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KR101101676B1 - Variable speed thre-phase alternator with toroidal iron core and permanent magnet - Google Patents

Variable speed thre-phase alternator with toroidal iron core and permanent magnet Download PDF

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KR101101676B1
KR101101676B1 KR1020100114983A KR20100114983A KR101101676B1 KR 101101676 B1 KR101101676 B1 KR 101101676B1 KR 1020100114983 A KR1020100114983 A KR 1020100114983A KR 20100114983 A KR20100114983 A KR 20100114983A KR 101101676 B1 KR101101676 B1 KR 101101676B1
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Abstract

본 발명은, 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기에 관한 것으로, 돌극이 없는(Slotless) 강자성체의 환형 철심 코어와, 환형 철심 코어의 원주상에 방사상으로 48극 이상 권선한 권선부와, 권선부를 결합되는 중심부의 베어링 하우스로 구성된 고정자부와, 상기 권선부 양측면과 일정한 공극(Air Gap)을 두고 희토류(NdFeB) 영구 자석이 방사상으로 극성이 교대로 16극 이상 배치된 회전극판과, 회전극판을 권선부 측면과 평행하게 이격시켜 지지고정시키는 회전원통과, 회전원통 및 회전극판에 결합되어 자유롭게 회전하는 수직축과, 수직축이 삽입되는 다중 베어링으로 이루어진 회전자부와, 상기 권선부의 3상 교류출력에서 주파수(회전수)를 측정하여 설정된 값과 비교하여 온-오프(ON-OFF)값을 출력하는 주파수 비교기와, 온-오프 출력에 의해 권선부의 권선을 Y↔Δ절환하고, 또한, PWM출력제어를 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는 증속기 없이 풍차 또는 수차에 직결하여 20~30rpm에서도 전기 출력을 얻을 수 있는 발전기를 제공하며, 풍속(회전수)에 따라 3상 권선을 Y↔Δ절환하고, 또한, PWM 출력제어에 의해 최대 전기출력을 얻을 수 있다.
또한, 돌극이 없는 환형 철심코어에 권선을 한 고정자를 사용함으로써 코깅 토오크가 전혀 없는 발전기를 제공하는 한편, 풍차나 수차의 시동을 용이하게 한다.
The present invention relates to an annular iron core core permanent magnet variable speed three-phase generator, comprising: an annular iron core core of a slotless ferromagnetic material, a winding portion wound at least 48 poles radially on the circumference of the annular iron core core, and a winding A stator part composed of a bearing house in the center of which the parts are coupled, and a rotating electrode plate in which at least 16 poles of a rare earth (NdFeB) permanent magnet are radially alternately disposed with both sides of the winding part and a constant air gap, and a rotating electrode plate. In the rotor cylinder which is spaced apart in parallel with the side of the winding part, and is fixed, a vertical shaft which is freely rotated by being coupled to the rotating cylinder and the rotating plate, and a multiple bearing into which the vertical axis is inserted, and the three-phase AC output of the winding part. A frequency comparator that measures the frequency (rotation speed) and compares it with a set value, and outputs an ON-OFF value. The winding is Y↔Δ switched, and the PWM output is controlled.
The effect of the present invention is to provide a generator that can obtain an electrical output even at 20 ~ 30rpm by directly connecting to a windmill or aberration without a speed increaser, Y↔Δ switching the three-phase winding according to the wind speed (speed), and also, PWM output The maximum electrical output can be obtained by the control.
In addition, the use of a stator wound around an annular core without a pole provides a generator with no cogging torque and facilitates the start of a windmill or aberration.

Description

환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기{VARIABLE SPEED THRE-PHASE ALTERNATOR WITH TOROIDAL IRON CORE AND PERMANENT MAGNET }VARIABLE SPEED THRE-PHASE ALTERNATOR WITH TOROIDAL IRON CORE AND PERMANENT MAGNET}

본 발명은 풍차나 수차의 회전축에 직결하여 회전운동을 전기에너지로 변환하는 발전기에 관한 것이며, 특히, 저속영역에서 발전효율이 개선된 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to a generator for converting rotational motion into electrical energy directly connected to a rotating shaft of a windmill or aberration, and more particularly, to an annular iron core core permanent magnet variable speed three-phase generator having improved power generation efficiency in a low speed region.

종래 풍력발전기나 조력발전기 등에 유도형 발전기 또는 동기형 발전기가 주로 사용되고 있으나, 이들 발전기는 발전시 일정한 속도이상의 고속을 유지해 주어야 하므로 별도의 증속장치가 필요하게 되고 운전영역이 좁다는 문제점이 있으며, 또한, 낮은 풍속에서는 출력전압이 낮아 배터리 등에 충전할 수 없을 뿐만아니라 풍속이 너무 높아도 출력이 증가하지 않고 오히려 감소하여 바람이 가진 에너지를 충분히 이용하지 못한다는 문제가 있다. 또한, 이들 발전기는 기동시 코깅 토오크(Cogging Torque) 때문에 풍차의 시동을 더욱 어렵게 하는 문제가 있다.Conventional induction generators or synchronous generators are mainly used in wind power generators and tidal generators, but these generators need to maintain a high speed at a constant speed or higher during power generation, and thus require a separate speed increasing device and have a narrow operating range. At low wind speeds, the output voltage is too low to charge the battery, and there is a problem that the output does not increase even if the wind speed is too high. In addition, these generators have a problem that makes it more difficult to start the windmill because of the cogging torque (Starting).

한국 등록특허 제10-0970435호에는, 원통형 내측에는 원주방향으로 이너 코일이 권선되고, 외측에는 아우터 코일이 권선되는 고정자부와, 상기 이너 코일 양측에 축방향 영구자석이 배치되고, 아우터 코일 외측에 원주방향 영구자석이 배치결합되어 회전하는 회전자부로 되어, 이너 코일과 아우터 코일로 부터 각각 3상 전류가 출력되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 풍력발전기를 개시하고 있으나, 영구자석과 코일이 2중으로 되어 제작비용이 많이 들고, 코깅 토오크가 발생하는 문제가 있다.
In Korean Patent No. 10-0970435, the inner coil is wound in a circumferential direction on the inner side of the cylinder, and an outer coil is wound on the outer side, and axial permanent magnets are disposed on both sides of the inner coil, and the outer coil is disposed on the outer side of the outer coil. Although a circumferential permanent magnet is disposed and coupled to the rotating rotor part, a hybrid wind power generator is characterized in that the three-phase current is output from the inner coil and the outer coil, but the permanent magnet and the coil are manufactured in double. Costly, there is a problem that cogging torque occurs.

