KR20190122116A - Loss energy recovery method of motor using electromagnetic induction - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a loss energy recovery method of a motor using electromagnetic induction comprising the following steps: winding a secondary coil (40) in a direction of a core (50) of a motor (10) which is one side of a primary coil (30) wound on the motor (10); and inducing current to be absorbed and dissipated in the direction of the core (50) to the secondary coil (40) while rotating the motor (10) by applying the current to the primary coil (30). Electric energy which is absorbed and dissipated to the core (50) of the motor (10) is recovered so as to be converted through a transformer (60) and supply the electric energy to the motor (10) again or store the electric energy in an external battery (7), thereby increasing efficiency of the motor (10).

Description

전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법{LOSS ENERGY RECOVERY METHOD OF MOTOR USING ELECTROMAGNETIC INDUCTION}Loss energy regeneration method of motor using electromagnetic induction {LOSS ENERGY RECOVERY METHOD OF MOTOR USING ELECTROMAGNETIC INDUCTION}

본 발명은 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for regenerating lost energy of a motor using electromagnetic induction.

일반적으로 모터는 다양한 형태의 에너지 손실이 발생하며, 그 예로서 동손실, 철손설, 기계손실 등이 발생하게 된다.In general, motors have various forms of energy loss, for example, copper loss, iron loss, and mechanical loss.

동손실은 입력한 전기에너지가 감긴 코일 등의 저항에 의하여 열에너지로 변하는 손실을 말하며, 코일뿐만 아니라 선의 연결, 배선의 굵기 등에 의해 발생한다.The copper loss refers to a loss that is converted into thermal energy by a resistance of a coil or the like in which the input electrical energy is wound. It is caused by not only the coil but also the connection of the wire and the thickness of the wiring.

철손실은 모터의 철심(코어)에 의한 히스테리시스 손실과 와전류손실 말하며, 히스테리시스손실은 철심에 교번 자계를 유기시킬 때 자계의 교번이 일어나는 관성에 의해 손실되는 전력을 말하고, 와전류손실은 교번 자계에 의해서 철심에 유기되는 와전류에 의해 주울열의 형태로 소모되는 에너지를 말하는 것으로 철심에 소용돌이 전류가 흐르면서 철시의 저항성분에 의해 발열이 되면서 열의 형태로 손실되는 것이다.Iron loss refers to the hysteresis loss and eddy current loss caused by the iron core (core) of the motor.Hysteresis loss refers to the power lost by the inertia of the alternating magnetic field when the alternating magnetic field is induced in the iron core. It refers to the energy consumed in the form of Joule heat by the eddy current induced in the iron core. It is the vortex current flowing in the iron core and is generated by the resistance component of the iron and is lost in the form of heat.

기계손실은 주로 회전자와 고정자의 베어링에 의한 마찰저항 등에 의한 손실을 말한다.Mechanical losses are mainly due to frictional resistance caused by bearings of rotor and stator.

또한, 모터의 코일에 교번 자계를 공급하여 전자석에 의한 회전이 발생하는 과정에서 전자석이 설치되지 않는 코어방향으로의 전류의 흐름은 코어에 흡수되어 소멸되어 버리는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that the current flow in the direction of the core in which the electromagnet is not installed is absorbed by the core in the process of supplying an alternating magnetic field to the coil of the motor to generate the rotation by the electromagnet.

공개실용신안 20-2011-0010127호, '비엘디씨 통돌이 모터 겸용 발전기'Korean Utility Model Publication No. 20-2011-0010127, 'BCD Outrunner Motor Combined Generator'

따라서 본 발명의 목적은 코일에 공급되는 전기에너지 중에서 코어를 통해 흡수되어 소멸되는 전기를 다시 회생시켜 사용할 수 있도록 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법을 제공하는데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for regenerating lost energy of a motor using electromagnetic induction to regenerate and use electricity absorbed and extinguished through a core among electrical energy supplied to a coil.

상기의 목적에 따른 본 발명은 모터(10)에 감겨진 1차코일(30)의 일측인 모터(10)의 코어(50)방향으로 2차코일(40)을 감는 단계와, 1차코일(30)에 전류를 인가하여 모터(10)를 회전시키면서 코어(50)방향으로 흡수되어 소멸되는 전류를 2차코일(40)로 유도하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention according to the above object is wound the secondary coil 40 in the direction of the core 50 of the motor 10 which is one side of the primary coil 30 wound on the motor 10, and the primary coil ( It is characterized in that it comprises a step of inducing a secondary coil 40, the current is absorbed and extinguished in the direction of the core 50 while rotating the motor 10 by applying a current to the 30.

또한, 2차코일(40)에서 유도되는 전류를 변압기(60)에 의해 변환하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, converting the current induced in the secondary coil 40 by the transformer 60; characterized in that it comprises a.

