KR20230061692A

KR20230061692A - 풍력발전기용 마그네틱 베어링 및 이를 이용한 풍력발전기

Info

Publication number: KR20230061692A
Application number: KR1020210146192A
Authority: KR
Inventors: 조성원; 이재백
Original assignee: 조성원
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2023-05-09
Also published as: KR102589099B1

Abstract

본 발명은 소형 풍력발전기에 적용할 때 진동제어가 가능하며, 고속 회전 시에도 구름 저항이 거의 발생하지 않아 발전 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 풍력발전기용 마그네틱 베어링 및 이를 이용한 풍력발전기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 풍력발전기용 마그네틱 베어링은, 전단부에 블레이드가 장착된 풍력발전기의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링에 있어서, 상기 회전축의 외면에 결합되며, 원주방향을 따라 자석이 배치되어 있는 내륜; 및, 상기 내륜의 반경방향 외측에 내륜의 외주면에 대해 일정한 간격을 두고 배치되어 풍력발전기의 고정구조물에 고정되며, 내륜의 자석과 척력을 발생시키는 자석이 원주방향을 따라 배치되어 있는 외륜을 포함하며, 상기 내륜의 축방향 중심부는 외륜의 축방향 중심부에 대해 일정 거리 오프셋(offset)되게 설치되고, 상기 외륜은 하측에 180 ± 20°의 범위로 자석이 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

풍력발전기용 마그네틱 베어링 및 이를 이용한 풍력발전기{Magnetic Bearing for Wind Power Generator And Wind Power Generator Using the Same}

본 발명은 풍력발전기의 축을 지지하는 마그네틱 베어링 및 이를 이용한 풍력발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력발전기의 블레이드 중심에 연결된 회전축을 자력을 이용하여 지지하는 마그네틱 베어링 및 이를 이용한 풍력발전기에 관한 것이다.

풍력발전은 면적당 출력이 높고 유해 물질의 배출이 없으며 에너지 가격 균형점(화석연료 발전단가와 신재생에너지 발전단가가 같아지는 시기)으로 가는 중요한 역할을 한다. 대형 풍력발전기는 높은 풍속에서 많은 전력을 얻을 수 있기에 친환경 에너지 중 주목받고 있는 에너지원이다. 하지만 소음이 발생하고 넓은 부지가 필요하여 산지나 해양 등 도심에서 멀리 설치된다.

소형 풍력발전기는 대형부지가 필요 없고 대형 풍력발전기 대비 높은 효율로 대두되고 있지만 현재 한국의 소형 풍력발전기 설치 현황은 타 선진국 대비 매우 낮은 실정이다. 한국이 소형 풍력발전기에 집중해야 하는 이유는 2~3m/s의 낮은 평균풍속과 일정하지 않은 풍향으로 인해 대형 풍력발전에 요구되는 풍속 조건을 충족시켜주지 못하기 때문이다.

한편 통상의 소형 풍력발전기는 축을 회전 가능하게 지지하기 위하여 기계식 베어링을 사용하고 있는데, 소형 풍력발전기의 효율을 높이기 위해서는 베어링에서 발생하는 마찰, 구름 저항, 발열 등의 에너지 손실을 최소화할 필요가 있다.

기계식 베어링의 단점을 극복하기 위해 내륜과 외륜이 부상되어 있는 마그네틱 베어링은 1940년대에 개발되었으며, 전자석을 이용한 차세대 베어링으로 주목받았다. 제어 가능한 전자석 베어링은 높은 회전수가 필요한 대형 기계에 적합하지만, 풍력발전기에 적용되지 않는 이유는 전력 발전을 위해 전자석을 사용하는 것이 비효율적이기 때문이다. 또한 전력을 사용하지 않는 영구자석을 이용하여 기존과 동일한 구조로 마그네틱 베어링을 제작하게 되면 자석의 무게가 커서 진동제어가 매우 어려운 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0104420호 대한민국 등록특허 제10-0929579호

