이 전기모터는 영구 자석의 수 를 많이 하여 많은 힘을 얻는 구조로서 영구 자석의 많은 힘을 더 한만큼 효율이 증가 하는 원리 이다 .
전기모터는 전기 에너지가 들어가서 전자석 에너지로 바뀌는데 , 이 전자석이 영구자석 과 서로 밀고 당기면서 힘이 더 해지기 때문에 힘이 증가 하여 효율이 높아 진다는 것이다.
이렇게 하기 위해서는 전자석으로 바뀌는 계자철심 효율을 높여야 하는데, 기존 모터는 계자철심이 한 덩어리로 되어 있기 때문에 계자철심이 크고 코일을 작게 감을수 밖에 없는 구조 여서 효율이 낮다는 것이다.
이 단점을 보완 하기 위해서 개발 모터는 계자철심을 독립적으로 만들어서 코일 을 많이 감을수 있는 공간을 확보하여 코일을 충분히 많이 감으 므로서 계자철심 효율을 높여서 전자석 힘이 강하게 하였고 또 , 기존 모터는 계자철심이 한 덩어리 여서 한쪽 면을 사용하면서 한 쪽은 작용을 하지 않기 때문에 50% 의 손실을 하고 있는데 , 개발 모터는 독립적으로 하여 양쪽 면을 다 사용하므로서 손실을 줄인 것이 특징인 것이다. 양쪽면을 다 사용하므로서 영구자석을 안, 밖으로 이중으로 배치하여 영구자석을 네개의 힘을 얻는 구조여서 힘이 더 증가 한다는 것이다 .
이 원리에 의하면 계자철심 수 도 많아서 전자석이 바뀌는 시점에서 전기가 차단이 되는데 , 그 수가 많은 만큼 차단되는 전기가 많아서 이것이 전기의 절약 효과를 가져 와서 전기 에너지는 작게 들어가고 힘은 증가 하는 원인이 되어 효율이 아주 높아 진다는 것이다.
또 계자철심이 많은 만큼 전기가 짧게 들어가기 때문에 열이 작게 발생이 되는데, 열손실이 작은 만큼 효율이 높아지고 열이 작게 나기 때문에 모터 내부를 진공을 시켜 무게 저항도 줄이고 공기 저항도 줄여서 효율을 더 높일수 있다.
개발모터는 회전이 아주 빠르기 때문에 전기에너지가 들어가서 전자석 에너지로 바뀔때 속도가 느린점을 감안해서 전기를 미리 넣어 주는 진각 장치를 달아서 고속에서도 큰 힘을 받을수 있게 하였다. 또 계자철심이 독립적으로 되어 있어서 중심점에서 거리를 길게 하여 토크 원리에 의한 힘이 증가 할수도 있다 .
또 영구자석을 이중으로 배치 하였기 때문에 많은 극 에서는 모터 크기가 작아지고 계자철심 역시 작고 교환이 쉬워서 기존모터에 비교해서 수리가 용이 하고 수리 시간도 짧기 때문에 경제 적이다 .
또 , 계자철심이 열이 작게 나기 때문에 고장이 작은 것이 특징이다 .
시제품을 만들어서 테스트 한 결과를 보면 우선 제작을 쉽게 하기 위해서 아래 도면과 같이 계자철심이 곡선이 아닌 평면으로 되어 계자철심과 영구자석 간의 거리가 5밀리미터 인데 이 모터가 다이나모 시험기로 테스트 한 것이 효율 50 가 나왔다 .( 아래 시험 도면 )
영구자석의 힘은 거리제곱에 반비례 하기 때문에 자석 간의 거리를 기존 모터 같이 1 밀리미터로 한다면 거리가 안, 밖 으로 합쳐서 10 배가 가까와 지기 때문에 힘은 20 배가 더 커 진다는 것이다.
그렇다면 효율이 1000% 가 된다는 계산이다. 여기서 힘이 커지는 만큼 전기의 손실이 따른다 해도 최소한 200 % 이상은 될것이다. 또 시제품은 12볼트 밧데리 전기로 사용을 하여 테스트 했는데 , 밧데리 전기가 약한만큼 자석 힘이 약한걸 사용을 했다. 고압전기를 사용하고 더 힘이 쎈 영구자석을 사용한다면 밀고 당기는 힘이 더 강해지기 때문에 회전하는 힘은 더 강해지고 회전 속도도 더 빨라지기 때문에 효율이 4 배로 증가 할수가 있다 .
