KR100440391B1 - 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형전동기 결합 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비접촉 전원공급으로 마찰로 인한 고장의 발생을 제거함과 아울러, 기존의 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템의 구조를 그대로 이용하면서 이동자에 추진력과 비접촉 전원공급을 할 수 있는 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템을 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 영구자석을 포함하여 구성된 전동기 이동자와, 전동기용 고정자 철심과 이 고정자 철심에 감겨진 고정자 권선으로 구성된 전동기 고정자를 포함하는 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기와; 변압기 철심과 이 철심에 감겨진 변압기 2차 권선으로 구성되어 상기 전동기 이동자와 연동하는 변압기 이동자와, 변압기용 고정자 철심과 이 변압기 고정자 철심에 감겨진 변압기용 고정자 1차 권선으로 구성된 변압기 고정자를 포함하고 상기 변압기 이동자와 상기 변압기 고정자가 서로 공극을 두고 설치된 비접촉 전원공급장치를 포함하여 구성된다.

Description

비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템 {A Integrated System Of Non-Contact Power Feed System And Transverse Flux Linear Motor With Permanent Magnetic Excitation}

본 발명은 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템의 이동자에 비접촉식으로 전원을 공급할 수 있으면서, 별도의 변압기를 가지지 않고서도 기존의 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템의 구조를 그대로 이용할 수 있는 간단하고경제적인 비접촉 전원공급장치와 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에 관한 것이다.

종래 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템에서는 이동자에 케이블이나 버스 바(bus bar)로 접촉식 전원공급을 하거나 비접촉 전원공급을 위해 별도의 공극이 있는 변압기가 필요하였다. 이와 같이 이동자에 케이블이나 버스 바로 접촉식 전원공급을 하는 것은 구조적으로 복잡하고 마찰로 인한 고장이 발생하기가 쉽다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 비접촉 전원공급으로 마찰로 인한 고장의 발생을 제거함과 아울러, 기존의 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템의 구조를 그대로 이용하면서 이동자에 추진력과 비접촉 전원공급을 할 수 있는 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템은, 영구자석을 포함하여 구성된 전동기 이동자와, 전동기용 고정자 철심과 이 고정자 철심에 감겨진 고정자 권선으로 구성된 전동기 고정자를 포함하는 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기와; 변압기 철심과 이 철심에 감져진 변압기 2차 권선으로 구성되어 상기 전동기 이동자와 연동하는 변압기 이동자와, 변압기용 고정자 철심과 이 변압기 고정자 철심에 감겨진 변압기용 고정자 1차 권선으로 구성된 변압기 고정자를 포함하고 상기 변압기 이동자와 상기 변압기 고정자가 서로 공극을 두고 설치된 비접촉 전원공급장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시양태에 따른 다상(多相) 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템은, 영구자석을 포함하여 구성된 전동기 이동자와, 전동기용 고정자 철심과 이 고정자 철심에 감겨진 고정자 권선으로 구성된 전동기 고정자를 포함하는 적어도 2개의 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기와; 변압기 철심과 이 철심에 감겨진 변압기 2차 권선으로 구성되어 상기 전동기 이동자와 연동하는 변압기 이동자와, 변압기용 고정자 철심과 이 변압기 고정자 철심에 감겨진 변압기용 고정자 1차 권선으로 구성된 변압기 고정자를 포함하고 상기 변압기 이동자와 상기 변압기 고정자가 서로 공극을 두고 설치된 적어도 2개의 비접촉 전원공급장치와; 상기 전동기 이동자와 상기 변압기 이동자를 지지하는 이동자 지지수단과; 상기 전동기 고정자를 지지하는 고정자 지지수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이동자 지지수단은 선형 베어링을 매개로 상기 고정자 지지수단에 의하여 지지되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 변압기 고정자 철심은 상기 전동기 고정자 철심과 일체로 결합되어 있고, 상기 전동기 고정자 권선은 상기 변압기용 고정자 1차 권선을 겸하는 것이 바람직하다.

