KR20100129501A - Breaker system using magnetic force - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A magnetic braking device, which extends the service life than a contact type braking device has, is provided to control braking torque by controlling a braking torque generation area. CONSTITUTION: A magnetic braking device comprises a magnet mounted wheel(11), a magnet(12), a slide housing(20), a heat radiating unit(30) and an eddy current generating unit. The magnet mounted wheel is fixed to a rotary shaft(1) for controlling a brake. The magnet is attached to the outer side of the magnet mounted wheel. The slide housing is installed on the rotary shaft to rotate.

Description

마그네틱 브레이크 장치{BREAKER SYSTEM USING MAGNETIC FORCE}Magnetic brake system {BREAKER SYSTEM USING MAGNETIC FORCE}

본 발명은 마그네틱 브레이크 장치에 관한 것으로서, 특히 회전체에 자석을 부착하고, 그 외측에 에디 커렌트 발생수단을 설치하여 에디 커렌트 발생수단을 회전체에 대해 수평으로 이동시켜 제동토오크를 정밀하게 제어할 수 있도록 한 마그네틱 브레이크 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic brake device. In particular, a magnet is attached to a rotating body, and an eddy current generating means is installed on the outside thereof to move the eddy current generating means horizontally with respect to the rotating body to precisely control the braking torque. It is about a magnetic brake device.

회전동력을 정지시킬 목적으로 설치되는 브레이크 장치는, 브레이크 패드를 이용하여 회전체에 접촉시켜 마찰력에 의해 정지시키는 접촉식 브레이크 장치가 가장 널리 이용되고 있다. 이러한 통상의 접촉식 브레이크 장치는 브레이크 패드를 이용하여 강제로 회전체에 접촉되면서 제동시키기 때문에 강한 힘이 필요하고 소음과 접촉열이 발생됨과 아울러 마모로 인하여 적정 주기마다 교체해주어야 한다.As the brake device provided for the purpose of stopping the rotational power, the contact brake device which contacts with the rotating body using a brake pad and stops by a frictional force is the most widely used. Since the conventional contact brake device brakes by forcibly contacting the rotating body by using a brake pad, strong force is required, noise and heat of contact are generated, and wear and replacement of the brake device should be performed at appropriate intervals.

한편 비접촉식 브레이크 장치로는 자석을 이용하는 방법이 있는데, 전자석에 역방향으로 전류를 흐르게하여 역기전력에 의해 감속 및 제동시키는 전자석을 이용하는 자기 브레이크와, 비철금석에 자석을 근접시키면 와전류 현상에 의해 제동토오크가 발생하는 현상을 이용하는 마그네틱 브레이크가 알려져 있다.On the other hand, there is a method using a magnet as a non-contact brake device, a magnetic brake that uses an electromagnet to decelerate and brake by reverse electromotive force by flowing a current in the reverse direction to the electromagnet, and braking torque is generated by the eddy current phenomenon when the magnet close to the non-ferrous metal Magnetic brakes are known which utilize the phenomenon.

자석을 배열설치하거나 전자석을 설치하고 대응되는 고정자에 전자석 또는 자석을 배열설치하여 전자석에 역방향 전류를 흐르게 함으로써 역방향 토오크가 발생되도록 하는 방법으로 브레이크 장치를 구현하고 있다.The brake device is implemented in such a way that reverse torque is generated by arranging magnets or installing electromagnets and arranging electromagnets or magnets in a corresponding stator so that reverse current flows through the electromagnets.

그러나, 종래의 자석을 이용한 브레이크장치는 구성 및 제어방법이 복잡하고 정지시점에 대한 제어가 어려우며, 주로 소형 장치에서 브레이크 패드를 이용한 브레이크장치의 보완을 위하여 이용되는 경우가 많았다.However, the conventional brake device using a magnet is complicated in configuration and control method, difficult to control the stop point, and is often used to supplement the brake device using a brake pad in a small device.

한편, 풍력발전기는 바람의 힘으로 날개를 회전시키고, 날개의 회전력을 발전기에 전달하여 전기를 생산하는 장치이다. 그런데 바람의 세기가 너무 강하게 되면 발전기에 전달되는 회전력이 발전기의 용량을 초과하게 되고, 발전기의 코일에 열이 발생되어 손상되는 문제점이 있었다. 이에 따라 바람의 세기가 일정속도 이상이 되면 날개의 회전력이 발전기에 전달되지 못하게 하거나, 발전기의 용량에 따라 감당할 수 있는 회전 속도로 감속시켜 전달할 필요가 있다.On the other hand, the wind turbine is a device for producing electricity by rotating the blades by the force of the wind, by transmitting the rotational force of the blades to the generator. However, if the wind strength is too strong, the rotational force transmitted to the generator exceeds the capacity of the generator, there was a problem that the heat generated in the coil of the generator is damaged. Accordingly, if the wind strength exceeds a certain speed, it is necessary to prevent the rotational force of the wing from being transmitted to the generator or to reduce the transmission speed to a rotational speed that can be handled according to the capacity of the generator.

종래와 같은 브레이크 패드를 이용한 브레이크 장치는 직접 접촉식이기 때문에 감속운전이 어렵고, 패드의 마모로 인한 수명이 짧아서 현실적으로 이용하기 어려운 단점이 있다. 또한, 자석을 이용한 브레이크 장치를 풍력발전기의 브레이크 장치로 적용하기에는 회전축 자체에 자석을 배열설치하고 대응해서 고정자에 전자석을 배열설치하여 자석 브레이크장치를 구현하는 경우 그 구성이 매우 복잡하고 충분한 감속 또는 제동력을 얻을 수가 없다는 단점이 있었다.The brake device using a brake pad as in the related art has a disadvantage in that it is difficult to decelerate operation because it is a direct contact type, and it is difficult to use practically due to a short life due to abrasion of the pad. In addition, in order to apply a brake device using a magnet as a brake device of a wind power generator, when a magnet brake device is implemented by arranging magnets on the rotating shaft itself and correspondingly by installing electromagnets on the stator, the configuration is very complicated and sufficient deceleration or braking force is required. There was a downside to not getting it.

