KR102313396B1 - Generator for transmiting shaft-coincident excitation current - Google Patents

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KR102313396B1
KR102313396B1 KR1020200141375A KR20200141375A KR102313396B1 KR 102313396 B1 KR102313396 B1 KR 102313396B1 KR 1020200141375 A KR1020200141375 A KR 1020200141375A KR 20200141375 A KR20200141375 A KR 20200141375A KR 102313396 B1 KR102313396 B1 KR 102313396B1
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rectifier
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KR1020200141375A
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조종현
오주열
유정호
김현준
조현식
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주식회사 위드피에스
한국수자원공사
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Abstract

The present invention relates to a generator for transmitting a shaft-coincident excitation current. According to one embodiment of the present invention, the generator for transmitting a shaft-coincident excitation current includes: a shaft; a main exciter which includes an excitation rotor rotatable by the shaft, and an excitation stator forming a magnetic field to generate an excitation current through electromagnetic induction in the excitation rotor; a rectifier which rectifies the excitation current in the main exciter; and a main generator which includes a main rotor capable of being rotated by the shaft and receiving the excitation current from the rectifier, and a main stator electromagnetically induced by the rotation of the main rotor, to generate a generation current. The shaft includes a hollow tube, and a connection bar embedded in the hollow tube to electrically connect between the rectifier and the main rotor.

Description

축 일치 여자전류 전달형 발전기{GENERATOR FOR TRANSMITING SHAFT-COINCIDENT EXCITATION CURRENT}Axis-coordinated excitation current transfer generator

본 발명은 축 일치 여자전류 전달형 발전기에 대한 발명이다. The present invention relates to a generator of a shaft coincident excitation current transfer type.

발전기는 전자기 유도 작용으로 기전력을 발생시켜 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 기기이다. A generator is a device that converts mechanical energy into electrical energy by generating an electromotive force through electromagnetic induction.

발전기는 고리 형상의 고정자와, 고정자의 중공에 회전 가능하게 수용되는 회전자로 구성될 수 있다. 이러한 발전기는 통상적으로 회전형 여자기 계자와 고정형 여자기 전기자 간의 자기 유도에 의해, 기전력이 유기되고 유기된 기전력으로부터 생산된 여자 전류는, 주 발전장치의 초전도 계자에 필요한 전압/전류로 변환되어 외부로 전송된다. The generator may be composed of a ring-shaped stator and a rotor rotatably accommodated in the hollow of the stator. In such a generator, an electromotive force is induced by magnetic induction between a rotating excitation field and a stationary exciter armature, and the excitation current produced from the induced electromotive force is converted into a voltage/current required for the superconducting field of the main generator. is sent to

그런데 종래 고정형 여자기 전기자에서 생산된 여자 전류를 회전하는 주 발전장치의 초전도 계자에 전송하기 위해서는, 슬립링이나 브러쉬 또는 적외선 통신과 같은 별도의 구성이 요구되므로, 발전기의 구성이 복잡해지고, 제품의 원가가 증가될 수 있다.However, in order to transmit the excitation current produced in the conventional fixed excitation armature to the superconducting field of the rotating main generator, a separate configuration such as slip rings, brushes, or infrared communication is required, so the configuration of the generator becomes complicated, and the The cost may increase.

아울러, 여자 전류를 주 발전장치에 공급하기 위해서, 발전기의 회전체에 도선 및 부스 바가 적용되는데, 회전체의 특성상 도선 및 부스 바가 회전체로부터 이탈되거나 쉽게 손상될 수 있다.In addition, in order to supply the excitation current to the main generator, a conductor and a bus bar are applied to the rotating body of the generator, and the conductor and the bus bar may be separated from the rotating body or easily damaged due to the characteristics of the rotating body.

특허문헌 : 특허 등록공보 제10-0678492호(2007.1.29 등록)Patent Literature: Patent Registration Publication No. 10-0678492 (registered on Jan. 29, 2007)

본 발명의 실시예들은 축 일치 여자전류의 전달 구조를 통해, 원심력 및 진동 등에 의한 부품 손상을 줄일 수 있는 축 일치 여자전류 전달형 발전기를 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention are intended to provide a shaft-coordinated excitation current transfer type generator capable of reducing damage to parts due to centrifugal force and vibration, etc. through a structure for transmitting the coincident excitation current.

