KR20200070913A

KR20200070913A - Coreless type radial flux permanent magnet generator

Info

Publication number: KR20200070913A
Application number: KR1020180158596A
Authority: KR
Inventors: 윤양운
Original assignee: 주식회사 지앤씨에너지
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2020-06-18

Abstract

The present invention relates to a coreless radial flux permanent magnet (RFPM) generator. More specifically, the present invention relates to a coreless RFPM generator which reduces vibration and noise by minimizing cogging torque while maximizing output and efficiency while increasing manufacturing cost. According to the present invention, the coreless RFPM generator reduces the vibration and noise by minimizing the cogging torque while maximizing the output and efficiency while increasing the manufacturing cost.

Description

Coreless RFPM generator {Coreless type radial flux permanent magnet generator}

본 발명은 코어리스 RFPM 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 출력과 효율은 최대화시키면서도 제조 원가도 증가하지 않게 코깅토크를 최소화하여 진동과 소음을 감소시킬 수 있는 코어리스 RFPM 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a coreless RFPM generator, and more particularly, to a coreless RFPM generator capable of reducing vibration and noise by minimizing cogging torque while maximizing output and efficiency while not increasing manufacturing cost.

최근 지구온난화의 주범인 이산화탄소 배출을 줄이기 위해 신재생에너지 분야에 많은 연구들이 이루어지고 있다. 특히, 바람이 있는 곳이면 어디든지 적은 비용으로 발전기를 설치하여 전기를 얻을 수 있는 풍력발전분야는 지속적인 성장세를 유지하고 있다.Recently, many studies have been conducted in the field of new and renewable energy to reduce carbon dioxide emission, which is the main cause of global warming. In particular, the field of wind power generation, where electricity can be obtained by installing a generator at low cost wherever there is wind, continues to grow.

지금까지 육상 대형풍력발전에서는 기어형 유도발전기를 장착한 풍력발전기가 대세를 이루었으나 최근에는 해상풍력발전시장이 급성장하면서 유지보수비가 많이 드는 기어형 동기발전기에서 유지보수비가 적게 드는 기어리스형 영구자석발전기를 장착한 풍력발전기로 시장이 재편되고 있으며, 출력 변동이 심한 소형 풍력발전에서는 저RPM, 고TORQUE가 요구되는 영구자석 발전기 사용이 대부분을 차지하고 있다. Up to now, in large-scale wind power generation on land, wind power generators equipped with gear-type induction generators have been dominant, but recently, the offshore wind power generation market has grown rapidly, and gearless permanent magnets with low maintenance costs are required in gear-type synchronous generators. The market is being reorganized with a wind turbine equipped with a generator, and the use of a permanent magnet generator that requires low RPM and high torque accounts for most of the small wind turbines with high output fluctuations.

그러나, 저RPM, 고TORQUE인 영구자석 발전기는 영구자석의 높은 자속밀도 및 코어와 영구자석간의 자계 불균형으로 코깅 토크가 높아 초기 기동이 어려운 단점을 가지고 있다.However, low-RPM and high-torque permanent magnet generators have the disadvantages of high starting cogging torque due to high magnetic flux density of the permanent magnet and magnetic field imbalance between the core and the permanent magnet, which makes it difficult to start at the beginning.

따라서, 최근 소형풍력발전기에는 기동토크와 코깅토크를 최소화하여 낮은 풍속에서도 블레이드의 기동을 가능하게 하기 위하여 철심을 제거한 Coreless형 AFPM(Axial Flux Permanent Magnet) 발전기나, 철심은 있으나 슬롯이 없는 Slotless형 RFPM(Radial Flux Permanent Magnet)발전기 사용이 증가하고 있다.Therefore, in recent small wind power generators, Coreless type AFPM (Axial Flux Permanent Magnet) generator with iron core removed to minimize the starting torque and cogging torque to enable blade starting even at low wind speed, or slotless RFPM with iron core but without slot (Radial Flux Permanent Magnet) Generator use is increasing.

