KR20190016413A - 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치 - Google Patents

다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190016413A
KR20190016413A KR1020170100686A KR20170100686A KR20190016413A KR 20190016413 A KR20190016413 A KR 20190016413A KR 1020170100686 A KR1020170100686 A KR 1020170100686A KR 20170100686 A KR20170100686 A KR 20170100686A KR 20190016413 A KR20190016413 A KR 20190016413A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
commutator
brush holder
distributor
motor
field
Prior art date
Application number
KR1020170100686A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101955028B1 (ko
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
Priority to KR1020170100686A priority Critical patent/KR101955028B1/ko
Priority to PCT/KR2018/009054 priority patent/WO2019031857A2/ko
Publication of KR20190016413A publication Critical patent/KR20190016413A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101955028B1 publication Critical patent/KR101955028B1/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
    • 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
    • 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
    • H02K13/04—Connections between commutator segments and windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/40—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/14—Means for supporting or protecting brushes or brush holders
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/14—Means for supporting or protecting brushes or brush holders
    • H02K5/143—Means for supporting or protecting brushes or brush holders for cooperation with commutators
    • 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
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • 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
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/1004—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with pulleys
    • 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
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Abstract

본 발명은 계자코일(142)이 감겨진 다수개의 계자철심(141)을 구비하는 계자(140)와, 상기 계자(140)의 외곽을 이격된 상태로 감싸도록 형성된 전기자코일(152)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 정류자편(111)과 밀착되도록 안쪽 벽면에 각각 45°의 위상차를 두고 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)를 구비하는 상기 정류자브러시홀더(112)와, 디스트리뷰터(116)의 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)와 밀착하여 맞대응 하는 상기 정류자브러시홀더(112)를 회전시키기 위해서 상기 DC모터(2)를 이용한 직류발전장치를 제공하기 위한 것이다.
그러므로 본 발명은 종래의 직류발전기의 역발상으로 상기 계자(140)와 상기 정류자(110)를 회전시키지 않고 상기 고정축(100)에는 슬립(slip)되게 결합되며 동시에 상기 DC모터회전축(101)에 고정되게 결합된 상기 정류자브러시홀더(112)를 상기 DC모터(2)에 의해 가볍게 회전시켜 강제 회전에 필요한 외부동력 및 에너지 낭비가 없도록 하며, 상기 전기자코일(152)에서 4상(four phase)의 기전력이 발생될 수 있도록 하여 경제적 효율성이 우수한 전력을 생산할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치{DC generator utilizing of a multi-circuit brush and Distributor}
본 발명은 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치에 관한 것으로,
더욱 상세하게는 DC모터는 회전하는 DC모터회전축의 일측단이 풀리 또는 블레이드와 결합되고, 타측단은 디스트리뷰터(Distributor)와 슬립되도록 결합되고 브러시홀더브라켓과는 고정되도록 결합되며, 상기 DC모터회전축의 외주면에는 회전자로 구성되고 상기 회전자와 대응하는 바깥쪽은 고정자로 구성된다.
본 연구의 직류발전장치는 종래의 직류발전기와 다르게 고정축의 일측단에는 발전부의 회전자와 고정자가 모두 비회전하는 구조로써 고정축 외주면에 성형된 계자에는 계자철심과 각각의 계자코일이 구비되며, 상기 계자와 대응해서 바깥에 성형하는 전기자는 전기자 철심과 전기자코일이 구비되고, 상기 고정축의 타측단에는 정류자편을 구비한 정류자가 고정되게 결합된다.
상기 정류자의 외곽에는 4쌍의 정류자브러시 및 상기 브러시홀더브라켓을 구비한 정류자브러시홀더가 구성된다.
상기 정류자브러시홀더의 외곽에는 4쌍의 단락회로와 디스트리뷰터브라켓을 구비한 상기 디스트리뷰터가 구성된다.
상기 디스트리뷰터는 4쌍의 단락회로로 성형되며 축전지로부터 DC전원을 공급받아 상기 정류자브러시홀더와 밀착되도록 상기 DC모터회전축에 슬립하게 결합된다.
상기 정류자브러시홀더의 내외측면에는 상기 4쌍의 정류자브러시가 구비되어 상기 고정축에 고정된 상기 정류자편과 밀착하면서 회전된다.
상기 브러시홀더브라켓은 축을 결합하기 위해 중심부에 중공(中空)이 성형되며 일측이 상기 DC모터 회전축 끝단에 고정되도록 결합되면서 동시에 상기 고정축 일측단에도 슬립(Slip)하게 결합된다.