제2 제3 시제품 테스트 분석 결과는 모터 길이를 더 길게 하면 효율이 더 많이 증가 하는 것으로 나왔고 ( 길이 50 밀리미터는 효율이 30% 길이 80 밀리미터는 효율이 50%) 또 자석 수가 많으므로서 (자석수 20개 와 40개 ) 효율이 증가 하는것으로 나왔는데, 이것은 품력 발전기가 바람이 많아야만 큰 힘을 이용하므로서 전기 생산이 많이 되는것과 같은 뜻이다. 그런데 시험결과 자석 수를 100 개 이상 할수도 있다는 결과가 나왔기 때문에 , 자석 길이를 더 길게 (100 ~ 120 밀리미터 ) 하고 자석 수를 더 많이 (120 개 ) 한다면 엄청난 힘의 전기 모터가 될것이다.
지금 연료를 사용하는 엔진이 제일 큰 힘을 내고 있는데 이 개발 모터 가 완성이 된다면 이 엔진의 힘을 능가 하여 앞으로 대형차와 배 , 비행기 까지도 밧데리로 갈수있는 전기 비행기가 될 것이다 .
또 이 전기 모터의 원리를 이용한 자기부상열차를 특허 등록(특허 _ 0913795호) 하였는데 세상에서 제일 안전하고 제일 빠른 교통수단이 될것이다.
기존에 있는 전기 모터를 보면 막연하게 효율이 몇%다 이렇게 하는데 사실은 계자철심 효율 부터 나타 내야 한다.
전기모터에 있어서 제일 중요한것이 계자 철심이다.
계자철심이 효율이 좋아야 그만큼 영구자석의 힘을 많이 얻을수가 있고 그만큼 동작이 빠르면서 회전이 빠르게 될수가 있는 것이다 .
그리고 전자석이 형성이 될때 반듯이 한쪽은 N 극이 된다면 다른 한쪽은 S 극이 되기 마련인데 , 이 이치를 무시 하고 한쪽을 사용하지 않고서 손실인지도 모르고 있다.
이것은 아주 기초 적인 것으로 영구자석 도 같은 이치이다. 한쪽이 N극 이면 다른 한쪽은 S극이 된다.
따라서 전자석 역시 전기를 통했을때 N 극 S 극으로 형성이 된다고 봐야 하는데 , 그 크기를 어는 정도 해야 하는지 적당치 기준이 없다. 이것은 계자철심을 그만큼 소흘히 하고 연구가 없었다고 할수 있겠다.
또 계자철심이 일체 형으로 한덩어리로 된것이 좋은지 개별적이 좋은지도 보고가 되어있지 않은데 , 실제로 계자 철심에 코일을 감아서 실험을 해 본 결과 크기와 단면적에 상당한 영향이 있다는 것을 알수가 있다.
모든 것이 다 그렇듯이 적당량이 있고 한계가 있기 마련이다.
충분한 실험을 하지 못해서 또 수학적으로 계산을 하지 못해서 정확히 말을 못하겠는데 , 기존 모터의 코일은 분명히 손실이 크다고 말할수 있다 . 때문에 영구 자석의 힘을 얻어도 효율이 작게 증가하는 것이다.
기존에 모터를 분석하면 순전히 전기힘 만으로 도는 모터 의 효율이 87% 정도이고 영구자석을 이용한 모터의 효율은 95% 정도 된다 . 이것은 영구자석의 힘을 얻어서 증가 했다고 볼수가 있는데, 영구 자석의 쎄기를 볼때 힘이 아주 많이 증가 해야 하는데 이렇게 작게 증가 했다는 것은 전기 에너지가 전자석 에너지로 바뀔때 손실이 그만큼 많았다는 것이다.
확실한 효율을 나타 낼려면 전기에너지 가 들어가는것 부터 해서 전자석 에너지로 바뀔대 효율과 영구자석 에너지 얻는 비율 들을 구분해서 정확한 분석이 필요하다.
또 영구자석 의 힘을 얻어서 효율이 증가 됐다면, 영구자석을 많이 넣을수 있어야 하는데 ,기존모터는 6극 ~ 8극 정도가 가장 많이 쓰이는데 , 이것은 이 모터의 한계라고 할수가 있다.