철심을 제거한 Coreless형 AFPM(Axial Flux Permanent Magnet) 발전기나, 철심은 있으나 슬롯이 없는 Slotless형 RFPM(Radial Flux Permanent Magnet)발전기는 슬롯이 있는 RFPM(Radial Flux Permanent Magnet)발전기에 비해 자속누설이 높아 출력 전압이 떨어지고 효율이 감소하는 단점을 가지고 있다.Coreless type AFPM (Axial Flux Permanent Magnet) generator without iron core or slotless type RFPM (Radial Flux Permanent Magnet) generator with iron core but without slot has higher magnetic flux leakage than slotted Radial Flux Permanent Magnet (RFPM) generator. It has the disadvantage that the voltage falls and the efficiency decreases.

또한, 구조가 복잡하고 영구자석 사용 개수가 증가하기 때문에 원가가 상승하며, 발전기 자체의 구조적인 문제로 대용량화가 쉽지 않다.In addition, because the structure is complicated and the number of permanent magnets is increased, the cost increases, and it is not easy to increase the capacity due to the structural problems of the generator itself.

슬롯이 있는 RFPM(Radial Flux Permanent Magnet)발전기는 구조가 간단하고 출력전압과 효율이 높고, 소형, 경량화가 가능한 장점은 있지만 코깅토크가 크기 때문에 초기 기동이 어렵고, 정격 운전 시에도 진동이 발생하는 단점이 있다.The slotted RFPM (Radial Flux Permanent Magnet) generator has the advantage of simple structure, high output voltage and efficiency, small size, and light weight, but it is difficult to start up due to large cogging torque and vibration occurs even at rated operation. There is this.

코깅토크는 회전자 영구자석과 고정자 철심 코어, 공극으로 구성되는 자기회로에서 릴럭턴스가 최소인 방향으로 유지하려고 하는 경향에 의해 발생하는 맥동 토크라고 정의할 수 있는데, 일반적으로는 영구자석 발전기나 영구자석 전동기에 있어 회전자가 구동할 때 자계의 불균형에 의해 발생하는 토크의 최대치와 최소치의 차이값이라고 할 수 있다.Cogging torque can be defined as the pulsation torque caused by the tendency to maintain the reluctance in the minimum direction in a magnetic circuit composed of a rotor permanent magnet, a stator core core, and an air gap. It can be said that the difference between the maximum value and the minimum value of torque generated by the imbalance of the magnetic field when the rotor is driven in a magnetic motor.

최근 전동기 분야에서는 영구자석을 이용한 슈퍼프리미엄전동기의 수요가 증가하면서 진동과 소음의 주원인이 되는 코깅토크를 저감하기 위한 다양한 방법들이 제시되고 있는데, 현재까지 코깅토크를 저감하기 위한 방법들로 사용하고 있는 방법들을 정리해보면, 공극의 길이 증가, 슬롯수와 극수의 증가, 보조슬롯의 사용, 고정자치의 형상 변화, 고정자나 전기자에 스큐(skew), 분수 슬롯 또는 극 사용, 슬롯 개구폭 감소, 자석의 형상 변화, 자극의 착자 변화, 낮은 자속 밀도의 자석 사용, Arc Fraction 등이다.Recently, as the demand for super premium motors using permanent magnets has increased in the field of electric motors, various methods have been proposed to reduce cogging torque, which is the main cause of vibration and noise. So far, they have been used as methods for reducing cogging torque. To summarize the methods, increase the length of the air gap, increase the number of slots and poles, use auxiliary slots, change the shape of the stator, skew the stator or armature, use fractional slots or poles, decrease the slot opening width, and the magnet It is a change in shape, a change in magnetization of a magnetic pole, use of a magnet with a low magnetic flux density, and arc fraction.

코깅토크를 저감하기 위한 종래의 방법들은 영구자석 전동기와 영구자석 발전기의 출력과 효율을 감소시키거나 제조 원가를 증가시키는 주요 요인이 된다. 따라서, 출력과 효율의 감소를 최소화하면서 제조 원가를 증가시키지 않는 코깅토크 저감 방법 개발이 시급한 과제로 요구되고 있다.Conventional methods for reducing cogging torque are the main factors that reduce the output and efficiency of permanent magnet motors and permanent magnet generators or increase manufacturing costs. Therefore, development of a method for reducing cogging torque that does not increase manufacturing cost while minimizing reduction in output and efficiency is required as an urgent task.