또한, 2차코일(40)에서 유도되는 전류를 인버터(65)로 주파수를 제어하여 모터(10)에 공급하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, controlling the frequency of the current induced by the secondary coil 40 to the inverter 65 to supply to the motor 10; characterized in that it comprises a.

또한, 변압기(60)에 의해 전류를 변환한 후 변환된 전류를 외부배터리(70)에 저장하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, after converting the current by the transformer 60 and storing the converted current in the external battery 70; characterized in that it comprises a.

또한, 1차코일과 2차코일 모두를 전자석으로 사용하여 모터의 회전력을 높일 수 있도록 함을 특징으로 한다.In addition, by using both the primary coil and the secondary coil as an electromagnet is characterized in that to increase the rotational force of the motor.

또한, 제1항에 있어서, 1차코일(30)과 2차코일(40)을 통해 전기가 충전되도록 함을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the electricity is charged through the primary coil 30 and the secondary coil 40.

또한, 브레이크 작동시 1차코일(30)을 전자석으로 구성하여 감속되게 하면서 2차코일(40)을 통해 전기를 생산하고, 초기 감속후에는 1, 2차코일(30)(40)을 통해 전기를 생산하도록 함을 특징으로 한다.In addition, during the brake operation, the primary coil 30 is composed of an electromagnet to decelerate and produce electricity through the secondary coil 40. After the initial deceleration, the primary coil 30 generates electricity through the secondary coils 30 and 40. Characterized in that to produce.

본 발명에서는 모터의 코어로 흡수되어 소멸되는 전기에너지를 회생시켜 모터에 공급하거나 외부 배터리에 저장할 수 있어 모터의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.In the present invention, by regenerating the electric energy absorbed and extinguished by the core of the motor can be supplied to the motor or stored in an external battery, the efficiency of the motor can be improved.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법을 설명하는 흐름도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법을 구현하기 위한 모터의 개략도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법의 개략적인 구성을 설명하는 블럭도이다.1 is a flowchart illustrating a method of regenerating lost energy of a motor using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic diagram of a motor for implementing a method for regenerating lost energy of a motor using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a method for regenerating lost energy of a motor using electromagnetic induction according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법을 설명하는 흐름도이고, 도 2 내지 도 3은 손실에너지 회생을 위한 모터의 개략적인 구성도이다.1 is a flowchart illustrating a method for regenerating lost energy of a motor using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 3 are schematic diagrams of a motor for regenerating lost energy.

본 발명의 전자기유도를 이용한 모터(10)의 손실에너지 회생방법은 모터(10)에 감겨진 1차코일(30)의 일측인 모터(10)의 코어(50)방향으로 2차코일(40)을 감는 단계와, 1차코일(30)에 전류를 인가하여 모터(10)를 회전시키면서 코어(50)방향으로 흡수되어 소멸되는 전류를 2차코일(40)로 유도하는 단계로 이루어진다. The loss energy regeneration method of the motor 10 using the electromagnetic induction of the present invention is the secondary coil 40 in the direction of the core 50 of the motor 10 which is one side of the primary coil 30 wound on the motor 10. Winding, and inducing a current absorbed and extinguished in the direction of the core 50 to the secondary coil 40 while rotating the motor 10 by applying a current to the primary coil 30.

또한, 2차코일(40)에서 유도되는 전류를 변압기(60)에 의해 변환하는 단계를 포함할 수 있으며, 변압기(60)를 통해 변환된 전류는 인버터(65)를 통해 모터(10)로 다시 공급하거나 변환된 전류를 별도의 외부배터리(70)에 충전하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the method may include converting the current induced in the secondary coil 40 by the transformer 60, and the current converted through the transformer 60 is returned to the motor 10 through the inverter 65. It may include the step of charging and storing the supplied or converted current in a separate external battery (70).

본 발명에서는 모터(10)의 구동시 코어(50)의 설치방향으로 흡수되어 소멸되는 전류를 전자기유도에 의해 제2코일로 유도하고 이를 변압기(60)를 통해 변환하여 회생시킬 수 있도록 하는 것이며, 기본적인 모터(10)의 구동원리에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 하기로 한다.In the present invention, the current is absorbed and dissipated in the installation direction of the core 50 when the motor 10 is driven to guide the second coil by electromagnetic induction and convert it through the transformer 60 to be regenerated, The driving principle of the basic motor 10 will be omitted or briefly described.

본 발명의 전자기유도를 이용한 모터(10)의 손실에너지를 회생시키기 위해 통상의 모터(10)에 설치된 1차코일(30)의 일측에 2차코일(40)을 감아 설치하며, 바람직하게는 모터(10)의 코어(50)가 설치된 방향에 2차코일(40)을 설치하게 된다.In order to regenerate the lost energy of the motor 10 using the electromagnetic induction of the present invention, the secondary coil 40 is wound around and installed on one side of the primary coil 30 installed in the conventional motor 10, and preferably the motor The secondary coil 40 is installed in the direction in which the core 50 of 10 is installed.