한국 등록특허 제10-0970435호Korean Patent Registration No. 10-0970435 한국 등록특허 제10-0601491호Korea Patent Registration No. 10-0601491 한국 등록특허 제10-0870738호Korean Patent Registration No. 10-0870738 미국 공개특허 US 5,304,883United States Patent US 5,304,883 미국 등록특허 US 6,849,982 B2United States Patent US 6,849,982 B2

1. AXIAL FLUX PERMANENT MAGNET DISC MACHINE:REVIEW by M. Audin, S. Huang and T. A. Lipo1.AXIAL FLUX PERMANENT MAGNET DISC MACHINE: REVIEW by M. Audin, S. Huang and T. A. Lipo 2. Preliminary test results of an axial flux toroidal stator wind power generator by H. Keppola etc.2.Preliminary test results of an axial flux toroidal stator wind power generator by H. Keppola etc. 3. COMPARATIVE STUDY ON DOUBLE-ROTOR PM BRUSHLESS MOTORS WITH CYLINDRICAL AND DISC TYPE SLOT-LESS ROTOR by Pavani Gottipati, Andhra University, 2004COMPARATIVE STUDY ON DOUBLE-ROTOR PM BRUSHLESS MOTORS WITH CYLINDRICAL AND DISC TYPE SLOT-LESS ROTOR by Pavani Gottipati, Andhra University, 2004

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 증속기를 사용하지 않는 풍차 또는 수차 직결형 풍력발전기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, to provide a windmill or a water turbine direct-type wind power generator that does not use a speed increaser.

본 발명의 다른 목적은 저풍속이나 고풍속영역에서도 최대출력을 얻을 수 있는 풍력 발전기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a wind generator that can obtain a maximum output even in a low wind speed or high wind speed region.

본 발명의 또 다른 목적은 코깅 토오크가 없는 발전기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a generator without cogging torque.

본 발명의 또 다른 목적은 수직하중에 적합한 풍력 발전기를 제공하는 데 있다.
It is another object of the present invention to provide a wind generator suitable for vertical loads.

` 상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 돌극(Slot)이 없는 강자성체의 환형 철심 코어와, 환형 철심코어의 상하 양면에 덮여 있는 플라스틱의 절연 분할판과, 절연 분할판이 덮여진 환형 철심 코어의 원주상에 3상 교류가 출력되도록 일정한 간격으로 방사상으로 에나멜 동선을 48극 이상 권선한 전기위상 환상 권선부와, 환상 권선부 내부 원주상에 결합되는 고정 디스크와, 환상 권선부에 접착고정된 고정 디스크가 나사결합되는 중앙의 베어링 하우스로 구성된 고정자부를 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides an annular iron core core of a ferromagnetic material without a slot, an insulating partition plate of plastic covered on both upper and lower sides of the annular iron core core, and an annular iron core core covered with an insulating partition plate. The electric phase annular winding unit wound at least 48 poles radially enameled copper wire at regular intervals so that three-phase alternating current is output on the circumference thereof, the fixed disk coupled to the circumference of the annular winding unit, It features a stator part consisting of a central bearing house into which the stationary disk is screwed.

또한, 환형 철심코어/권선부 양측면에는 일정한 공극(Air Gap)을 사이에 두고 서로 같은 극으로 대향하고 있는, 희토류 영구 자석(NdFeB)이 방사상으로 극성이 교대로 16극 이상 배치된 회전극판과, 회전극판들을 평행하게 이격시키고, 외측에서 지지고정시키는 회전원통과, 회전원통 및 회전극판에 결합되어 자유롭게 회전하는 수직축과, 상기 수직축이 삽입되어 고정되는 다중 베어링으로 이루어진 회전자부를 특징으로 한다.Also, on both sides of the annular core core / winding part, a rotary electrode plate in which at least 16 poles of radially alternating polarity of rare earth permanent magnets (NdFeB), which face each other with the same poles with a certain air gap therebetween, is alternately arranged in a polarity; It is characterized by a rotor consisting of a rotating cylinder spaced apart in parallel to the rotating pole plates, and supported from the outside, a vertical axis coupled to the rotating cylinder and the rotating plate to freely rotate, and the multiple bearings to which the vertical axis is inserted and fixed.

또한, 권선부의 3상 교류출력의 어느 1상에서 주파수(회전수)를 측정하여 설정된 주파수 값과 비교하여 온-오프(ON-OFF)값을 출력하는 주파수 비교기와, 상기 주파수 비교기의 온-오프 출력에 의해 환상 권선부의 권선을 Y-결선 또는 Δ-결선으로 전환하여 주는 Y↔Δ절환기로 구성된 출력제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기를 제공한다.
In addition, the frequency comparator for measuring the frequency (speed) in any one phase of the three-phase AC output of the winding portion and outputs an ON-OFF value compared to the set frequency value, and the on-off output of the frequency comparator It provides an annular iron core core permanent magnet variable speed three-phase generator, characterized in that it comprises an output control unit consisting of a Y ↔ Δ switch for converting the winding of the annular winding portion to the Y- or Δ-connection.

이상과 같은 본 발명의 효과는, 16극 이상의 회전자 초강력 영구자석의 자극과 48극 이상의 고정자 권선을 하여, 증속기 없이 풍차 또는 수차에 직결하여 20~30rpm에서도 전기 출력을 얻을 수 있는 발전기를 제공한다. 따라서, 풍속 초당 2m의 저풍속에서도 전기출력을 얻을 수 있고, 풍속(회전수)에 따라 3상 권선을 Y↔Δ절환함으로써 분당 25m 이상의 고풍속에서도, 그리고, PWM 출력제어에 의해 최대 전기출력을 얻을 수 있는 풍력 발전기를 제공한다.The effects of the present invention as described above, by providing a pole of the rotor super strong permanent magnet of 16 or more poles and a stator winding of more than 48 poles, to provide a generator that can be directly connected to the windmill or aberration without an increaser to obtain an electrical output at 20 ~ 30rpm do. Therefore, the electric output can be obtained even at a low wind speed of 2m per second, and the maximum electrical output can be obtained even at high wind speeds of 25m / min or more by PWM output control by Y↔Δ switching of three-phase windings according to the wind speed (number of revolutions). Provides a wind generator that can be.

그리고, 돌극이 없는(Slotless) 없는 무극의 환형 철심코어에 권선을 한 고정자를 사용함으로써 코깅 토오크가 전혀 없는 발전기를 제공하는 한편, 풍차나 수차의 시동을 용이하게 한다.The use of a stator wound around a poleless annular iron core without slots provides a generator without cogging torque and facilitates the start of a windmill or aberration.