따라서 종래의 발전기에서 회전시키던 상기 계자와 상기 정류자를 고정시켜놓고, 상기 정류자와 상기 디스트리뷰터 사이에 상기 4쌍의 정류자브러시 및 상기 브러시홀더브라켓으로 구성된 상기 정류자브러시홀더를 상기 DC모터를 이용하여 회전할 수 있도록 하는 것이다.
상기 축전지의 DC전류가 상기 DC모터에 공급되어 인위적으로 구동될 때, 상기 4쌍의 단락회로로 성형된 상기 디스트리뷰터도 동시에 상기 축전지로부터 DC전류를 공급받으면서 맞대응하고 있는 상기 정류자브러시홀더의 상기 4쌍의 정류자브러시에게 DC전류의 공급과 단락을 반복시킴으로써, 상기 4쌍의 정류자브러시와 접속되는 상기 정류자편에 의해서 상기 계자철심에 자력을 순차적으로 유도하고, 상기 계자철심과 대응하도록 이격되어 권선된 상기 전기자코일에는 상기 계자철심과 반대되는 극성의 자력이 순차적으로 유도되도록 함으로써 원하는 기전력을 얻을 수가 있다.
그러므로 상기 DC모터나 풀리(Pulley) 또는 블레이드(Blade)를 이용하여 가벼운 상기 정류자브러시홀더를 회전시켜 작은 외부동력으로 효율적인 기전력을 발생시키는 발전장치에 관한 것이다.
종래의 회전계자형 직류발전기는 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 상기 스테이터 권선(stator coil) 내에 전류를 유도하게 된다.
그리고 종래의 직류발전기의 전압특성이 상기 로터(rotor)의 회전속도를 높이거나 계자코일의 수를 증가시키면 발생하는 기전력을 높일 수 있다는 점과, 계자코일의 자속변화가 빠르면 빠를수록 유도전압이 상승하게 되는 점 및 회전속도와 여자전류(excited current)가 증가함에 따라 유도전압이 상승한다는 점을 착안하여,
본 연구에서는 종래의 직류발전기에서 사용하던 상기 로터(즉, 계자)와 상기 스테이터(즉, 전기자)및 상기 정류자(commutator)를 모두 회전시키지 않고, 반대되는 운동구조의 역발상으로써 종래의 슬립링을 대체하기 위해 상기 4쌍의 정류자브러시가 내외측에 시계방향으로 각각 45°씩 위상차로 원을 그리며 구비된 상기 정류자브러시홀더를 고안하였고,
내측면에는 상기 정류자브러시홀더와 밀착하여 회전하도록 상기 4쌍의 단락회로가 시계방향으로 각각 45°의 위상 차이를 유지하여 각각 180°간격으로 양분되어 각각 반원형 회로로 구비되어 DC전류의 공급 및 단절을 반복하도록 하는 중공(中空) 원통형의 상기 디스트리뷰터를 고안하였다.
따라서 중량이 가벼운 상기 정류자브러시홀더를 상기 DC모터에 의해 회전시키거나 풀리(Pulley) 또는 블레이드(Blade)로 시킴으로써 종래의 상기 로터(rotor)를 회전시키는 것보다 외부 동력에너지를 매우 절약하며, 4상(four phase)의 유도기전력이 발생됨으로써 종래의 직류발전기가 발생하는 기전력의 크기와 효율을 높게 증가시킬 수 있는 기술을 접목하고 이용한 것이다.
종래의 회전계자형 직류발전기는 전류를 발생시키기 위해서는 외부 동력원에 의해 상기 로터(rotor)와 상기 정류자(commutator)를 강제로 회전시켜야 하는 것이어서 매우 무거운 중량을 갖는 상기 로터(rotor)와 상기 정류자(commutator)를 회전시키기 위해 소요되는 동력에너지의 낭비는 물론 마찰 및 기타 요인들에 의한 효율이 떨어지는 단점을 갖는다.
따라서 본 발명은 종래의 회전계자형 발전기와 다르게 상기 로터(rotor)와 상기 정류자(commutator)가 모두 비회전하는 방식을 이용하여 기존의 회전축을 고정시키도록 한다.
상기 고정축의 일측의 외주면에 상기 계자철심과 각각의 상기 계자코일이 구비된 상기 계자를 구성하도록 한다.
상기 계자와 대응해서 바깥에는 상기 전기자 철심과 상기 전기자코일이 구비된 상기 전기자를 맞대응하여 구성하도록 한다.