본 발명의 일 측면에 따르면, 샤프트; 상기 샤프트에 의해 회전이 가능한 여자 회전자와, 상기 여자 회전자에서 전자기 유도를 통한 여자 전류가 발생되도록 자기장을 형성하는 여자 고정자를 포함하는 메인 여자기; 상기 메인 여자기의 여자 전류를 정류하기 위한 정류기; 및 상기 샤프트에 의해 회전이 가능하고, 상기 정류기에서 여자 전류를 공급받는 주 회전자와, 발전 전류를 발생하도록 상기 주 회전자의 회전에 의해 전자기 유도되는 주 고정자를 포함하는 주 발전장치를 포함하고, 상기 샤프트는 중공관; 및 상기 정류기와 상기 주 회전자 사이를 전기적으로 연결하도록 상기 중공관에 내장되는 커넥션 바를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the shaft; a main exciter including an excitation rotor rotatable by the shaft, and an excitation stator forming a magnetic field to generate an excitation current through electromagnetic induction in the excitation rotor; a rectifier for rectifying the excitation current of the main exciter; and a main generator including a main rotor capable of being rotated by the shaft and receiving an excitation current from the rectifier, and a main stator electromagnetically induced by rotation of the main rotor to generate a generated current, , the shaft is a hollow tube; and a connection bar embedded in the hollow tube to electrically connect between the rectifier and the main rotor.

이때, 상기 샤프트는 상기 중공관의 내부를 종단면으로 분리하는 분리판을 더 포함할 수 있다.In this case, the shaft may further include a separating plate for separating the interior of the hollow tube into a longitudinal section.

또한, 상기 커넥션 바는 상기 정류기의 양극 여자 전류를 상기 주 회전자에 전달하도록 상기 분리판의 일면에 마련되는 제1 커넥션 바; 및 상기 정류기의 음극 여자 전류를 상기 주 회전자에 전달하도록 상기 분리판의 타면에 마련되는 제2 커넥션 바를 포함할 수 있다.In addition, the connection bar may include a first connection bar provided on one surface of the separating plate to transmit the positive excitation current of the rectifier to the main rotor; and a second connection bar provided on the other surface of the separator to transmit the negative excitation current of the rectifier to the main rotor.

또한, 상기 샤프트는 상기 중공관의 내경면과 상기 커넥션 바의 외경면 사이에 배치되는 절연 튜브; 상기 제1 커넥션 바 및 상기 제2 커넥션 바를 상기 분리판에 고정하기 위한 절연핀; 상기 제1 커넥션 바 및 상기 제2 커넥션 바의 일단과 상기 정류기 사이를 전기적으로 연결하는 샤프트 버스; 및 상기 제1 커넥션 바 및 상기 제2 커넥션 바의 타단과 상기 주 회전자 사이를 전기적으로 연결하는 회전자 리드를 더 포함할 수 있다.In addition, the shaft may include an insulating tube disposed between the inner diameter surface of the hollow tube and the outer diameter surface of the connection bar; an insulating pin for fixing the first connection bar and the second connection bar to the separating plate; a shaft bus electrically connecting one end of the first connection bar and the second connection bar and the rectifier; and a rotor lead electrically connecting the other ends of the first connection bar and the second connection bar to the main rotor.

또한, 상기 정류기는 상기 회전축에 결합되고, 외경면에 복수 개의 방열홈부가 원주방향을 따라 이격 형성되며, 내경면에 복수 개의 장착홈부가 상기 방열홈부에 교번되도록 원주방향을 따라 이격 형성되는 다이오드 휠; 및 상기 장착홈부에 조립되는 다이오드 모듈을 포함할 수 있다.In addition, the rectifier is coupled to the rotation shaft, a plurality of heat dissipation grooves are formed spaced apart along the circumferential direction on an outer diameter surface, and a plurality of mounting grooves on the inner diameter surface are formed to be spaced apart along the circumferential direction so that the heat dissipation grooves are alternately formed. ; and a diode module assembled to the mounting groove.