한편, 통상의 마그네틱 브레이크 장치는, 회전체에 비철금석의 회전디스크를 설치하고, 상기 회전 디스크의 양측에 자석디스크를 설치하여 양측의 자석 디스크를 근접시키는 방향으로 또는 이격시키는 방향으로 이동시키는 방법에 의해 회전체 에 설치된 회전 디스크에 제동력을 걸어주는 방식이다.On the other hand, in the conventional magnetic brake device, a non-ferrous metal rotating disk is provided on the rotating body, and magnetic disks are provided on both sides of the rotating disk to move the magnetic disks on both sides in a direction of approaching or spaced apart. By applying braking force to the rotating disk installed in the rotating body.

이와 같이 종래의 마그네틱 브레이크 장치는, 회전디스크와 자석디스크는 서로 마주보는 상태에서 근접 또는 이격되는 동작에 의해 제동 토오크를 얻고 있으나, 이러한 방법은 제동토오크를 정밀하게 조절하거나 제어하기 어렵고, 제동시 와전류 현상에 의해 발생된 열을 방출하기 위한 수단이 없어서 자석이 열화되기 쉽고, 자석의 자기력은 온도특성에 매우 민감하기 때문에 열화현상으로 브레이크 자체에 문제점이 있고, 자석의 수명단축으로 인해 브레이크 고장의 원인이 되기도 한다.As described above, the conventional magnetic brake device obtains a braking torque by an operation in which the rotating disk and the magnetic disk face each other or are spaced apart from each other. However, such a method is difficult to precisely control or control the braking torque, and the eddy current during braking. Since there is no means for dissipating the heat generated by the phenomenon, the magnet is easily deteriorated, and the magnetic force of the magnet is very sensitive to temperature characteristics, which causes problems with the brake itself due to deterioration, and causes the brake to break down due to shortening of the life of the magnet. It can also be.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 고속 회전되는 회전축의 감속 및 제동이 가능한 마그네틱 브레이크 장치를 제공하되, 제동토오크가 발생되는 면적을 조절하여 제동 토오크를 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 마그네틱 브레이크 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a magnetic brake device capable of decelerating and braking a rotating shaft that is rotated at a high speed in view of the conventional problems, and by controlling an area in which a braking torque is generated, a magnetic brake device capable of precisely controlling a braking torque. It is to provide.

본 발명은 자석을 이용한 브레이크 기능으로 감속운전이 가능하게 하고 더불어 브레이크 패드에 의해 완전 정지 제어를 할 수 있도록 한 마그네틱 브레이크 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a magnetic brake device that enables a deceleration operation by a brake function using a magnet and also allows a complete stop control by a brake pad.

본 발명은 브레이크를 위한 제동토오크가 걸릴 때 발생되는 열을 효과적으로 외부로 방출하여 자석의 열화를 방지함으로써 브레이크 성능 저하를 방지하고 수명 단축을 방지할 수 있도록 한 마그네틱 브레이크 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic brake device capable of effectively dissipating heat generated when a brake torque for a brake is applied to the outside to prevent deterioration of a magnet, thereby preventing a decrease in brake performance and preventing a shortened life.

또한, 종래의 풍력발전기에서는 패드식 브레이크 장치 또는 클러치식 동력 차단 장치를 브레이크 장치로 설치하여 과풍속에서 발전기가 손상되는 것을 보호하도록 하고 있으나, 이러한 종래 풍력발전기에서는 일정한 풍속 이상일 때 브레이크를 걸어주면 발전기에 회전동력이 전달되지 않고 차단되기 때문에 발전이 정지된다.In addition, in the conventional wind power generator, a pad type brake device or a clutch type power shut-off device is installed as a brake device to protect the generator from damage in overwind speeds. However, in the conventional wind power generators, when the brake is applied at a constant wind speed or more, the generator The power generation is stopped because the rotational power is not transmitted to the engine.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 의한 마그네틱 브레이크 장치를 풍력발전시스템의 회전축의 제동을 위한 브레이크 장치로서 설치하여 과풍속에서 발전기가 감당할만한 회전속도만 전달될 수 있도록 적정한 제동토오크를 걸어 주도 록 하고, 필요에 따라 접촉식 패드에 의해 정지 제어를 할 수 있도록 한 풍력발전기용 마그네틱 브레이크 장치를 제공하기 위한 것이다. In order to solve this problem, the magnetic brake device according to the present invention is installed as a brake device for braking the rotating shaft of the wind power generation system so that the appropriate braking torque can be applied to the generator so that only a suitable rotational speed can be transmitted at a high wind speed. It is an object of the present invention to provide a magnetic brake device for a wind power generator, which can be stopped by a contact pad as needed.