상기 고정축의 타측에는 상기 정류자편으로 성형된 상기 정류자를 결합하도록 한다.
상기 정류자의 외곽에 상기 정류자브러시홀더를 밀착하여 회전하도록 한다.
상기 정류자브러시홀더의 내측면은 상기 4쌍의 정류자브러시를 구비하며, 상기 정류자브러시홀더의 일측면은 상기 브러시홀더브라켓 구비하고, 상기 브러시홀더브라켓의 중심부는 축을 삽입할 수 있도록 성형하여 일측은 상기 고정축에 부싱(Bushing) 또는 베어링(Bearing)을 이용하여 슬립(Slip)하게 결합하도록 한다.
타측은 상기 DC모터회전축에 고정하여 회전토록하며, 상기 고정축과 상기 DC모터회전축의 상호 분절형태를 직선으로 결합하도록 한다.
상기 디스트리뷰터의 일측은 디스트리뷰터브라켓이 구비되고, 상기 디스트리뷰터브라켓의 중심부는 중공(中空) 형태로써 부싱(Bushing) 또는 베어링(Bearing)을 이용하여 상기 DC모터 회전축과 슬립(slip)하게 결합하고, 타측은 동력부하우징과 고정되도록 결합한다.
상기 DC모터회전축에 상기 정류자의 방향으로 송풍날개를 고정되도록 결합한다.
상기 축전지로부터 DC전류를 상기 DC모터와 상기 디스트리뷰터의 4쌍의 단락회로에 결합한다.
따라서 본 발명은 위와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 종래의 회전계자형 발전기와 다르게 발전부와 동력부로 구분한다.
발전부는 상기 고정축과, 상기 고정축의 외주면에 구비되는 상기 계자와 상기 계자의 외곽에 형성되는 상기 전기자를 발전부하우징에 결합한다.
동력부는 상기 고정축의 외주면에 구비되는 상기 정류자와, 상기 정류자의 외곽에 구비되는 상기 정류자브러시홀더와, 상기 정류자브러시홀더의 외곽에 구비되는 상기 디스트리뷰터와 상기 DC모터 및 풀리나 블레이드를 동력부하우징에 결합한다.
상기 정류자는 얇은 운모편에 의해 서로 절연된 쐐기 모양의 상기 정류자편(111)으로 성형한다.
상기 정류자브러시홀더는 중공(中空) 원통으로 구성되며, 내외측으로 4쌍의 정류자브러시가 돌출되도록 성형하고, 상기 4쌍의 정류자브러시가 이탈되지 않도록 성형하여 내부적으로는 서로 밀착하도록 구성한다.
상기 디스트리뷰터는 2겹의 중공(中空) 원통으로 구성하며, 안쪽 것은 내측에 상기 4쌍의 단락회로가 구비되도록 하며, 바깥쪽은 내측에 스프링을 삽입하여 안쪽에 구비된 상기 4쌍의 단락회로를 압박하여 밀착하도록 구성한다.
상기 브러시홀더브라켓의 중심부는 축을 삽입할 수 있도록 중공(中空)으로 성형하여 일측은 상기 고정축에 부싱(Bushing) 또는 베어링(Bearing)을 이용하여 슬립(Slip)하게 결합하고, 타측은 상기 DC모터회전축에 고정하여 회전하도록 결합한다.
상기 디스트리뷰터의 상기 4쌍의 단락회로와 밀착되도록 상기 정류자브러시홀더의 내외측에 상기 4쌍의 정류자브러시를 구비하고, 상기 정류자편과의 접속과 단락의 반복을 통해서 상기 계자코일에 직류를 공급할 수 있도록 함으로써 각각의 상기 계자철심에는 기자력을 유도하고 이로 인해 상기 계자철심과 대응하고 있는 상기 전기자코일에는 상기 계자철심과 반대되는 극성의 전자력이 순차적으로 전자력의 발생과 소멸을 반복시키면서 4상의 기전력이 발생하도록 한다.
또한, 본 발명은 도7, 도9, 도11에서와 같이 상기 직류발전장치는 상기 계자와 상기 전기자 및 상기 정류자 그리고 상기 DC모터까지 일직선상으로 직렬로 연결하는 일체형으로 구성하거나, 또한 도8, 도10, 도12에서와 같이 발전부는 고정축a 및 고정축b로 나누어 분리형으로 설치할 수가 있는데, 상기 계자와 상기 전기자 및 상기 축전지는 발전부하우징에 결합하여 독립된 장소에 분리해서 설치할 수 있고, 동력부는 나머지인 상기 정류자와, 상기 정류자브러시홀더와, 상기 디스트리뷰터와, 상기 송풍날개와, 상기 DC모터 또는 풀리(Pulley)나 블레이드(Blade)는 동력부하우징에 결합하여 별도의 분리형으로 설치한다.
