KR20210149379A - 이중계자를 가지는 3상 4극형 전초전도 동기기 - Google Patents

이중계자를 가지는 3상 4극형 전초전도 동기기 Download PDF

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KR20210149379A
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Abstract

본 발명은 전기자와 계자부를 포함하는 동기기에 있어서, 상기 계자부는 원형으로 형성된 상기 전기자의 내부와 외부에 이중으로 구비되며, 상기 전기자에 설치되는 3상의 전기자 코일은 상기 계자부의 4극에 걸친 범위에 형성되어, 구조적인 안정성이 강화되고, 보다 구조가 간단하면서도 작고 가볍게 제작 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

이중계자를 가지는 3상 4극형 전초전도 동기기{3-PHASE 4-POLE SUPERCONDUCTING SYNCHRONOUS MACHINE WITH DUAL FIELD WINDINGS}
본 발명은 계자 및 전기자가 초전도 선재로 구성된 동기기에 관한 것이다.
회전기에 대한 기술 개발은 회전기를 고효율화, 소형화, 경량화하는 방향으로 진행되고 있다. 종래의 상전도 (구리) 동기기의 경우 손실이 높고, 출력을 높이거나 용량을 증가시키는 데에 한계가 있으며, 단자 전압이 고압화되는 현상 및 회전기의 크기로 인한 설치 장소의 한계 등의 문제점이 있다. 따라서 이러한 문제점을 극복하기 위해 초전도 기술이 회전기에 적용되었다. 미국, 독일, 일본 등 선진국은 1990년대 초부터 회전기의 용량과 효율을 증대하기 위해서 대용량 회전기에 초전도 기술을 적용하였고, 1~100[MW]급의 초전도 발전기, 모터의 개발 및 실증을 진행하였다.
초전도 기술을 회전기에 적용하면, 전기자 및 계자를 공심형으로 설계하는 것이 가능하다. 전기자 및 계자의 공심형 구조는 철손을 제거하는 것을 보다 용이하게 하고, 철심을 사용하지 않고도 초전도체의 높은 전류 밀도를 형성하도록 할 수 있다. 전류 밀도가 높게 형성되면 그로 인해 고 자기장이 발생될 수 있으므로 회전기를 소형화 및 경량화하는 것이 가능하다.
이에, 기존의 구리선에 비해 100배 이상의 대전류를 흘릴 수 있는 고온초전도 선재를 회전기에 사용하여 크기를 1/2 이하로 줄이며, 중량은 1/3이하로 감소시키면서도 효율은 1.5 ~ 2.5% 증가시킬 수 있는 초전도 동기기에 대한 연구를 진행하고 있다.
다만, 최근까지 진행되어 온 고온초전도 동기기는 회전기 구조의 필드 권선에 초전도체를 적용한 부분 초전도 회전기에 관한 것이었다. 부분 초전도 동기발전기는 초전도 기술을 적용한 동기발전기에서 직류로 여자되는 계자 코일에는 초전도 선재를 적용하나, 전기자 코일은 구리선을 사용하는 동기발전기이다. 부분 초전도 회전기는 종래의 회전기와 비교하여 실용성 확보 측면에서 미흡하며, 수십 [MW]급의 대용량, 고효율 회전기 생산에 적합하지 않은 문제가 있다. 이에, 초전도 동기기의 장점인 소형, 경량화를 극대화하기 위해서는 일반 구리선을 이용한 계자보다 2 ~ 4배 높은 자기장을 발생하는 초전도 계자를 사용할 뿐만 아니라 전류용량을 높이기 위한 전기자권선 역시 초전도화하는 것이 필요하다.
그러나, 계자권선뿐만 아니라 전기자권선까지 모두 초전도 선재로 제작하면 첫째, 2세대 고온 초전도 선재로 인한 교류 손실이 발생하며, 둘째, 초전도 선재의 형태에 따른 구현문제가 발생한다.