또한, 풍차의 수직하중을 받는 회전자 수직축에 베어링을 수직으로 4개 이상 복수개 삽입함으로써, 각 베어링에 수직하중이 분산되어 수직축 풍력 터빈에 적합하다.
In addition, by inserting four or more bearings vertically into the rotor vertical axis subjected to the vertical load of the windmill, the vertical load is distributed to each bearing is suitable for the vertical axis wind turbine.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발전기의 조립 단면도.
도 2a는 영구자석이 극성을 교대로 하여 방사상으로 배치된 최상부 회전극판의 상면도이며, 도 2b는 영구자석이 극성을 교대로 하여 방사상으로 배치된 중간 또는 하부 회전극판의 상면도.
도 3은 본 발명의 고정자부를 나타낸 권선부의 상면도.
도 4는 회전극판의 영구자석과 권선부를 흐르는 자속 Φ의 모식도.
도 5a는 의 상면도이며, 도 5b는 환형 철심코어의 상하면에 절연 분할판이 덮여진 상태의 단면도.
도 6은 에나멜 동선이 권선된 방향과 권선부 코일의 위치도를 나타낸 고정자부의 상면도 및 Y-결선시의 결선도.
도 7은 고정자부의 3상 인출선과 출력제어부를 나타낸 개념도.
1 is an assembled cross-sectional view of a generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a top view of the top rotating plate where the permanent magnets are arranged radially with alternating polarity, and FIG. 2B is a top view of the middle or bottom rotating plate where the permanent magnets are arranged radially with alternating polarity.
Figure 3 is a top view of the winding portion showing the stator portion of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram of the magnetic flux Φ flowing through the permanent magnet and the winding of the rotating electrode plate.
Fig. 5A is a top view of Fig. 5B is a sectional view of the insulating partition plate covered on the top and bottom surfaces of the annular iron core.
Fig. 6 is a top view of the stator section showing the direction in which the enamelled copper wire is wound and the position of the winding coil, and the connection diagram at the time of Y-connection.
7 is a conceptual diagram illustrating a three-phase lead wire and an output control unit of the stator unit;

이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하 설명 및 도면에 나타낸 것은 본 발명의 이해를 위해 제시된 것이며, 본 발명의 기술적 범위가 이하의 설명과 도면에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 이 기술분야의 전문가들에게는 공지인 구성과 기술, 기능에 대한 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. The following description and drawings are presented for the purpose of understanding the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the following description and drawings. In addition, descriptions of known configurations, techniques, and functions will be omitted for those skilled in the art.

본 발명의 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기는 (1) 강자성체의 원판상에 희토류 영구자석(NdFeB)이 방사상으로 복수개 배치된 회전극판과 회전원판을 지지하는 외부 회전원통으로 구성된 회전자부와 , (2) 돌극이 없는 환형 철심코어에 3상 교류출력이 나오도록 에나멜 동선이 영구자석의 3배수 이상의 극으로 권선된 고정자부와, (3) 발전기의 출력이 최대가 되도록 제어하는 출력제어부로 구성된다.
The annular iron core core permanent magnet variable speed three-phase generator of the present invention includes: (1) a rotor portion comprising a rotating electrode plate in which a plurality of rare earth permanent magnets (NdFeB) are radially disposed on a disc of a ferromagnetic material, and an outer rotating cylinder supporting a rotating disc; (2) a stator part of which enamelled copper wire is wound at three times or more of the permanent magnet so that three-phase AC output is output to the annular core core without protrusions, and (3) an output control part that controls the output of the generator to the maximum. It is composed.

도 1은, 회전자부(100)와 고정자부(200)가 조립된 본 발명의 바람직한 일 실시예인 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기의 조립 단면도이고, 도 2는 영구자석이 배치된 회전자부(100)의 상면도, 그리고, 도 3은 환형 철심코어에 에나멜 동선이 권선된 고정자부(200)의 상면도이다. 도면을 참조하면서 본 발명을 상세하게 설명한다.
1 is an assembled cross-sectional view of an annular iron core core permanent magnet variable speed three-phase generator, which is a preferred embodiment of the present invention, in which the rotor part 100 and the stator part 200 are assembled, and FIG. 3 is a top view of the stator portion 200 in which an enamelled copper wire is wound around an annular iron core. The present invention will be described in detail with reference to the drawings.

우선, 회전자부(100)에 대해서 설명하면, 강자성체 금속원판(106), (106')에 희토류(NdFeB) 영구 자석(101)이 방사상으로 극성이 다르게 교대로 배치된 회전극판(102)과, 회전극판(102)을 소정의 간격으로 평행하게 이격시키고, 이격된 평행 회전극판(102)들을 원주상 외측에서 지지고정시키는 회전원통(103)과, 상기 회전원통(103)및 회전극판(102)에 결합되어 자유롭게 회전하는 회전 수직축(104)과, 상기 회전 수직축(104)이 삽입되어 자유롭게 회전하는 다중 베어링(105)으로 이루어진다.First, the rotor unit 100 will be described. The rotary electrode plate 102 in which the rare earth (NdFeB) permanent magnets 101 are alternately arranged with different polarities in the ferromagnetic metal source plates 106 and 106 ', A rotary cylinder 103 spaced apart in parallel at predetermined intervals and supporting the spaced apart parallel rotary plate plates 102 on a circumferential outer side; and the rotary cylinder 103 and the rotary plate plate 102. The rotating vertical shaft 104 is coupled to the free rotation and the rotating vertical shaft 104 is composed of a multiple bearing 105 is inserted freely rotated.