1차코일(30)에 교번 전류를 인가하여 극성이 변화시키면서 자석(20)과의 인,척력으로 인해 모터(10)가 회전하게 되나, 자석(20)이 설치된 반대 방향으로의 전류는 코어(50)에 흡수되어 소멸되는 것이며, 본 발명에서는 이러한 코어(50)에 흡수되어 소멸되는 전류를 2차코일(40)로 흐르도록 유도하여 이를 사용할 수 있도록 하는 것이다.The alternating current is applied to the primary coil 30 to change the polarity and the motor 10 rotates due to the repulsive force with the magnet 20. However, the current in the opposite direction in which the magnet 20 is installed is the core ( 50) is to be absorbed and extinguished, in the present invention is to induce the current to be absorbed and extinguished in the core 50 to the secondary coil 40 to be used.

교번 전류가 인가되는 1차코일(30)의 일측에 2차코일(40)을 설치하고 모터(10)의 회전시 1차코일(30)에 교번 전류를 인가하여 자기장의 변화에 의해 모터(10)가 회전하면서 자석(20)이 설치되지 않은 타측으로는 전자기유도현상에 의해 2차코일(40)로 전류가 흐르도록 한다.The secondary coil 40 is installed on one side of the primary coil 30 to which the alternating current is applied, and the alternating current is applied to the primary coil 30 when the motor 10 rotates, thereby changing the motor 10. Rotating) causes the current to flow to the secondary coil 40 by the electromagnetic induction phenomenon on the other side where the magnet 20 is not installed.

본 발명에서는 1차코일(30)을 전자석으로 사용하고, 2차코일(40)을 발전기의 형태로 사용하는 것이나, 모터(10)의 회전력을 높이기 위해 1차코일(30), 2차코일(40) 모두는 전자석으로 사용할 수 있다.In the present invention, using the primary coil 30 as an electromagnet, using the secondary coil 40 in the form of a generator, in order to increase the rotational force of the motor 10, the primary coil 30, the secondary coil ( 40) All can be used as electromagnets.

2차코일(40)로 유도된 전류는 변압기(60)를 통해 전류나 전압을 변환하여 사용하게 되며, 변환된 전류는 모터(10)에 다시 공급하여 재사용하거나 외부배터리(70)에 충전하여 저장할 수 있다.The current induced by the secondary coil 40 is used by converting the current or voltage through the transformer 60, the converted current is supplied to the motor 10 again to reuse or to charge and stored in the external battery 70 Can be.

이때, 변압기(60)를 통해 변환되거나 외부배터리(70)에 저장된 전류를 모터(10)에 공급하기 위한 인버터(65)를 구성할 수 있으며, 인버터(65)를 통해 전류의 주파수를 제어하여 모터(10)의 회전속도를 제어하게 된다.In this case, an inverter 65 may be configured to supply a current converted in the transformer 60 or stored in the external battery 70 to the motor 10, and control the frequency of the current through the inverter 65 to control the motor. The rotation speed of 10 is controlled.

본 발명에서는 모터(10)의 코어(50)로 흡수되어 소멸되는 전류를 회생시키는 방법을 제공하는 것이며, 이러한 모터(10)의 구조를 전기 자동차나 오토바이 등 모터(10)에 의해 구동되는 전기장치에 사용될 수 있으며, 모터(10)의 회전에 의해 구동되면서 모터(10)의 코어(50)로 흡수되어 소멸되는 전기를 회생시켜 재사용함으로써 모터(10)의 효율을 높일 수 있게 된다.The present invention provides a method for regenerating a current that is absorbed and extinguished by the core 50 of the motor 10. An electric device driven by a motor 10, such as an electric vehicle or a motorcycle, has a structure of the motor 10. It can be used for, by being driven by the rotation of the motor 10 to increase the efficiency of the motor 10 by regenerating and reusing the electricity absorbed and dissipated into the core 50 of the motor 10.

특히, 전기자동차나 하이브리드 자동차의 경우 브레이크 작동에 의해 차량의 속도를 줄이는 경우 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 제동을 걸도록 하고 있으며, 이때 변환되는 전기에너지를 배터리에 저장하거나 다시 모터의 전원으로 돌려서 재사용이 가능하도록 하고 있다.Particularly, in the case of an electric vehicle or a hybrid vehicle, when the speed of the vehicle is reduced by brake operation, the kinetic energy is converted into electric energy to apply braking. It is possible to reuse.