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 소형 풍력발전기에 적용할 때 진동제어가 가능하며, 고속 회전 시에도 구름 저항이 거의 발생하지 않아 발전 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 풍력발전기용 마그네틱 베어링 및 이를 이용한 풍력발전기를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 풍력발전기용 마그네틱 베어링은, 전단부에 블레이드가 장착된 풍력발전기의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링에 있어서, 상기 회전축의 외면에 결합되며, 원주방향을 따라 자석이 배치되어 있는 내륜; 및, 상기 내륜의 반경방향 외측에 내륜의 외주면에 대해 일정한 간격을 두고 배치되어 풍력발전기의 고정구조물에 고정되며, 내륜의 자석과 척력을 발생시키는 자석이 원주방향을 따라 배치되어 있는 외륜을 포함하며, 상기 내륜의 축방향 중심부는 외륜의 축방향 중심부에 대해 일정 거리 오프셋(offset)되게 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 외륜은 하측에 180 ± 20°의 범위로 자석이 배치된 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 외륜의 상단 정점에 하나의 자석이 배치되거나, 외륜의 상단 정점을 기준으로 일정 각도 범위로 2개의 자석이 대칭되게 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 풍력발전기용 마그네틱 베어링은, 전단부에 블레이드가 장착된 풍력발전기의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링에 있어서, 상기 회전축의 외면에 결합되며, 원주방향을 따라 자석이 배치되어 있는 내륜; 및, 상기 내륜의 반경방향 외측에 내륜의 외주면에 대해 일정한 간격을 두고 배치되며, 내륜의 자석과 척력을 발생시키는 자석이 하측에 소정의 각도 범위로 원주방향을 따라 배치되어 있는 외륜을 포함하며, 상기 외륜은 하측에 180 ± 20°의 범위로 자석이 배치될 수 있다.

상기 내륜의 축방향 중심부는 외륜의 축방향 중심부에 대해 일정 거리 오프셋(offset)되게 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 풍력발전기는, 전단부에 바람에 의해 회전하는 블레이드가 장착된 회전축; 풍력발전기의 고정 구조물에 대해 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 상술한 특징을 갖는 마그네틱 베어링; 상기 회전축에 설치되어 회전축의 회전에 의해 전기에너지를 생성하는 발전기; 및, 상기 회전축의 후단부를 축방향으로 지지하는 축지지대;를 포함할 수 있다.

상기 회전축의 후단부는 후방으로 뾰족한 원추형으로 이루어지며, 상기 축지지대에 상기 회전축의 후단부의 첨단을 회전 가능하게 지지하는 보조베어링이 설치될 수 있다.

상기 마그네틱 베어링은 복수개가 회전축의 전방과 후방에 배치될 수 있다.

또한 상기 발전기는 풍력발전기의 고정구조물에 고정되며 코일이 감겨진 코어가 원주방향을 따라 배열되어 있는 스테이터; 및, 상기 스테이터의 양측에서 상기 회전축에 결합되어 회전하며, 상기 스테이터의 코일에 유도 전류를 발생시키는 자석이 원주방향을 따라 배치되어 있는 로터;를 포함할 수 있다.

본 발명의 풍력발전기용 마그네틱 베어링은 내륜과 외륜이 축방향으로 일정한 거리만큼 오프셋(offset)되게 설치되어 내륜에 축방향으로 이탈하려는 힘이 발생하는 것을 최소화하여 안정성을 향상시킬 수 있다.

이와 더불어 외륜의 하측에만 자석이 배열되거나, 외륜의 하측에 일정 각도 범위로 자석이 배열된 상태에서 외륜의 상단 정점에 하나의 자석 또는 2개의 자석을 배치하여, 하측에서의 부상력을 증대시킬 수 있고, 이에 따라 구름 저항성을 대폭 감소시켜 풍력발전기의 발전 효율을 높일 수 있다.