또한, 본 발명은 상기 여자 고정자에서 자기장이 형성되도록 상기 여자 고정자에 여자 전류를 공급하는 서브 여자기를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a sub-exciter for supplying an excitation current to the excitation stator so that a magnetic field is formed in the excitation stator.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 여자전류의 전달 구조를 발전기의 샤프트에 일치시킴으로써, 샤프트의 원심력 및 진동 등으로 인한 부품 손상을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다. In addition, according to embodiments of the present invention, by matching the excitation current transmission structure to the shaft of the generator, there is an effect that damage to parts due to centrifugal force and vibration of the shaft can be reduced.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 정류기의 방열 구조를 통해, 다이오드의 발열을 효과적으로 방열할 수 있다는 효과가 있다. In addition, according to embodiments of the present invention, there is an effect that the heat of the diode can be effectively dissipated through the heat dissipation structure of the rectifier.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기에서, 샤프트에 장착된 정류기 및 주 발전장치의 주 회전자를 일측에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기에서, 샤프트에 장착된 정류기 및 주 발전장치의 주 회전자를 타측에서 바라본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기의 샤프트를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기의 샤프트로부터 중공관, 절연 튜브 및 제1 커넥션 바를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정류기의 정류 회로를 도시한 회로도이다.1 is a block diagram showing a generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of the main rotor of the rectifier and the main generator mounted on the shaft in the generator according to an embodiment of the present invention viewed from one side.
3 is a perspective view of the main rotor of the rectifier and the main generator mounted on the shaft in the generator according to an embodiment of the present invention viewed from the other side.
Figure 4 is a perspective view showing the shaft of the generator according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing a hollow tube, an insulating tube, and a first connection bar separated from the shaft of the generator according to an embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram illustrating a rectifier circuit of a rectifier according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, specific embodiments for implementing the spirit of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접속', '공급', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접속, 공급, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, when it is mentioned that a component is 'connected', 'supported', 'connected', 'supplied', 'transferred', or 'contacted' to another component, it is directly connected, supported, connected, It should be understood that supply, delivery, and contact may occur, but other components may exist in between.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.In addition, in this specification, the expression of the upper side, the lower side, the side, etc. is described with reference to the drawings in the drawings, and it is clarified in advance that if the direction of the object is changed, it may be expressed differently. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings, and the size of each component does not fully reflect the actual size.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Also, terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by these terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The meaning of "comprising," as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, operation, element, component, and/or group. It does not exclude the existence or addition of

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 발전기의 구체적인 구성에 대하여 설명한다. Hereinafter, a detailed configuration of the generator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기에서, 샤프트에 장착된 정류기 및 주 발전장치의 주 회전자를 일측에서 바라본 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기에서, 샤프트에 장착된 정류기 및 주 발전장치의 주 회전자를 타측에서 바라본 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기의 샤프트를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기의 샤프트로부터 중공관, 절연 튜브 및 제1 커넥션 바를 분리하여 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정류기의 정류 회로를 도시한 회로도이다.1 is a block diagram showing a generator according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a rectifier mounted on the shaft in the generator according to an embodiment of the present invention, viewed from one side of the main rotor of the main generator 3 is a perspective view of the generator according to an embodiment of the present invention, a rectifier mounted on the shaft and a main rotor of the main generator as viewed from the other side, and FIG. 4 is a generator according to an embodiment of the present invention. A perspective view showing the shaft, Figure 5 is a perspective view showing the hollow tube, the insulating tube and the first connection bar separated from the shaft of the generator according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a perspective view according to an embodiment of the present invention It is a circuit diagram showing the rectifier circuit of the rectifier.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기(10)는, 샤프트(100), 메인 여자기(200), 정류기(300), 주 발전장치(400) 및 서브 여자기(500)를 포함할 수 있다.1 to 6, the generator 10 according to an embodiment of the present invention, the shaft 100, the main exciter 200, the rectifier 300, the main generator 400 and the sub-exciter (500).

구체적으로, 샤프트(100)는 발전기(10)의 회전축으로 이해될 수 있다. 샤프트(100)에는 메인 여자기(200)의 여자 회전자(210), 정류기(300), 서브 여자기(500)의 서브 회전자(510)와, 주 발전장치(400)의 주 회전자(410)가 장착될 수 있다.Specifically, the shaft 100 may be understood as a rotation axis of the generator 10 . The shaft 100 has an excitation rotor 210 of the main exciter 200, a rectifier 300, a sub-rotor 510 of the sub-exciter 500, and a main rotor ( 410) may be mounted.

이러한 샤프트(100)는 중공관(110), 커넥션 바(120), 분리판(130), 절연 튜브(140), 절연핀(150), 샤프트 버스(160) 및 회전자 리드(170)를 포함할 수 있다. The shaft 100 includes a hollow tube 110 , a connection bar 120 , a separator 130 , an insulating tube 140 , an insulating pin 150 , a shaft bus 160 and a rotor lead 170 . can do.

중공관(110)은 중공형상의 파이프 형태로 제공될 수 있다. 중공관(110)의 내부에는 커넥션 바(120)가 배치될 수 있고, 중공관(110)의 내경면과 커넥션 바(120)의 외경면 사이에는 절연 튜브(140)가 구비될 수 있다. 중공관(110)의 내부 공간은 분리판(130)에 의해 구획될 수 있다.The hollow tube 110 may be provided in the form of a hollow pipe. The connection bar 120 may be disposed inside the hollow tube 110 , and the insulating tube 140 may be provided between the inner diameter surface of the hollow tube 110 and the outer diameter surface of the connection bar 120 . The inner space of the hollow tube 110 may be partitioned by the separating plate 130 .