대한민국 등록특허 10-0870738Republic of Korea Registered Patent 10-0870738 대한민국 공개특허 10-2009-0096672Republic of Korea Patent Publication 10-2009-0096672 대한민국Republic of Korea

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 출력과 효율은 최대화시키면서도 제조 원가도 증가하지 않게 코깅토크를 최소화하여 진동과 소음을 감소시킬 수 있는 코어리스 RFPM 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, while providing a coreless RFPM generator capable of reducing vibration and noise by minimizing cogging torque to maximize output and efficiency while not increasing manufacturing cost. have.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코어리스 RFPM 발전기는 상부 및 하부가 개방되고 로터 및 스테이터가 수용될 수 있도록 내부에 공간부를 갖는 하우징과; 상기 하우징의 공간부를 폐쇄하도록 상기 하우징의 상부와 하부에 각각 결합되며, 중앙에 통과구멍이 형성된 제1커버플레이트 및 제2커버플레이트와; 상기 제1커버플레이트 및 상기 제2커버플레이트의 외측에 고정되며, 상기 제1커버플레이트 및 상기 제2커버플레이트의 통과구멍으로 진입되도록 돌출된 돌출부가 각각 구비된 상부커버 및 하부커버와; 상기 하우징의 공간부로 진입되고 상기 상부커버 및 하부커버의 돌출부 각각에 설치된 베어링에 의해 상기 상부커버 및 상기 하부커버에 회전 가능하게 설치되는 회전축과; 상기 하우징 내측의 상기 제2커버플레이트에 고정되는 고정플레이트와, 복수의 권선코일이 상기 회전축을 중심으로 원주방향을 따라 상기 고정플레이트에 배열 및 고정되어 형성된 코일부를 포함하는 스테이터유닛과; 상기 회전축과 상기 코일부 사이에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전되고 상기 코일부를 향하는 외주면에 영구자석이 구비된 이너로터와, 상기 이너로터에 고정되어 상기 이너로터와 함께 회전되는 회전플레이트와, 상기 코일부와 상기 하우징 사이에 설치되어 상기 이너로터 및 상기 회전플레이트와 함께 회전되고 상기 코일부를 향하는 내주면에 영구자석이 구비된 아우터로터를 포함하는 로터유닛;을 구비한다.Coreless RFPM generator according to the present invention for achieving the above object is a housing having a space portion therein so that the upper and lower portions are opened and the rotor and the stator can be accommodated; A first cover plate and a second cover plate, which are respectively coupled to the upper and lower portions of the housing to close the space portion of the housing and have through holes formed in the center; An upper cover and a lower cover fixed to the outside of the first cover plate and the second cover plate, and having protrusions protruding through the through holes of the first cover plate and the second cover plate, respectively; A rotating shaft which is rotatably installed in the upper cover and the lower cover by a bearing installed in each of the protrusions of the upper cover and the lower cover and entering the space portion of the housing; A stator unit including a fixed plate fixed to the second cover plate inside the housing, and a coil portion in which a plurality of winding coils are arranged and fixed to the fixed plate along a circumferential direction about the rotation axis; An inner rotor installed between the rotating shaft and the coil portion and rotating with the rotating shaft and having a permanent magnet on an outer circumferential surface facing the coil portion, a rotating plate fixed to the inner rotor and rotated with the inner rotor, and It is provided between the coil unit and the housing, the rotor unit including an outer rotor provided with a permanent magnet on an inner circumferential surface that is rotated together with the inner rotor and the rotating plate and faces the coil unit.

본 발명에 따른 코어리스 RFPM 발전기는 출력과 효율은 최대화시키면서도 제조 원가도 증가하지 않게 코깅토크를 최소화하여 진동과 소음을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.The coreless RFPM generator according to the present invention has the advantage of reducing vibration and noise by minimizing cogging torque to maximize output and efficiency while not increasing manufacturing cost.

