어셈블리내에서 방사상으로 제공될 수 있다. 자화 층들은 관형 어셈블리의 양 측들 상에 제공될 수 있다. 상기 또는 각각의 자화 층은 관형 어셈블리의 주 중심부와 정렬될 수 있다. 상기 또는 각각의 자화 층의 인접하는 극은 관형 어셈블리의 주 중심부의 극성과 상이한 극성을 가질 수 있다. 관형 어셈블리의 각 층 상의 자화 층이 존재할 경우, 자화 층들의 인접하는 극들은 관형 어셈블리의 주 중심부의 극과 동일하고 상이할 수 있다. 예컨대, 관형 어셈블리의 주요 중심*주 중심부는 S 극성을 가질 수 있으며 상기 또는 각각의 자화 층의 인접하는 극들은 N이 될 수 있다.
자기 슬리브가 존재할 경우, 관형 바디는 자기 슬리브에 물리적으로 겨합되거나 자기 결합될 수 있다.
이제 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예시로서 추가로 기재될 것이다.
도면에서:
도 1은 발전 층으로서 관형 어셈블리를 포함하는 본 발명에 따른 발전기의 실시예의 개략적인 축방향 단면도를 도시한다.
도 2는 발전 층으로서 2개의 관형 어셈블리를 포함하는 본 발명에 따른 발전기의 다른 실시예의 개략적인 축방향 단면도를 도시한다.
도 3은 발전 층으로서 오프셋 관형 어셈블리를 포함하는 본 발명에 따른 발전기의 다른 실시예의 개략적인 축방향 단면도를 도시한다.
도 4는 발전 층 및 자기 슬리브로서 오프셋 관형 어셈블리를 포함하는 본 발명에 따른 발전기의 다른 실시예의 개략적인 축방향 단면도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 발전기(300)의 제 1 실시예를 도시한다. 모든 도면에서, 다양한 층들의 두께 및 층들 사이의 갭은 실 축적대로 되어 있지 않되 이들은 명료성을 위해 과장되거나 크키가 조정될 수 있다.
발전기(300)는 기계적 회전 입력으로부터 출력 전기를 발전시키는 발전기이다. 발전기(300)는 발전기(300)의 고정자의 기초를 형성하는 중심 샤프트(202)를 갖는다. 중심 샤프트(302)는 원통형이고 길다. 중심 샤프트(302)는 그 각각의 단부 둘레에 감겨진 2개의 축방향으로 오프셋된 코일(204, 204.1)을 갖는다. 코일(104, 104.1)의 존재는 중심 샤프트(102)를 3개의 부분, 2개의 코일이 감긴 부분(206) 및 주 중심부(208)인 3개의 부분으로 분할하는 역할을 한다. 주 중심부(208)는 각 코일이 감긴 부분(106)보다 약 3배 더 길다.
사용 중에 코일(204, 204.1)이 전류를 공급 받고 중심 샤프트(202)를 자화하기 위한 전자석으로서 역할을 한다. 따라서, 코일(204, 204.1)이 전류를 공급받으면, 중심 샤프트(202)는 축방향으로 이격된 3개의 자극을 발생시킨다. 이러한 예시에서, 코일이 감긴 부분(204, 204.1)은 S 극성을 가지며 주 중심부(208)는 N 극성을 갖는다.
발전 권선(210)은 중심 샤프트(202)의 주 중심부(208) 주위에 제공된다. 이들 발전 권선(210)은 본질적으로 발전 층(220)을 구성한다. 권선(210)은 중심 샤프트(202)에 인접하여 심지어 맞닿을 수 도 있다.
자화 층(222)은 발전 층(220)을 통해 연장하는 자속(도면 부호 234로 일반적으로 표시됨)을 생성하기 위해 발전 층(220) 주위에 제공된다. 자화 층(222)은 전자석(212)에 의해 제공된다. 자화 층(222)에 의해 제공된 한 쌍에서의 자극들은, 자화 층(222)의 대향 극(S)이 극(N) 주 중심부(208)와 정렬되도록 방사상으로 이격되어 배치된다. 자속(234)은 중심 샤프트(202)의 주 중심부(208)와 자화 층(222) 사이에서 직선으로 연장하여 발전층(220)의 권선(210)이 완전한 회전으로 적어도 두 지점에서 수직으로 자기장(234)과 교차한다.