본 발명의 목적은,The object of the present invention,

브레이크 제동을 하기 위한 회전축에 고정설치되는 자석설치 휠과;A magnet mounting wheel fixed to a rotating shaft for brake braking;

상기 자석설치 휠의 외측면에 부착 설치되는 자석과;A magnet attached to an outer surface of the magnet mounting wheel;

좁은 관경부와 넓은 관경부를 가지도록 단차진 형태의 원통으로 이루어져 상기 자석이 설치된 자석설치 휠이 내부에 위치되게 상기 회전축에 대해 슬라이드 가능하게 설치되는 슬라이드 하우징과;A slide housing made of a cylinder having a stepped shape so as to have a narrow diameter portion and a wide diameter portion, the slide housing being slidably installed with respect to the rotating shaft such that the magnet mounting wheel on which the magnet is installed is located;

상기 슬라이드 하우징의 좁은 관경부 외측면에 설치되어 슬라이드 하우징 내부에서 발생되는 열을 방출하여 냉각시키기 위한 방열수단과;Heat dissipation means installed on an outer surface of the narrow diameter portion of the slide housing to dissipate and cool heat generated in the slide housing;

상기 슬라이드 하우징의 좁은 관경부의 내벽에 설치되고 상기 자석설치 휠에 설치된 자석의 상부로 슬라이드 이동됨에 따라 회전축의 제동 토오크를 발생시키는 에디 커렌트(Addy Current) 발생부와;An eddy current generating unit installed on an inner wall of the narrow diameter portion of the slide housing and generating a braking torque of the rotating shaft as the slide is moved upwards of the magnet installed on the magnet mounting wheel;

상기 슬라이드 하우징을 슬라이드시켜 상기 에디 커렌트 발생부와 상기 자석 간의 근접 면적에 따른 제동토오크를 제어하기 위한 슬라이드 작동수단 및Slide operation means for sliding the slide housing to control the braking torque according to the proximity area between the eddy current generating unit and the magnet;

상기 슬라이드 하우징과 상기 에디 커렌트 발생부를 내부에 수납하고, 상기 회전축이 회전가능하게 중심을 관통하여 설치되는 브레이크 하우징을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And a brake housing accommodating the slide housing and the eddy current generating unit therein, and the rotating shaft rotatably installed through the center thereof.

상기 슬라이드 구동수단은, The slide drive means,

상기 브레이크 하우징 내벽에 고정되고 상기 슬라이드 하우징을 가운데 두어 슬라이드 왕복 거리를 포함하는 이격 거리로 설치되는 제1,제2격벽과;First and second partition walls fixed to the inner wall of the brake housing and installed at a separation distance including a slide reciprocating distance with the slide housing as a center;

상기 제1격벽의 외측에 설치되어 상기 슬라이드 하우징을 슬라이딩 시키기 위한 서보모터와;A servo motor installed outside the first partition wall to slide the slide housing;

상기 서보모터의 회전동력을 상기 제1격벽 내측에서 커플러를 통해 전달받고 상기 제2격벽에 회전가능하게 관통 지지되어 상기 브레이크 하우징 내벽에 회전가능하기 설치되는 볼스크류와;A ball screw which receives the rotational power of the servomotor through the coupler inside the first partition wall and is rotatably passed through the second partition wall to be rotatably installed on the inner wall of the brake housing;

상기 볼스크류의 회전에 따라 슬라이드 가능하게 결합됨과 아울러 상기 슬라이드 하우징의 넓은 관경부 외측면이 고정되어 상기 볼스크류 회전에 의해 상기 슬라이드 하우징을 슬라이드 시키기 위한 슬라이드 블록을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.Slidably coupled with the rotation of the ball screw and is fixed to the outer surface of the wide diameter portion of the slide housing is characterized in that it comprises a slide block for sliding the slide housing by the ball screw rotation.

상기 슬라이드 구동수단은,The slide drive means,

상기 제1,제2격벽을 관통하면서 지지되고 양단부가 상기 브레이크 하우징의 내측벽에 회전가능하게 설치되고 각각 상기 슬라이드 하우징과 고정된 슬라이드 블록이 결합되며, 상기 볼스크류와 함께 원호를 균등 분할하는 위치에 설치되는 적어도 1개 이상 복수개의 종동 볼스크류와;A slide block which is supported while penetrating the first and second bulkheads and is rotatably installed at both ends of the brake housing and fixed to the slide housing, respectively, and equally divides an arc with the ball screw. At least one or more driven ball screws installed in the apparatus;

상기 제2격벽의 외측에서 상기 볼스크류와 복수개의 종동 볼스크류에 각각 설치된 스프라켓과;A sprocket installed on the ball screw and the plurality of driven ball screws on the outside of the second partition wall;

상기 스프라켓들을 연결하여 상기 볼스크류의 회전력을 복수개의 종동 볼스 크류에 전달시키기 위한 동력전달수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a power transmission means for connecting the sprockets to transfer the rotational force of the ball screw to a plurality of driven ball screw.

또한, 상기 제2격벽에는 복수의 위치에서 상기 동력전달수단의 회전동력이 원활하게 전달 될수 있도록 설치되는 가이드 스프라켓을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In addition, the second partition wall is characterized in that it further comprises a guide sprocket which is installed so that the rotational power of the power transmission means in a plurality of positions can be smoothly transmitted.

본 발명의 마그네틱 브레이크 장치는 에디 커렌트 발생부가 외부에 위치하고 자석(22)이 안쪽에서 회전하는 방식이며, 히트싱크가 부착된 슬라이드 하우징이 외부에 위치함에 따라 방열 효율이 극대화되어 성능유지가 쉬울 뿐만 아니라 슬라이드 하우징의 에디 커렌트 발생부를 자석의 위로 수평 이동시켜 제동토오크 발생 면적을 제어 함으로써 정밀 제어가 용이한 이점이 있는 장치이고, 히트싱크를 슬라이드 하우징에 부착하여 냉각시키는 방열구조를 설치하고 있어서 방열이 용이하고, 방열에 의해 자석의 성능 열화를 방지하며, 주로 비접촉식 브레이크 기능에 의해 제동토오크를 발생시키게 되어 접촉식에 비해 수명 연장이 가능하며, 면적 이동으로 정밀제어 가능한 효과가 있다.The magnetic brake device of the present invention is a method in which the eddy current generating unit is located outside and the magnet 22 rotates inward, and the heat sink is attached to the outside of the slide housing to maximize heat dissipation efficiency, thereby making it easy to maintain performance. Rather, it is a device having an advantage of precise control by moving the eddy current generating unit of the slide housing horizontally over the magnet to control the braking torque generation area, and installing a heat sink to cool the heat sink by attaching it to the slide housing. It is easy to prevent the deterioration of the performance of the magnet by heat dissipation, and the braking torque is mainly generated by the non-contact brake function to extend the life compared to the contact type, it is possible to precisely control the area movement.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 마그네틱 브레이크장치의 단면 구성을 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 따른 브레이크 작동상태를 보인 도면이다.1 is a view showing a cross-sectional configuration of a magnetic brake device according to the present invention, Figure 2 is a view showing a brake operating state according to FIG.