첫 번째 문제에 대해서는 초전도 선재가 테이프 형태이기 ‹š문에 수직 방향으로 교류 자기장이 인가될 경우 교류 손실이 증가하고 임계전류가 감소하는 것이 문제가 된다. 즉, 초전도 선재의 수직 방향인 동기기의 원주 방향으로 교류형태의 자기장이 인가될 경우 에너지 변환에는 기여하지 못하면서 임계전류는 감소시키고 교류 손실이 크게 발생하는 것이다.
반면, 직류 형태의 자기장이 발생하거나 계자가 회전하면 전기자에 인가되는 자기장은 교류형태의 자기장으로 변형된다. 따라서, 반경 방향으로 인가되는 자기장은 에너지 변환에 기여하므로 반경 방향의 자기장은 증가시키고, 원주 방향의 자속밀도는 감소시켜야 한다.
두 번째 문제에 대해서는 초전도 선재의 형태상 특징으로 인한 구현문제이다. 종래의 구리선과 같은 일반적인 분포권의 전기자권선은 많이 꺾이거나 휘어지도록 형성된다. 그러나, 테이프 형태인 초전도 선재가 종래와 같이 꺾이거나 휘어지면 임계전류가 감소하거나 초전도 특성을 상실하게 되므로 문제가 있다.
계자권선 및 전기자권선을 모두 초전도 선재로 제작함으로써 발생하는 문제점을 제거하기 위해 회전기 내부의 계자 구조와 전기자 코일과 계자의 배치에 관한 추가적인 연구 개발을 진행하였다. 이에, 교류 손실을 감소시키면서도 구조가 간단하고 제작이 용이한 회전기를 구현할 수 있음을 확인하게 되었다.
본 발명은 초전도 동기기로서, 계자 및 전기자가 초전도 선재인 경우에도 교류 손실이 낮고 전류용량이 높은 동기기를 제공하고자 한다. 또한, 초전도 선재의 특징을 고려하여 구조가 간단하며 제작이 용이한 동기기를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 앞에서 언급한 과제들로 제한되지 않는다. 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기자와 계자부를 포함하는 동기기에 있어서, 상기 계자부는 원형으로 형성된 상기 전기자의 내부와 외부에 이중으로 구비되며, 상기 전기자에 설치되는 3상의 전기자 코일은 상기 계자부의 4극에 걸친 범위에 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 계자부에 설치되는 계자 코일 및 상기 전기자 코일은 초전도 선재인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 계자부는, 상기 전기자의 내부에 방사형으로 구비되는 제1 계자; 및 상기 전기자의 외부에 방사형으로 구비되는 제2 계자를 포함하며, 상기 제1 계자와 상기 제2 계자 사이의 간격은 300mm 이하인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 전기자 코일은, 3상의 코일이 단층으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 계자 코일 및 상기 전기자 코일은 레이스트랙형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 계자 및 전기자가 모두 초전도 선재로 구성됨으로써 자기장의 세기가 증가하며, 소형화·경량화하는 것이 가능하다. 본 발명은 초전도 선재를 이용하며 그에 적합한 동기기의 구조를 개시한다. 본 발명의 계자가 이중으로 형성됨으로써 높은 계자전류 및 자속밀도에 의해 야기되는 전자기력에 의한 구조적인 불안정성을 개선하고, 초전도 선재의 응력 감소에 의한 임계특성을 개선시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 대용량의 초전도 기기의 기계적 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 동기기는 2세대 고온 초전도 선재가 테이프 형태로서 굽히기 어려운 특성을 고려하여 전기자의 중첩이나 꺾임을 최소화하여 구조가 간단하면서도 제작이 용이한 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이중계자 전초전도 동기기의 내부 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단일계자 전초전도 동기기의 내부 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단일계자 전초전도 동기기와 이중계자 전초전도 동기기의 자속선을 나타낸 모습을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이중계자 전초전도 동기기의 전기자가 3상 2극형으로 배치된 모습을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이중계자 전초전도 동기기의 전기자가 3상 4극형으로 배치된 모습을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실험 례로서, 3상 2극 및 3상 4극의 이중계자 전초전도 동기기의 이중계자 사이의 간격에 따른 교류 손실과 선재소요량을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 이중계자 전초전도 동기기(1)의 내부 구조를 나타낸다. 이중계자 전초전도 동기기(1)는 계자부(10) 및 전기자(30)를 포함할 수 있다. 계자부(10)는 전기자(30)의 원형으로 형성될 수 있다. 계자부(10)는 제1 계자(101) 및 제2 계자(103)를 포함하는 개념으로서, 계자부(10)는 제1 계자(101)와 제2 계자(103)를 함께 지칭하는 것으로 이해될 수 있다. 도 1a를 참조하면, 계자부(10)는 전기자(30)의 내부와 외부에서 이중으로 구비될 수 있다. 제1 계자(101)는 전기자(30)의 내부에 방사형으로 구비될 수 있고, 제2 계자(103)는 전기자(30)의 외부에 방사형으로 구비될 수 있다.