또한, 발전기(300)는 복수의 발전 및 자화 층(220-228)을 갖는다. 이 실시예에서, N+1개의 발전 층(220, 224, 228) 및 N개의 자화 층(222, 226)이 존재하며, N=2이다. 중심 샤프트(202)의 주 중심부(208) 및 자화 층(222, 226)은 방사상으로 교호하는 자극들을 가지며, 본 예시에서, 이들은 N-S-N-S-N로 배열되므로 방사상으로 직선인 자기장 또는 중심 샤프트(202)로부터 외부로( 또는 가능할 경우 내부로) 연장하는 자속(234)을 제공한다. 자화 층(222, 226)은 전자석(212)에 의해 제공된다.
발전기(300)는 회전하도록 구성된 자화 층(222, 226)을 가지며, 이에 따라 발전기(300)의 회전자 구조의 일부를 형성한다. 도시되지는 않았지만, 자화 층(222, 226)은 발전기(200)로의 회전 입력에 결합된다. 자화 층(222, 226)이 발전 층(220, 224, 228)에 대해 회전하면, 방사상 외부로 향하는 자속(234)은 휠의 스포크(spokes of a wheel)와 같이 회전하며 발전 층(220, 224, 228)의 권선(210)과 교차하여 권선(210)의 전류를 유도한다.
도시되지는 않았지만, 전자 제어는 중심 샤프트(202)의 코일(204, 204.1)을 포함하는 자화 층(들)(222, 226)의 극들을 변경하도록 사용될 수 있다. 자화 층(222, 226)은 동일한 방향으로 회전하도록 구성될 수 있고 또는 각 층(222, 226)상의 극이 동일한 극성을 가질 때 반대 방향으로 회전될 수 있다. 자화 층(222, 226)은 또한 동일한 속도 또는 다른 속도로 반대 방향으로 회전될 수 있다.
자속(234)의 생성에 능동적으로 참여하는 중심 코어(202)가 내부 자화 층(222) 내에 동축으로 배열된다는 사실로 인해, 이것은 자기장 소스들 사이에서 거리가 반으로 줄어든다. 쿨롬의 법칙(Coulombs law)에 따르면, 전하에 가해지는 힘은 간접적으로 전하들 간의 거리의 제곱에 비례하므로, 쿨롬 법칙에 따르면, 이 작용(자기장 소스의 포지셔닝)은 거리의 감소에 비례하여 전하에 대한 힘을 증가시키므로 발전기(200)의 전체 효율을 증가시킨다.
발전기(300)는 또한 단일 관형 어셈블리(310)를 포함한다. 관형 어셈블리(310)는 강으로 제조되고 중심 샤프트(202)와 동축인 원통형의 관형 바디(312)를 갖는다. (도시되지는 않았지만, 관형 바디(312)는 복수의 라미네이트된 층을 포함하며 발전 권선(210)은 라미네이트된 층들에 그리고 그 사이에 형성된 슬롯내에 감겨있다.) 발전 코일(210)은 중심 샤프트(202)의 주 중심부(208)와 방사상으로 정렬된다.
관형 바디(312)의 작은 축방향 단면만이 도시되어 있다. 관형 바디(312)는 주 중심부(208) 및 자석(212)과 정렬되는 발전기(300)의 중앙 섹션을 지나 돌출한다. 중심 샤프트(202)와 마찬가지로, 관형 어셈블리(300)는 중심 샤프트(202)의 대응하는 부분(208, 206)과 정렬되는 주 중심부와 코일 형 코일이 감긴 부분으로 분할된다. 코일(324)이 관형 바디(312)의 각각의 단부 주변에 제공되므로 관형 바디(312)의 코일이 감긴 부분이라고 지칭된다.