본 발명은 종래의 회전계자형 발전기가 1쌍의 브러시만을 이용한 반면에 일측면에 상기 4쌍의 단락회로를 가진 상기 디스트리뷰터와 상기 4쌍의 정류자브러시를 내외측면에 구비한 상기 정류자브러시홀더 및 DC모터를 이용하여 상기 정류자와의 DC전류의 공급과 단절을 반복시킴으로써 종래의 발전장치에 비해서 외부동력에너지 공급을 최소화하면서도 고효율의 기전력을 제공할 수 있는 매우 유용한 직류발전장치이다.
즉, 본 발명은 외부동력을 줄이고 고효율의 직류를 얻기 위한 역발상으로 상기 계자와 상기 정류자 및 상기 전기자를 모두 회전시키지 않고, 일측은 상기 고정축 끝단에 슬립(slip)되게 결합하고, 타측은 상기 DC모터 회전축에 고정되게 결합한 상기 정류자브러시홀더를 상기 DC모터가 의해 가볍게 회전시켜 외부동력에너지의 낭비가 없도록 하며, 상기 전기자코일에 상기 4상(four phase)의 기전력이 발생될 수 있도록 하는 매우 유용한 발명인 것이다.
또한, 상기 정류자브러시홀더를 회전시키기 위해서 상기 DC모터 대신에 풀리(Pulley), 블레이드(Blade), 로터 휠(Rotor Wheel), 자력 회전체(magnetic power rotor) 등의 동력장치로 대체하여 발전장치로 사용할 수도 있다.
도 1 - 본 발명의 정류자 참고도
도 2 - 본 발명의 정류자홀더 참고도
도 3 - 본 발명의 부싱을 이용한 정류자브라켓 참고도
도 4 - 본 발명의 베어링을 이용한 정류자브라켓 참고도
도 5 - 본 발명의 디스트리뷰터 참고도
도 6 - 본 발명의 분리 사시도
도 7 - 본 발명의 개략적인 일체형 구성도
도 8 - 본 발명의 개략적인 분리형 구성도
도 9 - 본 발명의 풀리 구동을 이용한 개략적인 일체형 구성도
도 10 - 본 발명의 풀리 구동을 이용한 개략적인 분리형 구성도
도 11 - 본 발명의 블레이드 구동을 이용한 개략적인 일체형 구성도
도 12 - 본 발명의 블레이드 구동을 이용한 개략적인 분리형 구성도
도 13 - 본 발명의 계자와 전기자 간의 참고도
도 14 - 본 발명의 출력곡선 참고도
이하 첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 도 7내지 도12에서와 같이 상기 DC모터(2)는 회전하는 상기 DC모터 회전축(101)의 외주면에 상기 회전자(21)를 구성하고 상기 회전자(21)와 대응하는 바깥쪽은 상기 고정자(22)를 구성한다. 상기 DC모터회전축(101)의 일측단은 풀리(154) 또는 상기 블레이드(155)를 결합하고, 내부에는 송풍날개(23)가 상기 정류자(110) 방향으로 결합되며, 타측단은 브러시홀더브라켓(113)에 삽입되도록 결합한다.
상기 직류발전장치(1)는 상기 고정축(100)의 외주면에 상기 계자철심(141)에 상기 계자코일(142)을 권선한 상기 계자(140)와, 상기 계자(140)의 외곽에 이격된 상태에서 감싸도록 형성된 상기 전기자코일(152)과, 상기 계자코일(142)과 각각 일대 일로 연결되어 원형으로 배열되는 다수개의 상기 정류자편(111)으로 구비되는 상기 정류자(110)와, 중공(中空) 원통형의 내외측에 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)를 구비하며 일측면에는 상기 브러시홀더브라켓(113)을 결합한 상기 정류자브러시홀더(112)와, 상기 정류자브러시홀더(112)의 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)와 밀착하도록 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)가 구비되는 상기 디스트리뷰터(116)와, 상기 정류자브러시홀더(112)를 회전시키기 위한 상기 DC모터(2)로 구성한다.
순차적으로 상기 디스트리뷰터(116) 및 상기 DC모터(2)와, 상기 정류자브러시홀더(112)와, 상기 정류자(110)와, 상기 계자코일(142)에게 DC전류를 공급하기 위한 상기 축전지(120)를 구성한다.