도 1b는 이해의 편의를 위하여 이중계자 전초전도 동기기(1)의 내부 구조인 전기자(30), 제1 계자(101) 및 제2 계좌(103)를 각각 분리하여 나타낸 모습이다. 도 1c는 본 발명의 실시 예에 따른 동기기(1)의 단면을 간략히 나타낸 그림이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이중계자 전초전도 동기기(1)는 계자부(10)뿐만 아니라 전기자(30) 또한 초전도 선재로 이루어질 수 있다. 계자부(10) 및 전기자(30)가 모두 초전도 선재로 형성된 동기기를 이하 전초전도 동기기라 한다.
최근 2세대 고온 초전도 선재가 초전도 응용 분야에 사용된다. 2세대 고온 초전도 선재는 테이프 형태이며, 우수한 기계적 특성을 가지는 기판과 초전도 층 그리고 다양한 전기적, 기계적 안정화 재료들로 구성된 복합 구조체이다. 2세대 고온 초전도 선재는 본 발명의 실시예에 따른 이중계자 전초전도 동기기(1)의 계자부(10) 및 전기자(30)에 적용될 수 있다.
종래에는 계자만 초전도 선재로 이루어지고 전기자는 초전도 선재가 아닌, 예를 들어, 구리선으로 구성된 동기기가 사용되었다. 이하 부분 초전도 동기기라 한다. 부분 초전도 동기기의 경우에도 어느 정도 소형화·경량화 가능하다. 그러나, 전기자까지 초전도 선재를 사용하는 경우보다는 크기가 크고 무게가 무거워 한계가 있다. 또한, 전기자 코일에 수직으로 인가되는 높은 자기장으로 인해 전기자 코일의 임계전류가 감소하고, 교류 손실이 크게 발생되는 문제가 있다. 반면, 본 발명의 실시 예에 따른 이중계자 전초전도 동기기(1)는 계자부(10) 및 전기자(30)가 모두 초전도 선재로 이루어짐으로써 크기 또는 무게, 임계 전류, 교류 손실 부분에 있어 부분 초전도 동기기보다 우수하며, 이하 상세히 후술한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이중계자 전초전도 동기기(1)는 전기자(30)의 내측과 외측에서 각각 제1 계자(101) 및 제2 계자(103)가 이중으로 배치되어 형성되는 구조상 특징을 가진다. 계자가 이중으로 형성됨으로서 갖는 동기기의 기능적인 효과를 이하 도 3에서 자세히 후술한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이중계자 전초전도 동기기(1)의 또다른 특징은 전기자(30)의 배치 구조이다. 전기자(30)는 면적이 동일해도 전기자(30)에 적층되는 적층 수와 한 층에 필요한 턴 수를 변경할 수 있다. 이에 이중계자 전초전도 동기기(1)는 초전도 선재의 특징을 고려하여 전기자(30)를 단일 층으로 배치하여 구성함으로써 초전도 선재의 꺾임 등이 발생하지 않을 수 있다. 전기자(30)의 배치 형태는 이하 도 5에서 자세히 후술한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단일계자 전초전도 동기기(5)의 내부 구조를 나타낸다. 보다 상세하게 도 2a는 단일계자 전초전도 동기기(5)의 구조를 나타낸 모습이고, 도 2b는 단일계자 전초전도 동기기(5)의 단면을 간략히 나타낸 그림이다. 도 2a 및 도 2b는 모두 전초전도 동기기에 해당할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 단일계자 전초전도 동기기(5)의 계자(50)는 전기자(70)의 내부에 형성될 수 있다. 그러나, 단일계자 전초전도 동기기(5)에서 계자(50)가 전기자(70)의 내부에만 형성되면 큰 수직 자기장이 발생할 수 있다. 또한 단일계자 전초전도 동기기(5)의 출력을 증가시키기 위해 계자(50)와 전기자(70)의 간격을 감소시키면 반경 방향과 원주 방향의 자기장이 동시에 증가할 수 있다. 즉, 반경 방향의 자속밀도를 증가시키면 출력이 증가하지만, 원주 방향의 자속밀도도 함께 증가하게 되어 교류 손실도 증가할 수 있다. 또한, 단일계자 전초전도 동기기(5)는 실제적인 제작이 어렵다는 현실적인 문제가 있다.
