KR101084354B1 - 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터에 관한 것으로서, 발전기의 메인 로우터에 설치되는 제동권선을 알루미늄 봉과 알루미늄판으로 용접하여 설치할 수 있도록 한 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 발전기의 메인 로우터의 각 자극편에 형성된 다수개의 슬롯에 알루미늄 봉을 삽입한 후 그 양단에 알루미늄판을 덧대어 용접하여 결합시킴으로써, 제동권선의 장착이 전기적 및 기계적으로 안전하면서도 보다 간단하게 설치될 수 있도록 한 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터를 제공한다.

Description

제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터{Rotor of generator having damper winding}

본 발명은 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발전기의 메인 로우터에 설치되는 제동권선을 알루미늄 봉 및 알루미늄판으로 이용하여 보다 간단하게 설치할 수 있도록 한 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터에 관한 것이다.

일반적으로 병원이나 은행 및 방송국 등 각종 빌딩에는 상용 전력이 정전되었을 때를 대비하여 비상용 교류발전기를 설치하고 있다.

상기 비상용 교류발전기는 화석연료를 에너지원으로 하는 내연기관인 디젤엔진을 이용하여 구동되는 일종의 소형 발전기로서, 발전된 전력을 빌딩 내의 전력 설비에 공급하는 역할을 한다.

이러한 교류발전기를 구동하는 디젤엔진은 왕복운동형 원동기이므로 그 기통수의 관계에서 토오크가 맥동하여 이것이 발전기 특성에 나쁜 영향을 미친다.
따라서 회전 작동 상태에서 발전기가 갑작스럽게 부하변동을 하게 되면, 디젤엔진의 토오크는 맥동하므로 운전중 각속도가 일정치 않아 이것 때문에 발전기의 상차각도가 평균부하에서의 상차각을 중심으로 맥동하는 고조파가 발생하여 발전중인 전기계통에 간섭을 일으켜 부하전력 계통에 저질의 전기를 공급하게 되며, 또한 발전기의 로우터에 이상진동 현상을 일으키게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위하여, 상기 맥동하는 고조파를 제거시키고자 발전기의 상차각 변동에 따라 제동권선(damper winding)에 전류를 감지하여 그 변동량에 따라 계자자속의 유도 자속량을 변화시켜 상기 현상의 원인인 맥동 고조파를 제거시키는 방법으로서, 제동권선의 설치는 발전기의 메인 로우터에 보다 간단하게 설치할 수 있어야 한다.

또한, 종래의 제동권선은 로우터의 철심에 형성된 슬롯에 구리 재질의 도체를 넣고, 이 도체의 양끝단을 단락환으로 단락시킨 구조로 되어 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 로우터의 계자철심(1')에 형성된 다수개의 슬롯(2')에 봉도체 형태의 제동권선(3')를 끼운 후, 이 제동권선(3')의 양단부를 단락시키며 고정하기 위한 단락환(4')을 별도로 구비한 다음, 이 단락환(4')에 형성된 각 구멍(7')에 제동권선(3')을 삽입하여 조립시키게 된다.

그런데, 이러한 종래 제동권선의 조립은 각 도체를 단란환의 각 구멍과 일직선으로 맞추어 주면서 끼우는 작업이 쉽지 않으므로 도체와 단락환 간의 조립작업이 까다롭고 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 발전기의 메인 로우터의 각 자극편에 형성된 다수개의 슬롯에 알루미늄봉을 삽입한 후, 그 양단에 알루미늄판을 용접하여 결합시킴으로써, 제동권선의 장착이 전기적 및 기계적으로 안전하면서도 보다 간단하게 설치될 수 있도록 한 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 교류발전기의 샤프트에 회전 가능하게 체결되는 메인 로우터의 외주부에 다수개의 슬롯을 등간격으로 형성하고, 각 슬롯에 알루미늄 봉을 삽입한 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터에 있어서, 상기 각 슬롯에 삽입한 알루미늄 봉의 양단부에는 알루미늄판을 덧대어 용접하도록 하며; 상기 메인 로우터는 자극편인 십자형 단면 구조의 주발전기용 계자철심과 이 주발전기용 계자철심에 감겨지는 주발전기용 계자권선으로 구성되고; 상기 다수개의 슬롯은 주발전기용 계자철심의 외주부에서 길이방향을 따라 관통 형성됨과 함께 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터를 제공한다.