브레이크 제동을 하기 위한 회전축(1)에 고정설치되는 자석설치 휠(11)과;A magnet mounting wheel 11 fixed to the rotating shaft 1 for brake braking;

상기 자석설치 휠(11)의 외측면에 부착 설치되는 자석(12)과;A magnet 12 attached to an outer surface of the magnet mounting wheel 11;

좁은 관경부(20a)와 넓은 관경부(20b)를 가지도록 단차진 형태의 원통으로 이루어져 상기 자석(12)이 설치된 자석설치 휠(11)이 내부에 위치되게 상기 회전축(1)에 대해 슬라이드 가능하게 설치되는 슬라이드 하우징(20)과;Consisting of a cylinder having a stepped shape to have a narrow diameter portion 20a and a wide diameter portion 20b, the magnet mounting wheel 11 having the magnet 12 installed therein can be slid with respect to the rotating shaft 1. Slide housing 20 is installed so that;

상기 슬라이드 하우징(20)의 좁은 관경부(20a) 외측면에 설치되어 슬라이드 하우징(20) 내부에서 발생되는 열을 방출하여 냉각시키기 위한 방열수단(30)과;Heat dissipation means (30) installed on an outer surface of the narrow diameter portion (20a) of the slide housing (20) for dissipating and cooling heat generated in the slide housing (20);

상기 슬라이드 하우징(20)의 좁은 관경부(20a)의 내벽에 설치되고 상기 자석설치 휠(11)에 설치된 자석(12)의 상부면으로 슬라이드 이동됨에 따라 회전축(1)의 제동 토오크를 발생시키는 에디 커렌트(Addy Current) 발생부(22)와;Eddy, which is installed on the inner wall of the narrow tube portion 20a of the slide housing 20 and slides to the upper surface of the magnet 12 installed on the magnet mounting wheel 11, generates an braking torque of the rotating shaft 1. A current generator 22;

상기 슬라이드 하우징(20)을 슬라이드시켜 상기 에디 커렌트 발생부(22)와 상기 자석(12) 간의 근접 면적에 따른 제동토오크를 제어하기 위한 슬라이드 작동수단; 및Slide operation means for sliding the slide housing 20 to control the braking torque according to the proximity area between the eddy current generating unit 22 and the magnet 12; And

상기 슬라이드 하우징(20)과 상기 에디 커렌트 발생부(22)를 내부에 수납하고, 상기 회전축(1)이 회전가능하게 중심을 관통하여 설치되는 브레이크 하우징(2)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The slide housing 20 and the eddy current generating unit 22 is accommodated therein, and the rotating shaft 1 is configured to include a brake housing 2 rotatably installed through the center. .

또한, 상기 슬라이드 하우징(20)의 내측벽에는 접촉식 패드(23)가 더 설치되고, 슬라이드 하우징(20)의 슬라이드 이동에 의해 상기 자석 설치휠(11)과 접촉되면서 접촉식 브레이크 작동을 할 수 있도록 구성된다.In addition, a contact pad 23 is further installed on the inner wall of the slide housing 20, and the contact brake can be operated while being in contact with the magnet mounting wheel 11 by the slide movement of the slide housing 20. It is configured to be.

상기 슬라이드 구동수단은, The slide drive means,

상기 브레이크 하우징(20) 내벽에 고정되고 상기 슬라이드 하우징(20)을 가운데 두어 슬라이드 왕복 거리를 포함하는 이격 거리로 설치되는 제1,제2격벽(41a)(41b)과;First and second partition walls 41a and 41b fixed to an inner wall of the brake housing 20 and installed at a separation distance including a slide reciprocating distance with the slide housing 20 as a center;

상기 제1격벽(41a)의 외측에 설치되어 상기 슬라이드 하우징(20)을 슬라이딩 시키기 위한 서보모터(40)와;A servo motor (40) installed outside the first partition (41a) to slide the slide housing (20);

상기 서보모터(40)의 회전동력을 상기 제1격벽(41a) 내측에서 커플러(42)를 통해 전달받고 상기 제2격벽(41b)에 회전가능하게 관통 지지되어 상기 브레이크 하우징(2) 내벽에 회전가능하기 설치되는 볼스크류(43a)와;The rotational power of the servomotor 40 is transmitted through the coupler 42 inside the first partition 41a and is rotatably penetrated and supported by the second partition 41b to rotate on the inner wall of the brake housing 2. A ball screw 43a installed to be possible;

상기 볼스크류(43a)의 회전에 따라 슬라이드 가능하게 결합됨과 아울러 상기 슬라이드 하우징(20)의 넓은 관경부(20b) 외측면이 고정되어 상기 볼스크류(43a) 회전에 의해 상기 슬라이드 하우징(20)을 슬라이드 시키기 위한 슬라이드 블록(44)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The slide screw 20 is slidably coupled with the rotation of the ball screw 43a and the outer surface of the wide diameter portion 20b of the slide housing 20 is fixed to the slide housing 20 by rotating the ball screw 43a. It characterized in that it comprises a slide block 44 for sliding.