따라서 본 발명의 실시 예에서 제시하는 이중계자 전초전도 동기기(1)의 이중계자 형태는 전술한 단일계자 형태의 동기기가 갖는 문제점을 해결할 수 있다. 전기자(30)의 내측과 외측에 각각 배치됨으로써 계자부(10)가 받는 자기장도 분산시킬 수 있고, 전기자(30)를 구성하는 2세대 고온 초전도 선재의 넓은 면에 수직으로 인가되는 원주 방향 자기장은 감소시키면서 반경 방향의 자기장은 증가시키면서 균일한 자기장을 전기자(30)에 인가할 수 있는 장점이 있다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 단일계자 전초전도 동기기(5)의 자속선을 나타낸 것이며, 도 3b는 이중계자 전초전도 동기기(1)의 자속선을 나타낸 모습을 나타낸다. 도 3a를 참고하면, 단일계자 방식의 전기자(50)에서의 자속선은 사선 방향으로 지나간다. 즉 반경 방향의 자기장과 원주 방향의 자기장이 모두 크다는 것을 확인할 수 있다. 이때, 반경 방향의 자속밀도를 증가시키기 위하여 전기자(70)를 계자(50)쪽으로 이동하면, 원주 방향의 자기장도 증가하여 교류 손실이 증가하게 된다.
반면, 이중계자 구조인 도 3b를 참고하면, 도 3a의 단일계자 방식과 비교하여 반경 방향의 자기장은 증가하고 원주 방향의 자속밀도는 감소한다. 즉, 발전기의 출력은 증가하고 교류 손실은 감소하는 결과를 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이중계자 전초전도 동기기(1)의 전기자(30)가 3상 2극형으로 배치된 모습을 나타낸다. 도 4a 내지 도 4c 모두 이중계자 전초전도 동기기(1)이다. 3상 2극형 구조는 전기자(30)의 3상의 3개 코일 a, b, c가 계자부(10)의 2극에 걸친 범위에 형성되는 구조를 의미한다.
보다 상세하게 도 4a는 전기자(30)를 2층권 형태의 집중권으로 권선된 단면도로서 전기자(30)를 향한 계자부(10)의 극성만을 나타낸 것이다. 도 4b는 전기자(30)의 3상 2극형 구조를 이중계자 전초전도 동기기(1)에 적용한 실제 권선의 형태에 대한 구조도이다. 도 4c는 도 4b 중 점선으로 표시된 전기자(30) 부분을 확대한 모습이다.