커넥션 바(120)는 중공관(110)에 내장되어, 정류기(300)와 주 회전자(410) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 이러한 커넥션 바(120)는 분리판(130)에 의해 구획된 중공관(110)의 분리 공간에 각각 마련되는 제1 커넥션 바(121) 및 제2 커넥션 바(122)를 포함할 수 있다. The connection bar 120 may be embedded in the hollow tube 110 to electrically connect the rectifier 300 and the main rotor 410 . The connection bar 120 may include a first connection bar 121 and a second connection bar 122 respectively provided in the separation space of the hollow tube 110 partitioned by the separation plate 130 .

예컨대, 제1 커넥션 바(121)는 반구형 기둥 형태로 구성되어, 정류기(300)의 양극 여자 전류를 주 회전자(410)에 전달할 수 있다. 이때, 제1 커넥션 바(121)의 곡률면은 절연 튜브(140)의 일측 내경면에 밀착될 수 있고, 제1 커넥션 바(121)의 평면은 분리판(130)의 일면에 밀착될 수 있다. 제2 커넥션 바(122)는 제1 커넥션 바(121)와 대칭되는 반구형 기둥 형태로 구성되어, 정류기(300)의 음극 여자 전류를 주 회전자(410)에 전달할 수 있다. 이때, 제2 커넥션 바(122)의 곡률면은 절연 튜브(140)의 타측 내경면에 밀착될 수 있고, 제2 커넥션 바(122)의 평면은 분리판(130)의 타면에 밀착될 수 있다. For example, the first connection bar 121 may be configured in a hemispherical column shape to transmit the positive excitation current of the rectifier 300 to the main rotor 410 . At this time, the curvature surface of the first connection bar 121 may be in close contact with the inner diameter surface of one side of the insulating tube 140 , and the plane of the first connection bar 121 may be in close contact with one surface of the separation plate 130 . . The second connection bar 122 is configured in a hemispherical column shape symmetrical to the first connection bar 121 , and may transmit the negative excitation current of the rectifier 300 to the main rotor 410 . At this time, the curvature surface of the second connection bar 122 may be in close contact with the inner diameter surface of the other side of the insulating tube 140 , and the plane of the second connection bar 122 may be in close contact with the other surface of the separation plate 130 . .

분리판(130)은 절연을 위한 절연 플레이트로 제공될 수 있다. 분리판(130)은 중공관(110)의 내부를 종단면으로 분리하여 구획함으로써, 분리판(130)에 의해 구획된 중공관(110)의 분리 공간 사이를 절연시킬 수 있다. 분리판(130)에 의해 구획된 중공관(110)의 분리 공간에는, 커넥션 바(120)가 설치될 수 있다. The separator 130 may serve as an insulation plate for insulation. The separator 130 may insulate between the separation spaces of the hollow tube 110 partitioned by the separator 130 by dividing the interior of the hollow tube 110 by a longitudinal section. In the separation space of the hollow tube 110 partitioned by the separation plate 130 , the connection bar 120 may be installed.

절연 튜브(140)는 중공관(110)의 직경보다 작은 직경을 갖는 튜브 형태로 제공될 수 있다. 절연 튜브(140)는 중공관(110)의 내경면과 커넥션 바(120)의 외경면 사이에 배치될 수 있다. 절연 튜브(140)는 절연 물질을 포함하므로, 중공관(110)과 커넥션 바(120) 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있다.The insulating tube 140 may be provided in the form of a tube having a diameter smaller than that of the hollow tube 110 . The insulating tube 140 may be disposed between the inner diameter surface of the hollow tube 110 and the outer diameter surface of the connection bar 120 . Since the insulating tube 140 includes an insulating material, it is possible to electrically insulate between the hollow tube 110 and the connection bar 120 .

절연핀(150)은 분리판(130)의 길이방향으로 이격하여 배치되는 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 절연핀(150)은 분리판(130)을 관통하여 제1 커넥션 바(121) 및 제2 커넥션 바(122)를 분리판(130)에 고정할 수 있다. 복수 개의 절연핀(150)은 제1 커넥션 바(121) 및 제2 커넥션 바(122) 간에 절연을 위한 절연 물질을 포함할 수 있다.A plurality of insulating pins 150 may be provided to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the separator 130 . The plurality of insulating pins 150 may pass through the separation plate 130 to fix the first connection bar 121 and the second connection bar 122 to the separation plate 130 . The plurality of insulation pins 150 may include an insulation material for insulation between the first connection bar 121 and the second connection bar 122 .