여기서 상기 에디 커렌트 발생부(22)는, 상기 자석(12)과의 근접에 따라 와전류 현상에 의해 움직임을 방해할 수 있도록 하는 비철금속 원통을 슬라이드 하우징(20)의 좁은 관경부(20a)의 내벽에 고정설치한다.Here, the eddy current generating unit 22 may include a non-ferrous metal cylinder for preventing movement due to eddy current phenomenon in proximity to the magnet 12, and an inner wall of the narrow tube 20a of the slide housing 20. Fix it on the

상기 슬라이드 구동수단은,The slide drive means,

상기 제1,제2격벽(41a)(41b)을 관통하면서 지지되고 양단부가 상기 브레이크 하우징(2)의 내측벽에 회전가능하게 설치되고, 각각 상기 슬라이드 하우징(20)과 고정된 슬라이드 블록(43)이 결합되며, 상기 볼스크류(43a)와 함께 원호를 균등 분 할하는 위치에 설치되는 적어도 1개 이상 복수개의 종동 볼스크류(43b)와;Slide blocks 43 which are supported while penetrating through the first and second partition walls 41a and 41b and are rotatably installed at the inner walls of the brake housing 2, respectively, and are fixed to the slide housing 20. ) Is coupled to the ball screw (43a) and at least one or more driven ball screw (43b) which is installed at a position to equally divide the arc;

상기 제2격벽(41b)의 외측에서 상기 볼스크류(43a)와 복수개의 종동 볼스크류(43b)에 각각 설치된 스프라켓(51)과;A sprocket 51 provided on the ball screw 43a and the plurality of driven ball screws 43b on the outside of the second partition 41b;

상기 스프라켓(51)들을 연결하여 상기 볼스크류(43a)의 회전력을 복수개의 종동 볼스크류(43b)에 전달시키기 위한 동력전달수단(50)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a power transmission means 50 for connecting the sprockets 51 to transfer the rotational force of the ball screw (43a) to a plurality of driven ball screw (43b).

또한, 상기 제2격벽(41b)에는 복수의 위치에서 상기 동력전달수단(50)의 회전동력이 원활하게 전달 될수 있도록 설치되는 가이드 스프라켓(52)을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 여기서 동력전달 수단으로는 바람직하게는 체인을 사용함이 바람직하다.In addition, the second partition (41b) is characterized in that it further comprises a guide sprocket 52 is installed so that the rotational power of the power transmission means 50 in a plurality of positions can be smoothly transmitted. It is preferable to use a chain as a power transmission means here.

이와 같이 구성되는 마그네틱 브레이크 장치는, The magnetic brake device configured in this way,

회전축(1)에 제동 토오크를 걸어주기 위한 것으로서, 자석(12)과 비철금속 재질인 에디 커렌트 발생수단(22) 간의 회전력을 방해하는 와전류 현상에 의해 제동토오크가 걸리도록 한 것이다.It is to apply the braking torque to the rotating shaft (1), so that the braking torque is applied by the eddy current phenomenon that interferes with the rotational force between the magnet 12 and the eddy current generating means 22 of the non-ferrous metal.

회전축(1)에는 자석설치 휠(11)을 고정설치하여 회전축(1)과 함께 회전되게 한다. 상기 자석 설치휠(11)의 외측면에는 자석(12)이 고정설치된다. 그리고 슬라이드 하우징(20)이 상기 회전축(1)에 대해 슬라이드 가능하게 설치되며, 슬라이드 하우징(20)은 좁은 관경부(20a)와 넓은 관경부(20b)로 이루어져 단차진 형태의 원통형 하우징으로 구성된다.The rotating shaft 1 is fixed to the magnet mounting wheel 11 to be rotated together with the rotating shaft 1. The magnet 12 is fixedly installed on the outer surface of the magnet mounting wheel 11. And the slide housing 20 is slidably installed with respect to the rotating shaft 1, the slide housing 20 is composed of a cylindrical housing of the stepped form consisting of a narrow diameter portion (20a) and a wide diameter portion (20b). .

상기 슬라이드 하우징(20)의 좁은 관경부(20a)의 내측면에는 상기 자석(12) 에 대응하는 에디 커렌트 발생수단(22)이 고정설치된다. 그리고 상기 좁은 관경부(20)의 단부 내벽에는 접촉식 패드(23)가 설치되어 슬라이드 이동에 따라 상기 자석설치 휠(11)과 접촉되면서 브레지크 제동이 될 수 있도록 구성된다.The eddy current generating means 22 corresponding to the magnet 12 is fixed to the inner surface of the narrow tube portion 20a of the slide housing 20. In addition, a contact pad 23 is installed on the inner wall of the end of the narrow diameter portion 20 to be in contact with the magnet mounting wheel 11 as the slide moves, thereby enabling braking brake.

상기 슬라이드 하우징(20)은 볼스크류(43a)와 복수개의 종동 볼스크류(43b)에 결합 설치된 슬라이드 블록(44)에 고정되고, 볼스크류(43a)의 회전에 의해 슬라이드 된다.The slide housing 20 is fixed to the slide block 44 coupled to the ball screw 43a and the plurality of driven ball screws 43b, and slides by the rotation of the ball screw 43a.

서보모터(40)를 구동시키게 되면, 커플러(42)를 통하여 볼스크류(43a)가 회전되고, 볼스크류(43a)가 회전되면 동력전달수단(50)을 통해서 종동 볼스크류(43b)들도 함께 회전되며, 슬라이드 블록(44)에 고정된 슬라이드 하우징(20)이 슬라이드된다.When the servo motor 40 is driven, the ball screw 43a is rotated through the coupler 42, and when the ball screw 43a is rotated, the driven ball screws 43b are also driven through the power transmission means 50. Rotated, the slide housing 20 fixed to the slide block 44 is slid.