도 1은 본 발명에 따른 코어리스 RFPM 발전기의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 코어리스 RFPM 발전기의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 코어리스 RFPM 발전기의 스테이터유닛과 로터유닛을 나타낸 단면도.
도 4 내지 도 10은 본 발명에 따른 코어리스 RFPM 발전기의 스테이터유닛을 제조하는 과정을 나타낸 도면.1 is a cross-sectional view of a coreless RFPM generator according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of a coreless RFPM generator according to the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing the stator unit and the rotor unit of the coreless RFPM generator according to the present invention.
4 to 10 are views showing a process for manufacturing a stator unit of the coreless RFPM generator according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 코어리스 RFPM 발전기에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a coreless RFPM generator according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 10에는 본 발명에 따른 코어리스 RFPM 발전기(1)가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 코어리스 RFPM 발전기(1)는 하우징(10)과, 제1커버플레이트(20) 및 제2커버플레이트(30)와, 상부커버(40) 및 하부커버(50)와, 회전축(60)과, 스테이터유닛(70)과, 로터유닛(80)을 구비한다.1 to 10, a coreless RFPM generator 1 according to the present invention is shown. 1 to 10, the coreless RFPM generator 1 according to the present invention includes a housing 10, a first cover plate 20 and a second cover plate 30, an upper cover 40, and It has a lower cover 50, a rotating shaft 60, a stator unit 70, and a rotor unit 80.

하우징(10)은 상부 및 하부가 개방되고, 스테이터유닛(40) 및 로터유닛(80)을 수용할 수 있도록 내부에 길이방향을 따라 연장된 공간부를 갖는 원통 구조를 가진다.The housing 10 has a cylindrical structure with upper and lower openings and a space portion extending along a longitudinal direction therein to accommodate the stator unit 40 and the rotor unit 80.

제1커버플레이트(20) 및 제2커버플레이트(30)는 하우징(10)의 공간부를 폐쇄하도록 하우징(10)의 상단부와 하단부에 각각 결합 및 고정되는 것으로서, 원판 형상으로 형성되고, 중앙 부분에는 후술하는 상부커버(40) 및 하부커버(50)에 각각 구비된 돌출부가 통과할 수 있도록 상하를 관통하는 통과구멍이 각각 형성된다.The first cover plate 20 and the second cover plate 30 are respectively coupled and fixed to the upper and lower portions of the housing 10 so as to close the space portion of the housing 10, formed in a disc shape, and in the central portion Passing holes penetrating the upper and lower portions are respectively formed so that protrusions provided in the upper cover 40 and the lower cover 50, which will be described later, pass through.

상부커버(40) 및 하부커버(50)는 각각 제1커버플레이트(20) 및 제2커버플레이트(30)의 외경에 대응되는 외경을 갖는 원판 형상으로 형성되고, 제1커버플레이트(20) 및 제2커버플레이트(30)의 상단 측과 하단 측에 각각 밀착 및 볼트부재를 통해 제1커버플레이트(20) 및 제2커버플레이트(30)에 각각 고정된다.The upper cover 40 and the lower cover 50 are formed in a disk shape having outer diameters corresponding to the outer diameters of the first cover plate 20 and the second cover plate 30, respectively, and the first cover plate 20 and The first cover plate 20 and the second cover plate 30 are respectively fixed to the upper and lower sides of the second cover plate 30 through contact and bolt members, respectively.

상부커버(40)와 하부커버(50)는 각각 제1커버플레이트(20) 및 제2커버플레이트(30)에 구비된 통과구멍으로 진입되도록 중앙측에 소정길이 돌출된 돌출부(41, 51)가 각각 구비된다. 그리고, 상부커버(40)와 하부커버(50) 각각의 돌출부(41, 51)에는 회전축(60)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(B)을 설치할 수 있도록 장착홈이 형성된다.The upper cover 40 and the lower cover 50 have protruding portions 41 and 51 protruding a predetermined length from the center side so as to enter through holes provided in the first cover plate 20 and the second cover plate 30, respectively. Each is provided. In addition, mounting grooves are formed in the protrusions 41 and 51 of the upper cover 40 and the lower cover 50 so as to install a bearing B rotatably supporting the rotating shaft 60.