또한 본 발명의 풍력발전기는 전술한 것과 같은 이점을 갖는 마그네틱 베어링을 적용하여 회전축을 지지하므로 구름 저항성의 감소에 따른 발전 효율의 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 마그네틱 베어링을 나타낸 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 마그네틱 베어링을 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전기용 마그네틱 베어링을 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풍력발전기용 마그네틱 베어링을 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 마그네틱 베어링이 적용된 소형 풍력발전기의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 소형 풍력발전기의 측면도이다.
도 7은 도 5에 도시한 소형 풍력발전기의 마그네틱 베어링의 작동원리를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 소형 풍력발전기를 구성하는 발전기의 스테이터와 로터 사이에서 발생하는 자기장을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 소형 풍력발전기를 구성하는 발전기의 스테이터의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 소형 풍력발전기를 구성하는 발전기의 제어회로의 일 실시예를 나타낸 회로도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 풍력발전기용 마그네틱 베어링 및 이를 이용한 풍력발전기를 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 마그네틱 베어링(100)은 풍력발전기의 회전축(200)의 외면에 결합되는 내륜(110)과, 상기 내륜(110)의 반경방향 외측에 배치되는 외륜(120)을 포함한다.

상기 내륜(110)은 원형 링 형태로 되어 내주면이 회전축(200)의 외면에 고정되어 회전축(200)과 함께 회전한다. 내륜(110)에는 원주방향을 따라 복수의 자석(111)이 일정한 간격을 두고 배열되어 있다.

또한 외륜(120)은 풍력발전기의 고정구조물에 고정되어 내륜(110)을 회전 가능하게지지하도록 구성된 것으로, 하단부가 풍력발전기의 고정구조물에 고정되는 를 구비한다. 그리고 외륜지그(122)에는 내륜(110)의 외주면에 대해 소정의 간격을 유지하면서 내륜(110)을 회전 가능하게 지지할 수 있도록 내륜(110)의 자석과 척력을 발생시키는 복수의 자석(121)이 원주방향을 따라 배열된다.

여기서 상기 내륜(110)의 축방향 중심부는 외륜(120)의 축방향 중심부에 대해 일정한 거리(d)만큼 오프셋(offset)되게 설치된다(도 1 참조). 마그네틱 베어링은 외력이 가해지면 내륜(110)이 쉽게 이탈할 수 있다. 이러한 마그네틱 베어링의 불안정성을 극복하기 위해 외륜(120)과 내륜(110)을 축방향으로 오프셋(offset)시켜 양측 단부 사이에 간격을 줌으로써 불안정한 자력을 축방향 힘(axial force)으로 상쇄시켜 안정성을 가질 수 있다. 외륜(120)과 내륜(110)의 오프셋 거리(d)는 대략 1~3㎜ 정도인 것이 내륜(110)과 외륜(120) 사이의 안정성 측면에서 바람직한 것으로 확인되었다.

또한 외륜(120)은 원주방향을 따라 전체적으로 배치되지 않고 하측에만 자석이 배치될 수 있다. 이 때 외륜(120)에 자석이 배열되는 범위는 외륜(120)의 하단부를 기점으로 양측 방향으로 대략 90°± 10°(따라서 전체적으로는 180 ± 20°)의 범위일 수 있다.

기존의 마그네틱 베어링과 마찬가지로 외륜(120)의 상측에도 하측과 동일하게 자석(121)이 장착될 경우, 즉 외륜(120)에 360°범위로 자석(121)이 배치되는 경우에는 외륜(120)의 상측에서 내륜(110)을 누르는 힘이 동일하게 발생하게 되어 회전시 안정성은 좋지만 구름 저항성이 증가하게 된다. 따라서 도 2에 도시한 것과 같이 외륜(120)의 하측에 대략 180도 범위에만 자석(121)을 배치하여 하측에서 내륜(110)을 부상시켜 지지하는 힘만 발생시킴으로써 구름 저항성을 최소화할 수 있다.