슬라이드 하우징(20)이 도 2와 같이 자석(12)이 설치된 위치로 슬라이드 되면 좁은 관경부(20a)의 내벽에 설치된 에디 커렌트 발생수단(22)이 자석(12)의 상면으로 이동된다. 이에 따라 자석(12)과 에디 커렌트 발생수단(22) 사이의 와전류 현상에 의해 회전축(1)에 제동코오크가 걸리게 되는 것이다. 이때, 자석(12)과 에디 커렌트 발생수단(22)의 겹치는 면적의 크기에 의해서 제동 토오크도 달라지게 되므로, 서버모터(40)의 구동에 의해 슬라이드 하우징(20)의 슬라이드 위치를 조절함으로써 제동 토오크를 조절할 수 있게 된다.When the slide housing 20 slides to the position where the magnet 12 is installed as shown in FIG. 2, the eddy current generating means 22 installed on the inner wall of the narrow tube portion 20a is moved to the upper surface of the magnet 12. Accordingly, the braking cock is applied to the rotating shaft 1 by the eddy current phenomenon between the magnet 12 and the eddy current generating means 22. At this time, since the braking torque is also changed by the size of the overlapping area of the magnet 12 and the eddy current generating means 22, the braking torque is adjusted by adjusting the slide position of the slide housing 20 by driving the server motor 40. The torque can be adjusted.

따라서 풍력발전기에 적용되는 경우 풍속에 따라 슬라이드 하우징(20)의 슬라이드 위치를 제어함으로써 제동 토오크를 제어할 수 있게 되고, 풍속에 따라 제동 토오크를 대응하여 제어함으로써 과풍속에서도 일정한 회전 토오크를 발전기에 전달 할 수 있고, 이로인하여 과풍속에서도 발전 시스템에 과부하가 걸리지 않게 하면서 지속전인 발전이 가능해지는 것이다. 즉 종래에는 과풍속에서 브레이크를 작동시켜 아예 회전축의 동력전달을 차단하여 발전이 정지되었던 것을 본 발명의 마그네틱 브레이크 장치를 적용하게 되면 적절하게 제동토오크를 조절하여 과풍속에서도 발전을 지속할 수 있게 된다.Therefore, when applied to a wind power generator, it is possible to control the braking torque by controlling the slide position of the slide housing 20 according to the wind speed, and by controlling the braking torque according to the wind speed, it transmits a constant rotational torque to the generator even in overwind speed. This enables sustainable power generation without overloading the power generation system even in high wind speeds. In other words, when the magnetic brake device of the present invention is applied to stop the power transmission of the rotating shaft at all by operating the brake at a high wind speed, the braking torque can be properly adjusted to maintain the power generation at a high wind speed. .

한편, 슬라이드 하우징(20)을 브레이크가 걸리는 방향으로 최대로 슬라이드 시키게 되면 자석(12)과 에디 커렌트 발생수단(22)에 의한 제동 토오크가 최대로 걸린 상태에서 접촉식 패드(23)가 자석 설치휠(11)에 접촉되어 정지 제어를 할 수 있으며, 마그네틱 제동토오크가 최대로 걸린상태에서 접촉식 패드(22)에 의한 브레이크가 작동되기 때문에 이미 회전축(1)의 회전력이 감속된 상태이기 때문에 접촉에 따른 무리가 없고 마모도 적으며 쉽게 접촉식 브레이크에 의한 정지 제어가 가능해진다.On the other hand, when the slide housing 20 is slid to the maximum in the direction in which the brake is applied, the contact pad 23 is installed with the magnet in the state where the braking torque by the magnet 12 and the eddy current generating means 22 is maximally applied. The brake 11 can be controlled by being in contact with the wheel 11, and the brake by the contact pad 22 is operated while the magnetic braking torque is fully engaged. It is easy to control and stops by contact brake.

본 발명을 풍력발전기에 적용하는 경우, 마그네트 브레이크 적용에 따른 비접촉식 브레이크 장치이므로 마모에 의한 주기적인 정비가 필요 없기에 고풍속에서 적당한 토오크를 발생하도록 지속적인 브레이크 제동을 할 수 있어 고풍속에서 접촉식 브레이크는 정지하여 발전을 할 수 없으나 마그네트 브레이크를 적용할 경우 고풍속에서도 발전이 가능하다는 장점이 있다.In the case of applying the present invention to a wind turbine, since the contactless brake device according to the application of the magnet brake does not require periodic maintenance due to wear, it is possible to continuously brake braking to generate a suitable torque at high wind speed, so that the contact brake at high wind speed is possible. It is impossible to generate electricity by stopping, but the application of magnet brake has the advantage that it is possible to generate electricity at high wind speed.

또한 마그네트 브레이크에는 비접촉 브레이크 이외에 발전기를 강제 정지 시킬수 있는 최종 접촉식 브레이크 기능이 있어 정지 또한 가능하다. 정지 기능은 먼저 마그네트 브레이크에서 1차 제동이 있은 후 정지 브레이크가 작동하므로 접촉 마찰에 의한 마모 현상을 최소화 할 수 있다.In addition to the non-contact brakes, the magnet brake has a final contact brake function that can force the generator to stop. The stop function can minimize the abrasion caused by contact friction because the brake first operates after the first braking of the magnet brake.

