KR101239077B1 - 발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 발전기모듈은, 고정자와, 동일한 회전축을 중심으로 상기 고정자에 대해 회전 가능하고 축방향을 따라 고정자의 양 측에 각각 배치되는 제1회전자 및 제2회전자를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 발전 용량을 용이하게 변화시킬 수 있다.

Description

발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치{GENERATER MODULE AND AEROGENERATOR HAVING THE SAME}
본 발명은, 발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 발전 용량의 증감을 용이하게 할 수 있도록 한 발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 발전기 또는 발전기모듈(이하,'발전기모듈'이라고 표기함)는 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 장치이다.
통상 상기 발전기모듈은 고정자에 대해 회전하는 회전자를 구비한 회전기로 구성될 수 있다.
이러한 발전기모듈은, 자기장을 형성하기 위한 자석과, 기전력을 발생시키기 위한 도체를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 발전기모듈은 상기 자석 또는 상기 도체를 회전시킬 수 있게 구성될 수 있다.
상기 발전기모듈의 상기 자석 또는 도체를 회전시키기 위한 동력원으로는 수력, 풍력 및 화력이 이용될 수 있다.
최근에는 에너지자원의 고갈 및/또는 환경오염 등에 기인하여 연료를 사용하지 아니하는 풍력발전장치의 개발 및 이용이 늘고 있다.
이러한 풍력발전장치는, 고정자, 상기 고정자에 대해 회전 가능하게 배치되는 회전자 및 상기 회전자를 회전 구동시키기 위한 풍차 또는 팬조립체(이하, '팬조립체'라고 표기함)를 구비하여 구성될 수 있다.
도 1은 종래의 풍력발전장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 풍력발전장치는, 수직으로 배치되는 지주(10)와, 상기 지주(10)의 상부영역에 구비되는 발전기모듈(20)과, 상기 발전기모듈(20)에 구비되는 팬조립체(30)를 구비할 수 있다.
상기 팬조립체(30)는, 허브(31)와, 상기 허브(31)에 대해 반경 방향으로 연장되고 둘레방향을 따라 이격되는 복수의 블레이드(32)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 허브(31)의 축심에는 수평으로 배치된 회전축(미도시)이 구비되고, 이 회전축은 상기 발전기모듈(20)에 연결되어 상기 발전기모듈(20)의 회전자의 구동을 위한 구동력을 제공할 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 풍력발전장치는, 수평으로 배치된 회전축을 구비한 소위 "수평축형 풍차"로서, 풍속 및 풍향의 영향이 커서 설치 장소에 제약이 따른다.
이러한 점을 고려하여, 상기 풍력발전장치는 적절한 풍속 및 풍향을 구비한 지역(예를 들면, 해안가 등)에 설치될 수 있게 상대적으로 큰 크기를 가지게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 지주(10)는 수십 미터 내지 백 수십 미터의 크기를 구비하고, 상기 블레이드(32)의 회전반경은 수십 미터 내지 백 수십 미터를 구비하게 구성될 수 있다. 이에 따라 상기 발전기모듈(20)의 크기도 증가하게 되어 수십 톤 내지 수백 톤의 무게를 가지게 구성될 수 있다.
이러한 수평축형 풍차를 구비한 풍력발전장치의 문제점을 고려하여 일부에서는 풍속 및 풍향의 영향이 상대적으로 작은 소위 '수직축형 풍차"를 구비한 풍력발전장치가 개발 및 이용되고 있다.
그런데, 이러한 종래의 수평축형 풍차 또는 수직축형 풍차를 구비하여 구성되는 풍력발전장치들에 있어서는, 발전용량을 증가시키기 위해 발전기모듈(20)(고정자 및 회전자) 및/또는 팬조립체(30)의 자체의 크기를 증가시키도록 되어 있어, 발전 용량 증가시 발전기모듈(20) 및 팬조립체(30)를 새로 제작하여야 하므로 상대적으로 많은 시간 및 노력이 소요될 수 있다. 또한, 이에 기인하여 비용이 크게 증가할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 발전 용량의 증감을 용이하게 할 수 있는 발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 발전 효율을 제고시킬 수 있는 발전기모듈 및 이를 구비한 풍력발전장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 설치 장소에 따른 제약을 줄일 수 있는 풍력발전장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 고정자; 동일한 회전축을 중심으로 상기 고정자에 대해 회전 가능하고, 축방향을 따라 상기 고정자의 양 측에 각각 배치되는 제1회전자 및 제2회전자;를 포함하는 발전기모듈을 제공한다.
여기서, 상기 고정자는, 서로 동심적으로 형성되는 외측슬롯 및 내측슬롯을 구비한 프레임; 상기 외측슬롯에 구비되는 외측코일; 및 상기 내측슬롯에 구비되는 내측코일;을 구비하고, 상기 외측슬롯 및 내측슬롯은 각 원주방향을 따라 등간격으로 이격되게 각각 형성될 수 있다.
상기 제1회전자 및 제2회전자는 상기 외측코일에 대응되는 외측영구자석 및 상기 내측코일에 대응되는 내측영구자석을 각각 구비하여 구성될 수 있다.
상기 각 내측코일은 원주방향의 중심이 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측코일의 중심 사이에 각각 배치되게 구성될 수 있다.