하부커버(50)의 돌출부 중심에는 회전축(60)이 통과할 수 있도록 회전축(60)의 외경에 대응되는 내경을 갖는 구멍이 형성된다.A hole having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the rotating shaft 60 is formed at the center of the protruding portion of the lower cover 50 so that the rotating shaft 60 can pass therethrough.

회전축(60)은 상부 일부분이 하우징(10)의 공간부로 진입되고, 상단이 상부커버(40)의 돌출부에 설치된 베어링(B)에 결합되며, 하부커버(50)의 돌출부에 설치된 베어링(B)에 일 측이 결합되어 상부커버(40)와 하부커버(50)에 대해 회전 가능하게 설치된다.The upper part of the rotating shaft 60 enters the space part of the housing 10, the upper end is coupled to the bearing B installed on the protrusion of the upper cover 40, and the bearing B installed on the protrusion of the lower cover 50 One side is coupled to be rotatably installed with respect to the upper cover 40 and the lower cover 50.

회전축(60)의 외주면에는 후술하는 이너로터(81)의 제1강판부(82)를 회전시키도록 회전축(60)의 외측으로 소정길이 돌출된 키(61)가 구비된다.The outer peripheral surface of the rotating shaft 60 is provided with a key 61 protruding a predetermined length outside the rotating shaft 60 so as to rotate the first steel plate portion 82 of the inner rotor 81 to be described later.

스테이터유닛(70)은 하우징(10) 내부에 설치되는 것으로서 고정플레이트(71)와, 고정플레이트(71)에 고정되는 복수의 권선코일(75A)로 구성된 코일부(75)를 포함한다.The stator unit 70 is installed inside the housing 10 and includes a fixed plate 71 and a coil portion 75 composed of a plurality of winding coils 75A fixed to the fixed plate 71.

고정플레이트(71)는 하우징(10) 내측의 제2커버플레이트(30)에 고정되는 것으로서, 제2커버플레이트(30) 및 하부커버(50)의 외경보다 작은 외경을 갖고, 중앙 측에는 돌출부가 통과할 수 있도록 홀이 형성된 원판 형상으로 형성된다. 그리고, 고정플레이트(71)의 가장자리 측에는 코일부(75)를 고정하기 위해 하방으로 소정 깊이 인입된 고정홈(71A)이 형성된다.The fixing plate 71 is fixed to the second cover plate 30 inside the housing 10 and has an outer diameter smaller than the outer diameters of the second cover plate 30 and the lower cover 50, and the protrusion passes through the center side. It is formed in the shape of a disc with holes formed so that it can be made. Then, a fixing groove 71A, which is drawn in a predetermined depth downward, is formed on the edge side of the fixing plate 71 to fix the coil portion 75.

코일부(75)는 복수의 권선코일(75A)(미도시)을 회전축(60)을 중심으로 원주방향을 따라 고정플레이트(71)에 배열 및 고정하여 형성한 것으로서, 복수의 권선코일(75A)들이 회전축(60)과 일정 거리 이격된 위치에서 회전축(60)을 감싸도록 방사상으로 배열된다.The coil portion 75 is formed by arranging and fixing a plurality of winding coils 75A (not shown) on a fixing plate 71 along a circumferential direction around a rotation shaft 60, and the plurality of winding coils 75A These are arranged radially so as to surround the rotating shaft 60 at a position spaced apart from the rotating shaft 60 by a certain distance.