또는 구름 저항성을 대폭 감소시키면서 안정성 저하를 최소화할 수 있도록 하기 위하여 도 3에 도시한 것과 같이, 외륜(120)의 하측에 180도 범위로 자석(121)을 배열한 상태에서 외륜(120)의 상단 정점에 하나의 자석(123)을 배치하거나, 도 4에 도시한 것과 같이, 외륜(120)의 하측에 180도 범위로 자석(121)을 배열한 상태에서 외륜(120)의 상단 정점을 기준으로 일정 각도 범위로 2개의 자석(124)이 대칭되게 배치될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 풍력발전기용 마그네틱 베어링(100)은 내륜(110)과 외륜(120)이 축방향(길이방향)으로 일정한 거리(d) 만큼 오프셋(offset)되게 설치되어 내륜(110)에 축방향으로 이탈하려는 힘이 발생하는 것을 최소화하여 안정성을 향상시킬 수 있음과 더불어, 외륜(120)의 하측에만 자석(121)이 배열되거나, 외륜(120)의 하측에 일정 각도 범위로 자석(121)이 배열된 상태에서 외륜(120)의 상단 정점에 하나의 자석(123) 또는 2개의 자석(124)을 배치하여 구름 저항성을 대폭 감소시켜 풍력발전기의 발전 효율을 높일 수 있다.

이러한 이점을 갖는 마그네틱 베어링(100)은 풍력발전기, 특히 소형 풍력발전기에 적용하여 소형 풍력발전기의 발전 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

도 5 내지 도 10은 전술한 마그네틱 베어링(100)을 적용한 본 발명에 따른 소형 풍력발전기의 일 실시예를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 소형 풍력발전기는 전단부에 바람에 의해 회전하는 블레이드(300)가 장착된 회전축(200), 풍력발전기에 고정된 고정구조물, 예를 들어 베이스플레이트(600)에 대해 상기 회전축(200)을 회전 가능하게 지지하는 복수의 마그네틱 베어링(100), 상기 회전축(200)에 설치되어 회전축(200)의 회전에 의해 전기에너지를 생성하는 발전기(500), 및 상기 회전축(200)의 후단부를 축방향으로 지지하는 축지지대(400)를 포함한다.

상기 회전축(200)은 소정의 길이를 갖는 원형 봉 형태로 되어 복수의 마그네틱 베어링(100)에 의해 베이스플레이트(600) 상에 회전 가능하게 지지된다. 상기 회전축(200)이 회전 운동할 때 회전축(200)이 축방향으로 이동하지 않도록 회전축(200)의 후단부는 축지지대(400)에 의해 지지된다. 이 때 회전축(200)과 축지지대(400) 간의 마찰력을 최소화하기 위하여, 회전축(200)의 후단부는 후방으로 뾰족한 원추형으로 이루어지며, 상기 축지지대(400)에는 상기 회전축(200)의 후단부의 첨단을 회전 가능하게 지지하는 소형의 보조베어링(410)이 설치될 수 있다.

상기 마그네틱 베어링(100)은 복수개(이 실시예에서 2개)가 회전축(200)의 전방과 후방에 배치되는데, 바람직하기로 2개의 마그네틱 베어링(100)은 각각 회전축(200)의 1/2 지점을 기점으로 전방과 후방으로 동일한 거리만큼 이격되어 배치된다.

상기 마그네틱 베어링(100)은 도 1에 도시한 것과 같이 내륜(110)과 외륜(120)이 축방향으로 오프셋(offset)을 갖도록 배치되고, 도 2에 도시한 것과 같이 외륜(120)에는 하측의 일정 각도 범위에만 자석(121)이 배열될 수 있다. 또는 도 3에 도시한 것과 같이 마그네틱 베어링(100)의 외륜(120)의 하측에 180도 범위로 자석(121)을 배열한 상태에서 외륜(120)의 상단 정점에 하나의 자석(123)을 배치하거나, 도 4에 도시한 것과 같이, 외륜(120)의 하측에 180도 범위로 자석(121)을 배열한 상태에서 외륜(120)의 상단 정점을 기준으로 일정 각도 범위로 2개의 자석(124)이 대칭되게 배치된 구성으로 이루어질 수 있다.