삭제

본 발명은 상기한 과제 해결 수단을 통하여 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 메인 로우터의 각 자극편에 형성된 슬롯에 알루미늄 봉 형상의 제동권선을 삽입한 후 그 양단에 알루미늄판을 용접하여 결합시킴으로써, 제동권선의 조립상태가 전기적 및 기계적으로 안전하면서도 견고하게 이루어질 수 있게 되며, 조립작업이 간단하게 이루어져 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제동권선이 내장된 로우터를 갖는 교류발전기의 나타내는 분리사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제동권선이 내장된 로우터를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제동권선이 내장된 메인 로우터의 조립상태를 보여주는 사시도이다.
도 4는 종래의 제동권선이 설치된 로우터를 나타내는 개략도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 교류발전기로서 주발전기와 반대 구조인 회전전기자형 교류발전장치와 정류기를 주발전기의 동일축상에 직결하여, 이 교류발전장치 및 정류기로부터 발생된 직류전원을 동일축상에서 리드선으로 공급받는 주발전기의 메인 로우터에 제동권선을 보다 간단하게 설치할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

먼저, 첨부한 도 1을 참조하여 본 발명의 로우터를 갖는 교류발전기의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 발전기는 병원이나 은행 및 방송국 등의 각종 빌딩에 상용 전력이 정전되었을 때를 대비한 비상용 교류발전기로서, 소정 체적의 프레임 어셈블리(23)를 하우징으로 하고, 그 내부에 발전기의 세부 구성들이 집약적으로 설치되며, 프레임 어셈블리(23)의 상단부에는 터미널 보드 어셈블리(29) 및 전압자동조절장치(30, AVR)가 설치되는 터미널 박스 어셈블리(26)가 일체로 형성된다.

또한, 발전기의 회전축인 샤프트(9)의 일단부에는 팬(8)이 결합되고, 이 팬(8)에는 스페이서(6)와 커플링(7)에 의하여 댐퍼 플레이트(1)가 결합되며, 이 댐퍼 플레이트(1)는 다수개의 장이 볼트(2, 4)와 와셔(3, 5)로 조립된 것이다.

또한, 상기 샤프트(9)의 중간 부분에는 메인 로우터(10)가 장착되고, 샤프트(9)의 타단부위에는 여자기 로우터(11)가 장착되어, 메인 로우터(10) 및 여자기 로우터(11)는 샤프트(9)에 나란히 동축을 이루며 회전 가능하게 조립된 상태가 된다.

특히, 상기 메인 로우터(10)는 십자형 단면 구조를 갖는 주발전기용 계자철심(10a)과, 이 주발전기용 계자철심(10a)에 감겨지는 주발전기용 계자권선(10b)으로 구성되고, 상기 여자기 로우터(11)는 여자기용 전기자철심(11a)과 여자기용 전기자권선(11b)으로 구성된다.

또한, 상기 여자기 로우터(11)의 다음에는 다이오드 어셈블리인 정류기(12)가 샤프트(9)상에 설치되고, 샤프트(9)의 끝단에는 베어링(13)이 조립된다.

이때, 상기 정류기(12)는 여자기 로우터(11)로부터 발생되는 삼상의 교류전원을 직류로 변환하여 리드선을 통해 메인 로우터(10)의 주발전기용 계자권선(10b)에 공급하는 역할을 한다.

한편, 원통형 하우징 구조를 갖는 프레임 어셈블리(23)의 내부에는 상기 메인 로우터(10)의 외경과 대응되는 메인 스테이터 어셈블리(22)가 설치되고, 또한 상기 여자기 로우터(11)의 외경과 대응되는 여자기 스테이터(31)가 설치된다.