또, 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심은 U자 형상으로 형성되고, 이 U자 형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심이 연속해서 나란히 결합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전동기 고정자 권선과 상기 변압기용 고정자 1차 권선은 상기 U자 형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심에서 두 개의 돌출부에 각각 감겨진 한쌍의 권선으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심 사이에는 이들을 분리하기 위한 비자성체가 일체로 결합되어 있고, 상기 전동기 이동자는 상기 U자형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심의 오목부에 위치되며, 상기 변압기 이동자는 상기 U자형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심의 돌출부 위쪽에 위치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전동기 이동자는 복수의 영구자석과 복수의 철심이 서로 번갈아 배치되어 일체로 결합되어 있고, 상기 영구자석과 철심은 이동자가 한 방향으로 이동하기 위해서 τ_p간격을 두고 일정하게 비틀어져 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 하나의 U자형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심의 길이방향 폭은 상기 이동자를 구성하는 영구자석과 철심의 2개 조합의 폭과 대응하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전동기 고정자 철심과 상기 변압기 고정자 철심을 여자시키기 위한 전원공급수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서의 전동기를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서의 고정자를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서 고정자와 비접촉 전원공급장치만을 도시한 사시도,

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 추진력 발생 원리를 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 비접촉 전원공급 원리를 설명하기 위한 도면,

도 7은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서의 1차측 고정자 권선을 도시한 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서의 1차측 고정자 철심을 도시한 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서의 이동자를 도시한 사시도,

도 10은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서 2차측 변압기를 도시한 사시도,

도 11은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 1상의 전원공급 회로도,

도 12a 내지 도 12d는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서 a상 1상에 대한 여자전류(I_a), 비접촉 전원공급장치 부분의 쇄교자속(Φ_a), 추진력(F_a), 비접촉 전원공급장치 코일의 2차측 기전력(e_a)의 시간(t) 혹은 위치(x)에 따른 파형도,

도 13은 본 발명에 따른 2상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 정면도,

도 14는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 2상의 전력변환 회로도,

도 15a 내지 15d는 a상 b상의 2상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서 여자전류(I_a,I_b), 비접촉 전원공급장치 부분의쇄교자속(Φ_a,Φ_b), 추진력(F_a,F_b,F_T), 비접촉 전원공급장치 코일의 2차측 기전력(e_a,e_b)의 시간(t) 혹은 위치(x)에 따른 파형도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고정자 권선 2 : 추진용 고정자 철심

3 : 변압기용 고정자 철심 4 : 추진 및 변압기 분리용 비자성체

5 : 이동자 영구자석 6 : 이동자 철심

7 : 이동자 8 : 변압기 철심

9 : 변압기 2차 코일 10 : 비접촉 전원공급장치

11 : 자속 12 : 전력변환장치 소자

13 : 전원 14: 2상 전동기 고정자 지지대

15 : 선형 베어링 16 : 2상 전동기 이동자 지지대

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 전체 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 기존의 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템의 이동자(7)의 한쪽에 길이가 긴 철심(8)을 설치하고 이 철심(8)에 코일(9)을 감아 추진용 고정자 철심(2) 및 변압기용 고정자 철심(3), 고정자 코일(1)과 함께 변압기가 되도록 구성되어 있다. 상기 이동자(7)를 추진시키기 위해 고정자 권선(1)에 정현파의 여자전류를 공급하면 고정자(1,2,3,4)와 비접촉 전원공급장치(10)의 철심(8)에서 정현파의 자속이 생기게 되므로 변압기의 원리에 의해 비접촉 전원공급장치(10)의 코일(9)에서는 기전력이 유기된다.

도 2는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서 추진력을 얻기 위한 전동기 부분만을 도시한 사시도이다. 추진력은 이동자 철심(6)에서 발생한다. 도 2는 또한 기존 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템의 전체 모습이기도 하다.

도 3은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서의 고정자를 도시한 사시도이다. 본 발명에서 채용되는 고정자는 U자형 고정자 철심(2)과 변압기용 고정자 철심(3) 및 추진/변압기 분리용 비자성체(4)로 이루어진 결합체와, 1차 코일인 고정자 권선(1)으로 구성되어 있으며 기존의 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템의 고정자와 구조가 동일하다.

도 4는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서 고정자와 비접촉 전원공급장치만을 도시한 사시도이다. 고정자 권선(1)이 1차 코일, 비접촉 전원공급장치(10)의 코일(9)이 2차 코일이 되는 공극을 가진 변압기다.

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 추진력 발생 원리를 설명하기 위한 도면이다. 동 도면들에 도시한 바와 같이 이동자(7)가 한 방향으로 이동하기 위해 이동자 철심(6)과 영구자석(5)이 τ_p만큼 비틀어지게(skew) 설치되어 있다.

도 5a에서 고정자 권선(1)에 I₁방향의 전류를 흘리면 암페어 주회 법칙에 의해 고정자 철심(2)의 상측에 N극, 하측에 S극의 자속이 생긴다. 즉 고정자의 자극과 이동자의 자극 상호작용에 의해서 자극의 방향이 같으면 반발력, 자극의 방향이 다르면 흡인력이 발생하여 힘 F_1a, F_2a, F_3a, F_4a가 생겨 도면에서 우측방향의 합성된 힘 F_a가 생긴다.