샤프트 버스(160)는 제1 커넥션 바(121) 및 제2 커넥션 바(122)의 일단과 정류기(300) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 일 예로, 샤프트 버스(160)는 제1 커넥션 바(121)의 일단과 정류기(300)의 양극형 다이오드에 전기적으로 연결되는 제1 버스(161)와, 제2 커넥션 바(122)의 일단과 정류기(300)의 음극형 다이오드에 전기적으로 연결되는 제2 버스(162)로 구성될 수 있다.The shaft bus 160 may electrically connect one end of the first connection bar 121 and the second connection bar 122 and the rectifier 300 . For example, the shaft bus 160 includes a first bus 161 electrically connected to one end of the first connection bar 121 and a bipolar diode of the rectifier 300 , and one end of the second connection bar 122 , and The second bus 162 may be electrically connected to the cathode diode of the rectifier 300 .

회전자 리드(170)는 제1 커넥션 바(121) 및 제2 커넥션 바(122)의 타단과 주 회전자(410) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 이러한 회전자 리드(170)는 제1 커넥션 바(121)의 타단과 양극형 주 회전자 사이를 연결하는 제 1 리드(171)와, 제2 커넥션 바(122)의 타단과 음극형 주 회전자 사이를 연결하는 제 2 리드(172)로 이루어질 수 있다. The rotor lead 170 may electrically connect between the other ends of the first connection bar 121 and the second connection bar 122 and the main rotor 410 . The rotor lead 170 includes a first lead 171 connecting the other end of the first connection bar 121 and the positive main rotor, and the other end of the second connection bar 122 and the negative main rotor. The second lead 172 may be connected therebetween.

메인 여자기(200)는 샤프트(100)에 의해 회전이 가능한 여자 회전자(210)와, 여자 회전자(210) 사이에 전자기 유도가 가능한 여자 고정자(220)를 포함할 수 있다. 여자 회전자(210)는 샤프트(100)에 고정 설치되므로, 샤프트(100)의 회전시, 샤프트(100)와 연동하여 회전될 수 있다. The main exciter 200 may include an excitation rotor 210 rotatable by the shaft 100 and an excitation stator 220 capable of electromagnetic induction between the excitation rotor 210 . Since the excitation rotor 210 is fixedly installed on the shaft 100 , when the shaft 100 rotates, it can be rotated in conjunction with the shaft 100 .

여자 회전자(210)는 여자 고정자(220) 간 자속 변동에 따른 전류를 유도할 수 있는 회전자로 이해될 수 있다. 예컨대, 여자 회전자(210)는 여자 고정자(220)와의 전자기 유도를 통해 교류 형태의 여자 전류를 생성할 수 있다. 교류 형태의 여자 전류는 정류기(300)로 공급될 수 있다. The excitation rotor 210 may be understood as a rotor capable of inducing a current according to a change in magnetic flux between the excitation stators 220 . For example, the excitation rotor 210 may generate an alternating current excitation current through electromagnetic induction with the excitation stator 220 . An alternating current excitation current may be supplied to the rectifier 300 .

여자 고정자(220)는 여자 회전자(210)와의 자기 유도에 의해 유도 전류를 생성할 수 있는 여자 권선을 포함할 수 있다. 이를 위해, 여자 권선은 서브 여자기(500)로부터 유도 전류를 공급받을 수 있다. 여자 권선이 전자석화되어 자기장을 형성하면, 여자 고정자(220)는 여자 회전자(210)와의 전자기 유도를 통해 여자 전류가 발생되도록 할 수 있다.The excitation stator 220 may include an excitation winding capable of generating an induced current by magnetic induction with the excitation rotor 210 . To this end, the excitation winding may receive an induced current from the sub exciter 500 . When the excitation winding is electromagnetized to form a magnetic field, the excitation stator 220 may generate an excitation current through electromagnetic induction with the excitation rotor 210 .

정류기(300)는 샤프트(100)와 연동되도록 샤프트(100)에 설치되어, 메인 여자기(200)의 여자 전류를 정류할 수 있다. 이러한 정류기(300)는 샤프트(100)에 결합되는 다이오드 휠(310)과, 다이오드 휠(310)에 장착되는 다이오드 모듈(320)을 포함할 수 있다. 다이오드 휠(310)은 원통형의 고리 형태로 제공될 수 있다. 다이오드 휠(310)은 다이오드(321)의 발열을 방열시키기 위한 방열 구조를 제공할 수 있다. The rectifier 300 may be installed on the shaft 100 so as to be interlocked with the shaft 100 to rectify the excitation current of the main exciter 200 . The rectifier 300 may include a diode wheel 310 coupled to the shaft 100 and a diode module 320 mounted on the diode wheel 310 . The diode wheel 310 may be provided in the form of a cylindrical ring. The diode wheel 310 may provide a heat dissipation structure for dissipating heat generated by the diode 321 .