회전극판(102)은, 3~5mm 두께의 강자성체 금속원판(106)의 일측면 또는 금속원판(106')의 양측면에 부채꼴(또는, 직사각형) 형상의 희토류 영구자석(NdFeB)(101)을 극성이 교대로 다르게 방사상으로 균등하게 배치한다. 영구자석(101)은 강자성체 금속원판(106), (106')상에 에폭시 등의 강력접착제를 사용하여 균등하게 접착고정된다. 상기 금속원판(106), (106')은 배치된 영구자석(101)의 자속(Φ) 누설을 방지하고, 또한, 회전극판(102)과 회전극판(102) 사이에 놓여 대면하고 있는 고정자부(200)의 환형코어 측면과의 자로(磁路)를 형성한다. 배치하는 영구자석(101)의 극수는 권선된 권선부((203) 코일수의 1/3~1/5이 되게 하는데, 예를 들면, 권선부(203)의 극수가 48극인 경우 영구자석(101)은 16극으로 한다. 발전기 내부에서 발생한 열은 금속원판(106), (106')을 통하여 외부로 방출된다. 또한, 금속원판(106)의 원주상에는 복수의 고정용 관통공(108)들과 중앙에는 분해용 중심공(109)을 형성해 놓는다.
The rotating electrode plate 102 polarizes a rare earth permanent magnet (NdFeB) 101 having a fan-shaped (or rectangular) shape on one side of the ferromagnetic metal disc 106 having a thickness of 3 to 5 mm or both sides of the metal disc 106 '. Alternately and evenly alternate radially. The permanent magnet 101 is evenly fixed to the ferromagnetic metal discs 106 and 106 'by using a strong adhesive such as epoxy. The metal discs 106 and 106 'prevent the magnetic flux from leaking from the permanent magnets 101 arranged thereon, and further, a stator part disposed between the rotating plate 102 and the rotating plate 102 to face each other. A gyros with the annular core side of 200 are formed. The number of poles of the permanent magnets 101 to be arranged is 1/3 to 1/5 of the number of coils of the wound winding (203). For example, when the number of poles of the windings 203 is 48 poles, the permanent magnets ( 101 denotes 16 poles. Heat generated inside the generator is discharged to the outside through the metal discs 106 and 106 ', and a plurality of fixing through holes 108 are formed on the circumference of the metal disc 106. Decomposition center hole 109 is formed in the field and the center.

상부 플랜지(110)에는 수직축 풍력 터빈의 수평 프레임(도시 하지 않음)을 나사 고정할 수 있는 암나사(111)를 소정의 위치에 복수개 마련하고, 또한, 상기 금속원판(106)에 형성된 관통공(108)과 일치하는 위치에 플랜지 관통공을 마련한다. 금속원판(106) 하부는 T자형 회전 수직축(104)과 결합하는데, 회전 수직축(104) 상면에는 금속원판(106)과 상부 플랜지(110)에 형성된 관통공과 일치하는 위치에 수직축 암나사(112)를 형성한다. 따라서, 도 1에 보인 바와 같이 상부 플랜지(110)와 회전극판(102)이 관통공(108)을 통하여 회전 수직축(104)의 수직축 암나사(112)에 ㅊ볼축 볼트(112)로 나사고정되고, 회전 수직축(104)의 중심축은 다중 베어링(105) 내주면에 삽입되어 회전하게 된다. The upper flange 110 is provided with a plurality of female threads 111 for screwing a horizontal frame (not shown) of the vertical shaft wind turbine at a predetermined position, and further, a through hole 108 formed in the metal disc 106. Provide the flange through hole at the position corresponding to). The lower portion of the metal disk 106 is coupled to the T-shaped rotation vertical axis 104. The upper surface of the rotation vertical axis 104 has a vertical shaft female screw 112 at a position coinciding with the through hole formed in the metal disk 106 and the upper flange 110. Form. Accordingly, as shown in FIG. 1, the upper flange 110 and the rotating electrode plate 102 are screwed onto the female shaft 112 of the vertical shaft 104 of the rotating vertical shaft 104 through the through hole 108 with the bolt shaft 112. The central axis of the rotation vertical axis 104 is inserted into the inner circumferential surface of the multiple bearing 105 to rotate.

회전극판((102) 강자성 원판(106), (106')의 외연은 회전원통(103)의 끝단에 형성해 놓은 결합단차의 내경에 삽입되고, 측면볼트(미 도시)의 조임으로 견고하게 고정된다. 상기 회전원통(103)은, 비자성체인 알루미늄 또는 스테인레스강 재질의 원통이고, 회전원통(103)의 외부에는 회전방향으로 냉각 핀(미 도시)을 형성하고, 회전원통(103) 상하 양단에는 회전극판(102)의 외연을 일정한 깊이로 삽입하여 고정자부(200)의 측면과 일정한 거리로 평행하게 보지하는 결합단차부를 형성하고, 회전원통(103)의 고정지지하는 높이는 고정자부(200) 측면 높이와 양측면의 공극과 양측면의 회전극판(102) 높이를 더한 값으로 한다. 발전기의 용량을 증가시키기 위해서는 회전자부(100)를 복층, 또는 다층으로 하여 그 사이에 고정자부(200)를 조립한다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 중간, 또는, 발전기 최하부에 결합되는 회전극판(106')은 도 2(b)와 같이 중심부에 강자성 원판내경(116)을 형성하여 회전시에 베어링 하우스(205)와 이간(離間)되어 간섭을 받지 않고 자유롭게 회전하게 한다.The outer edges of the ferromagnetic disks 106 and 106 'of the rotating plate 102 are inserted into the inner diameter of the coupling step formed at the end of the rotating cylinder 103, and are firmly fixed by tightening side bolts (not shown). The rotary cylinder 103 is a cylinder made of aluminum or stainless steel, which is a nonmagnetic material, and forms a cooling fin (not shown) in the rotational direction on the outside of the rotary cylinder 103, Insert the outer edge of the rotary electrode plate 102 to a certain depth to form a coupling step for holding in parallel with the side of the stator part 200 at a constant distance, the height of the fixed support of the rotating cylinder 103 is the stator part 200 side The height, the voids on both sides, and the height of the rotating electrode plates 102 on both sides are added to each other, in order to increase the capacity of the generator, the stator portion 200 is assembled between the two or more layers of the rotor portion 100. To be more specific, The rotating electrode plate 106 'coupled to the middle, or the bottom of the generator, forms a ferromagnetic disc inner diameter 116 at the center as shown in FIG. 2 (b) to be spaced apart from the bearing house 205 during rotation to cause interference. Free to rotate without receiving.

이제, 도 3 및 도 5(a), 도 5(b)를 참조하면서 고정자부(200)에 대해서 설명하겠다. 고정자부(200)는, 돌극(Slot)이 없는 강자성체의 환형 철심 코어(201)와, 상기 환형 철심코어(201)의 상하 양면을 덮는 절연 분할판(202)과, 상기 절연 분할판(202)이 덮여진 환형 철심 코어(201)의 원주상에 3상 교류가 출력되도록 일정한 간격으로 방사상으로 에나멜 동선을 권선한 권선부(203)와, 상기 권선부(203) 내부 원주상에 접착고정되는 고정 디스크(204)와, 상기 권선부(203)에 접착고정된 고정 디스크(204)가 나사결합되는 중앙의 베어링 하우스(205)로 구성된다. Now, the stator part 200 will be described with reference to FIGS. 3 and 5 (a) and 5 (b). The stator part 200 includes an annular iron core core 201 of a ferromagnetic material having no slots, an insulating partition plate 202 covering upper and lower surfaces of the annular iron core core 201, and the insulating partition plate 202. A winding portion 203 wound around the enameled copper wire radially at regular intervals so that three-phase alternating current is output on the circumference of the covered annular core core 201 and fixed fixedly bonded on the inner circumference of the winding portion 203. A disk 204 and a central bearing house 205 in which the fixed disk 204 adhesively fixed to the winding part 203 is screwed together.