또한, 상기 프레임 어셈블리(23)의 일측에는 상기 팬(8)을 커버하도록 프랜지 어댑터(14)와 팬커버(17)가 조립되고, 프레임 어셈블리(23)의 타측쪽에는 여자기 스테이터(31)를 고정시키는 엔드벨(34)이 조립된다.

보다 상세하게는, 상기 엔드벨(34)의 내면에는 다수개의 지지용 보스(40)가 일체로 돌출 형성되어, 여자기 스테이터(31)가 지지용 보스(40)에 볼트로 조립 고정되어 진다.

여기서, 첨부한 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 메인 로우터(10)의 자극편 즉, 십자형 단면 구조를 갖는 주발전기용 계자철심(10a)의 외주부에 길이방향을 따라 관통되는 동시에 원주방향을 따라 등간격을 이루는 다수개의 슬롯(50)을 형성하고, 각 슬롯(50) 내에 제동권선인 알루미늄 봉(52)을 삽입시킨다.

이어서, 상기 슬롯(50)의 양끝단으로 노출되는 알루미늄 봉(52)의 양단부에 알루미늄판(54)을 밀착시킨 다음, 용접을 통하여 알루미늄 봉(52)과 알루미늄판(54)이 서로 결합되도록 한다.

이렇게 알루미늄 봉(52) 형상의 제동권선을 메인 로우터(10)의 슬롯(50)에 삽입한 후, 그 양단에 알루미늄판(54)을 덧대어 용접으로 결합시킴으로써, 제동권선의 조립상태가 전기적 및 기계적으로 안전하면서도 견고하게 이루어질 수 있으며, 특히 조립작업이 간단하여 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 교류발전기의 디젤엔진은 왕복운동형 원동기이므로 그 기통수의 관계에서 회전 작동시키는 상태에 따라 발전기가 갑작스럽게 부하변동을 하게 되면, 디젤엔진의 토오크는 맥동하므로 운전중 각속도가 일정치 않아 이것 때문에 발전기 내부 상차각도가 평균부하에서의 상차각을 중심으로 맥동하는 고조파가 발생하면 발전기의 상차각 변동에 따라 제동권선(damper winding)의 전류가 변동하여 계자자속의 유도 자속량을 변화시켜 맥동하는 고조파를 제거시키게 되므로 발전기의 제동제어(braking control)가 원활하며, 발전기의 로우터에 발생하는 이상진동 현상을 방지할 수 있게 된다.

1 : 댐퍼 플레이트 2, 4 : 볼트
3, 5 : 와셔 6 : 스페이서
7 : 커플링 8 : 팬
9 : 샤프트 10 : 메인 로우터
10a : 주발전기용 계자철심 10b : 주발전기용 계자권선
11 : 여자기 로우터 11a : 여자기용 전기자철심
11b : 여자기용 전기자권선 12 : 정류기
13 : 베어링 14 : 플랜지 어댑터
17 : 팬커버 22 : 메인 스테이터
23 : 프레임 어셈블리 26 : 터미널 박스 어셈블리
29 : 터미널 보드 어셈블리 30 : 전압자동조절장치
31 : 여자기 스테이터 34 : 엔드벨
40 : 지지용 보스 50 : 슬롯
52 : 알루미늄 봉 54 : 알루미늄판

Claims (2)

1. 삭제
2. 교류발전기의 샤프트(9)에 회전 가능하게 체결되는 메인 로우터(10)의 외주부에 다수개의 슬롯(50)을 등간격으로 형성하고, 각 슬롯(50)에 알루미늄 봉(52)을 삽입한 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터에 있어서,
   상기 각 슬롯(50)에 삽입한 알루미늄 봉(52)의 양단부에는 알루미늄판(54)을 덧대어 용접하도록 하며;
   상기 메인 로우터(10)는 자극편인 십자형 단면 구조의 주발전기용 계자철심(10a)과 이 주발전기용 계자철심(10a)에 감겨지는 주발전기용 계자권선(10b)으로 구성되고;
   상기 다수개의 슬롯(50)은 주발전기용 계자철심(10a)의 외주부에서 길이방향을 따라 관통 형성됨과 함께 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 제동권선이 내장된 교류발전기의 로우터.

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