코일부(75)는 후술하는 로터유닛(80)이 회전하면서 발생하는 자기력에 의해 배열이 흐트러지지 않도록 에폭시 등에 의해 몰딩 고정되며, 원통 형상으로 형성된다. 코일부(75)는 고정플레이트(71)와 직교하도록 고정플레이트(71)의 고정홈(71A)에 직립되게 설치된다. The coil portion 75 is molded and fixed by epoxy or the like so that the arrangement is not disturbed by the magnetic force generated while the rotor unit 80 to be described later rotates, and is formed in a cylindrical shape. The coil portion 75 is installed upright in the fixing groove 71A of the fixing plate 71 so as to be orthogonal to the fixing plate 71.

상술한 고정플레이트(71)와 코일부(75)로 구성된 스테이터유닛(70)은 도 4 내지 도 10에 도시된 바와 같은 과정을 통해 제조할 수 있다.The stator unit 70 composed of the above-described fixed plate 71 and the coil unit 75 may be manufactured through a process as shown in FIGS. 4 to 10.

스테이터유닛(70)은 도 4에 도시된 바와 같이 고정플레이트(71)의 가장자리 측에 원통 형상의 제1몰딩지그(J1)를 설치하고, 제1몰딩지그(J1)의 내주면 측에 복수의 권선코일(75A)을 제1몰딩지그(J1)의 원주방향을 따라 배열 및 고정시킨다. 이때, 권선코일(75A)들은 제1몰딩지그(J1)의 외측으로부터 제1몰딩지그(J1)의 내측으로 관통하도록 설치되는 코일고정핀을 이용하여 제1몰딩지그(J1)에 고정시킬 수 있다. The stator unit 70 is provided with a cylindrical first molding jig (J1) on the edge side of the fixing plate 71, as shown in Figure 4, a plurality of windings on the inner peripheral surface side of the first molding jig (J1) The coil 75A is arranged and fixed along the circumferential direction of the first molding jig J1. At this time, the winding coils (75A) can be fixed to the first molding jig (J1) using a coil fixing pin installed to penetrate from the outside of the first molding jig (J1) to the inside of the first molding jig (J1). .

그리고, 제1몰딩지그(J1)의 내측에 제1몰딩지그(J1)의 내경보다 작은 외경을 갖는 제1몰딩지그(J1)를 배치 및 고정플레이트(71)에 고정시키고, 제1몰딩지그 및 제2몰딩지그의 상부에 제1몰딩지그(J1)와 제2몰딩지그(J2) 사이의 공간부를 밀폐시키도록 제3몰딩지그(J3)를 결합시킨다. Then, the first molding jig (J1) having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first molding jig (J1) inside the first molding jig (J1) is fixed to the placement and fixing plate 71, the first molding jig and The third molding jig J3 is coupled to the upper portion of the second molding jig to seal the space between the first molding jig J1 and the second molding jig J2.

이후 제1몰딩지그(J1)와 제2몰딩지그(J2) 사이의 공간부 즉, 권선코일(75A)들이 배치된 공간부에 에폭시(E)를 주입하여 권선코일(75A)들을 몰딩처리한다. 에폭시가 경화된 후 제1몰딩지그(J1) 및 제2몰딩지그(J2)를 고정플레이트(71)로부터 분리하면 스테이터유닛(70)을 제조할 수 있다.Thereafter, epoxy (E) is injected into the space between the first molding jig (J1) and the second molding jig (J2), that is, the space in which the winding coils (75A) are disposed to mold the winding coils (75A). After the epoxy is cured, the stator unit 70 can be manufactured by separating the first molding jig J1 and the second molding jig J2 from the fixing plate 71.

한편, 로터유닛(80)은 회전축(60)에 결합되어 스터이터의 내측에서 회전되는 이너로터(81)와, 이너로터(81)에 결합되어 이너로터(81)와 함께 회전되는 회전플레이트(84)와, 회전플레이트(84)에 결합되어 스테이터의 외측에서 회전되는 아우터로터(85)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the rotor unit 80 is coupled to the rotating shaft 60, the inner rotor 81 is rotated from the inside of the stator, and the inner rotor 81 is rotated with the inner rotor 81 rotating plate (84) ) And an outer rotor 85 coupled to the rotating plate 84 and rotated outside the stator.