환형 철심코어(201)는, 0.2 내지 0.3mm 두께의 규소강판 대강(帶鋼)을 코일형상으로 감은 것으로, 외부직경과 내부직경의 차이가 발전기에 사용하는 사각형 영구자석(101) 세로 길이의 2배만큼 되게 하고, 그 높이는 영구자석(101) 두께의 2내지 5배가 되도록 하여, 코일형상으로 감은 다음 600~700℃로 4시간 열풀림작업을 한 후 냉각한다.The annular core core 201 is a coil of 0.2-0.3 mm thick silicon steel sheet wound in a coil shape. It is doubled, and the height is 2 to 5 times the thickness of the permanent magnet 101, wound in a coil shape and then cooled for 4 hours after the thermal annealing at 600 ~ 700 ℃.

절연 분할판(202)은, 플라스틱 성형체로서, 환상 철심코어(201)의 상하면에 덮여 씌워지며, 원주상에 방사상으로 일정한 간격으로 2-3mm의 돌출된 구획칸막이((206)를 3의 배수인 48내지 78개를 형성하고, 각 구획칸(207)에는 에나멜 동선이 일정한 폭과 층으로 감길 수 있도록 하고, 또한, 환상 철심코어(201)의 내연 및 외연 모서리에서 절연을 한다. The insulating partition plate 202 is a plastic molded body, which is covered on the upper and lower surfaces of the annular core core 201, and has a bulging partition partition 206 having a diameter of 2-3 mm at regular intervals radially on the circumference of 3 times. 48 to 78 are formed, and each compartment compartment 207 is wound around the enamelled copper wire in a constant width and layer, and is insulated from the inner and outer edges of the annular core core 201.

권선부(203)는, 환상 철심코어(201) 및 절연 분할판(202)의 각 구획칸(207)에 발전기 용량에 따른 소정 직경의 에나멜 동선을 15 내지 25회씩 권선한다. 각 구획칸(207)의 권선방향이 3개 구획칸 마다 서로 감는 방향을 반대로 하고, 각 구획칸에 감겨진 권선을 3상 교류가 출력되도록 각상에 해당되는 권선을 각각 직렬로 연결하고, 직렬로 연결된 각 상의 출력선을 외부로 인출하여 Y-결선 또는 Δ-결선으로 전환할 수 있도록 한다.The winding part 203 winds the enamelled copper wire of predetermined diameter according to generator capacity 15 to 25 times in each compartment 207 of the annular core core 201 and the insulating partition plate 202. As shown in FIG. The winding direction of each compartment 207 is reversed to the winding direction of each of the three compartments, and the windings corresponding to each phase are connected in series so that the winding wound on each compartment is outputted three-phase alternating current, and in series The output line of each connected phase can be taken out to be switched to Y- or Δ-connection.

또한, 권선부(203)는 고정 디스크(204)를 매개로 하여 베어링 하우스(205)에 고정되는데, 열전도성이 크고, 비자성체인 알루미늄 재질의 환형으로서, 중앙부는 베어링 하우스(205) 외경에 삽입되는 내경(208)을 형성하고, 내경(206)의 외측에는 복수의 결합공(209)을 원주상에 형성한다. 고정 디스크(204)의 외연은 권선부(203) 내측 원주와 에폭시 등의 강력 접착제와 접착시키고, 고정 디스크(204)에 형성된 결합공(209)으로 중심부의 베어링 하우스(205) 외부에 삽입된 간극 링(210)에 나사 고정되고, 간극 링(210)은, 간극 링(210)은 측면에 형성된 암나사(미 도시)에 의해 베어링 하우스(205) 외측에 고정되는데, 베어링 하우스(205) 내부 원통에는 축방향으로 복수개의 다중 베어링(105)을 삽입하여,수직하중을 분산시키고 수직축의 흔들림을 최소화하는 기능을 한다.In addition, the winding portion 203 is fixed to the bearing house 205 via the fixed disk 204, the thermal conductivity is large, a non-magnetic aluminum ring annular, the center portion is inserted into the outer diameter of the bearing house 205 An inner diameter 208 is formed, and a plurality of coupling holes 209 are formed on the circumference outside the inner diameter 206. The outer edge of the fixed disk 204 is bonded to the inner circumference of the winding part 203 and a strong adhesive such as epoxy, and the gap inserted into the bearing house 205 outside the center by a coupling hole 209 formed in the fixed disk 204. It is screwed to the ring 210, the gap ring 210, the gap ring 210 is fixed to the outside of the bearing house 205 by a female screw (not shown) formed on the side, the cylinder inside the bearing house 205 By inserting a plurality of multiple bearings 105 in the axial direction, it distributes the vertical load and functions to minimize the shaking of the vertical axis.

베어링 하우스(205) 하부면에는 풍차나 수차의 지지축(미 도시)과 결합할 수 있도록 원주상에 복수의 발전기 고정 암나서(2120가 형성되어 있고, 발전기를 수평으로 고정시켜 사용할 수 있도록 중심부에는 스러스트 베어링(213)을 고정할 수 있게 한다. 스러스트 베어링 내경에는 축 볼트(113)를 삽입하여 회전 수직축( 104) 하부 중심에 형성된 나사에 체결하여 회전 수직축의 이탈을 방지한다.In the lower surface of the bearing house 205, a plurality of generator fixing arms (2120) are formed on the circumference so as to be combined with a support shaft (not shown) of a windmill or aberration. It is possible to fix the thrust bearing 213. The shaft bolt 113 is inserted into the thrust bearing inner diameter to be fastened to a screw formed at the lower center of the rotating vertical shaft 104 to prevent the rotation of the vertical shaft.