상기 각 내측영구자석은 원주방향의 중심이 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측영구자석의 중심 사이에 각각 배치되게 구성될 수 있다.
상기 고정자는 축방향을 따라 서로 이격된 제1고정자 및 제2고정자를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1고정자 및 제2고정자는, 상호 동심적으로 배치되는 외측코일 및 내측코일을 각각 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1고정자와 제2고정자 사이에 배치되는 제3회전자를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제3회전자는, 상기 제1고정자 및 제2고정자 사이에 배치되는 프레임; 상기 프레임의 양 측에 상기 제1고정자 및 제2고정자의 외측코일 및 내측코일에 각각 대응되게 배치되는 외측영구자석 및 내측영구자석;을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1회전자 및 제2회전자는, 일 측에 상기 외측영구자석 및 내측영구자석이 구비되는 원반형상의 프레임; 및 상기 프레임의 타 측 테두리에 원주방향을 따라 배치되는 테두리영구자석;을 각각 구비하여 구성될 수 있다.
상기 발전기모듈은 축방향을 따라 상기 제1회전자 및 제2회전자의 일 측에 각각 배치되어 상기 제1회전자 및 제2회전자를 각각 자기적으로 지지하는 자기지지유닛;을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1회전자는, 상기 제1고정자의 일 측에 각각 배치되는 제1회전자프레임a); 상기 제1고정자의 외측코일 및 내측코일에 대응되게 상기 제1회전자프레임a)의 일 측면에 구비되는 외측영구자석 및 내측영구자석을 구비하며, 상기 제2회전자는, 제2회전자프레임, 상기 제2고정자의 외측코일 및 내측코일에 대응되게 상기 제2회전자프레임의 일 측면에 구비되는 외측영구자석 및 내측영구자석을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1회전자 및 제2회전자는 상기 제1회전자프레임a) 및 제2회전자프레임의 각 타 측면의 테두리에 각각 배치되는 테두리영구자석을 각각 구비하며,
상기 제1회전자, 제2회전자 및 제3회전자의 외측에서 상기 제1회전자, 제2회전자 및 제3회전자를 각각 자기적으로 지지하는 자기지지유닛을 더 포함하는 발전기모듈.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 회전축; 상기 회전축에 회전 가능하게 결합되는 팬조립체; 및 상기 팬조립체와 연동 가능하게 연결되어 상기 팬조립체의 회전 시 전류를 발생시키는 상기 발전기모듈;을 포함하는 풍력발전장치가 제공된다.
여기서, 상기 회전축은 상하방향으로 배치되고, 상기 팬조립체는 상기 축방향으로 이격되게 결합되는 복수 개로 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정자 및 복수의 회전자를 축방향으로 배치되도록 구성함으로써 발전 용량의 증감을 용이하게 할 수 있다.
또한, 고정자코일을 동심적으로 배치되게 하되 내측코일이 외측코일의 사이에 각각 배치되게 하고, 외측코일 및 내측코일에 대응되게 회전자의 영구자석이 배치되도록 함으로써, 상대적으로 작은 회전력으로 상기 회전자가 원활하게 회전될 수 있다. 또한, 회전자의 회전저항이 감소되어 발전 효율이 제고될 수 있다.
또한, 회전자를 자기적으로 지지하는 자기지지유닛을 구비하도록 함으로써 회전축에 대해 횡방향으로 작용하는 외력에도 회전자가 안정적으로 지지되고 원활하게 회전될 수 있다. 이에 의해, 회전자의 회전 저항이 감소되어 발전 효율이 더욱 제고될 수 있다.
또한, 회전축이 상하방향으로 배치되고 팬조립체는 복수 개로 구성되어 축방향으로 이격되게 결합되도록 함으로써 회전 반경을 줄일 수 있고 설치 장소의 제약을 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 풍력발전장치의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치의 사시도,
도 3은 도 2의 발전기모듈의 사시도,
도 4는 도 3의 발전기모듈의 단면도,
도 5는 도 3의 발전기모듈의 분리사시도,
도 6은 도 4의 제1고정자의 평면도,
도 7은 도 6의 제1고정자의 단면도,
도 8은 도 7의 요부확대도,
도 9는 도 4의 제1고정자의 코일의 연결을 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 4의 제1회전자의 사시도,
도 11은 도 10의 제1회전자의 저면 사시도,
도 12는 도 11의 종단면도,
도 13은 도 12의 영구자석의 배치를 설명하기 위한 도면,
도 14는 도 5의 제3회전자의 사시도,
도 15는 도 14의 단면도,
도 16은 도 5의 하부베어링의 사시도,
도 17은 도 16의 종단면도,
도 18은 도 2의 팬조립체의 사시도,
도 19는 도 18의 평면도,
도 20은 도 18의 블레이드의 사시도,
도 21은 도 20의 평면도,
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기모듈의 단면도,
도 23은 도 22의 베어링유닛 및 제1회전자의 결합상태의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치는, 회전축(111)과, 상기 회전축(111)에 회전 가능하게 결합되는 팬조립체(120)와, 상기 팬조립체(120)와 연동가능하게 연결되어 상기 팬조립체(120)의 회전 시 전류를 발생시키는 발전기모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 팬조립체(120)는 축선 방향을 따라 서로 이격 배치되는 복수 개로 구성될 수 있다. 이에 의해, 용량의 증가 또는 감소시 상기 팬조립체(120)의 회전반경 또는 축 방향 크기를 증가 또는 감소하는 이외에도 상기 팬조립체(120)의 개수를 조절하는 것에 의해 용량의 증가 또는 감축에 대응이 가능할 수 있다.