사용 중에, 코일(314)은 (다시, 중심 샤프트(202)가 작동되는 것과 유사한 방식으로) 관형 어셈블리(310)를 축방향으로 이격된 극을 갖는 전자석으로 변환하도록 효과적으로 에너지가 공급된다. 이 극(이 실시예에서)은 중심 샤프트(202)의 극 구성 S-N-S에 대향하는, 코일이 감긴 부분에서 N이고 관형 어셈블리(310)의 주 중심부에서 S인 N-S-N이다.
본 출원인은 관형 어셈블리(310)의 추가가 발생된 자기장(234)의 강도를 현저하게 향상시킬 것이라고 믿는다. 따라서, 발전 층(222, 226)이 더 강한 자기장(234)을 통해 이동하면(또는 그 반대로), 이들은 더 많은 전류를 발생시킨다.
관형 어셈블리(310) 자체가 고정자의 일부를 형성할 수 있지만, 본 출원인은 회전자가 회전함에 따라 예를 들어 180°마다 관형 어셈블리(310)의 극성을 스위칭하기 위해 스위칭 장치가 요구될 수 있음에 주목한다. 알려진 스위칭 장치가 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 발전기(300)와 유사하되 ((제 1) 관형 어셈블리(310)에 더하여) 제 2 관형 어셈블리(320)를 포함하는 발전기(350)를 도시한다. 제 2 관형 어셈블리(320)는 제 1 관형 어셈블리(310)와 거의 동일한 구성을 갖되, 더 큰 직경을 갖고 방사상 외부의 발전 층(228)으로서 기능한다. 제 2 관형 어셈블리(320)는 각각의 단부에 권선(324)을 갖는 관형 바디(322)를 가져서 축방향으로 이격된 자극을 생성한다. 이 구성에서, 극들은 제 1 관형 어셈블리(310)의 극들과 반대 인 S-N-S이다.
도 3은 단일 관형 어셈블리(330)가 제공되는 것에 있어서 도 1과 유사하되, 관형 어셈블리(330)가 축방향으로 비대칭이고, 단 하나의 단일 코일이 감긴 부분만을 갖는 관형 바디(332) 및 하나의 단부에서의 코일(334)을 갖는 것에 있어서 상이한 발전기(400)를 도시한다. 다시, 상기 부분 또는 관형 어셈블리(330) 및 중심 샤프트(202)는 방사상으로 정렬된다.
도 4는 도 3의 예시를 기본으로 하되 발전기(450)의 지지 프레임(미도시)와 함께 고정되는(fast with) 금속 슬리브(250)를 갖는 발전기(450)를 도시한다. 최외측 발전 층(252)은 슬리브(250)의 내부 및 중심 샤프트(202)의 적어도 하나의 단부에 장착된다. 이는 그 내에서 자속(234)을 격리시키고 강화시키는 역할을 한다. 중심 샤프트(202)의 일 단부를 외부 발전 층(252)의 최외측 표면과 연결함으로써, 자기 복귀 경로가 제공될 것이다.
또한, 도 2 내지 도 4의 각각의 발전기(350, 400, 450)에서, 스위칭 배열은, 회전자가 관형 어셈블리에 대하여 회전될 때 관형 어셈블리(310, 320, 330)에 의해 발생된 극들의 극성을 (예컨대, 발전기(300, 350, 400, 450)가 가진 원주방향 극의 숫자에 따라 90°또는 180°마다) 스와핑하도록 코일(314, 324, 334)을 통해 전류의 방향을 반전시키기 위해 포함될 수 있다.
도 1 내지 도 4의 관형 어셈블리(310, 320, 330)는 자기 슬리브(250)의 사용에 의해 더욱 강화될 수있는 자기장(234)의 강도 또는 밀도를 증가시키는 역할을 한다. 이것은 따라서 전류가 발전 권선(210)에서 더 커지는 것을 유도할 것이다. 그러나, 기계 복잡성이 커질 수록 비용도 그러할 것이다. 따라서 정확한 구성은 비용, 크기, 발전기 출력 및 효율 등에 따라 설계 선택의 문제가 될 수 있다.