종래에 권선이 코일인 경우에는 전기자(30)에 감기는 곡선부와 직선으로 이어지는 직선부 두 부분으로 구성된다. 이는 코일이 쉽게 구부러지고 휘어지는 특성으로 인해 제작이 용이하였다. 또한, 도 4c를 참고하면, 전기자(30)가 2층권으로 배치되고, 계자부(10)의 2극 이내에 전기자(30)의 3상 코일이 배치되면 겹쳐지는 부분이 다수 발생한다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 사용되는 2세대 초전도 선재는 테이프 형태이기 때문에 전기자권선을 제작할 경우 권선이 불가능하거나 꺾이고 휘는 문제가 발생할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이중계자 전초전도 동기기(1)의 전기자(30)가 3상 4극형으로 배치된 모습이며, 특히 계자부(10)와 전기자(30)가 레이스트랙형으로 제작된 모습을 나타낸다. 도 5a 내지 도 5d 모두 이중계자 전초전도 동기기(1)이다. 3상 4극형 구조는 전기자(30)의 3상의 3개 코일 a, b, c가 계자부(10)의 4극에 걸친 범위에 형성되는 구조를 의미한다. 보다 상세하게 도 5a는 3상 4극형으로 배치된 코일을 나타낸 것이며, 도 5b는 레이스트랙(race track)형으로 권선된 코일이다. 레이스트랙형이란 육상 계주시 트랙과 유사한 형태로 코일을 권선하는 방법을 의미한다.
도 5c는 전기자(30)의 3상 4극형 구조를 이중계자 전초전도 동기기(1)에 적용한 실제 권선의 형태에 대한 구조도이다. 도 5d는 도 5c 중 점선으로 표시된 전기자(30) 부분을 확대한 모습이다.
도 5a 내지 도 5d의 3상 4극형 구조는 도 4a 내지 도 4c에서의 이층권 전기자(30) 구조가 아니라 단층의 집중권 형태이므로, 도 5d를 참고하면 전기자(30)의 코일간 중첩이 발생하지 않고, 전기자(30)가 꺾이거나 휘어지지 않고 테이프 형태를 유지할 수 있다. 따라서 임계전류가 감소하거나 초전도 특성을 상실되는 문제가 발생하지 않고, 제작 및 제어가 용이한 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 실험 례로서, 도 6a는 3상 2극의 이중계자 전초전도 동기기(1)의 이중계자 사이의 간격에 따른 교류 손실과 선재소요량을 나타낸 그래프이다. 도 6b는 3상 4극의 이중계자 전초전도 동기기(1)의 이중계자 사이의 간격에 따른 교류 손실과 선재소요량을 나타낸 그래프이다.
전술한 도 3을 참고하면, 계자부(10)에서 발생한 자속의 일부는 전기자(30)에 수직으로 작용하므로, 계자부(10)가 회전할 때 수직 교류 자기장을 발생시켜 교류 손실을 크게 발생시킬 수 있다. 교류 손실은 전기자(30)의 위치, 제1 계자(101) 또는 제2 계자(103)의 위치에 따라 각기 다른 밀도를 가질 수 있다. 이때, 권선이 테이프 형태의 초전도 선재인 경우에는 교류 손실의 밀도를 하기의 [수학식 1]으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서 a는 초전도 선재의 폭를 나타내고, Bc는 임계 자속밀도를 나타내며, B는 수직 방향 자속밀도, β는 임계자속밀도와 수직 방향 자속밀도의 비를 나타낸다.
수학식 1을 참고하면, 외부 수직 방향 자기장에 의해 발생되는 초전도체의 교류 손실은 교류 전류 및 자기장의 주파수와 자속밀도의 크기에 영향받으며, 손실 밀도의 경우에는 선재의 임계전류와 선재의 폭과 같은 테이프의 구조적 특성에 의해 달라진다.
본 발명의 실험 례에서는 아래 조건 [표 1]에 해당하는 이중계자 전초전도 동기기(1)가 사용되었다.