그리고 본 발명은 도 2 내지 도 12과 같이 상기 정류자브러시홀더(112)의 내측방향에 상기 4쌍의 정류자브러시(112A)가 돌출되도록 하고, 외측방향에 상기 4쌍의 정류자브러시(112B)가 돌출되도록 하여 내부적으로는 고정되도록 구성한다.
상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)는 일정간격을 유지하여 상기 정류자브러시홀더(112)의 내외측면에 각각 45°씩의 위상차로 구성한 후, 안쪽은 상기 정류자편(111)을 밀착하면서 회전하도록 하며, 바깥쪽은 상기 디스트리뷰터(116)의 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)와 밀착하면서 회전되도록 한다.
상기 브러시홀더브라켓(113)의 가장자리는 상기 정류자브러시홀더(112)의 일측면과 결합하며, 상기 브러시홀더브라켓(113)의 중심부는 중공(中空) 형태로 일부분이 부싱(102) 또는 베어링(159)을 이용하여 상기 고정축(100)과 슬립(Slip)하게 결합하고, 일부분은 상기 DC모터회전축(101)과 고정되도록 결합해서 상기 DC모터(2)의 회전력을 이용하도록 한다.
상기 디스트리뷰터(116)는 일정한 간격을 유지하고 내측면에 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)가 각각 45°의 위상차로 각각 180°씩 양분되어 반원회로로 성형되고 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)와 밀착하도록 한다.
상기 디스트리뷰터(116)는 2겹으로 구성하며, 안쪽 것은 내측에 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)가 구비되도록 하며, 바깥쪽은 내측에 스프링을 삽입하여 안쪽에 구비된 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)를 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)와 밀착하도록 구성한다.
상기 디스트리뷰터(116)는 중공(中空) 원통형이며, 일측면이 동력부하우징(70)과 내부측면과 고정되게 결합시키고, 타측면은 중심부를 중공(中空)으로 성형한 상기 디스트리뷰터브라켓(117)의 가장자리와 결합되고, 상기 디스트리뷰터브라켓(117)은 부싱(102) 또는 베어링(159)을 이용하여 상기 DC모터 회전축(101)과 슬립(slip)하게 결합시킨다.
본 발명은 도 13내지 도 14와 같이 상기 축전지(120)와, 상기 디스트리뷰터(116)와, 상기 DC모터(2)와, 각각 45°의 위상 차이로 성형하여 회전하는 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)와, 상기 정류자편(111)과, 상기 계자코일(142)에게 순차적으로 A+와 A-, B+와 B-, C+와 C-, D+와 D-극이 형성되도록 각각 45°의 위상 차이로 DC전류의 공급 및 단절이 지속적으로 반복하게 하며, 상기 계자철심(141)에게 각각 순차적인 45°의 위상 차이로 N극과 S극이 연속적으로 반복해서 발생 및 소멸되도록 한다.
또한, 상기 계자철심(141)과 45°의 위상 차이로 동등하게 구성되어 맞대응하고 있는 상기 전기자코일(152)에도 순차적으로 반대 극성인 S극과 N극이 교번하여 유도되도록 한다.
따라서 A+와 A- 극의 경우를 살펴보면, 유도되는 상기 계자철심(141)의 총 계자자속(界磁磁束)의 범위가 12시 방향으로 가정한 0°부터 6시 방향으로 가정한 180°의 필드(field)를 이룰 때, 상기 전기자코일(152)에도 12시 방향으로 가정한 0°부터 6시 방향으로 가정한 180°의 필드(field)로 대응하도록 구성한다.
그리고 B+와 B-, C+와 C-, D+와 D- 극의 경우도 각각 45°의 위상 차이를 유지하여 A+와 A- 극의 경우와 같은 방법으로 각각의 0°부터 180°의 필드(field)를 형성하게 되며 회전각속도가 일정할 때 상기 전기자코일(152)에 연속적으로 4상(four phase)의 기전력이 발생하도록 한다.