또한, 상기 팬조립체(120)의 회전축(111)은 상하방향을 따라 배치될 수 있다. 이에 의해, 풍향의 영향을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 설치 장소의 제약을 줄일 수 있다.
상기 회전축(111)의 일 측에는 상기 팬조립체(120)와 연동 가능하게 연결되어 상기 팬조립체(120)의 회전 시 전류를 발생시키는 발전기모듈(130)이 구비될 수 있다. 본 실시예에서 상기 회전축(111)의 하부영역에 상기 발전기모듈(130)이 결합된 경우를 예시하고 있다.
상기 발전기모듈(130)은, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 고정자(140)와, 동일한 회전축(111)을 중심으로 상기 고정자(140)에 대해 회전 가능하고, 축방향을 따라 상기 고정자(140)의 양 측에 각각 배치되는 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 회전축(111)은 상하방향을 따라 배치되게 구성될 수 있다.
상기 고정자(140)는 축방향을 따라 서로 이격된 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)는 상하방향을 따라 서로 이격 배치되게 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1고정자(141a)의 하측에 상기 제2고정자(141b)가 이격 배치될 수 있다.
상기 제1고정자(141a)의 일 측에는 제1회전자(170a)가 구비될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제1회전자(170a)는 제1고정자(141a)의 상측에 배치될 수 있다.
상기 제2고정자(141b)의 하측에는 제2회전자(170b)가 배치될 수 있다.
상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)의 사이에는 제3회전자(190)가 구비될 수 있다.
상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)의 일 측에는 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)와 각각 척력이 작용하게 배치되는 자기지지유닛(210)이 각각 구비될 수 있다.
상기 제1회전자(170a)의 상측 및 상기 제2회전자(170b)의 하측에는 자기지지유닛(210)이 각각 구비될 수 있다.
상기 각 자기지지유닛(210)은 지지판(214)에 각각 결합될 수 있다.
상기 각 지지판(214)은 상기 회전축(111)에 상대 운동 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 상기 고정자(140)는 비교적 얇은 두께를 가지는 대략 사각 판 형상을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)는, 고정자프레임(143)과, 상기 고정자프레임(143)에 결합되는 고정자코일(163)을 구비하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)는 그 구성이 유사하므로 이하에서는 상기 제1고정자(141a)를 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 고정자프레임(143)은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 비교적 얇은 두께를 가지는 사각 판상으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 고정자프레임(143)은 비자성체로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 고정자프레임(143)은 합성수지부재 또는 알루미늄(Al)으로 구성될 수 있다.
상기 고정자프레임(143)에는 복수의 슬롯(145)이 구비될 수 있다.
상기 슬롯(145)은 상호 동심적으로 배치되는 외측슬롯(146) 및 내측슬롯(147)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 슬롯(145)은 상기 고정자프레임(143)을 관통하여 형성될 수 있다.
상기 슬롯(145)은 대략 사각형 형상으로 구성될 수 있다.
상기 외측슬롯(146) 및 내측슬롯(147)은 각 원주방향을 따라 등간격으로 이격되게 각각 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제2고정자(141b)는 상기 제1고정자(141a)와 외측슬롯(146) 및 내측슬롯(147)의 크기 및 반경방향을 따른 위치는 동일하게 구성되지만, 원주방향을 따른 위치는 다르게 구성될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1고정자(141a)의 외측슬롯(146)은 평면 투영시 상기 제2고정자(141b)의 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측슬롯(146)의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2고정자(141b)의 외측슬롯(146)은 평면 투영시 상기 제1고정자(141a)의 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측슬롯(146)의 사이에 배치되게 구성될 수 있다.
상기 고정자프레임(143)의 중앙영역에는 관통공((148)이 형성될 수 있다.
상기 관통공(148)의 내부에는 상기 회전축(111)이 통과할 수 있다.
상기 관통공(148)은 상기 회전축(111)에 비해 확장된 크기를 가지게 구성될 수 있다. 여기서, 상기 관통공(148)은 상기 회전축(111)이 통과하는 이외에 상기 고정자프레임(143)의 무게를 감소시킬 수 있다.
상기 고정자프레임(143)의 모서리영역에는 결합공(149)이 각각 구비될 수 있다.
상기 결합공(149)에는 지지부재(152)가 각각 결합될 수 있다.
상기 지지부재(152)는, 예를 들면, 막대 형상의 로드(153)와, 상기 로드(153)에 비해 축소된 길이를 가지며 내부에 상기 로드(153)가 삽입되는 복수의 스페이서(spacer)(154를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 고정자프레임(143)이 미리 설정된 위치에 각각 지지되어 상기 회전자(170a,170b,190)들과 미리 설정된 공극(air gap)을 유지할 수 있다.