Claims (5)

  1. 고정자와 회전자를 갖는 발전기로서,
    상기 고정자는 중심 샤프트를 포함하고, 상기 중심 샤프트의 주 중심부가 코일에 의해 둘러싸이지 않도록 상기 중심 샤프트의 축방향 단부(코일이 감긴 부분으로 지칭됨)에 적어도 하나의 축방향으로 오프셋된 코일을 가지며, 상기 코일은, 상기 중심 샤프트가 축방향으로 이격된 상이한 자극들 - 하나의 자극이 상기 코일이 감긴 부분에 제공되며 다른 하나의 자극이 상기 주 중심부에 제공됨 - 을 갖도록 상기 중심 샤프트를 자화하도록 구성되고, ;
    상기 고정자는 복수의 발전(generating) 층을 포함하며, 각각의 발전 층은, 상기 중심 샤프트 주위에 원주 방향으로 제공되고, 상기 중심 샤프트에 대해 고정되며, 상기 중심 샤프트의 주 중심부와 방사상으로 정렬된 발전 권선을 포함하고;
    상기 회전자는, 제 1 발전 층 주변에서 동축으로 배열되며 상기 주 중심부와 방사상으로 정렬되는 자화(magnetising) 층을 포함하고, 상기 자화 층은 방사상으로 이격된 상이한 자극들 - 내부의 자극이 상기 중심 샤프트의 정렬된 상기 주 중심부의 자극의 극성과 상이한 극성을 가짐 - 을 가지며;
    상기 발전 층들 중 적어도 하나의 층은 관형 어셈블리의 형태이고, 상기 관형 어셈블리는:
    상기 중심 샤프트와 동축인 관형 바디; 및
    상기 관형 바디의 주 중심부가 상기 코일에 의해 둘러싸이지 않도록 상기 관형 바디의 축방향 단부(코일이 감긴 부분으로 지칭됨)에 적어도 하나의 축방향으로 오프셋된 코일을 포함하고, 상기 코일은, 상기 관형 바디가 축방향으로 이격된 상이한 자극들 - 하나의 자극이 코일이 감긴 부분에 제공되고 다른 하나의 자극이 주 중심부에 제공됨 - 을 갖도록 관형 바디를 자화하도록 구성되고, 상기 발전 권선은 상기 관형 바디의 중심부에 제공되거나 또는 관형 바디의 중심부에 방사상으로 정렬되는, 발전기.
  2. 청구항 1에 있어서, 복수의 자화 층을 포함하고, 상기 자화 층들이 상기 관형 어셈블리의 양 측들에 제공되는, 발전기.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 중심 샤프트는:
    상기 중심 샤프트의 단일 단부에 단일 코일을 갖고 그리고 상기 중심 샤프트의 코일이 감긴 부분에 하나 그리고 상기 중심 샤프트의 주 중심부에 하나인 2개의 자극 - 상기 2개의 자극은 N-S 또는 S-N임 - 을 갖거나; 또는
    상기 중심 샤프트의 각각의 단부에 하나씩인 한 쌍의 코일을 갖고 그리고 상기 중심 샤프트의 각각의 코일이 감긴 부분에 하나씩 그리고 상기 중심 샤프트의 주 중심부에 하나인 3개의 자극 - 상기 3개의 자극은 N-S-N 또는 S-N-S로 교호함 - 을 가지는, 발전기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    최외 층은 고정되어 있고;
    상기 발전기는 상기 최외 층을 감싸는 원통형 금속 슬리브를 포함하며, 상기 금속 슬리브는 자기 복귀 경로를 제공하고 자기장을 성형하는 역할을 하는, 발전기.
  5. 청구항 1에 있어서, 교호하는 극성 배열을 유지하기 위해 상기 회전자가 회전함에 따라, 상기 자화 층 뿐만 아니라 상기 관형 바디 및 상기 중심 샤프트의 축방향으로 오프셋된 코일의 극성이 전자적으로 스위칭되거나 스위칭될 수 있는, 발전기.
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