본 발명에서는 이러한 회생제동 충전을 이용하여 종래의 충전기능과 함께 본 발명의 모터(10)를 설치하는 경우 회생제동 충전이 1차코일(30)을 통해 이루어지는 것을 1, 2차코일(30)(40) 모두에서 충전되도록 하여 충전효율을 높일 수 있는 것이다.In the present invention, when the motor 10 of the present invention is installed with the conventional charging function using the regenerative braking charging, the regenerative braking charging is performed through the primary coil 30. 40) It is possible to increase the charging efficiency by charging at all.

또한, 전자석 브레이크로 작동하는 경우 제동시 1차, 2차코일(30)(40)을 구성하고, 초기 제동시에 급브레이크에 의한 브레이크 디스크의 손상을 방지하기 위해 1차코일(30)을 전자석으로 형성되도록 하여 감속시키면서 2차코일(40)에서는 전기가 생산되도록 하며, 초기 감속후에는 완전히 정지할 때까지 1, 2차코일(30)(40)에서 전기가 생산될 수 있도록 한다.In addition, when acting as an electromagnet brake, the primary coil and the secondary coils 30 and 40 are configured during braking, and the primary coil 30 is electromagnet to prevent damage to the brake disc due to sudden brake during initial braking. The secondary coil 40 is to be produced while decelerating to be formed, and after the initial deceleration, electricity is produced at the primary and secondary coils 30 and 40 until it is completely stopped.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.In the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.

(10)-- 모터
(20)-- 자석
(30)-- 1차코일
(40)-- 2차코일
(50)-- 코어
(60)-- 변압기
(65)-- 인버터
(70)-- 외부배터리(10)-motor
20-magnet
(30)-Primary Coil
(40)-Secondary Coil
50-- core
60-- transformer
65-Inverter
(70)-external battery

Claims (7)

모터(10)에 감겨진 1차코일(30)의 일측인 모터(10)의 코어(50)방향으로 2차코일(40)을 감는 단계와,
1차코일(30)에 전류를 인가하여 모터(10)를 회전시키면서 코어(50)방향으로 흡수되어 소멸되는 전류를 2차코일(40)로 유도하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
Winding the secondary coil 40 in the direction of the core 50 of the motor 10, which is one side of the primary coil 30 wound on the motor 10,
Inducing an electromagnetic induction, characterized in that consisting of; applying a current to the primary coil 30 to rotate the motor 10, the current absorbed and extinguished in the direction of the core 50 to the secondary coil 40; Loss energy regeneration method of used motor.
제1항에 있어서,
2차코일(40)에서 유도되는 전류를 변압기(60)에 의해 변환하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
The method of claim 1,
Converting the current induced in the secondary coil (40) by the transformer (60); Loss energy regeneration method of the motor using electromagnetic induction, characterized in that it comprises a.
제2항에 있어서,
변압기(60)에 의해 전류를 변환한 후 변환된 전류를 외부배터리(70)에 저장하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
The method of claim 2,
After converting the current by the transformer (60) and storing the converted current in the external battery 70; Loss energy regeneration method of the motor using electromagnetic induction, characterized in that it comprises a.
제2항 또는 제3항에 있어서,
변압기(60)를 통해 변환되거나 외부배터리(70)에 저장된 전류를 인버터(65)를 통해 주파수를 제어하여 모터(10)의 회전속도를 제어하도록 공급하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
The method according to claim 2 or 3,
And supplying a current converted in the transformer 60 or stored in the external battery 70 to control the rotational speed of the motor 10 by controlling the frequency through the inverter 65. A method for regenerating lost energy of a motor using induction.
제1항에 있어서,
1차코일(30)과 2차코일(40) 모두를 전자석으로 사용하여 모터의 회전력을 높이도록 함을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
The method of claim 1,
Loss energy regeneration method of the motor using electromagnetic induction, characterized in that to increase the rotational force of the motor by using both the primary coil (30) and the secondary coil (40) as an electromagnet.
제1항에 있어서,
1차코일(30)과 2차코일(40)을 통해 전기가 충전되도록 함을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
The method of claim 1,
Loss energy regeneration method of the motor using electromagnetic induction, characterized in that the primary coil 30 and the secondary coil 40 to be charged with electricity.
제1항에 있어서,
브레이크 작동시 1차코일(30)을 전자석으로 구성하여 감속되게 하면서 2차코일(40)을 통해 전기를 생산하고, 초기 감속후에는 1, 2차코일(30)(40)을 통해 전기를 생산하도록 함을 특징으로 하는 전자기유도를 이용한 모터의 손실에너지 회생방법.
The method of claim 1,
During brake operation, the primary coil 30 is composed of electromagnets to decelerate and produce electricity through the secondary coil 40, and after the initial deceleration, electricity is produced through the primary and secondary coils 30 and 40. Loss energy regeneration method of the motor using electromagnetic induction, characterized in that
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