KR0142116B1 - 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법 - Google Patents
영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법Info
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Abstract
자극 검출 신호를 슬릿 원판에서 제거하고 속도 신호를 이용하여 서보팩 내부에서 자극 검출 신호를 생성하는 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법이 개시되는바, 이는 원점 기준 신호의 초기 소정 펄스까지만 자극 위치 신호를 검출하고 이후부터는 서보팩 내부에서 속도 신호를 카운트하여 자극 위치 신호를 생성함으로써, 전송 라인이 반으로 축소되고 슬릿 원판에서 자극 위치 신호가 제거되며 엔코더의 구조가 간단해지면서 원가가 절감되고 노이즈가 감소하여 신뢰성을 높인다.
Description
제 1 도는 (a)는 일반적인 영구 자석 동기 모터의 속도를 검출하는 엔코더의 일실시예를 나타낸 평면도,
(b)는 상기 (a)의 엔코더의 출력을 정형하는 회로의 일실시예를 나타낸 블럭도,
제 2 도는 상기 제 1 도의 엔코더의 출력을 나타낸 파형도,
제 3 도는 이 발명에 따른 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법을 수행하기 위한 흐름도이다.
이 발명은 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자극 검출 신호를 슬릿 원판에서 제거하고 속도 신호를 이용하여 서보팩 내부에서 자극 검출 신호를 생성하는 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법에 관한 것이다.
제 1 도는 (a)는 일반적인 영구 자석 동기 모터의 속도를 검출하는 엔코더의 일실시예를 나타낸 평면도이다.
제 1 도 (a)를 보면, 모터 (11)와 슬릿 원판(12)이 직렬로 회전측(13)에 직접 결합되어 있다.
그리고, 상기 슬릿 원판(12)에는 자극 위치를 검출하기 위한 자극 위치 검출 신호 채널(U.V.W)과 속도 즉 모터(11)의 회전수를 검출하는 속도 신호 채널(A,B,Z)이 흑백의 패턴으로 마킹(Marking)되어 있다.
또한, 상기 슬릿 원판(12)의 정면 및 후면에는 빛을 발광하는 발광소자(도시되지 않았음.)와 상기 슬릿 원판(12)이 회전할때 상기 속도 검출 채널(A,B,Z)을 통과하는 빛을 수광하는 수광 소자(도시되지 않았음.)가 설치된다.
따라서, 발광 소자에서 나오는 빛은 슬릿 원판(12)이 회전할 때 슬릿원판(12)의 속도 검출 채널(A,B,Z)을 통과하면 수광 소자에서 빛을 변화를 수광한다.
그리고, 상기 수광 소자에는 제 1 도(b)와 같은 신호 정형 및 전송부(20)가 연결되어 상기 수광 소자에서 출력되는 신호를 전기적인 신호로 변환하여 속도 신호(A,B)와 원점 신호(Z) 및 자극 위치 검출 신호(U,V,W)를 제 2 도와 같이 검출한 후 모터(11)가 가장 이상적으로 회전할 수 있도록 제어하는 서보팩으로 출력한다.
이때, 속도 신호(A,B)는 90°의 위상차를 가지며, 모터(11)가 1회전(360°)할 때 발생하는 펄스의 수를 카운트하여 모터(11)의 회전 속도를 검출한다.
그리고, 원점 신호(Z)는 모터(11)가 1회전할 때 1개의 펄스가 출력되어 원점 기준 신호로 이용된다.
또한, 자극 위치 검출 신호(U,V,W)는 영구 자석 동기 모터에서 꼭 필요로한 신호로 모터(11)의 회전자 자극을 검출하여 모터(11)가 최적인 상태로 회전할 수 있도록 전류를 인가시킨다.
통상, 이 신호는 영구 자석 자극과 일치시킨다.
그리고, 상기 자극 위치 검출 신호(U,V,W)는 각각 120°의 위상차를 가지고 있다.
그러나, 상기한 제 1 도는 속도 검출 채널 이외에 자극을 검출하기 위한 자극 검출 채널이 필요하므로 슬릿 원판의 구조와 신호 전송, 정형 방법, 전송선등이 모두 증가하게 되어 엔코더의 전체적인 구조가 복잡하고 신뢰성이 저하하며 노이즈의 확률이 증가하는 문제점이 있었다.
이 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 발명의 목적은 원점 기준 신호와 초기 2펄스까지만 자극 위치 신호를 검출하고 이후는 속도 신호에 의해 서보팩 내부에서 자극 위치 신호를 생성함으로써, 전송 라인을 축소시켜 원가를 절감하면서 노이즈가 감소하기 동시에 엔코더의 구조가 간단해지는 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법의 특성은, 엔코더의 회전축에 결합된 모터의 회전에 의해 상기 회전축에 상기 모터와 직렬로 결합된 슬릿 원판이 회전하면 슬릿 원판에 흑백의 패턴으로 형성된 자극 위치 검출 신호 채널과 속도 신호 채널을 통과하는 빛을 전기적인 신호로 변환하여 자극 위치 검출 신호 및 속도 신호 그리고, 원점 기준 신호를 검출하는 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법에 있어서, 상기 슬릿 원판이 회전하면 슬릿 원판상에 설치된 발광 소자와 수광 소자를 이용하여 자극 위치 신호를 검출하여 전기적인 신호로 변환한후 모터가 가장 이상적으로 회전할 수 있도록 제어하는 서보팩으로 출력하는 자극 위치 검출 단계와, 상기 모터가 회전하면서 발생되는 원점 기준 신호의 소정 펄스까지 자극 위치 신호를 검출한 후 상기 원점 기준 신호의 소정 펄스 이후부터는 엔코더의 출력 신호를 자극 위치 검출 신호에서 속도 신호 및 원점 기준 신호로 절환하는 절환단계와, 상기 절환 단계에서 속도 신호 및 원점 기준 신호로 절환되면 슬릿 원판이 회전하면서 발생되는 속도 신호 및 원점 기준 신호를 전기적인 신호로 변혼하여 서보팩으로 출력하는 속도 신호 출력 단계와, 상기 속도 신호 출력 단계에서 출력되는 속도 신호를 카운트하여 자극 위치 검출 신호를 생성하는 자극 위치 검출 신호 생성 단계로 이루어지는 점에 있다.