또한, 마그네틱 브레이크의 작동시 자석(12)과 에디 커렌트 발생수단(22)의 접근에 따른 와전류 현상이 발생되면 열이 발생되는데, 열이 발생되면 자석(12)의 자력을 약화시키게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 방열수단(30)을 슬라이드 하우징(20)에 설치하며, 방열수단(30)으로는 히트싱크를 설치하여 자연냉각시킬 수 있도록 한다. 이를 위하여 도면에 도시되지는 않았으나 브레이크 하우징(2)은 밀폐형이 아니고 내부로 바람이 잘 통하도록 구성됨이 바람직하다. 이러한 구성은 단순한 형태로 브레이크 하우징(2)의 여러방향에 바람의 통로를 이루는 통풍구를 형성하여 구성될 수도 있고, 통풍구와 함께 강제 냉각을 위한 팬을 설치할 수도 있다. 팬은 반드시 설치해야 하는 구성은 아니다.In addition, heat is generated when an eddy current phenomenon occurs due to the approach of the magnet 12 and the eddy current generating means 22 during operation of the magnetic brake. When heat is generated, the magnetic force of the magnet 12 is weakened. In order to solve this problem, the heat dissipation means 30 is installed in the slide housing 20, and the heat dissipation means 30 is installed to allow a natural cooling by installing a heat sink. For this purpose, although not shown in the drawings, the brake housing 2 is preferably not airtight and is configured to be well ventilated therein. Such a configuration may be configured by forming a vent forming a passage of wind in various directions of the brake housing 2 in a simple form, or installing a fan for forced cooling together with the vent. The fan is not a configuration that must be installed.

이와 같이 본 발명에 의한 마그네틱 브레이크 장치는 에디 커렌트 발생부(22)가 외부에 위치하고 자석(22)이 안쪽에서 회전하는 방식이며, 히트싱크(30)가 부착된 슬라이드 하우징(20)이 외부에 위치함에 따라 방열 효율이 극대화되어 성능유지가 쉬울 뿐만 아니라 슬라이드 하우징(20) 즉, 에디 커렌트 발생부(22)를 자석(12)의 위로 수평 이동시켜 제동토오크 발생 면적을 제어 함으로써 정밀 제어가 용이한 이점이 있는 장치이다. 이와 같이 방열 용이하여 성능극대화 및 수명 연장, 면적 이동으로 정밀제어 가능한 효과가 있다.As described above, the magnetic brake device according to the present invention is a method in which the eddy current generating unit 22 is located outside and the magnet 22 rotates inward, and the slide housing 20 with the heat sink 30 is attached to the outside. As the position is maximized, the heat dissipation efficiency is maximized, and the performance is easy to maintain, and the slide housing 20, that is, the eddy current generating unit 22 is horizontally moved over the magnet 12 to control the braking torque generation area, thereby making it easy to control precisely. One advantage is the device. As such, heat dissipation can be easily performed, thereby maximizing performance, extending life, and precisely controlling the area.

도 1은 본 발명에 의한 마그네틱 브레이크 장치의 단면 구성을 보인 도면.1 is a view showing a cross-sectional configuration of a magnetic brake device according to the present invention.

도 2는 도 1에 따른 슬라이드 이동에 따른 브레이크 상태를 보인 단면 구성도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a brake state in accordance with the slide movement according to FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 회전축 2 : 브레이크 하우징1: rotating shaft 2: brake housing

11 : 자석설치 휠 12 : 자석11: magnet mounting wheel 12: magnet

20 : 슬라이드 하우징 20a : 좁은 관경부20: slide housing 20a: narrow tube portion

20b : 넓은 관경부 22 : 에디 커렌트 발생부20b: wide diameter part 22: eddy current generating part

30 : 방열수단 40 : 서보모터30: heat dissipation means 40: servo motor

41a, 41b : 제1,제2격벽 42 : 커플러41a, 41b: first and second bulkheads 42: coupler

43a : 볼스크류 43b :종동 볼스크류43a: ball screw 43b: driven ball screw

44 : 슬라이드 블록 50 : 동력전달수단44: slide block 50: power transmission means

51 : 스프라켓 52 : 가이드 스프라켓51: sprocket 52: guide sprocket

Claims (5)