매우 강한 영구자석의 흡인력으로 결합하고 있는 회전자부(100)와 고정자부(200)를 분리하기 위하여, 상부 플랜지(110)의 중심에는 분해용 암나사(114)를 마련해 놓고, 긴 수나사(미 도시)를 조이면, 강자성 원판(106)의 중심에 형성된 중심공(109)을 통하여 회전 수직축(104)에 형성된 분해용 중심공(109) 바닥을 밀어내게 되어 회전극판(102)과 회전 수직축(104)을 용이하게 분리 분해할 수 있다. In order to separate the rotor part 100 and the stator part 200 coupled by the suction force of a very strong permanent magnet, a disassembly female thread 114 is provided at the center of the upper flange 110, and a long male screw (not shown) When tightened, the bottom of the disassembly center hole 109 formed on the rotation vertical axis 104 is pushed out through the center hole 109 formed at the center of the ferromagnetic disc 106 to rotate the rotary electrode plate 102 and the rotation vertical axis 104. It can be easily separated and disassembled.

도 4는 본 발명의 발전기의 자로(磁路)를 모식적으로 나타냈다. 도 4에 보인 바와 같이, 상하 회전자부(100)의 영구자석((101)은 N극 또는 S극면이 서로 마주보고 대향하고 있으며, 그 사이에 고정자부(200) 권선부(203)가 배치되어 있고, 자속 Φ는 공극과 고정자부(200) 권선을 통과하여 고정자부(200) 환형 철심코어(201)의 원주를 따라서 인접 영구자석(101)의 반대극으로 되돌아 나오는 자로를 형성한다. 도 4와 같이 상하 회전자부(100)는 고정자부(200)와 일정한 공극(Air Gap)으로 떨어져 풍차나 수차의 회전축에 결합되어 화살표 방향으로 회전하게 되고, 상하 회전자부(100)의 영구자석((101)에서 나온 자속 Φ는 외부에 누설됨이 없이 환형 철심코어(201)의 내부에 집속되어 흐르게 된다. Fig. 4 schematically shows a furnace of the generator of the present invention. As shown in FIG. 4, the permanent magnet 101 of the up and down rotor part 100 faces the N pole or the S pole face to face each other, and the stator part 200 winding part 203 is disposed therebetween. The magnetic flux Φ passes through the air gap and the winding of the stator part 200 to form a magnetic path returning to the opposite pole of the adjacent permanent magnet 101 along the circumference of the annular iron core 201 of the stator part 200. As described above, the upper and lower rotor parts 100 are coupled to the rotating shaft of the windmill or the aberration by falling into the stator part 200 and a constant air gap, and rotate in the direction of the arrow, and the permanent magnets of the upper and lower rotor parts 100 (101). Magnetic flux Φ from the) is concentrated inside the annular core core 201 flows without leakage to the outside.

도 6은 고정자부(200) 환상 철심코어(201)의 둘레에 3개의 위상을 권선하는 방법을 보인 것이다. 제1 위상이 A01~A16의 부분위상으로 도시되어 있는데, 한 방향으로 감겨진 권선들(A01, A03 ....A15 홀수)이 부분위상 a를 구성하며, 다른 한 방향으로 감겨진 권선들(A02, A04 ....A6 짝수)들이 부분위상 b를 구성한다. 제2 위상, 제3 위상도 제1 위상과 같이 부분 위상 a, b를 갖는다. 이러한 각각의 고정자부(200)의 권선부(203)는 인접하는 다른 상과는 반대방향으로 감겨지고, 회전자부(100)의 순시 자속은 어느 권선부(203)의 모든 권선을 통해 거의 동일한 하므로, 이는 결과적으로 회전자부(100) 회전운동에 기인하여 자속이 변화함에 따라 높은 전압을 발생하게 한다. 이때, 유도된 상 전압은 아래 (1)식과 같다.6 shows a method of winding three phases around the stator portion 200 annular iron core 201. The first phase is shown in partial phases A01 to A16, with windings A01, A03 .... A15 odd in one direction constituting partial phase a, windings wound in the other direction ( A02, A04 .... A6 even) constitute partial phase b. The second phase and the third phase also have partial phases a and b like the first phase. The winding portion 203 of each stator portion 200 is wound in a direction opposite to the other adjacent phase, and the instantaneous magnetic flux of the rotor portion 100 is almost the same through all the windings of any winding portion 203 This results in a high voltage as the magnetic flux changes due to the rotor part 100 rotational movement. At this time, the induced phase voltage is expressed by Equation 1 below.

Figure 112010075451940-pat00001
Figure 112010075451940-pat00001

N : 권선수 N : number of turns

Ns : 분할 구획수 Ns : Division division number

Nph : 상수 Nph : a constant

f : 주파수 f : frequency

Φ max : 기본 자속의 최대값 Φ max : Maximum value of basic magnetic flux

ΦΦ maxmax =  = AmagnAmagn X  X BmaxBmax

여기서, Bmax : 자석으로부터의 공극최대 기본 자속밀도 here,Bmax : Maximum magnetic flux density of voids from magnet

도 7은 본 발명의 발전기에서 최대 출력을 얻기 위한 출력제어부(300)를 나타낸 개념도이다. 상기 고정자부(200) 권선부(203)의 3상 교류출력의 어느 1상에서 주파수(회전수)를 측정하여 설정된 주파수 값과 비교하여 온-오프(ON-OFF)값을 출력하는 주파수 비교기(301)와, 상기 주파수 비교기(301)의 온-오프 출력에 의해 권선부(203)의 권선을 Y-결선 또는 Δ-결선으로 전환하는 반도체 스위치로 된 Y↔Δ 결선 절환기(302), 3상 교류를 DC로 바꾸는 정류기(303), 정류된 DC를 풍력터빈의 출력변동에 따라서 출력을 조절하는 펄스폭 변조기(PWM)(304)로 구성된다.
7 is a conceptual diagram illustrating an output control unit 300 for obtaining a maximum output in the generator of the present invention. Frequency comparator 301 for measuring the frequency (speed) in any one phase of the three-phase AC output of the winding unit 203 of the stator 200 and outputting an ON-OFF value by comparing with a set frequency value And Y↔Δ connection switcher 302, three-phase, made of a semiconductor switch for converting the winding of the winding unit 203 to Y- or Δ-connection by the on-off output of the frequency comparator 301 A rectifier 303 for converting AC into DC, and a pulse width modulator (PWM) 304 for regulating the rectified DC according to the output variation of the wind turbine.

Y↔Δ 결선 절환기는 모터나 발전기 전문분야에서 통상적으로 잘 알려진 기술로서, 저속 회전의 경우 Y 결선을 하는 경우, 동일한 회전수에서 출력전압은

Figure 112010075451940-pat00002
배로 커지므로 저속에서도 높은 전압을 얻을 수 있고, 고속에서는 Δ 결선으로 절환하여 높은 전류출력을 얻을 수 있다.The Y↔Δ connection changer is a well-known technique commonly used in motor or generator specialty. For low speed rotation, when the Y connection is made, the output voltage
Figure 112010075451940-pat00002
Since it becomes twice as large, a high voltage can be obtained even at a low speed, and high current output can be obtained by switching to a Δ connection at a high speed.