예를 들어, 다이오드 휠(310)의 외경면에는 복수 개의 방열홈부(311)가 원주방향을 따라 이격 형성될 수 있다. 그리고 복수 개의 방열홈부(311) 사이에는 다이오드 휠(310)의 원주방향으로 연장형성되는 복수 개의 방열 리브가 형성될 수 있다. 다이오드 휠(310)의 내경면에는 다이오드 모듈(320)이 장착 가능한 복수 개의 장착홈부(312)가 형성될 수 있다. 복수 개의 장착홈부는 방열홈부(311)에 교번되도록 원주방향을 따라 이격 형성될 수 있다. For example, a plurality of heat dissipation grooves 311 may be formed to be spaced apart from each other in the circumferential direction on the outer diameter surface of the diode wheel 310 . A plurality of heat dissipation ribs extending in the circumferential direction of the diode wheel 310 may be formed between the plurality of heat dissipation grooves 311 . A plurality of mounting grooves 312 in which the diode module 320 can be mounted may be formed on the inner diameter surface of the diode wheel 310 . A plurality of mounting grooves may be formed to be spaced apart along the circumferential direction so as to alternate in the heat dissipation grooves 311 .

다이오드 모듈(320)은 방열 구조를 갖는 모듈 하우징과, 모듈 하우징에 구비되는 다이오드(321)를 포함할 수 있다. 여기서, 다이오드(321)는 양극형 다이오드(캐소드)와 음극형 다이오드(애노드)로 구성될 수 있다.The diode module 320 may include a module housing having a heat dissipation structure and a diode 321 provided in the module housing. Here, the diode 321 may be composed of an anode-type diode (cathode) and a cathode-type diode (anode).

주 발전장치(400)는 메인 여자기(200)로부터 공급받은 여자 전류를 이용하여 발전 전류를 생성할 수 있다. 이를 위해, 주 발전장치(400)는 샤프트(100)에 의해 회전이 가능한 주 회전자(410)와, 주 회전자(410)의 회전에 의해 전자기 유도가 가능한 주 고정자(420)를 포함할 수 있다. 주 회전자(410)는 샤프트(100)에 고정 설치되므로, 샤프트(100)의 회전시, 샤프트(100)와 연동하여 회전될 수 있다. 주 회전자(410)는 여자 회전자(210)로부터 공급받은 여자 전류에 의해 전자석화되어 자기장을 형성할 수 있다. The main generator 400 may generate a generated current using the excitation current supplied from the main exciter 200 . To this end, the main generator 400 may include a main rotor 410 rotatable by the shaft 100 and a main stator 420 capable of electromagnetic induction by rotation of the main rotor 410 . have. Since the main rotor 410 is fixedly installed on the shaft 100 , when the shaft 100 rotates, it can be rotated in conjunction with the shaft 100 . The main rotor 410 may be electromagnetized by the excitation current supplied from the excitation rotor 210 to form a magnetic field.

주 고정자(420)는 주 회전자(410)의 외경측에 대향 배치되어, 주 회전자(410)의 회전에 의해 전자기 유도되어 발전 전기를 생성할 수 있다. 주 고정자(420)는 서브 여자기(500)로부터 유도 전류를 공급받을 수 있다. The main stator 420 is disposed opposite to the outer diameter side of the main rotor 410 , and may be electromagnetically induced by the rotation of the main rotor 410 to generate electricity. The main stator 420 may receive an induced current from the sub-exciter 500 .

서브 여자기(500)는 여자 고정자(220)에서 자기장이 형성되도록 여자 고정자(220)에 여자 전류를 공급할 수 있다. 이러한 서브 여자기(500)는 서브 회전자(510) 및 서브 고정자(520)를 포함할 수 있다. The sub exciter 500 may supply an excitation current to the excitation stator 220 so that a magnetic field is formed in the excitation stator 220 . The sub exciter 500 may include a sub rotor 510 and a sub stator 520 .

일 예로, 서브 여자기(500)는 영구자석 발전장치(PMG)일 수 있다. 예컨대, 서브 여자기(500)에서 발생된 교류 전원은 레귤레이터(610: Regulator, 주로 AVR : Auto Voltage Regulator) 등을 통해, 직류로 메인 여자기(200)의 여자기 고정자로 공급될 수 있다.For example, the sub exciter 500 may be a permanent magnet generator (PMG). For example, the AC power generated by the sub exciter 500 may be supplied to the exciter stator of the main exciter 200 by direct current through a regulator 610 (regulator, mainly AVR: Auto Voltage Regulator).

이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 발전기의 작용 및 효과에 대하여 설명한다. Hereinafter, the operation and effect of the generator having the configuration as described above will be described.