마그네틱 브레이크 장치에 있어서,Magnetic brake device, 브레이크 제동을 하기 위한 회전축(1)에 고정설치되는 자석설치 휠(11)과;A magnet mounting wheel 11 fixed to the rotating shaft 1 for brake braking; 상기 자석설치 휠(11)의 외측면에 부착 설치되는 자석(12)과;A magnet 12 attached to an outer surface of the magnet mounting wheel 11; 좁은 관경부(20a)와 넓은 관경부(20b)를 가지도록 단차진 형태의 원통으로 이루어져 상기 자석(12)이 설치된 자석설치 휠(11)이 내부에 위치되게 상기 회전축(1)에 대해 슬라이드 가능하게 설치되는 슬라이드 하우징(20)과;Consisting of a cylinder having a stepped shape to have a narrow diameter portion 20a and a wide diameter portion 20b, the magnet mounting wheel 11 having the magnet 12 installed therein can be slid with respect to the rotating shaft 1. Slide housing 20 is installed so that; 상기 슬라이드 하우징(20)의 좁은 관경부(20a) 외측면에 설치되어 슬라이드 하우징(20) 내부에서 발생되는 열을 방출하여 냉각시키기 위한 방열수단(30)과;Heat dissipation means (30) installed on an outer surface of the narrow diameter portion (20a) of the slide housing (20) for dissipating and cooling heat generated in the slide housing (20); 상기 슬라이드 하우징(20)의 좁은 관경부(20a)의 내벽에 설치되고 상기 자석설치 휠(11)에 설치된 자석(12)의 상부면으로 슬라이드 이동됨에 따라 회전축(1)의 제동 토오크를 발생시키는 에디 커렌트(Addy Current) 발생부(22)와;Eddy, which is installed on the inner wall of the narrow tube portion 20a of the slide housing 20 and slides to the upper surface of the magnet 12 installed on the magnet mounting wheel 11, generates an braking torque of the rotating shaft 1. A current generator 22; 상기 슬라이드 하우징(20)을 슬라이드시켜 상기 에디 커렌트 발생부(22)와 상기 자석(12) 간의 근접 면적에 따른 제동토오크를 제어하기 위한 슬라이드 작동수단; 및Slide operation means for sliding the slide housing 20 to control the braking torque according to the proximity area between the eddy current generating unit 22 and the magnet 12; And 상기 슬라이드 하우징(20)과 상기 에디 커렌트 발생부(22)를 내부에 수납하고, 상기 회전축(1)이 회전가능하게 중심을 관통하여 설치되는 브레이크 하우징(2)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 마그네틱 브레이크 장치.The slide housing 20 and the eddy current generating unit 22 is accommodated therein, and the rotating shaft 1 is configured to include a brake housing 2 rotatably installed through the center. Magnetic brake device. 제 1 항에 있어서, 상기 마그네틱 브레이크 장치는,The method of claim 1, wherein the magnetic brake device, 상기 슬라이드 하우징(20)의 내측벽에는 접촉식 패드(23)가 더 설치되고, 슬라이드 하우징(20)의 슬라이드 이동에 의해 상기 자석 설치휠(11)과 접촉되면서 접촉식 브레이크 작동을 할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 마그네틱 브레이크 장치.A contact pad 23 is further installed on the inner wall of the slide housing 20, and is configured to be in contact with the magnet mounting wheel 11 by a slide movement of the slide housing 20 to enable contact brake operation. Magnetic brake device, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 슬라이드 구동수단은, The method of claim 1, wherein the slide drive means, 상기 브레이크 하우징(20) 내벽에 고정되고 상기 슬라이드 하우징(20)을 가운데 두어 슬라이드 왕복 거리를 포함하는 이격 거리로 설치되는 제1,제2격벽(41a)(41b)과;First and second partition walls 41a and 41b fixed to an inner wall of the brake housing 20 and installed at a separation distance including a slide reciprocating distance with the slide housing 20 as a center; 상기 제1격벽(41a)의 외측에 설치되어 상기 슬라이드 하우징(20)을 슬라이딩 시키기 위한 서보모터(40)와;A servo motor (40) installed outside the first partition (41a) to slide the slide housing (20); 상기 서보모터(40)의 회전동력을 상기 제1격벽(41a) 내측에서 커플러(42)를 통해 전달받고 상기 제2격벽(41b)에 회전가능하게 관통 지지되어 상기 브레이크 하우징(2) 내벽에 회전가능하기 설치되는 볼스크류(43a)와;The rotational power of the servomotor 40 is transmitted through the coupler 42 inside the first partition 41a and is rotatably penetrated and supported by the second partition 41b to rotate on the inner wall of the brake housing 2. A ball screw 43a installed to be possible; 상기 볼스크류(43a)의 회전에 따라 슬라이드 가능하게 결합됨과 아울러 상기 슬라이드 하우징(20)의 넓은 관경부(20b) 외측면이 고정되어 상기 볼스크류(43a) 회전에 의해 상기 슬라이드 하우징(20)을 슬라이드 시키기 위한 슬라이드 블록(44) 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마그네틱 브레이크 장치.The slide screw 20 is slidably coupled with the rotation of the ball screw 43a and the outer surface of the wide diameter portion 20b of the slide housing 20 is fixed to the slide housing 20 by rotating the ball screw 43a. Magnetic brake device, characterized in that it comprises a slide block 44 for sliding. 제 3 항에 있어서, 상기 슬라이드 구동수단은,The method of claim 3, wherein the slide drive means, 상기 제1,제2격벽(41a)(41b)을 관통하면서 지지되고 양단부가 상기 브레이크 하우징(2)의 내측벽에 회전가능하게 설치되고, 각각 상기 슬라이드 하우징(20)과 고정된 슬라이드 블록(43)이 결합되며, 상기 볼스크류(43a)와 함께 원호를 균등 분할하는 위치에 설치되는 적어도 1개 이상 복수개의 종동 볼스크류(43b)와;Slide blocks 43 which are supported while penetrating through the first and second partition walls 41a and 41b and are rotatably installed at the inner walls of the brake housing 2, respectively, and are fixed to the slide housing 20. ) Is coupled to the ball screw (43a) and at least one or more driven ball screw (43b) which is installed at a position for equally dividing the arc; 상기 제2격벽(41b)의 외측에서 상기 볼스크류(43a)와 복수개의 종동 볼스크류(43b)에 각각 설치된 스프라켓(51)과;A sprocket 51 provided on the ball screw 43a and the plurality of driven ball screws 43b on the outside of the second partition 41b; 상기 스프라켓(51)들을 연결하여 상기 볼스크류(43a)의 회전력을 복수개의 종동 볼스크류(43b)에 전달시키기 위한 동력전달수단(50)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마그네틱 브레이크 장치.The magnetic brake device further comprises a power transmission means (50) for connecting the sprockets (51) to transfer the rotational force of the ball screw (43a) to a plurality of driven ball screws (43b). 제 4 항에 있어서, 상기 슬라이드 구동수단은,The method of claim 4, wherein the slide drive means, 상기 제2격벽(41b)에는 복수의 위치에서 상기 동력전달수단(50)의 회전동력이 원활하게 전달 될수 있도록 설치되는 가이드 스프라켓(52)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마그네틱 브레이크 장치.Magnetic brake device, characterized in that the second partition (41b) further comprises a guide sprocket (52) is installed so that the rotational power of the power transmission means 50 in a plurality of positions can be smoothly transmitted.
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