상기 고정자코일(163)은 미리 설정된 방향으로 권선될 수 있다. 예를 들면, 상기 고정자코일(163)은 상기 슬롯(145)의 둘레방향을 따라 권선되게 구성될 수 있다.
상기 고정자코일(163)은, 상기 외측슬롯(146)의 내부에 삽입되는 외측코일(165) 및 상기 내측슬롯(147)의 내부에 삽입되는 내측코일(167)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)은 상기 외측슬롯(146) 및 내측슬롯(147)의 둘레방향을 따라 각각 권선될 수 있다. 여기서, 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)은 동일한 선경 및 턴(turn) 수를 구비하게 구성될 수 있다.
여기서, 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)은 원주방향을 따른 중심이 서로 일치되지 아니하게 예를 들면 외측코일(165)과 내측코일(167)이 서로 지그재그로 배치되게 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 내측코일(167)은 중심(c2)이 원주방향으로 서로 인접된 2개의 외측코일(165)들의 각 중심(c1) 사이에 배치되게 구성되는 것이 바람직할 수 있다. 이에 의해, 상기 회전자(170a,170b,190)의 회전시 코깅토크(cogging torque)를 줄일 수 있고, 코깅토크에 기인한 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있다. 여기서, 상기 내측코일(167)과 외측코일(165)의 원주방향을 따른 중심은 가능한 한 서로 일치하지 아니하게 배치되는 것이 상기 회전자(170a,170b,190)의 회전시 코깅토크를 감소시킬 수 있어 바람직할 수 있다.
본 실시예에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 외측코일(165)이 16개로 구성되고, 상기 내측코일(167)이 10개로 구성될 수 있다. 도 6에 도시된 외측코일(165) 및 내측코일(167) 중 일부의 중심이 서로 일치되게 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 6의 상측 및 하측에 각각 배치된 외측코일(165) 및 내측코일(167)의 중심이 서로 일치되게 배치되어 있다. 그러나, 이들을 제외한 나머지는 모두 내측코일(167)의 중심(c2)이 서로 인접한 2개의 외측코일(165)의 중심(c1) 사이에 배치되게 구성되어 있어 상기 회전자의 회전시 코깅토크가 저감될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 회전축(111)에 상대적으로 작은 외력이 작용하여도 상기 회전자(170a.170b,190)가 상기 고정자(140)에 대해 상대 회전될 수 있다. 여기서, 도 6을 참조하면, 상기 제2고정자(141b)의 외측코일(165) 및 내측코일(167)은 상기 제1고정자(141a)의 중심이 서로 일치된 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 비해 원주방향을 따라 소정 각도 회전된 위치에서 외측코일(165)의 중심(선)과 내측코일(167)의 중심(선)이 서로 일치되게 배치되어 있음을 확인할 수 있다. 여기서, 상기 고정자(140,141a,141b)의 크기가 변화될 경우 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)의 중심이 상호 일치되지 아니하고 지그재그로 배치되게 구성될 수 있음은 물론이다.
상기 고정자코일(163)의 중심에는 코어(168)가 구비될 수 있다.
상기 코어(168)는 페라이트코어(FERRIRE CORE)로 구성될 수 있다.
상기 고정자코일(163)은 상기 코어(168)의 둘레에 권선될 수 있다.
상기 고정자코일(163)과 상기 코어(168) 사이에는 절연부재(169)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 고정자코일(163)과 상기 코어(168)가 상호 절연될 수 있다.
상기 고정자코일(163)은 단상 또는 3상을 구비하게 구성될 수 있다. 이하, 상기 고정자코일(163)이 3상을 구비한 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
보다 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 고정자코일(163)은 원주방향을 따라 3상(예를 들면, 'u상', 'v상', 'w상')이 차례로 배치될 수 있다.
상기 고정자코일(163)은 동일한 상이 서로 직렬로 연결되게 구성될 수 있다.
상기 고정자코일(163)의 각 상의 일 단부는 외부로 인출되어 부하(미도시)측에 연결될 수 있고, 타 단부는 서로 일 점(N)에서 동시에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)은 다양한 방법에 의해 서로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)의 각 상은 직렬로 연결되고 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)는 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
한편, 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)는, 원반형상의 프레임(171)(실제로는 제1회전자프레임(172a) 및 제2회전자프레임(172b)과, 상기 프레임(171)의 일 측에 동심적으로 배치되는 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)과, 상기 프레임(171)의 타 측 테두리에 원주방향을 따라 배치되는 테두리영구자석(177)을 각각 구비하여 구성될 수 있다.
상기 프레임(171)(172a,172b)은 자성체로 구성될 수 있다.
상기 제1회전자(170a)는 상기 제1고정자(141a)의 상측에 배치될 수 있다.
상기 제2회전자(170b)는 상기 제2고정자(141b)의 하측에 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1회전자(170a)는, 상기 제1고정자(141a)의 일 측(본 실시예에서 상측)에 각각 배치되는 제1회전자프레임(172a)과, 상기 제1고정자(141a)의 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 대응되게 상기 제1회전자프레임(172a)의 일 측면(본 실시예에서는 저부면)에 구비되는 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)을 구비할 수 있다. 상기 제1회전자프레임(172a)의 상부면에 테두리영구자석(177)이 구비될 수 있다.