도 5b에서 I₂방향의 전류를 흘리면 고정자 철심(2)의 상측에 S극, 하측에 N극의 자속이 생겨 힘 F_1b, F_2b, F_3b, F_4b가 생겨 도면에서 우측방향의 합성된 힘 F_b가 생기므로 이동자(7)의 위치에 따른 전류의 방향( I₁혹은 I₂)에 의해서 직선운동을한다.

도 6은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 비접촉 전원공급 원리를 설명하기 위한 도면이다.

동 도면에 도시한 바와 같이 고정자(1,2,3,4)와 비접촉 전원공급장치(10)는 고정자 코일(1)이 1차 코일, 비접촉 전원공급장치의 코일(9)이 2차 코일이 되는 공극을 가진 변압기다. 이동자(7)를 추진시키기 위해 고정자 1차 코일(1)에 전류 I₁를 흘려주면 변압기 고정자 철심(3)과 전동기 고정자 철심(2)에서 생긴 자속이 비접촉 전원공급장치(10)의 2차 철심(8)을 통해 시간에 따라 변화하는 자속 Φ_a(11)가 생긴다. 따라서 변압기의 원리에 의해 비접촉 전원공급장치(10)의 2차 코일(9)에는 기전력 e_a가 유기되어 이동자(7)에 전원공급이 가능하게 된다. 한편, 비접촉 전원공급장치(10)의 원리를 이해하는데 있어서 이동자(7)의 운동을 전혀 고려할 필요가 없다. 왜냐하면 비접촉 전원공급장치(10)의 철심(8)의 길이를 길게 하여 그 위치에 관계없이 변압기의 자기저항이 일정하게 했기 때문이다.

이와 같이 본 발명은 기존의 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템의 구조(도 2)를 그대로 이용하면서 단지 이동자(7)에 길이가 긴 철심(8)과 코일(9)만 설치하는 것만으로도 비접촉 전원공급 가능하기 때문에 기존의 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템에 비접촉 전원공급장치(10)를 추가 설치하는 것이 매우 간단하고 경제적이다.

도 7은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서의 1차측 고정자 권선을 도시한 사시도이다. 동 도면에 도시한 바와 같이 상기 고정자 권선(1)은 기다란 환형으로 이루어지고 U자형의 고정자 철심(2,3)과 비자성체(4)의 결합체의 돌출부에 각각 끼워 설치된다.

도 8은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서 채용되는 부품으로써 추진용 고정자 철심(2)과 변압기용 고정자 철심(3), 그리고 추진 및 변압기 분리용 비자성체(4)의 결합체를 나타낸 도면이다. 동 도면에 도시한 바와 같이 상기 추진 및 변압기 분리용 비자성체(4)는 추진용 고정자 철심(2)과 변압기용 고정자 철심(3)사이에 넣어 기계적으로 움직이지 않게 하기 위하여 설치한 것이다.

도 9는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서의 이동자를 도시한 사시도이다. 동 도면에 도시한 바와 같이 이동자(7)는 사각형 형태 이동자 철심(6)사이에 영구자석(5)을 마주보게 배치하여 높은 자속을 만들 수 있는 구조로 하였고, 화살표는 영구자석(5)에서 발생하는 자속의 방향을 나타낸다. 이동자(7)가 한 방향으로 이동하기 위해 이동부 철심(6)과 영구자석(5)을 τ_p만큼 비틀어지게(Skew) 설치하였다.

도 10은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서 2차측 변압기를 도시한 사시도이다. 동 도면에 도시한 바와 같이 상기 비접촉식 전원공급장치(10)는 변압기 철심(8)에 환형상의 변압기 2차 코일(9)을 감아 놓은 것이다.

도 11은 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 1상의 전원공급 회로도이다. 본 전원공급회로는 선형 전동기의 고정자 철심(2)과 비접촉 전원 공급장치(10)의 1차 철심(3)을 여자시키기 위한 것이다. 전원 공급 회로가 I₁방향으로 전류를 발생시키기 위하여 S₁, S₄를 도통시키고 I₂방향으로 전류를 발생시키기 위하여 S₂, S₃을 도통시킨다.

도 12a 내지 도 12d는 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서 a상 1상에 대한 여자전류(I_a), 비접촉 전원공급장치 부분의 쇄교자속(Φ_a), 추진력(F_a), 비접촉 전원공급장치 코일의 2차측 기전력(e_a)의 시간(t) 혹은 위치(x)에 따른 파형도이다.