이너로터(81)는 제1강판부(82)와, 복수의 영구자석(83)을 포함한다.The inner rotor 81 includes a first steel plate portion 82 and a plurality of permanent magnets 83.

제1강판부(82)는 회전축(60)과 코일부(75) 사이에서 회전축(60)과 함께 회전되는 것으로서 일정 두께를 갖는 원판 형상으로 형성되고, 코일부(75)의 내경보다 작은 외경을 가진다.The first steel plate portion 82 is rotated together with the rotating shaft 60 between the rotating shaft 60 and the coil portion 75, and is formed in a disk shape having a predetermined thickness, and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the coil portion 75. Have

제1강판부(82)는 중앙에 회전축(60)이 통과할 수 있도록 중공부(81A)가 형성되고, 회전축(60)에 의해 회전할 수 있도록 회전축(60)의 일 측에 구비된 키(61)에 맞물리도록 결합되는 키홈(81B)이 중공부(81A)의 내주면에 구비된다. 또한, 제1강판부(82)는 영구자석에 의해 발생하는 자속을 유도할 수 있도록 제1강판부(82)의 가장자리로부터 내측으로 일정 거리 이격된 지점에 삼각 형상으로 관통된 복수의 자속유도구멍(82C)이 제1강판부(82)의 원주방향을 따라 일정 간격 이격되게 형성된다.The first steel plate portion 82 is formed with a hollow portion 81A so that the rotating shaft 60 can pass through the center, and a key provided on one side of the rotating shaft 60 so as to be rotated by the rotating shaft 60 ( A key groove 81B coupled to engage with 61) is provided on the inner circumferential surface of the hollow portion 81A. In addition, the first steel plate portion 82 has a plurality of magnetic flux inducing holes penetrating in a triangular shape at a distance spaced a predetermined distance inward from the edge of the first steel plate portion 82 to induce the magnetic flux generated by the permanent magnet. (82C) is formed to be spaced apart at regular intervals along the circumferential direction of the first steel plate portion 82.

또한, 제1강판부(82)에는 도시된 바와 같이 영구자석을 일정 부분 삽입할 수 있도록 영구자석의 사이즈와 대응되는 사이즈를 갖고, 내측으로 일정 깊이 인입되며, 제1강판부(82)의 원주방향을 따라 일정 간격 이격되는 복수의 제1삽입홈(82D)이 형성된다.In addition, the first steel plate portion 82 has a size corresponding to the size of the permanent magnet so that a certain portion of the permanent magnet can be inserted as shown, and is drawn inward at a certain depth, and the circumference of the first steel plate portion 82 A plurality of first insertion grooves 82D spaced apart at regular intervals along the direction are formed.

영구자석은 코일부(75)를 향하는 제1강판부(82)의 외주면에 제1강판부(82)의 원주방향을 따라 복수가 서로 인접되게 배열된다. 영구자석은 제1강판부(82)에 형성된 제1삽입홈(82D)에 일부가 삽입된 상태로 고정된다.The permanent magnets are arranged adjacent to each other along the circumferential direction of the first steel plate portion 82 on the outer circumferential surface of the first steel plate portion 82 facing the coil portion 75. The permanent magnet is fixed in a state in which a part is inserted into the first insertion groove 82D formed in the first steel plate portion 82.

회전플레이트(84)는 코일부(75)의 외경보다 더 큰 외경을 갖는 원판 형상으로 형성되고, 제1강판부(82)와 함께 회전될 수 있도록 제1커버플레이트(20)를 향하는 제1강판부(82)의 상단 측에 볼트부재를 통해 고정된다.The rotating plate 84 is formed in a disc shape having an outer diameter larger than the outer diameter of the coil portion 75, and the first steel plate facing the first cover plate 20 so as to be rotated together with the first steel plate portion 82 It is fixed to the upper side of the portion 82 through a bolt member.

아우터로터(85)는 제2강판부(86)와, 복수의 영구자석(87)을 포함한다.The outer rotor 85 includes a second steel plate portion 86 and a plurality of permanent magnets 87.