마그네틱 베어링(100)의 외륜(120)의 하단부는 풍력발전기의 베이스플레이트(600)에 나사나 볼트와 같은 체결수단에 의해 고정될 수 있다.

회전축(200)의 전방과 후방에 배치되는 마그네틱 베어링(100)은 동일하게 구성될 수 있으나, 전방에 배치되는 마그네틱 베어링(100)과 후방에 배치되는 마그네틱 베어링(100)에 가해지는 하중을 고려하여 서로 다른 자석 배열 및 자석 배치를 가질 수 있다. 예를 들어 전방에 배치되는 마그네틱 베어링(100)은 도 4에 도시한 마그네틱 베어링(100)의 실시예를 적용할 수 있고, 후방에 배치되는 마그네틱 베어링(100)은 도 3에 도시한 마그네틱 베어링(100)의 실시예를 적용하여 구성할 수 있다.

발전기(500)는 회전축(200)의 대략 중간 부분에 설치되어 회전축(200)의 회전 운동을 전기에너지로 변환한다. 발전기(500)는 공지의 풍력발전기에 적용되는 발전기를 적용하여 구성할 수 있으나, 본 발명과 같은 마그네틱 베어링(100)을 사용하는 경우, 마그네틱 베어링(100)이 물리적으로 고정되어 있는 상태가 아니고 회전축(200)이 부상되어 있기 때문에 기존의 발전기를 그대로 사용하면 간섭이 생길 수 있다. 이를 해결하기 위해 스테이터의 코일과 로터의 간격이 넓어지면 발전 효율이 하락한다(도 8의 (A) 도면 참조). 이에 도 8의 (B) 도면에 도시한 것과 같이 스테이터(510)의 코일(513)의 양쪽으로 두 개의 로터(520)를 대칭되게 설치하여 로터(520)와 스테이터(510)의 코일(513) 사이의 거리로 인한 발전 효율 하락을 보완할 수 있다.

도 9에 도시한 것과 같이, 이 실시예에서 발전기의 스테이터(510)는 풍력발전기의 베이스플레이트(600)에 고정되는 스테이터 베이스(511)에 코일(513)이 감겨진 코어(512)가 원주방향을 따라 배열되어 있는 구조로 이루어진다. 그리고, 로터(520)는 원형 링 형태로 되어 스테이터(510)의 양측에 2개가 소정 간격 이격되게 배치되고, 내측면이 상기 회전축(200)에 결합되어 회전축(200)과 함께 회전한다. 상기 로터(520)에는 스테이터(510)의 코일(513)에 유도 전류를 발생시키는 복수의 자석(521)이 원주방향을 따라 배열되어 있다.

또한 발전 성능을 더욱 향상시키기 위하여, 이 실시예에서와 같이 2개의 스테이터(510)를 병렬로 구성하고, 각각의 스테이터(510)의 양측 복수의 로터(520)가 배치되게 구성할 수 있다.

로터(520)의 자기 상이 바뀔 때마다 전류의 흐름이 변화하기 때문에 도 10의 발전기 회로도에 나타낸 것과 같이 다이오드를 이용하여 전류가 한 방향으로 흐르도록 하고, 전압 안정화를 위해 커패시터를 활용하여 제어기판을 제작할 수 있다.

전술한 것과 같이 본 발명의 풍력발전기는 마그네틱 베어링(100)을 적용하여 회전축(200)을 지지하므로 구름 저항성을 대폭 감소시켜 발전 효율을 향상시킬 수 있다.