먼저, 샤프트(100)가 회전되면, 샤프트(100)의 회전에 의해 메인 여자기(200)의 여자 회전자(210)가 회전될 수 있다. 이때, 메인 여자기(200)의 여자 고정자(220)는 서브 여자기(500)로부터 유도 전류를 공급받아, 전자석화되어 자기장을 형성할 수 있다. 이에 따라, 여자 회전자(210)와 여자 고정자(220) 간에 자기 유도가 발생될 수 있고, 이 자기 유도에 의해 여자 회전자(210)에는 교류 형태의 유도 전류가 생성될 수 있다.First, when the shaft 100 is rotated, the excitation rotor 210 of the main exciter 200 may be rotated by the rotation of the shaft 100 . At this time, the excitation stator 220 of the main exciter 200 may receive an induced current from the sub exciter 500 and be electromagnetized to form a magnetic field. Accordingly, magnetic induction may occur between the exciting rotor 210 and the exciting stator 220 , and an alternating current induced current may be generated in the exciting rotor 210 by this magnetic induction.

여자 회전자(210)에서 생성된 교류 형태의 유도 전류는, 정류기(300)에 공급되어 직류 형태의 유도 전류로 정류될 수 있다. 정류기(300)를 통해 정류된 직류 형태의 유도 전류는, 샤프트(100) 내 구비된 제1 커넥션 바(121) 및 제2 커넥션 바(122)를 통해 주 발전장치(400)의 주 회전자(410)에 공급될 수 있다. The alternating current induced current generated by the excitation rotor 210 may be supplied to the rectifier 300 to be rectified into a direct current induced current. The induced current in the form of direct current rectified through the rectifier 300 is the main rotor ( 410) can be supplied.

이때, 제1 커넥션 바(121)는 정류기(300)의 양극 여자 전류를 주 회전자(410)에 전달할 수 있고, 제2 커넥션 바(122)는 정류기(300)의 음극 여자 전류를 주 회전자(410)에 전달할 수 있다. 이와 같이, 제1 커넥션 바(121) 및 제2 커넥션 바(122)가 샤프트(100)에 일치됨으로써, 샤프트(100)의 원심력 및 진동 등으로 인한 부품 손상이 현저하게 감소될 수 있다.At this time, the first connection bar 121 may transmit the positive excitation current of the rectifier 300 to the main rotor 410 , and the second connection bar 122 may transmit the negative excitation current of the rectifier 300 to the main rotor. 410 may be forwarded. As such, since the first connection bar 121 and the second connection bar 122 coincide with the shaft 100 , damage to parts due to centrifugal force and vibration of the shaft 100 can be significantly reduced.

주 발전장치(400)의 주 회전자(410)에 여자 전류가 공급되면, 주 회전자(410)는 여자 전류에 의해 자기장을 형성할 수 있고, 주 고정자(420)는 주 회전자(410)와 유기되어 발전 전류를 생성할 수 있다. 생성된 발전 전류는 발전기의 출력선로를 통해 부하설비로 공급될 수 있다.When an excitation current is supplied to the main rotor 410 of the main generator 400 , the main rotor 410 may form a magnetic field by the excitation current, and the main stator 420 is the main rotor 410 . and can be induced to generate power generation current. The generated generated current may be supplied to a load facility through an output line of the generator.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.Although the embodiments of the present invention have been described as specific embodiments, these are merely examples, and the present invention is not limited thereto, and should be construed as having the widest scope according to the basic idea disclosed herein. A person skilled in the art may implement a pattern of a shape not indicated by combining/substituting the disclosed embodiments, but this also does not depart from the scope of the present invention. In addition, those skilled in the art can easily change or modify the disclosed embodiments based on the present specification, and it is clear that such changes or modifications also fall within the scope of the present invention.

100 :샤프트 110 :중공관
120 :커넥션 바 130 :분리판
140 :절연튜브 150 :절연핀
160 :샤프트 버스 170 :회전자 리드
200 :메인 여자기 210 :여자 회전자
220 :여자 고정자 300 :정류기
310 :다이오드 휠 311 :방열홈부
312 :장착홈부 400 :주 발전장치
410 :주 회전자 420 :주 고정자
500 :서브 여자기 510 :서브 회전자
520 :서브 고정자100: shaft 110: hollow tube
120: connection bar 130: divider plate
140: insulating tube 150: insulating pin
160: shaft bus 170: rotor lead
200: main excitation 210: female rotor
220: excitation stator 300: rectifier
310: diode wheel 311: heat dissipation groove
312: mounting groove 400: main generator
410: main rotor 420: main stator
500: sub exciter 510: sub rotor
520: sub stator