100 : 회전자부 101 : 영구자석
102 : 회전극판 103 : 회전원통
104 : 회전수직축 105 : 다중 베어링
106, 106' : 강자성 원판 108 : 관통공
109 : 중심공 110 : 상부 플랜지
111 : 플랜지 암나사 112 : 수직축 볼트
113 : 축 볼트 114 : 분해용 암나사
115 : 분해용 중심공 116 : 강자성 원판내경
200 : 고정자부 201 : 환형 철심코어
202 : 절연 분할판 203 : 권선부
204 : 고정 디스크 205 : 베어링 하우스
206 : 구획 칸막이 207 : 구획칸
208 : 내경 209 : 결합공
210 : 간극 링 211 : 고정자 결합볼트
212 : 발전기 고정 암나사 213 : 스러스트 베어링
300 : 출력 제어부 301 : 주파수 비교기
302 : Y-Δ 결선 절환기 303 : 정류기
304 : 펄스폭 변조기(PWM)
100: rotor portion 101: permanent magnet
102: rotating electrode plate 103: rotating cylinder
104: rotational vertical axis 105: multiple bearing
106, 106 ': Ferromagnetic disc 108: Through hole
109: center hole 110: upper flange
111: flange female thread 112: vertical shaft bolt
113: shaft bolt 114: disassembly female thread
115: hole for decomposition 116: ferromagnetic disc bore
200: stator part 201: annular iron core
202: insulating partition 203: winding part
204: fixed disk 205: bearing house
206: compartment partition 207: compartment compartment
208: inner diameter 209: coupling hole
210: gap ring 211: stator coupling bolt
212 generator fixing female thread 213 thrust bearing
300: output control unit 301: frequency comparator
302: Y-Δ connection switch 303: rectifier
304: pulse width modulator (PWM)

Claims (11)