특히 마그네틱 베어링(100)의 외륜(120)의 상부보다 하부에 자석(121)을 집중적으로 배치하여 상부보다 하부에서의 부상력을 더 크게 하여 내륜(110) 및 회전축(200)을 지지하여 구름 저항성을 더욱 감소시킬 수 있다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

100 : 마그네틱 베어링 110 : 내륜
111 : 자석 120 : 외륜
121, 123, 124 : 자석 122 : 외륜지그
200 : 회전축 300 : 블레이드
400 : 축지지대 410 : 보조베어링
500 : 발전기 510 : 스테이터
511 : 스테이터 베이스 512 : 코어
513 : 코일 520 : 로터
521 : 자석

Claims

전단부에 블레이드가 장착된 풍력발전기의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링에 있어서,
상기 회전축의 외면에 결합되며, 원주방향을 따라 자석이 배치되어 있는 내륜; 및,
상기 내륜의 반경방향 외측에 내륜의 외주면에 대해 일정한 간격을 두고 배치되어 풍력발전기의 고정구조물에 고정되며, 내륜의 자석과 척력을 발생시키는 자석이 원주방향을 따라 배치되어 있는 외륜을 포함하며,
상기 내륜의 축방향 중심부는 외륜의 축방향 중심부에 대해 일정 거리 오프셋(offset)되게 설치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링.
제1항에 있어서, 상기 외륜은 하측에 180 ± 20°의 범위로 자석이 배치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링.
제2항에 있어서, 상기 외륜의 상단 정점에 하나의 자석이 배치되거나, 외륜의 상단 정점을 기준으로 일정 각도 범위로 2개의 자석이 대칭되게 배치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링.
전단부에 블레이드가 장착된 풍력발전기의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링에 있어서,
상기 회전축의 외면에 결합되며, 원주방향을 따라 자석이 배치되어 있는 내륜; 및,
상기 내륜의 반경방향 외측에 내륜의 외주면에 대해 일정한 간격을 두고 배치되며, 내륜의 자석과 척력을 발생시키는 자석이 하측에 소정의 각도 범위로 원주방향을 따라 배치되어 있는 외륜을 포함하며,
상기 외륜은 하측에 180 ± 20°의 범위로 자석이 배치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링.
제4항에 있어서, 상기 외륜의 상단 정점에 하나의 자석이 배치되거나, 외륜의 상단 정점을 기준으로 일정 각도 범위로 2개의 자석이 대칭되게 배치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링.
제4항에 있어서, 상기 내륜의 축방향 중심부는 외륜의 축방향 중심부에 대해 일정 거리 오프셋(offset)되게 설치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 마그네틱 베어링.
전단부에 바람에 의해 회전하는 블레이드가 장착된 회전축;
풍력발전기의 고정 구조물에 대해 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 마그네틱 베어링;
상기 회전축에 설치되어 회전축의 회전에 의해 전기에너지를 생성하는 발전기; 및,
상기 회전축의 후단부를 축방향으로 지지하는 축지지대;
를 포함하는 풍력발전기.
제7항에 있어서, 상기 회전축의 후단부는 후방으로 뾰족한 원추형으로 이루어지며, 상기 축지지대에 상기 회전축의 후단부의 첨단을 회전 가능하게 지지하는 보조베어링이 설치된 풍력발전기.
제7항에 있어서, 상기 마그네틱 베어링은 복수개가 회전축의 전방과 후방에 배치된 풍력발전기.
제7항에 있어서, 상기 발전기는 풍력발전기의 고정구조물에 고정되며 코일이 감겨진 코어가 원주방향을 따라 배열되어 있는 스테이터; 및,
상기 스테이터의 양측에서 상기 회전축에 결합되어 회전하며, 상기 스테이터의 코일에 유도 전류를 발생시키는 자석이 원주방향을 따라 배치되어 있는 로터;
를 포함하는 풍력발전기.