그렇다면 개발모터는 영구자석이 20개 가 들어가고 또 40 개로 만들어서 테스트 한 결과 80개 이상도 사용이 가능하다.
기존모터는 영구자석이 더 이상 많이 들어가면 오히려 효율이 떨어 지는데 , 따라서 사용이 불가 하지만 개발 모터는 영구자석이 많으면 많을수록 더 힘이 증가 하는 것으로 나타났다.
또 영구자석을 그만큼 많이 사용할수 있다는 것 만으로도 그 구조가 확실히 좋다는 결과이다.
여기서 전기 에너지가 들어가서 효율이 70% 이상만 되어도 영구자석의 힘을 50% 이상 얻는다고 계산을 하면 효율이 100% 넘게 되는것인데 영구자석 에너지를 아예 계산을 하지 않고 있다.
전자석이던 영구자석이던 그 힘이 작용하는 것은 똑 같은 것으로서 서로 밀고 당기는 힘 이 같이 작용을한다.
그래서 전자석 대신 영구 자석을 사용하고 있고 따라서 영구자석을 사용하는 만큼 절약이 된다.
여기서 영구자석 의 힘을 얻는 효율을 나타내야 할것이다.
기존의 계자코일은 일체형으로서 코일이 한방향으로 감고 다시 조금 전진해서 감고 를 반복 했기때문에 코일이 코아에서 올라가는 것과 내려가는 것이 같이 들어있다 . 이것은 코일에 전기가 흐르면 자력선이 생기게 마련인데 이때에 자력선이 엉키게 마련이다. 자력선이 한방향으로 형성이 되어야 자석이 강하게 되는데 이렇게 코일선이 엉키게 되면 자력선이 서로 충돌이 생겨서 손실을 가져 온다. 때문에 영구자석의 힘을 얻는다고 해도 효율이 크게 증가 하지 않는 원인이다.
때문에 개발모터 같이 코일을 개별적으로 한방향으로 감아서 자력선이 강하게 형성이 되도록 하여야 한다.
전기 에너지가 들어가서 영구자석 과 힘이 합쳐져서 회전을 한다는 것은 전자석 에너지와 영구자석 에너지가 힘이 더해 졌다고 할수가 있다 . 그렇다면 영구자석을 많이 사용하는 만큼 힘이 많이 증가를 해야 하는데 .이렇게 되면 효율이 100% 가 넘을 수가 있는것은 당연한 것이다.
옛날에 비교를 해서 보면 현재는 영구 자석을 이중으로 하여 양방향 을 다 영구자석을 넣어 더 많은 힘을 얻는 구조로 하는데 이것은 기존의 전기모터 구조가 잘 못 됐다는 것을 알수가 있다.
이런모터에 비교를 해서도 본 개발 모터가 확실히 구조적으로도 좋고 영구자석 사용이 많으므로 효율이 증가 할수있다는 것은 자명한 사실이다.
기대효과
태양열 에너지와 풍력 발전기 가 많아 지면서 전기에너지 가 엄청 많아져서 전기값이 싸고 쉽게 얻을수 있는 에너지 이기 때문에 소음도 없고 크기도 작고 공해를 일어키지 않는 전기 모터가 활성화가 되어야 한다,
효율이 좋지만 큰 힘을 낼수가 없는 것이 약점인데 , 그래서 엔진에 밀려서 아주 큰 힘을 요하는 곳에는 사용이 안되고 있는데 이 개발모터 가 영구자석이 많이 들어가는 만큼 큰 힘을 내서 , 엔진을 능가 하는 힘이 된다면 기계 소음과 매연의 공해가 없어지기 때문에 지구를 살리는 녹색 성장이 될것이다.
또 바람을 이용한 품력 발전기 가 있는데 , 이것은 바람의 쎄기와 양이 많지 않아서 효율이 작다고 할수가 있다.
영구자석의 힘을 이용한 (모터원리 ) 자력을 이용한 발전기 를 생산 한다면 24 시간 사용할수가 있기 때문에 효율이 크다고 할수가 있고 또 전기를 생산을 하고 그 생산된 전기로 모터가 돈다면 외부 에너지가 필요 없이모든기계가 작동이 될것이다. 이렇게 된다면 모던 제품의 생산 원가가 절약이 되고 또 운송비가 절약이 되기 때문에 모든 물가 가 내려 갈 것이고 경제가 살아 나는 결과 가 된다.
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