본 발명에 있어서 작동순서의 순환구조를 살펴보면, 상기 디스트리뷰터(116)와 상기 DC모터(2)가 전원을 공급받는 순간 상기 DC모터(2)에 의해 상기 정류자브러시홀더(112)가 회전되고, 상기 디스트리뷰터(116)에 의해서 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)와, 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)와, 상기 정류자편(111)에 DC전류가 공급되어지는데, 서로 대응되는 상기 정류자편(111)에 각각 양극(+)와 음극(-)이 순차적이며 지속적으로 교번되면, 상응되는 상기 계자철심(141)에도 양극(+)와 음극(-)이 순차적이며 반복적인 교번이 일어나면서 이와 맞대응되는 상기 전기자코일(152)에도 음극(-)과 양극(+)이 순차적이며 반복적인 교번이 일어나면서 45°의 위상차를 가지고 4상(four phase)의 직류사인파 곡선이 발생하도록 하여 출력배선(160)을 통해 출력되도록 한다.
또한, 본 발명의 다른 구성 및 설치방법으로는 도 7내지 도12와 같이 상기 계자(140)와, 상기 전기자(150) 및 상기 축전지(120)는 발전부하우징(130)과 결합하여 독립된 장소에 분리하여 설치하고, 상기 정류자(110)와, 상기 정류자브러시홀더(112)와, 상기 디스트리뷰터(116)와, 상기 송풍날개(23)와, 상기 DC모터(2)는 상기 동력부하우징(170)의 내측에 결합하고, 상기 동력부하우징(170) 외측에 풀리(154) 또는 블레이드(155)와 함께 구성하도록 한다.
1: 직류발전장치 2: DC모터 10: 발전부 20: 동력부
21: 회전자 22: 고정자 23: 송풍날개
100: 고정축 100a: 고정축a 100b: 고정축b 101: DC모터 회전축 102: 부싱(Busing)
110: 정류자 111: 정류자편
112: 정류자브러시홀더 112A,112B: 4쌍의 정류자브러시
113: 브러시홀더브라켓 114: 결합기구 115: 결합구멍
116: 디스트리뷰터(Distributor) 116A,116B: 4쌍의 단락회로
117: 디스트리뷰터브라켓 118: 결합구멍 119: 지지대
120: 축전지 130: 발전부 하우징
140: 계자 141: 계자철심 142: 계자코일 143: 코일연결선
150: 전기자 151: 전기자철심 152: 전기자코일
154: 풀리(Pulley) 155: 블레이드(Blade) 157 : 결합나사 158 : 결합기구 159 : 베어링
160: 출력배선 170: 동력부 하우징

Claims (7)

  1. 직류발전장치(1)의 동력부하우징(170) 내부에 DC모터회전축(101)과 회전자(21)와 고정자(22)를 구비하는 DC모터(2)와;
    상기 DC모터회전축(101)의 일측에서 정류자 방향으로 결합되는 송풍날개(23)와;
    계자(140)와, 정류자(110)를 고정시키고 정류자브러시홀더(112)의 일부분을 슬립(slip)하게 결합하는 고정축(100)과;
    상기 직류발전장치(1)의 발전부하우징(130) 내부에 결합되며, 계자철심(141)에 각각의 계자코일(142)이 권선된 상기 계자(140)와;
    상기 직류발전장치(1)의 상기 발전부하우징(130) 내부에서 상기 계자코일(142)의 외곽에 이격된 상태에서 맞대응하며 전기자철심(151) 및 전기자코일(152)을 구비한 전기자(150)와;
    상기 고정축(100)의 일측단에서 상기 계자코일(142)과 각각 상응하도록 코일연결선(143)으로 연결되고 원형으로 배열되며 복수의 정류자편(111)으로 구비되는 상기 정류자(110)와;
    중공(中空)원통으로 구성되며, 내외 양면에 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)가 돌출되도록 구비되며, 일측면이 브러시홀더브라켓(113)의 가장자리와 결합되는 정류자브러시홀더(112)와;
    상기 정류자브러시홀더(112)의 내외 양면에 4쌍의 브러시가 각각 45°의 위상 차이로 돌출되도록 구비되어 안쪽은 상기 정류자편(111)과 밀착하고, 바깥쪽은 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)와 밀착하여 이탈되지 않도록 고정되는 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)와;
    요철형태로 중공(中空) 중심부에 부싱(102) 또는 베어링(159)을 이용하여 일부분을 상기 고정축(100)과 슬립(slip)하게 결합하고, 일부분을 상기 DC모터회전축(101)과 고정되게 결합하며, 가장자리는 상기 정류자브러시홀더(112)의 일측면과 결합하는 상기 브러시홀더브라켓(113)과;
    일측면이 디스트리뷰터브라켓(117)의 가장자리와 결합되고, 타측면이 상기 동력부하우징(170)의 내부측면에 결합되며, 2겹의 중공(中空) 원통으로 구성되어 안쪽 것은 내측에 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)가 구비되며, 바깥 것은 내측에 스프링을 삽입하여 안쪽 것에 구비된 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)를 압박하여 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)와 밀착시키는 중공(中空)원통형의 상기 디스트리뷰터(116)와;