상기 제2회전자(170b)는, 상기 제2고정자(141b)의 일 측(본 실시예에서 하측)에 배치되는 제2회전자프레임(172b), 상기 제2고정자(141b)의 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 대응되게 상기 제2회전자프레임(172b)의 일 측면(본 실시예에서는 상부면)에 구비되는 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)을 구비하여 구성될 수 있다. 상기 제2회전자프레임(172b)의 저부면에는 테두리영구자석(177)이 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제2회전자(170b)는 상기 제1회전자(170a)와 설치 위치만 상이할 뿐 실질적인 구성은 상호 유사하므로 구체적인 설명은 제1회전자(170a)의 설명으로 갈음하기로 한다.
보다 구체적으로, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1회전자(170a)는 원반형상의 제1회전자프레임(172a)을 구비할 수 있다.
상기 제1회전자프레임(172a)은 비교적 얇은 두께의 원반 또는 원판으로 구성될 수 있다.
상기 제1회전자프레임(172a)의 중앙영역에는 상기 회전축(111)이 삽입될 수 있게 축공(173)이 관통형성될 수 있다.
상기 제1회전자프레임(172a)의 저면에는 상기 제1고정자(141a)의 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 대응되게 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)이 각각 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)이 각각 배치되는 가상의 원(원주)은 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)이 배치되는 가상의 원(원주)과 동일한 직경을 구비할 수 있다.
상기 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)은 두께방향으로 서로 다른 자극(N극, S극)이 구비되게 구성될 수 있다.
상기 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)은 상호 크기가 동일하게 구성될 수 있다.
한편, 상기 제1회전자프레임(172a)의 상면에는 테두리를 따라 복수의 테두리영구자석(177)이 구비될 수 있다.
상기 테두리영구자석(177)은 지지틀(180)에 의해 지지될 수 있다.
상기 지지틀(180)은 예를 들면, 링 형상으로 구성될 수 있다.
상기 지지틀(180)은 외측틀(181) 및 내측틀(182)을 구비할 수 있다.
상기 외측틀(181) 및 내측틀(182) 사이에는 상기 테두리영구자석(177)이 삽입될 수 있다.
상기 외측틀(181) 및 내측틀(182) 사이에는 상기 테두리영구자석(177)이 일정한 간격을 유지할 수 있게 하는 간격유지부재(183)가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 테두리영구자석(177)은 반경방향을 따라 착자될 수 있다. 즉, 상기 테두리영구자석(177)은 반경 방향을 따라 외면 및 내면이 서로 다른 자극(N극, S극)을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 각 테두리영구자석(177)은 서로 동일한 자극을 구비하게 동일한 방향으로 배치될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)은 원주방향을 따른 중심이 서로 일치하지 아니하도록 예를 들면 지그재그로 배치되게 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 내측영구자석(176)은 원주방향을 따른 중심(선)(c2)이 원주방향을 따라 서로 인접한 2개의 외측영구자석(175)의 중심(선)(c1) 사이에 배치되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 회전자의 회전시 코깅토크를 줄일 수 있고, 코깅토크에 기인한 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있다.
한편, 제3회전자(190)는, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b) 사이에 배치되는 프레임(191)과, 상기 프레임(191)의 양 측에 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)의 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 각각 대응되게 배치되는 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 각 회전자의 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)은 동일한 크기로 형성될 수 있다.
상기 프레임(191)은 비교적 얇은 두께의 원형 판으로 구성될 수 있다.
상기 프레임(191)의 중앙영역에는 상기 회전축(111)이 삽입될 수 있게 축공(193)이 관통 형성될 수 있다.
상기 프레임(191)의 상면 및 저면에는 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)의 각 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 각각 대응되게 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)이 각각 구비될 수 있다. 여기서, 상기 프레임(191)의 상측의 외측영구자석(175)과 상기 프레임(191)의 하측의 외측영구자석(175)은 원주방향을 따라 그 중심이 서로 위상차를 가지게 배치될 수 있다. 예를 들면, 평면 투영시 상기 프레임(191)의 상면에 구비된 각 외측영구자석(175)은 상기 프레임(191)의 저면에 구비된 서로 인접한 2개의 외측영구자석(175) 사이에 각각 배치되게 구성될 수 있다. 반대로, 상기 프레임(191)의 저면에 구비된 각 외측영구자석(175)은 평면 투영시 상기 프레임(191)의 상면에 배치된 2개의 외측영구자석(175) 사이에 각각 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예의 발전기모듈(130)은 축방향을 따라 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)의 각 일 측에 각각 배치되어 상기 제1회전자(170a)의 테두리영구자석(177) 및 제2회전자(170b)의 테두리영구자석(177)과 척력이 작용하게 배치되는 자기지지유닛(210)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 자기지지유닛(210)은 상기 제1회전자(170a)의 상측에 배치되는 제1자기지지유닛(211a)과, 상기 제2회전자(170b)의 하측에 배치되는 제2자기지지유닛(211b)을 구비할 수 있다.
상기 제1자기지지유닛(211a) 및 제2자기지지유닛(211b)은 상호 구성이 유사하므로 이하, 도면 설명의 편의상 제2자기지지유닛(211b)을 예를 들어 설명한다.