도 12a는 이동자의 위치에 따라 공급해야하는 1상에 대한 여자전류 I_a의 파형으로, 이동자를 한 방향으로만 추진시키기 위해서 0∼τ_p구간에서는 양의 여자전류 I_a를 인가하고 τ_p∼2τ_p구간에서는 음의 여자전류 I_a를 인가하고 있다.

도 12b는 도 12a의 여자전류에 I_a에 의해 고정자 철심(2,3)과 비접촉 전원공급장치의 철심(8)에서 생기는 자속 Φ_a의 파형으로 여자전류의 파형과 동일하다.

도 12c는 이동자의 추진력 F_a로 일반 릴럭턴스 전동기와 같이 0과 τ_p의 위치에서는 추진력 F_a가 0이고 1/2τ_p지점에서 가장 큰 추진력이 발생한다. 0∼τ_p구간에서는 양의 여자전류 I_a를 인가하고 τ_p∼2τ_p구간에서는 음의 여자전류 I_a를 인가하고 있으므로 한 방향으로만 추진력을 계속해서 얻을 수 있다.

도 12d는 비접촉 전원공급장치의 2차 코일(9)에서 유기되는 기전력 e_a의 파형으로 자속 Φ_a을 미분한 것이다. 즉, e_a=-N(dΦ_a/dt). 여기서, N은 비접촉 전원공급장치 2차 코일의 권선수이다.

도 13은 본 발명에 따른 2상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 정면도이다. 각 상의 전동기 부분 이동자(7)와 변압기부분 이동자(10)가 이동자 지지대(16)로 서로 연결되어 선형 베어링(15)에 의해 왕복 직선 운동을 한다. 2개의 상은 각각 진행방향에 대해 이동거리가 τ_p/2 되도록 설치하여 도 12c에 나타난 이동자의 추력 리플을 감소시겼다.

도 14는 본 발명에 따른 2상 구조의 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템의 1차측 고정자 권선으로의 전원 공급 회로도이다. 선형 전동기의 고정자 철심과 비접촉 전원 공급장치의 1차측 철심을 동시에 자화시킨다. 본 회로도의 동작원리는 도 11과 동일하므로 그 설명은 생략한다.

도 15a 내지 15d는 a상 b상의 2상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템에서 여자전류(I_a,I_b), 비접촉 전원공급장치 부분의 쇄교자속(Φ_a,Φ_b), 추진력(F_a,F_b,F_T), 비접촉 전원공급장치 코일의 2차측 기전력(e_a,e_b)의 시간(t) 혹은 위치(x)에 따른 파형도이다.

도 15a는 이동자의 위치에 따라 공급해야하는 2상에 대한 여자전류 I_a및 I_b의 파형으로 이동자를 한 방향으로만 추진시키기고 추력 리플을 감소시키기 위해각 상의 여자 전류는 이동자의 위치에 대해서 τ_p/2 위상차를 갖도록 운전한다.

도 15b는 도 15a와 같이 각 상(a,b)에 전류를 인가하였을 때 고정자 철심(2,3)과 비접촉 전원공급장치의 철심(8)에서 생기는 각 상의 자속 Φ_a, Φ_b를 나타낸다.

도 15c는 각 상의 발생 추진력(F_a,F_b)과 합성 추진력(F_T)을 나타낸다. 두상의 합성 추진력은 연속적인 힘이며 각 상의 두 배 정도의 힘이 발생한다.

도 15d는 비접촉 전원공급장치의 2차 코일(9)에서 유기되는 각 상의 기전력 e_a, e_b의 파형으로 자속 Φ_a, Φ_b를 미분한 것이다.

이상 설명한 본 발명에 따른 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템은 반도체 제조공정의 이송장비, 자기 부상 열차, 엘리베이터, 항만 크레인 및 기타 선형 전동기 시스템에 적용할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 접촉식 전원공급의 문제점을 모두 해결할 수 있고, 또한 기존의 시스템의 구조를 그대로 이용하면서 간단히 이동자의 한 부분에 길이가 긴 철심을 설치하고 거기에 코일을 감는 것만으로도 비접촉 전원공급이 가능하기 때문에 기존의 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 시스템에 비접촉 전원공급장치를 추가하기가 쉽고 비용도 적게 든다.