    각각 45°의 위상 차이를 유지하여 각각 180°간격으로 양분되고 반원회로로 성형되어 DC전류의 공급 및 단절을 반복하며, 상기 정류자브러시홀더(112)의 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)와 밀착하는 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)와;
    중심부가 중공(中空) 원통으로 구성되며, 부싱(102) 또는 베어링(159)을 이용하여 상기 DC모터회전축(100)과 슬립(slip)하게 결합하며, 가장자리는 상기 디스트리뷰터(116)의 일측면과 결합되는 상기 디스트리뷰터브라켓(117) 및;
    상기 디스트리뷰터(116)와 상기 DC모터(2)에 DC전원을 공급하기 위한 축전지(120)로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계자코일(142)과 상기 전기자코일(152)의 작용으로 계자자극(magnetic pole)의 잔류자기(residual magnetism)로부터 자체에서 발생시킨 전류를 공급받거나, 상기 축전지(120)의 DC전류를 공급받아서, 상기 디스트리뷰터(116)와, 상기 정류자브러시홀더(112)의 내측면에 각각 45°의 위상 차이를 유지한 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)와, 얇은 운모편에 의해 서로 절연된 쐐기 모양의 상기 정류자편(111)과, 상기 계자철심(141)에게 각각 45°의 위상 차이로 DC전류의 공급 및 단절이 반복될 때, 상기 계자철심(141)에게 계자자속(界磁磁束)을 형성시켜서 45°의 위상 차이로 각각 N극과 S극을 순차적으로 발생시키게 되고, 상기 계자철심(141)과 맞대응되는 상기 전기자코일(152)에게도 순차적인 45°의 위상 차이로 반대극성의 자력이 유도되도록 하여 4상(four phase)의 기전력이 발생될 수 있도록 구성되어짐을 특징으로 하는 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스트리뷰터(116)와 상기 DC모터(2)가 전원을 공급받는 순간 상기 DC모터(2)에 의해 상기 정류자브러시홀더(112)가 회전되고, 또는 상기 풀리(154)와 상기 블레이드(155)와 로터 휠(Rotor Wheel) 또는 자력 회전체(magnetic power rotor)로부터 회전력을 공급받게 되면 상기 정류자브러시홀더(112)가 회전되어 상기 디스트리뷰터(116)의 상기 4쌍의 단락회로(116A,116B)와, 상기 4쌍의 정류자브러시(112A,112B)와, 상기 정류자편(111)에 DC전류가 공급 및 단락되는데, 서로 대응되는 상기 정류자편(111)에 각각 양극(+)와 음극(-)이 순차적이며 지속적으로 교번되면, 상응되는 상기 계자철심(141)에도 양극(+)와 음극(-)이 순차적이며 반복적인 교번이 일어나면서 이와 맞대응되는 상기 전기자코일(152)에도 음극(-)과 양극(+)이 순차적이며 반복적인 교번이 일어나면서 45°의 위상차를 가지고 4상(four phase)의 직류사인파 곡선이 발생하도록 하여 출력배선(160)을 통해 출력되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정축(100)과 결합하는 상기 계자(140) 및 상기 정류자(110)와, 상기 전기자(150)와, 상기 정류자브러시홀더(112)와, 상기 디스트리뷰터(116)와, 상기 DC모터(2)와, 상기 풀리(154) 또는 상기 블레이드(155)까지 직렬로 연결시켜 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 계자(140)와, 전기자(150)는 분리된 고정축a(100a)에 구성한 후 상기 축전지(120)와 함께 상기 발전부 하우징(130)에 결합하여 독립된 장소에 분리 설치하고, 나머지 상기 정류자(110)와, 상기 정류자브러시홀더(112)와, 상기 디스트리뷰터(116)를 함께 구성한 후 상기 DC모터(2)를 포함해서 상기 풀리(154) 또는 상기 블레이드(155)를 상기 동력부하우징(170)에 결합시켜 발전부(10)와 동력부(20)를 분리 구성하는 것을 특징으로 하는 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동력부(20)에서 상기 정류자브러시홀더(112)를 회전시키기 위해 상기 DC모터(2)를 대신하여 상기 DC모터회전축(101)의 일측단에 결합되는 상기 풀리(154) 또는 상기 DC모터(2)를 대신하여 상기 DC모터회전축(101)의 일측단에 결합되는 상기 블레이드(155)를 이용하는 것을 특징으로 하는 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동력부(20)에서 상기 정류자브러시홀더(112)를 회전시키기 위해 상기 DC모터(2)를 대신하여 로터 휠(Rotor Wheel) 또는 자력 회전체(magnetic power rotor)의 외부동력을 이용하는 것을 특징으로 하는 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치.