상기 제2자기지지유닛(211b)은 상기 제2회전자(170b)의 테두리영구자석(177)과 축방향으로 소정의 공극을 구비하게 이격 배치되는 복수의 영구자석(212)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 공극은, 예를 들면, 10㎜내외로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 공극은 자석의 세기를 고려하여 적절히 조절될 수 있음은 물론이다.
상기 제2자기지지유닛(211b)은 상기 복수의 영구자석(212)을 원주방향을 따라 소정 간격으로 이격되게 지지하는 지지틀(213)을 구비할 수 있다.
상기 지지틀(213)은 원형의 링 형상을 구비할 수 있다.
상기 지지틀(213)의 내경면에 상기 복수의 영구자석((212)이 소정 간격으로 이격되게 결합될 수 있다.
상기 영구자석(212)은 반경방향을 따라 서로 다른 자극(N극, S극)을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 영구자석(212)은 원주방향을 따라 동일한 자극(N극, S극)을 구비하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 영구자석(212)은 상기 제2회전자(170b)의 테두리영구자석(177)과 사이에 척력이 작용할 수 있다. 이에 의해, 상기 제2회전자(170b)와 상기 자기지지유닛(211b)이 상호 일정한 간격을 유지하면서 상기 제2회전자(170b)를 안정적으로 정해진 위치에 회전 가능하게 지지할 수 있다.
상기 제2자기지지유닛(211b)은 지지판(214)에 결합될 수 있다. 이에 의해, 상기 제2자기지지유닛(211b)이 정해진 위치에서 상기 제2회전자(170b)를 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 지지판(214)은 대략 사각 판 형상으로 구성될 수 있다.
상기 지지판(214)의 중앙에는 상기 회전축(111)이 삽입될 수 있게 축공(215)이 관통형성될 수 있다.
상기 지지판(214)의 저부면에는 상기 축공(215)에 삽입된 상기 회전축(111)의 하부영역을 회전 가능하게 지지하는 베어링(216)이 구비될 수 있다. 상기 베어링(216)은 도면에는 구체적으로 도시하지 아니하였으나 레이디얼베어링(radial bearing)(미도시) 및/또는 스러스트베어링(thrust bearing)(미도시)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 지지판(214)의 각 모서리에는 결합공(217)이 관통 형성될 수 있다. 이에 의해 상기 지지부재(152)가 결합될 수 있다.
한편, 상기 각 팬조립체(120)는, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(111)의 둘레에 이격배치되는 복수의 블레이드(122)와, 상기 블레이드(122)의 상부 및 하부에 각각 배치되어 상기 블레이드(122)를 지지하는 지지부재(124)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 블레이드(122)는 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(111)으로부터 멀어질수록 곡률반경(r1,r2,r3)이 증가하는 곡면을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 블레이드(122)는 상기 회전축(111)으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되게 배치될 수 있다.
예를 들면, 상기 블레이드(122)는 상기 회전축(111)을 중심으로 소정 직경을 가지는 가상의 원주상(실제로는 후술할 원반부(125))에 내측 단부가 위치되게 구성될 수 있다.
상기 블레이드(122)는 회전방향을 따라 동일한 간격으로 이격 배치될 수 있다.
상기 블레이드(122)의 상측 및 하측에는 상기 지지부재(124)가 각각 구비될 수 있다.
상기 각 지지부재(124)는, 소정 직경을 구비한 원반부(125)와, 상기 원반부(125)의 둘레에 반경방향을 따라 연장되어 상기 블레이드(122)의 상측 및 하측을 차단하는 차단부(127)를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 블레이드(122)는 축방향을 따라 양 측(도면상 상측 및 하측) 단부가 차단된 버킷(bucket) 형상을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 원반부(125)의 중앙영역에는 상기 회전축(111)이 삽입될 수 있게 축공(126)이 관통 형성될 수 있다.
상기 차단부(127)의 외측 테두리는 상기 블레이드(122)의 곡률반경(r1,r2,r3)과 동일한 곡률반경을 구비하게 구성될 수 있다. 상기 차단부(127)의 내측 테두리는, 예를 들면, 상기 블레이드(122)의 2번째 곡률반경(r2)과 유사한 곡률반경을 구비하게 구성될 수 있다. 이에 의해, 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 차단부(127) 사이의 간격은 상기 블레이드(122)의 외측단부로부터 내측단부를 향하여 점진적으로 작아지게 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 블레이드(122)들 사이로 바람의 유입시 상기 팬조립체(120)를 회전시키는 토크는 증가하게 되고, 상기 팬조립체(120)의 반대 방향으로 작용하는 공기의 저항은 상대적으로 작아져 상대적으로 적은 풍량에서도 상기 팬조립체(120)가 원활하게 회전될 수 있다.
이러한 구성을 구비한 본 실시예의 팬조립체(120)는 풍속이 증가하여도 회전속도가 일정 속도 이상 상승하지 아니하기 때문에 상기 팬조립체(120)의 회전 속도를 제한할 필요가 없다. 이에 따라, 브레이크 장치 등 속도 제한 장치(미도시)를 추가하지 아니하거나, 예비적으로 구비할 경우 상대적으로 소용량의 속도 제한 장치가 구비될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 팬조립체(120)가 회전하면 상기 팬조립체(120)의 회전력은 상기 회전축(111)을 통해 상기 회전자(170a,170b,190)에 전달될 수 있다. 이에 의해, 상기 회전자(170a,170b,190)가 상기 고정자(140)에 대해 상대 운동(회전)할 수 있다.