제2강판부(86)는 내측에 중공부가 형성된 원통 구조로 형성되고, 코일부(75)와 하우징(10) 사이에 배치된다. 제2강판부(86)는 회전플레이트(84)의 가장자리 측에 볼트부재를 통해 고정되어 회전플레이트(84)와 함께 회전된다. The second steel plate portion 86 is formed in a cylindrical structure with a hollow portion formed inside, and is disposed between the coil portion 75 and the housing 10. The second steel plate portion 86 is fixed to the edge side of the rotating plate 84 through a bolt member and is rotated together with the rotating plate 84.

그리고, 코일부(75)를 향하는 제2강판부(86)의 내주면에는 영구자석을 일정 부분 삽입할 수 있도록 영구자석의 사이즈와 대응되는 사이즈를 갖고, 내측으로 일정 깊이 인입되며, 제2강판부(86)의 원주방향을 따라 일정 간격 이격되는 복수의 제2삽입홈(86A)이 형성된다.In addition, the inner peripheral surface of the second steel plate portion 86 facing the coil portion 75 has a size corresponding to the size of the permanent magnet so that a certain portion of the permanent magnet can be inserted, and is drawn inward at a certain depth, and the second steel plate portion A plurality of second insertion grooves 86A spaced apart at regular intervals along the circumferential direction of 86 are formed.

영구자석은 코일부(75)를 향하는 제2강판부(86)의 내주면에 제2강판부(86)의 원주방향을 따라 복수가 서로 인접되게 배열된다. 영구자석은 제2강판부(86)에 형성된 제2삽입홈(86A)에 일부가 삽입된 상태로 고정된다.The permanent magnets are arranged adjacent to each other along the circumferential direction of the second steel plate portion 86 on the inner circumferential surface of the second steel plate portion 86 facing the coil portion 75. The permanent magnet is fixed in a state in which a part is inserted into the second insertion groove 86A formed in the second steel plate portion 86.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 코어리스 RFPM 발전기(1)는 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. The coreless RFPM generator 1 according to the present invention described above has been described with reference to the accompanying drawings, but this is only an example, and those skilled in the art can perform various modifications and other equivalents therefrom. You will understand that yes is possible.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the technical spirit of the appended claims.

1 : 코어리스 RFPM 발전기
10 : 하우징
20 : 제1커버플레이트
30 : 제2커버플레이트
40 : 상부커버
50 : 하부커버
60 : 회전축
70 : 스테이터유닛
80 : 로터유닛
J1 : 제1몰딩지그
J2 : 제2몰딩지그
J3 : 제3몰딩지그1: Coreless RFPM generator
10: housing
20: first cover plate
30: second cover plate
40: upper cover
50: lower cover
60: rotating shaft
70: stator unit
80: rotor unit
J1: 1st molding jig
J2: Second molding jig
J3: Third molding jig

Claims

A housing having a space portion therein so that the upper and lower portions are opened and the rotor and the stator are accommodated;
A first cover plate and a second cover plate which are respectively coupled to the upper and lower portions of the housing to close the space portion of the housing and have through holes formed in the center;
An upper cover and a lower cover fixed to the outside of the first cover plate and the second cover plate, and having protrusions protruding through the through holes of the first cover plate and the second cover plate, respectively;
A rotating shaft which is rotatably installed in the upper cover and the lower cover by a bearing installed in each of the protrusions of the upper cover and the lower cover and entering the space portion of the housing;
A stator unit including a fixed plate fixed to the second cover plate inside the housing, and a coil portion in which a plurality of winding coils are arranged and fixed to the fixed plate along a circumferential direction about the rotation axis;
An inner rotor installed between the rotating shaft and the coil portion and rotating with the rotating shaft and having a permanent magnet on an outer circumferential surface facing the coil portion, a rotating plate fixed to the inner rotor and rotated with the inner rotor, and A coreless RFPM comprising a rotor unit installed between the coil part and the housing and rotating with the inner rotor and the rotating plate and including an outer rotor provided with a permanent magnet on an inner circumferential surface facing the coil part. generator.