돌극(Slot)이 없는 강자성체의 환형 철심 코어와, 환형 철심코어의 상하 양면에 덮여 지는 플라스틱의 절연 분할판과, 절연 분할판이 덮여진 환형 철심 코어의 원주상에 3상 교류가 출력되도록 일정한 간격으로 방사상으로 에나멜 동선을 48극 이상 권선한 전기위상 환상 권선부와, 환상 권선부 내부 원주상에 결합되는 고정 디스크와, 환상 권선부에 접착고정된 고정 디스크가 나사결합되는 중앙의 베어링 하우스로 구성된 고정자부와,
상기 환상 권선부 양측면에는 일정한 공극(Air Gap)을 사이에 두고 서로 같은 극으로 대향하고 있는, 희토류 영구 자석(NdFeB)이 방사상으로 16극 이상의 극성이 교대로 배치된 회전극판과, 회전극판들을 평행하게 이격시키고, 외측에서 지지고정시키는 회전원통과, 회전원통 및 회전극판에 결합되어 자유롭게 회전하는 수직축과, 상기 수직축이 삽입되어 고정되는 다중 베어링으로 이루어진 회전자부와,
상기 권선부의 3상 교류출력의 어느 1상에서 주파수(회전수)를 측정하여 설정된 주파수 값과 비교하여 온-오프(ON-OFF)값을 출력하는 주파수 비교기와,
상기 주파수 비교기의 온-오프 출력에 의해 환상 권선부의 권선을 Y-결선 또는 Δ-결선으로 전환하여 주는 Y↔Δ절환기로 구성된 출력제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
At regular intervals, three-phase alternating current is output on the circumference of the annular core core of a ferromagnetic material without slots, the insulating partition plate of plastic covered on both sides of the annular iron core core, and the annular core core covered with the insulating partition plate. An electric phase annular winding unit winding radially enameled copper wires of 48 poles or more, a fixed disk coupled to the inner circumference of the annular winding unit, and a fixed bearing center screwed into the annular winding unit. Confidence,
On both sides of the annular winding part, a rotary electrode plate in which rare earth permanent magnets (NdFeB), which face each other with the same pole with a certain air gap therebetween, is disposed radially with at least 16 poles alternately arranged, and the rotating electrode plates are parallel to each other. A rotor cylinder formed of multiple bearings spaced apart from each other, and fixed to the outside and fixed to the outside, a vertical axis freely rotating by being coupled to the rotating cylinder and the rotating electrode plate, and the vertical axis being inserted and fixed thereto;
A frequency comparator for measuring a frequency (speed) in one phase of the three-phase AC output of the winding unit and outputting an ON-OFF value by comparing with a set frequency value;
3-phase annular iron core core permanent magnet variable speed, characterized in that it comprises an output control unit consisting of a Y ↔ Δ switch for converting the winding of the annular winding portion to Y- or Δ-connection by the on-off output of the frequency comparator generator.
제1항에 있어서,
상기 환형 철심코어는,
0.2 내지 0.3mm 두께의 규소강판 대강(帶鋼)을 외부직경과 내부직경의 차이가 발전기에 사용하는 희토류 영구자석 길이의 2배만큼 되게 하고, 그 높이는 희토류 영구자석 높이의 2내지 5배가 되도록 코일형상으로 감아서, 600~700℃로 4시간 열풀림작업을 한 후 냉각한 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
The method of claim 1,
The annular iron core is
The steel plate of 0.2 to 0.3mm thickness is made so that the difference between the outside diameter and the inside diameter is twice the length of the rare earth permanent magnet used in the generator, and the height is 2 to 5 times the height of the rare earth permanent magnet. Ring-shaped core core permanent magnet variable speed three-phase generator, characterized in that after cooling to the shape, after cooling for 4 hours at 600 ~ 700 ℃.
제1항에 있어서,
상기 절연 분할판은,
플라스틱 성형체로서, 환상 철심코어의 상하면에 덮여 씌워지며, 원주상에 방사상으로 일정한 간격으로 돌출된 구획칸을 형성하여 각 구획칸에 에나멜 동선이 일정한 폭과 층으로 감길 수 있도록 하고, 환상 철심코어의 모서리에서 절연을 확실하게 하는 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
The method of claim 1,
The insulating partition plate,
As a plastic molded body, it is covered and covered on the upper and lower surfaces of the annular core core, and forms radially projecting compartments on the circumference so that enameled copper wire can be wound around each compartment with a constant width and layer. An annular iron core core permanent magnet variable speed three-phase generator characterized by ensuring insulation at the corners.
제1항에 있어서,
상기 권선부는,
소정 직경의 가진 에나멜 동선을, 등간격으로 분할 구획된 절연 분할판의 각 구획칸에 권선하며, 3개 구획칸 마다 권선 방향을 반대로 하고, 각 구획칸에 권선된 권선부에서 3상 교류가 출력되도록 권선부를 3개씩 건너뛰어 직렬로 연결하고, 직렬로 연결된 각 상의 시작선과 마지막선을 외부로 인출하여 Y-결선 또는 Δ-결선으로 전환할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
The method of claim 1,
The winding unit,
The enamelled copper wire having a predetermined diameter is wound in each compartment of the insulation partition plate divided at equal intervals, and the winding direction is reversed every three compartments, and three-phase alternating current is output from the winding section wound in each compartment. Variable winding speed of the annular iron core core permanent magnet, characterized in that it is possible to connect the windings three times in series, and to draw out the start line and the last line of each phase connected in series to the Y-wire or Δ-wire. Three-phase generator.
제1항에 있어서,
상기 고정 디스크는,
열전도성이 크고, 비자성체인 알루미늄 또는 스테인레스 재질의 원판으로서 중심에는 베어링 하우스 외경에 삽입할 수 있는 내경을 형성하고, 내경의 외측에는 소정의 직경을 가진 복수의 결합공을 방사상으로 형성하여, 고정 디스크의 외연은 상기 환상 철심코어 및 권선부 내측과 에폭시 등의 강력 접착제와 결합시키고, 고정 디스크에 형성된 결합공으로 발전기 중심부의 베어링 하우스와 나사 고정시키는 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
The method of claim 1,
The fixed disk,
A plate made of aluminum or stainless steel, which is large in thermal conductivity, and has an inner diameter that can be inserted into an outer diameter of a bearing house at its center, and a plurality of engaging holes having a predetermined diameter are formed radially on the outer side of the inner diameter for fixing. The outer edge of the disk is combined with a strong adhesive such as epoxy and the annular iron core core and the winding part, and is fixed to the bearing house at the center of the generator with a coupling hole formed in the fixed disk, the permanent core variable speed variable magnet three-phase generator.
제1항에 있어서,
상기 베어링 하우스는,
내부는 수직하중을 분산시키고 수직축의 흔들림을 최소화하기 위해 축방향으로 복수의 베어링을 수용하고, 외부는 고정 디스크와 나사 결합하여 고정부를 구성하는 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
The method of claim 1,
The bearing house,
The inner part accommodates a plurality of bearings in the axial direction in order to distribute the vertical load and minimize the shaking of the vertical axis, and the outer part of the annular iron core core permanent magnet variable speed three-phase characterized in that the fixing portion is configured by screwing the fixed disk generator.
제1항에 있어서,
상기 회전극판은,
3~5mm 두께의 강자성 원판상의 일측면 또는 양측면에 부체꼴(직사각형) 형상의 희토류 영구자석(NdFeB)을 극성을 교대로 방사상으로 배치하며, 영구자석 극수는 권선된 코일수의 1/3~1/5인 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
The method of claim 1,
The rotating electrode plate,
Float-like (rectangular) rare earth permanent magnets (NdFeB) are alternately arranged radially on one or both sides of a ferromagnetic disk of 3 to 5 mm thickness, and the number of permanent magnet poles is 1/3 to 1 of the number of coils wound Annular iron core core permanent magnet variable speed three-phase generator, characterized in that / 5.
제1항에 있어서,
상기 회전원통은,
비자성체인 알루미늄 또는 스테인레스강 재질의 원통이고, 회전원통 외부에는 회전방향으로 냉각 핀을 형성하고, 회전원통 양단에는 상기 회전극판을 원주방향으로 평행하게 일정한 거리로 보지하는 결합단차부를 형성하고, 회전원통 높이는 권선부 높이에 양측의 2~3mm의 공극과 양측면의 회전극판 높이를 더한 값으로 하는 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
The method of claim 1,
The rotating cylinder,
A cylinder made of aluminum or stainless steel, which is a nonmagnetic material, has a cooling fin formed outside the rotating cylinder in a rotational direction, and a coupling step portion for holding the rotating electrode plate at a constant distance in parallel in the circumferential direction at both ends of the rotating cylinder, and rotating Cylindrical height is a variable speed three-phase generator of an annular iron core core permanent magnet, characterized in that the height of the winding portion is added to the air gap of 2 ~ 3mm on both sides and the height of the rotating electrode plate on both sides.
제1항에 있어서,
상기 수직축은,
비자성체인 알루미늄 또는 스테인레스강의 재질로 만들고, 형상은 원판과 중심축이 일체화된 것으로, 원판상면은 풍차의 날개와 결합하는 플랜지와 원판 외연부근에는 결합공이 복수개 형성되고, 수직축 원판외연은 상기 회전극판의 결합단차부에 삽입되어 원판 결합공에 삽입되는 축방향 수직볼트에 의해 고정되고, 중심축은 베어링 하우스에 수용된 베어링의 내주에 삽입고정되어 자유로운 회전운동을 하는 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
The method of claim 1,
The vertical axis is,
It is made of non-magnetic aluminum or stainless steel, the shape of the disc and the central axis is integrated, the upper surface of the disk is formed with a plurality of coupling holes near the outer edge and the flange coupled to the blade of the windmill, the vertical axis of the outer plate is the rotary plate An annular iron core permanent magnet variable speed, characterized in that it is fixed by the axial vertical bolt is inserted into the coupling step of the disc is inserted into the disc coupling hole, the central axis is fixed to the inner circumference of the bearing housed in the bearing house to perform free rotation 3 phase generator.
제1항에 있어서,
상기 주파수 비교기는,
발전기 3상 출력의 어느 1상의 교류맥동으로부터 주파수를 측정하는 계수기와, 설정된 주파수값을 비교하여 온-오프 접점출력을 만드는 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
The method of claim 1,
The frequency comparator,
An alternating iron core core permanent magnet variable speed three-phase generator, characterized in that the on-off contact output is made by comparing a set frequency value with a counter for measuring the frequency from one phase AC pulsation of the generator three-phase output.
제1항에 있어서,
상기 출력제어부는,
상기 주파수비교기의 온-오프 출력에 의해 권선부의 권선을 Y-결선 또는 Δ-결선으로 전환하여 주는 반도체 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 환형 철심코어 영구자석 가변속도 3상 발전기.
The method of claim 1,
The output control unit,
An annular iron core core permanent magnet variable speed three-phase generator, characterized in that consisting of a semiconductor switch for converting the winding of the winding portion to the Y-connection or Δ-connection by the on-off output of the frequency comparator.
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