상기 회전자(170a,170b,190)가 상기 고정자(140)에 대해 각각 상대 회전하면 상기 고정자코일(163)에 전자기유도에 의해 기전력이 발생되어 유도전류가 흐르게 될 수 있다. 즉, 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)의 각 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 대해 상기 제1회전자(170a), 제2회전자(170b) 및 제3회전자(190)의 각 외측영구자석(175) 및 내측영구자석(176)이 상대 회전하면 상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)의 각 외측코일(165) 및 내측코일(167)에 유도전류가 흐르게 될 수 있다. 상기 외측코일(165) 및 내측코일(167)의 유도전류는 정해진 선로를 통해 부하회로(미도시)와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 각 회전자(170a,170b,190)의 각 내측영구자석(176)은 외측영구자석(175)의 사이에 각각 배치되고, 상기 각 고정자(140)의 각 내측코일(167)은 각 외측코일(165)의 사이에 배치되도록 구성됨으로써, 상기 회전자(170a,170b,190)의 회전시 코깅토크가 저감될 수 있다. 이에 의해, 회전 저항이 작아지게 되어 상대적으로 작은 힘(풍력)에 의해서 상기 회전자(170a,170b,190)가 원활하게 회전되어 발전 작용을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)는 상기 자기지지유닛(210)에 의해 자기적으로 균형을 유지하게 지지됨으로써 상기 회전축(111)에 대해 횡방향 외력 작용시에도 상기 회전자(170a,170b,190)가 원활하게 회전될 수 있다. 이에 따라, 상기 회전자(170a,170b,190)의 속도가 상대적으로 더욱 상승될 수 있다. 이에 의해, 상기 고정자코일(163)에 유도되는 전류가 증가될 수 있고 발전효율이 제고될 수 있다.
이하, 도 23 및 도 24를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 전술 및 도시한 실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 인용하여 설명될 수 있다. 또한, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전장치는, 회전축(111)과, 상기 회전축(111)에 회전 가능하게 결합되는 팬조립체(120)와, 상기 팬조립체(120)와 연동가능하게 연결되어 상기 팬조립체(120)의 회전 시 전류를 발생시키는 발전기모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 팬조립체(120)는 복수 개로 구성되고, 상기 회전축(111)의 축방향을 따라 이격되게 상기 회전축(111)에 동시에 결합되게 구성될 수 있다.
상기 발전기모듈(130)은, 고정자(140)와, 동일한 회전축(111)을 중심으로 상기 고정자(140)에 대해 회전 가능하고, 축방향을 따라 상기 고정자(140)의 양 측에 각각 배치되는 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)를 구비할 수 있다.
상기 고정자(140)는, 예를 들면, 축방향을 따라 이격 배치된 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b)는 도면상 상하방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
상기 제1고정자(141a)의 상측에는 제1회전자(170a)가 구비될 수 있다.
상기 제2고정자(141b)의 하측에는 상기 제2회전자(170b)가 배치될 수 있다.
상기 제1고정자(141a) 및 제2고정자(141b) 사이에는 제3회전자(190)가 구비될 수 있다.
한편, 본 실시예의 발전기모듈(130)은, 상기 제1회전자(170a), 제2회전자(170b) 및 제3회전자(190)를 자기적으로 지지하는 자기지지유닛(230)을 구비하여 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 자기지지유닛(230)은, 상기 제1회전자(170a), 제2회전자(170b) 및 제3회전자(190)의 외측에서 상기 제1회전자(170a), 제2회전자(170b) 및 제3회전자(190)를 각각 자기적으로 지지하게 구성될 수 있다.
상기 각 자기지지유닛(230)은, 중앙에 상기 각 회전자를 수용하는 회전자수용부(235)가 구비된 사각 판상의 프레임(233)과, 상기 회전자수용부(235)의 내경에 배치되는 복수의 영구자석(241)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 회전자수용부(235) 및 영구자석(241)은 내부에 수용된 회전자(170a,170b,190)와 소정의 공극(air gap)을 유지하게 구성될 수 있다. 예를 들면 상기 공극은 10㎜ 내외로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 공극은 적절히 조절될 수 있다.
상기 자기지지유닛(230)은, 상기 제1회전자(170a)를 자기적으로 지지하는 제1자기지지유닛(231a)과, 상기 제2회전자(170b)를 자기적으로 지지하는 제2자기지지유닛(231b)과, 제3회전자(190)를 자기적으로 지지하는 제3자기지지유닛(231c)을 구비할 수 있다.
상기 제1자기지지유닛(231a) 및 제2자기지지유닛(231b)은 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)의 각 테두리영구자석(177)과 척력이 작용하게 상기 테두리영구자석(177)과 반대의 자극을 구비하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 영구자석(241)들은 상기 테두리영구자석(177)과 동일한 자극(N극, S극)을 구비하게 배치될 수 있다.