KR1020170100686A 2017-08-08 2017-08-08 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치 KR101955028B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170100686A KR101955028B1 (ko) 2017-08-08 2017-08-08 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치
PCT/KR2018/009054 WO2019031857A2 (ko) 2017-08-08 2018-08-08 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170100686A KR101955028B1 (ko) 2017-08-08 2017-08-08 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190016413A true KR20190016413A (ko) 2019-02-18
KR101955028B1 KR101955028B1 (ko) 2019-05-30

Family

ID=65272322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170100686A KR101955028B1 (ko) 2017-08-08 2017-08-08 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101955028B1 (ko)
WO (1) WO2019031857A2 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110601421B (zh) * 2019-09-18 2024-06-18 东莞市力辉马达有限公司 一种单相四极串激电机

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100967803B1 (ko) * 2009-08-27 2010-07-05 박재순 계자극 발생기와 회전하는 직류공급용 브러쉬에 의한 직류 발전장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000014239A (ko) * 1998-08-19 2000-03-06 송기성 입력과 출력이 동시에 이루어지고 출력을 증가시킬 수 있는 발전기
JPWO2007105319A1 (ja) * 2006-03-10 2009-07-30 白川 義章 発電機、発電方法及びモータ
CN101227136A (zh) * 2007-01-16 2008-07-23 林冈嵚 独立自主自由式积复激自动环聚同步磁能动力发电机
JP2010172173A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Shinyo Industries Co Ltd 電動機駆動の自家発電装置。
US20150340941A1 (en) * 2012-06-27 2015-11-26 Shane GETUTUA Regenerative energy electric motor driven generator power plant system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100967803B1 (ko) * 2009-08-27 2010-07-05 박재순 계자극 발생기와 회전하는 직류공급용 브러쉬에 의한 직류 발전장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019031857A2 (ko) 2019-02-14
KR101955028B1 (ko) 2019-05-30
WO2019031857A3 (ko) 2019-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3602749A (en) Dynamoelectric machine
JP5906360B2 (ja) 磁力回転装置、電動機、および電動発電機
JPS63500910A (ja) 直流モ−タ
KR102081454B1 (ko) 다중브러시를 이용한 직류발전장치
JP2010172048A (ja) 電動機
US8373328B2 (en) Pulsed multi-rotor constant air gap switched reluctance motor
US20130187586A1 (en) Multi-Pole Switched Reluctance D.C. Motor with a Constant Air Gap and Recovery of Inductive Field Energy
KR102081455B1 (ko) 다중브러시를 이용한 직류발전장치
CA2024384A1 (en) Double air gap alternator
KR20190090755A (ko) 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계
KR101989233B1 (ko) 다중브러시와 분배기를 이용한 ac 또는 dc 발전장치
KR100960225B1 (ko) 계자극 발생기와 회전하는 직류공급용 브러쉬에 의한 교류 발전장치
KR100967803B1 (ko) 계자극 발생기와 회전하는 직류공급용 브러쉬에 의한 직류 발전장치
RU2356154C1 (ru) Электрическая машина с двухпакетным индуктором (варианты)
KR101955028B1 (ko) 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치
US9099909B2 (en) Brushed direct current electric motor with salient pole rotor
JP2012533273A (ja) 界磁極発生器と回転する直流供給用ブラシによる交流発電装置及び直流発電装置
KR102070489B1 (ko) 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 교류발전장치
KR102012552B1 (ko) 직류공급용 다중회로 브러시의 회전을 이용하는 직류발전장치
KR20190099367A (ko) 브러시홀더의 회전 및 슬립링을 이용한 발전기
KR20180111402A (ko) 직류공급용 다중회로 브러시의 회전을 이용하는 교류발전장치
KR20200089911A (ko) 이중 고정자 구조를 가진 비엘디시 모터
CN221408567U (zh) 星形接法三齿绕制三相电机定子
KR100610157B1 (ko) 발전기 및 전동기의 겸용 사용을 가능케 하는 회전기
JP2017143687A (ja) 磁力回転装置

Legal Events

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