이하, 이 발명에 따른 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법의 바람직한 일실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 3 도는 이 발명에 따른 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법을 수행하기 위한 흐름도이다.
제 3 도를 보면, 회전축(13)에 결합된 모터(11)가 회전하게 되면(스텝 301), 슬릿 원판(12)의 정, 후면에 설치된 발광 소자와 수광 소자를 이용하여 자극 위치 신호(U,V,W)를 검출하고 신호 정형 및 전송부(20)에서 전기적인 신호로 변환한 후 모터가 가장 이상적으로 회전할 수 있도록 제어하는 서보팩으로 출력한다(스텝 302).
이때, 모터(11)가 1회전하지 못하였다고 판별되면(스텝 303), 계속 서보팩으로 자극 위치 신호(U,V,W)를 출력하고, 모터(11)가 1회전하였다고 판별되면, 엔코더의 출력 신호를 자극 위치 검출 신호에서 속도 신호(A,B) 및 원점 기준 신호(Z)로 절환한다(스텝 304).
즉, 플럭스와 마이너스 라인을 포함하여 6개의 라인을 통해 원점 기준 신호(Z)의 초기 2펄스가지는 자극 위치 신호(U,V,W)를 출력하고, 원점 기준 신호(Z)의 초기 2펄스가 지나면 속도 신호(A,B) 및 원점 기준 신호(Z)를 출력한다.
즉, 모터(11)의 1회전이 끝나면서부터는 자극 위치 검출 신호(U,V,W)가 출력되던 신호 정형 및 전송부(20)의 라인을 통해 속도 신호(A,B)와 원점 기준 신호(Z)가 출력된다(스텝 305).
이후부터는, 서보팩에서는 속도 신호(A,B)를 카운트하여 자극 위치 신호(U,V,W)를 생성한다(스텝 306).
즉, 서보팩에서는 원점 기준 신호(Z)의 초기 2펄스까지 발생되는 U자극 검출 신호가 속도신호(예컨대, A)의 몇번째 펄스, V자극 검출 신호가 A속도 신호의 몇번째 펄스, W자극 검출 신호가 A속도 신호의 몇번째 펄스에서 발생하였는지를 판단하고 셋팅시켜 놓는다.
예를 들어, U자극 검출 신호는 A속도 신호으 0번째 펄스, V자극 검출 신호는 A속도 신호의 7번째 펄스, W자극 검출 신호는 A속도 신호의 10번째 펄스에서 발생하였다고 가정하면, 원점 기준 신호(Z)의 초기 2펄스 이후부터는 서보팩 내부에서 A속도 신호를 카운트하여 0번째 펄스이면 U자극 검출 신호를, 7번째 펄스이면 V자극 검출 신호를, 10번째 펄스이면 W자극 검출신호를 생성하고 모터(11)가 최적의 상태로 회전할 수 있도록 모터(11)에 전류를 인가시킨다.
따라서, 엔코더의 신호 정형 및 전송부(20)의 출력 라인이 플러스 출력과 마이너스 출력을 포함하여 12라인에서 6라인으로 축소된다.
이상에서와 같이 이 발명에 따른 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법에 의하면, 원점 기준 신호의 초기 소정 펄스까지만 자극 위치 신호를 검출하고 이후부터는 서보팩 내부에서 속도 신호를 카운트하여 자극 위치 신호를 생성함으로써, 전송 라인이 반으로 축소되고 슬릿 원판에서 자극 위치 신호가 제거되어 엔코더의 구조가 간단해지면서 원가가 절감되고 노이즈가 감소하여 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
Claims (1)
- 엔코더의 회전축에 결합된 모터의 회전에 의해 상기 회전축에 상기 모터와 직렬로 결합된 슬릿 원판이 회전하면 슬릿 원판의 흑백의 패턴으로 형성된 자극 위치 검출 신호 채널과 속도 신호 채널을 통과하는 빛을 전기적인 신호로 변환하여 자극 위치 검출 신호 및 속도 신호 그리고, 원점 기준 신호를 검출하는 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법에 있어서, ① 상기 슬릿 원판이 회전하면 슬릿 원판의 정,후면에 설치된 발광소자와 수광 소자를 이용하여 자극 위치 신호를 검출하여 전기적인 신호로 변환한 후 모터가 가장 이상적으로 회전할 수 있도록 제어하는 서보팩으로 출력하는 자극 위치 검출 단계와, ② 상기 모터가 회전하면서 발생되는 원점 기준 신호의 소정 펄스까지 자극 위치 신호를 검출한 후 상기 원점 기준 신호의 소정 펄스 이후부터는 엔코더의 출력 신호를 자극 위치 검출 신호에서 속도 신호 및 원점 기준 신호로 절환하는 절환단계와, ③상기 절환 단계에서 속도 신호 및 원점 기준 신호로 절환되면 슬릿 원판이 회전하면서 발생되는 속도 신호 및 원점 기준 신호를 전기적인 신호로 변환하여 서보팩으로 출력하는 속도 신호 출력 단계와, ④ 상기 속도 신호 출력 단계에서 출력되는 속도 신호를 카운트하여 자극 위치 검출 신호를 생성 단계로 이루어지는 영구 자석 동기 모터의 속도 검출 방법.
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