항목 3상 4극
회전 속도[Rpm] 10
극수 12
정격 출력[MW] 10
전류[KA] 1.8
전압[KV] 3.21
계자권선 사용 선재 (Gd)BCO
전류밀도[A/mm2] 1.68×108
단면적[mm2] 126×63
전기자권선 사용 선재 (Gd)BCO
전류밀도[A/mm2] 1.68×108
단면적[mm2] 43.2×24
직경 [m] 2.55
본 발명의 실험 례인 도 6a 및 도 6b는 제1 계자(101)와 제2 계자(103) 사이의 간격은 1255[mm]에서부터 285[mm]까지 20[mm] 간격으로 총 9번 측정되었다. 도 6a의 3상 2극의 형태인 경우에는, 제1 계자(101)와 제2 계자(103) 사이의 간격이 증가할수록 선재소요량이 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 교류 손실 측면에서는 큰 변화가 없이 일정한 것을 확인할 수 있다.
반면, 도 6b의 3상 4극의 형태인 경우에는, 제1 계자(101)와 제2 계자(103) 사이의 간격이 증가할수록 선재소요량 및 교류 손실이 모두 증가하는 것을 확인할 수 있다.
계자 간 간격이 증가할수록 선재소요량이 증가하는 이유는 반경 방향의 자속밀도가 감소하고 유도기전력이 감소하기 때문에 동일 출력을 얻어내기 위해서는 선재소요량이 증가하는 것이다. 이때, 동일 출력을 얻기 위해 교류 손실 또한 선재소요량이 증가한 만큼 증가한다. 3상 2극형과 3상 4극형의 경우 전기자 코일에 인가되는 자속밀도가 변하면 교류 손실이 변화한다. 도 4b 및 도 5b를 참고하면, 3상 2극형 또는 3상 4극형 등의 전기자의 형상에 따라 초전도 선재에 인가되는 자속밀도가 변하게 되고, 교류 손실의 차이가 발생한다. 이에 도 6a 및 도 6b의 비교를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 계자 간의 간격이 감소할수록 교류 손실이 감소하는 경향은 도 6b(3상 4극형)가 도 6a(3상 2극형)보다 크다.
따라서, 이중계자 전초전도 동기기(1)의 계자 사이의 원주방향 간격을 줄이면 자속밀도의 증가에 따라 출력이 상승하고 고온초전도 선재의 소요량은 감소하며, 교류 손실 또한 저감되는 효율 증대를 기대할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
또한 제1 계자(101)는 고정된 채로 제 2계자(103)를 이동시키면서 계자 간의 간격을 줄이면 반경 방향의 자기장은 증가시키고, 원주 방향의 자기장은 감소되므로 더욱 출력을 증가시킬 수 있고, 교류 손실은 감소시킬 수 있다. 따라서, 3상 4극형의 이중계자 전초전도 동기기(1)의 경우 제1 계자(101)와 제2 계자(103) 사이의 간격은 300mm 이하인 것을 특징으로 하며, 특히 계자 간의 간격이 작을수록 좋은 특성을 가질 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1: 이중계자 전초전도 동기기
10: 계자부
101: 제1 계자
103: 제2 계자
30: 전기자
5: 단일계자 전초전도 동기기
50: 계자
70: 전기자

Claims (5)

  1. 전기자와 계자부를 포함하는 동기기에 있어서,
    상기 계자부는 원형으로 형성된 상기 전기자의 내부와 외부에 이중으로 구비되며,
    상기 전기자에 설치되는 3상의 전기자 코일은 상기 계자부의 4극에 걸친 범위에 형성되는 것을 특징으로 하는 동기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 계자부에 설치되는 계자 코일 및 상기 전기자 코일은 초전도 선재인 것을 특징으로 하는 동기기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 계자부는,
    상기 전기자의 내부에 방사형으로 구비되는 제1 계자; 및
    상기 전기자의 외부에 방사형으로 구비되는 제2 계자를 포함하며,
    상기 제1 계자와 상기 제2 계자 사이의 간격은 300mm 이하인 것을 특징으로 하는 동기기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기자 코일은,
    3상의 코일이 단층으로 배치되는 것을 특징으로 하는 동기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 계자 코일 및 상기 전기자 코일은 레이스트랙형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 동기기.
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WO2023080318A1 (ko) 2021-11-03 2023-05-11 김태훈 텀블러 세척기

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