한편, 상기 제3자기지지유닛(231c)은 상기 제3회전자(190)의 외측영구자석(175)의 원주방향을 따른 자극 배열과 동일한 자극배열을 구비하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 제2자기지지유닛(231c)의 영구자석(241)들은 원주방향을 따라 N극 및 S극이 교호적으로 배치되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 제3자기지지유닛(231c)과 상기 제3회전자(190)의 외측영구자석(175) 간의 자기력(인력 및 척력)이 균형을 이룰 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 팬조립체(120)가 회전하면 상기 회전축(111)을 통해 상기 팬조립체(120)의 회전력이 전달되어 상기 회전자(170a,170b,190)가 회전될 수 있다. 이때, 상기 각 회전자(170a,170b,190)는 각 내측영구자석(176)이 외측영구자석(175)들 사이에 각각 배치되고, 상기 고정자(140)는 외측코일(165) 사이에 내측코일(167)이 각각 배치되게 구성됨으로써 상기 회전자(170a,170b,190)의 회전시 코깅토크가 저감될 수 있다. 이에 의해, 회전 저항이 작아지게 되어 상대적으로 작은 힘(풍력)에 의해서 상기 회전자(170a,170b,190)가 원활하게 회전될 수 있다. 또한, 상기 제1회전자(170a) 및 제2회전자(170b)는 상기 자기지지유닛(230)에 의해 자기적으로 균형을 유지할 수 있게 지지됨으로써 상기 회전축(111)에 대해 횡방향 외력 작용시에도 자기력에 의해 초기위치로 쉽게 복귀되어 원활하게 회전될 수 있다. 이에 따라, 상기 회전자(170a,170b,190)의 속도가 상대적으로 더욱 상승될 수 있다. 이에 의해, 상기 고정자코일(163)에 유도되는 전류가 증가되어 발전효율이 제고될 수 있다.
전술 및 도시한 실시예에서는 상기 팬조립체의 회전축과 상기 회전자의 회전축이 동일하게 구성된 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 상기 팬조립체의 회전축과 상기 회전자의 회전축이 별개로 구성되어 동력 전달 가능하게 상호 연결될 수도 있다.
또한, 상기 팬조립체의 회전축과 상기 회전자의 회전축 사이에는 속도를 가변할 수 있는 변속기 또는 증속기가 구비되어 구성될 수도 있다.
전술 및 도시한 실시예에서는 상기 고정자가 제1고정자 및 제2고정자를 구비하게 구성된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 상기 고정자는 한 개 또는 세 개 이상으로 구성될 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
111 : 회전축 120 : 팬조립체
122 : 블레이드 124 : 지지부재
125 : 원반부 127 : 차단부
130 : 발전기모듈 140 : 고정자
141a : 제1고정자 141b : 제2고정자
143 : 고정자프레임 146 : 외측슬롯
147 : 내측슬롯 163 : 고정자코일
165 : 외측코일 167 : 내측코일
170a : 제1회전자 170b : 제2회전자
175 : 외측영구자석 176 : 내측영구자석
177 : 테두리영구자석 180,213 : 지지틀
181 : 외측틀 182 : 내측틀
183 : 간격유지부재 190 : 제3회전자
210 : 자기지지유닛 212 : 영구자석
214 : 지지판

Claims (12)

  1. 고정자;
    동일한 회전축을 중심으로 상기 고정자에 대해 회전 가능하고, 축방향을 따라 상기 고정자의 양 측에 각각 배치되는 제1회전자 및 제2회전자;
    를 포함하는 발전기모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정자는,
    서로 동심적으로 형성되는 외측슬롯 및 내측슬롯을 구비한 프레임;
    상기 외측슬롯에 구비되는 외측코일; 및
    상기 내측슬롯에 구비되는 내측코일;을 구비하고,
    상기 외측슬롯 및 내측슬롯은 각 원주방향을 따라 등간격으로 이격되게 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1회전자 및 제2회전자는 상기 외측코일에 대응되는 외측영구자석 및 상기 내측코일에 대응되는 내측영구자석을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 각 내측코일은 원주방향의 중심이 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측코일의 중심 사이에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 각 내측영구자석은 원주방향의 중심이 원주방향으로 서로 인접한 2개의 외측영구자석의 중심 사이에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정자는 축방향을 따라 서로 이격된 제1고정자 및 제2고정자를 구비하는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1고정자 및 제2고정자는, 상호 동심적으로 배치되는 외측코일 및 내측코일을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1고정자와 제2고정자 사이에 배치되는 제3회전자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기모듈.
  9. 제3항에 있어서,
    축방향을 따라 상기 제1회전자 및 제2회전자의 각 일 측에 각각 배치되어 상기 제1회전자 및 제2회전자를 자기적으로 지지하는 자기지지유닛;을 더 포함하는 발전기모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제3회전자를 자기적으로 지지하는 자기지지유닛을 더 포함하는 발전기모듈.
  11. 회전축;
    상기 회전축에 회전 가능하게 결합되는 팬조립체; 및
    상기 팬조립체와 연동가능하게 연결되어 상기 팬조립체의 회전시 전류를 발생시키는 제1항의 발전기모듈;
    을 포함하는 풍력발전장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 회전축은 상하방향으로 배치되고,
    상기 팬조립체는 상기 축방향으로 이격되게 결합되는 복수 개로 구성되는 것을 특징으로 풍력발전장치.
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