Claims (6)

샤프트;
상기 샤프트에 의해 회전이 가능한 여자 회전자와, 상기 여자 회전자에서 전자기 유도를 통한 여자 전류가 발생되도록 자기장을 형성하는 여자 고정자를 포함하는 메인 여자기;
상기 메인 여자기의 여자 전류를 정류하기 위한 정류기; 및
상기 샤프트에 의해 회전이 가능하고, 상기 정류기에서 여자 전류를 공급받는 주 회전자와, 발전 전류를 발생하도록 상기 주 회전자의 회전에 의해 전자기 유도되는 주 고정자를 포함하는 주 발전장치를 포함하고,
상기 샤프트는
중공관과, 상기 정류기와 상기 주 회전자 사이를 전기적으로 연결하도록 상기 중공관에 내장되는 커넥션 바와, 상기 중공관의 내부를 분리하기 위해 상기 중공관의 내부에 배치되고, 상기 중공관의 종단면을 따라 연장되는 분리판을 포함하고,
상기 커넥션 바는
상기 정류기의 양극 여자 전류를 상기 주 회전자에 전달하도록 상기 분리판의 일면에 마련되는 제1 커넥션 바와, 상기 정류기의 음극 여자 전류를 상기 주 회전자에 전달하도록 상기 분리판의 타면에 마련되는 제2 커넥션 바를 포함하되,
상기 샤프트는
상기 중공관의 내경면과 상기 커넥션 바의 외경면 사이에 배치되는 절연 튜브와, 상기 제1 커넥션 바 및 상기 제2 커넥션 바를 상기 분리판에 고정하기 위한 절연핀과, 상기 제1 커넥션 바 및 상기 제2 커넥션 바의 일단과 상기 정류기 사이를 전기적으로 연결하는 샤프트 버스와, 상기 제1 커넥션 바 및 상기 제2 커넥션 바의 타단과 상기 주 회전자 사이를 전기적으로 연결하는 회전자 리드를 더 포함하는,
축 일치 여자전류 전달형 발전기.shaft;
a main exciter including an excitation rotor rotatable by the shaft, and an excitation stator forming a magnetic field to generate an excitation current through electromagnetic induction in the excitation rotor;
a rectifier for rectifying the excitation current of the main exciter; and
A main generator capable of being rotated by the shaft and comprising a main rotor receiving an excitation current from the rectifier, and a main stator electromagnetically induced by rotation of the main rotor to generate a generated current,
the shaft is
A hollow tube, a connection bar built into the hollow tube to electrically connect the rectifier and the main rotor, and disposed inside the hollow tube to separate the interior of the hollow tube, the longitudinal section of the hollow tube comprising a separator plate extending along the
The connection bar is
A first connection bar provided on one surface of the separator to transmit the positive excitation current of the rectifier to the main rotor, and a first connection bar provided on the other surface of the separator to transmit the negative excitation current of the rectifier to the main rotor 2 including a connection bar,
the shaft is
an insulating tube disposed between an inner diameter surface of the hollow tube and an outer diameter surface of the connection bar; an insulation pin for fixing the first connection bar and the second connection bar to the separation plate; Further comprising: a shaft bus electrically connecting one end of the second connection bar and the rectifier; and a rotor lead electrically connecting the other end of the first connection bar and the second connection bar and the main rotor ,
Shaft-matched excitation current-carrying generator. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 정류기는
상기 샤프트에 결합되고, 외경면에 복수 개의 방열홈부가 원주방향을 따라 이격 형성되며, 내경면에 복수 개의 장착홈부가 상기 방열홈부에 교번되도록 원주방향을 따라 이격 형성되는 다이오드 휠; 및
상기 장착홈부에 조립되는 다이오드 모듈을 포함하는,
축 일치 여자전류 전달형 발전기.The method of claim 1,
the rectifier
a diode wheel coupled to the shaft, a plurality of heat dissipation grooves formed to be spaced apart along a circumferential direction on an outer diameter surface, and a plurality of mounting grooves formed to be spaced apart along a circumferential direction so that a plurality of mounting grooves are alternately formed with the heat dissipation grooves on an inner diameter surface; and
Containing a diode module assembled to the mounting groove portion,
Shaft-matched excitation current-carrying generator. 제 1 항에 있어서,
상기 여자 고정자에서 자기장이 형성되도록 상기 여자 고정자에 여자 전류를 공급하는 서브 여자기를 더 포함하는,
축 일치 여자전류 전달형 발전기.The method of claim 1,
Further comprising a sub-exciter for supplying an excitation current to the excitation stator so that a magnetic field is formed in the excitation stator,
Shaft-matched excitation current-carrying generator.
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