Claims (25)

1. 영구자석을 포함하여 구성된 전동기 이동자와, 전동기용 고정자 철심과 이 고정자 철심에 감겨진 고정자 권선으로 구성된 전동기 고정자를 포함하는 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기와;

   변압기 철심과 이 철심에 감져진 변압기 2차 권선으로 구성되어 상기 전동기 이동자와 연동하는 변압기 이동자와, 상기 전동기 고정자 철심과 일체로 결합되어 있는 변압기용 고정자 철심과 이 변압기 고정자 철심에 감겨져서 상기 전동기 고정자 권선을 겸하고 있는 변압기용 고정자 1차 권선으로 구성된 변압기 고정자를 포함하고 상기 변압기 이동자와 상기 변압기 고정자가 서로 공극을 두고 설치된 비접촉 전원공급장치를 포함하여 구성되고;

   상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심은 U자 형상으로 형성되어 연속해서 나란히 결합되어 있고, 변압기 고정자 철심과 전동기 고정자 철심 사이에 이들을 분리하는 비자성체가 일체로 결합되어 있으며,

   상기 전동기 이동자는 한 방향으로 이동하기 위해 복수의 영구자석과 복수의 철심이 서로 번갈아 배치되어 일체로 결합되어 소정 간격(τ_p)을 두고 일정하게 비틀어져 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 전동기 고정자 권선과 상기 변압기용 고정자 1차 권선은 상기 U자 형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심에서 두 개의 돌출부에 각각 감겨진 한쌍의 권선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,

   상기 전동기 이동자는 상기 U자형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심의 오목부에 위치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 변압기 이동자는 상기 U자형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심의 돌출부 위쪽에 위치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1항에 있어서,

    상기 하나의 U자형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심의 길이방향 폭은 상기 이동자를 구성하는 영구자석과 철심의 2개 조합의 폭과 대응하는 것을 특징으로 하는 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 전동기 고정자 철심과 상기 변압기 고정자 철심을 여자시키기 위한 전원공급수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
13. 영구자석을 포함하여 구성된 전동기 이동자와, 전동기용 고정자 철심과 이 고정자 철심에 감겨진 고정자 권선으로 구성된 전동기 고정자를 포함하는 적어도 2개의 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기와;

    변압기 철심과 이 철심에 감져진 변압기 2차 권선으로 구성되어 상기 전동기 이동자와 연동하는 변압기 이동자와, 상기 전동기 고정자 철심과 일체로 결합되어 있는 변압기용 고정자 철심과 이 변압기 고정자 철심에 감겨져서 감겨져서 상기 전동기 고정자 권선을 겸하고 있는 변압기용 고정자 1차 권선으로 구성된 변압기 고정자를 포함하고 상기 변압기 이동자와 상기 변압기 고정자가 서로 공극을 두고 설치된 적어도 2개의 비접촉 전원공급장치와;

    상기 전동기 이동자와 상기 변압기 이동자를 지지하는 이동자 지지수단과;

    상기 전동기 고정자를 지지하는 고정자 지지수단을 포함하여 구성되고,

    상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심은 U자 형상으로 형성되어 연속해서 나란히 결합되어 있고, 변압기 고정자 철심과 전동기 고정자 철심 사이에 이들을 분리하는 비자성체가 일체로 결합되어 있으며,

    상기 전동기 이동자는 한 방향으로 이동하기 위해 복수의 영구자석과 복수의 철심이 서로 번갈아 배치되어 일체로 결합되어 소정 간격(τ_p)을 두고 일정하게 비틀어져 있는 것을 특징으로 하는 다상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 이동자 지지수단은 선형 베어링을 매개로 상기 고정자 지지수단에 의하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 다상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 제 13항에 있어서,

    상기 전동기 고정자 권선과 상기 변압기용 고정자 1차 권선은 상기 U자 형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심에서 두 개의 돌출부에 각각 감겨진 한쌍의 권선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
19. 삭제
20. 제 13항에 있어서,

    상기 전동기 이동자는 상기 U자형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심의 오목부에 위치되는 것을 특징으로 하는 다상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
21. 제 13항에 있어서,

    상기 변압기 이동자는 상기 U자형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심의 돌출부 위쪽에 위치되는 것을 특징으로 하는 다상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
22. 삭제
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24. 제 13항에 있어서,

    상기 하나의 U자형상의 상기 변압기 고정자 철심과 상기 전동기 고정자 철심의 길이방향 폭은 상기 이동자를 구성하는 영구자석과 철심의 2개 조합의 폭과 대응하는 것을 특징으로 하는 다상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.
25. 제 13항에 있어서,

    상기 전동기 고정자 철심과 상기 변압기 고정자 철심을 여자시키기 위한 전원공급수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다상 비접촉 전원공급장치 및 영구자석 여자 횡자속형 선형 전동기 결합 시스템.