KR100779807B1 - 다중 모터 구동 제어기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 모터가 소요되는 시스템에서 경제적이고 간결하게 다수의 모터를 구동할 수 있는 제어기를 제공하는 것을 특징으로 하는 다중 모터 구동 제어기에 관한 것으로, 시스템 제어기로부터 해당 모터의 구동명령을 입력받아 구동명령을 해석하고, 구동시킬 모터를 지정하여 제어신호를 출력하는 모터 명령 제어부와; 모터 명령 제어부로부터 명령을 받아 모터 구동 속도를 결정하는 속도로직부와; 모터로부터 피드백 정보를 입력받아 현재 모터에 가해진 전압값이 얼마인지를 판단하는 버스전압 모니터부와; 상기 속도 로직부로부터 전달된 속도 명령을 처리하고 버스전압 모니터부로부터 현재의 모터전압을 인가받아 모터에 제공해야할 모터 전류값을 보상하기 위한 명령처리 및 보상 회로부와; 상기 명령처리 및 보상 회로부로부터 속도명령을 받아 펄스폭 변조파형을 생성하는 펄스폭 변조부와; 상기 펄스폭 변조부로부터 펄스폭 파형신호를 입력받고, 모터 명령 제어부로부터 열림/닫힘신호를 입력받아 지정한 해당모터로 속도변환에 필요한 펄스폭 변조파형을 전달하는 게이드 드라이브 로직부를 포함하여 구성함이 특징이다.
다중모터, 드라이버, 제어기

Description

다중 모터 구동 제어기{Multy Motor Driving Control Unit}
도 1은 종래의 다수의 모터를 제어하는 모터 구동 제어기.
도 2는 본 발명에 있어서 다수의 모터를 제어하는 모터 구동 제어기.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 모터 명령 제어부 20: 속도 로직부
30: 버스 전압 모니터부 40: 명령처리 및 보상회로부
50: 펄스폭 변조부 60: 동작 감지부
70: 전류 모니터부 80: 게이트 드라이브
90: 대용량 TR(IGBT) 100: 모터
110: 트랜스포머 120: 브릿지 정류기
130: 릴레이 모듈 140: 직류변환기
본 발명은 다중 모터 구동 제어기에 관한 것으로, 특히 다수의 모터가 소요되는 시스템에서 경제적이고 간결하게 다수의 모터를 구동할 수 있는 제어기를 제 공하는 것을 특징으로 하는 다중 모터 구동 제어기에 관한 것이다.
일반적으로 다수의 모터가 소요되는 시스템을 구성하기 위해서는 기본적으로 모터 수 만큼의 모터 드라이브가 소요된다.
도 1은 일반적인 다수 모터 구동 시스템을 도시한 것으로, 시스템 제어기로 부터 해당 모터의 구동명령을 입력받아 구동명령을 해석하는 모터 명령 제어부(10)와;
모터 명령 제어부(10)로부터 명령을 받아 모터 구동 속도를 결정하는 속도로직부(20)와;
모터(100)로 부터 피드백 정보를 입력받아 현재 모터에 가해진 전압값이 얼마인지를 판단하는 버스전압 모니터부(30)와;
상기 속도 로직부(20)로부터 전달된 속도 명령을 처리하고 버스전압 모니터부(30)로부터 현재의 모터전압을 인가받아 모터에 제공해야할 모터 전류값을 보상하기 위한 명령처리 및 보상 회로부(40)와;
상기 명령처리 및 보상 회로부로부터 속도명령을 받아 펄스폭 변조파형을 생성하고 이를 대용량 TR(90)에 제공하여 원하는 속도로 모터를 동작시키는 펄스폭 변조부(50)를 포함하여 구성한다.
또한, 동작 검출부(60)는 모터 제어에 필요한 스피드 로직부(20)의 회로 상태를 점검하여 초기상태를 확인하여 이상이 없는가에 대한 판단자료를 모터명령 제어부(10)에 출력하기 위한 구성이고, 전류 모니터(70)는 모터에 기준이상의 전류값이 흐를 경우 이를 감지하여 모터 회전 차단을 위한 정보를 명령처리 및 보상회로 부에 제공하기 위한 전류감지 기능을 담당한다.
그리고, 상기 모터(100)는 정격전압을 변환하기 위한 트랜스 포머(110)와, 상기 트랜스 포머(110)를 통해 제공되는 교류전압을 직류로 변환하는 브릿지 정류부(120)를 통해 일정 크기의 전압을 제공받는다.
그리고, 모터 명령 제어부(10)의 일단에는 브레이크 제어신호를 수행하는 릴레이 모듈(130)이 연결되고, 상기 릴레이 모듈(130)에는 직류 컨버터(140)가 연결되어 모터(100)의 정지에 필요한 전압을 각각 제공하여, 모터(100)의 정지를 제어할 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성되는 종래의 모터 제어기는 각각의 모터마다 속도 로직부(20)와 명령처리 및 펄스폭 변환부(40)와 펄스폭 변조부(50)를 구비하기 때문에 제작비가 상승하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 각각의 명령처리 및 보상 회로부(40)에는 버스전압 모니터(30)와 전류 모니터(70)가 각각 설치되어야 하기 때문에 상술한 문제점을 그대로 안고 있다.
결국, 상술한 예에서는 5개의 모터를 예시하였으나, 모터의 숫자가 많아질수록 더 많은 수의 드라이버가 소요되므로 모터의 갯수가 증가하는 만큼 제작비가 상승하게 되는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로,
다수의 모터가 소요되는 시스템에서 한개의 드라이버로 각각의 모터를 제어 할 수 있도록 하여 다중모터가 설치되는 시스템의 설계비용을 저감시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 시스템 제어기로부터 해당 모터의 구동명령을 입력받아 구동명령을 해석하고, 구동시킬 모터를 지정하여 제어신호를 출력하는 모터 명령 제어부와;
모터 명령 제어부로부터 명령을 받아 모터 구동 속도를 결정하는 속도로직부와;
모터로 부터 피드백 정보를 입력받아 현재 모터에 가해진 전압값이 얼마인지를 판단하는 버스전압 모니터부와;
상기 속도 로직부로 부터 전달된 속도 명령을 처리하고 버스전압 모니터부로부터 현재의 모터전압을 인가받아 모터에 제공해야할 모터 전류값을 보상하기 위한 명령처리 및 보상 회로부와;
상기 명령처리 및 보상 회로부로 부터 속도명령을 받아 펄스폭 변조파형을 생성하는 펄스폭 변조부와;
상기 펄스폭 변조부로부터 펄스폭 파형신호를 입력받고, 모터 명령 제어부로부터 열림/닫힘신호를 입력받아 지정한 해당모터로 속도변환에 필요한 펄스폭 변조파형을 전달하는 게이드 드라이브 로직부를 포함하여 구성함이 특징이다.
이하에서 도면을 참조로 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
그리고, 종래와 동일 기능을 담당하는 기술구성은 동일한 번호로써 표기하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다수의 모터 제어기 구성도로서, 도시한 바와같이,
시스템 제어기로 부터 해당 모터의 구동명령을 입력받아 구동명령을 해석하고, 구동시킬 모터를 지정하여 제어신호를 출력하는 모터 명령 제어부(10)와;
모터 명령 제어부(10)로부터 명령을 받아 모터 구동 속도를 결정하는 속도로직부(20)와;
모터로 부터 피드백 정보를 입력받아 현재 모터에 가해진 전압값이 얼마인지를 판단하는 버스전압 모니터부(30)와;
상기 속도 로직부(20)로 부터 전달된 속도 명령을 처리하고 버스전압 모니터부(30)로부터 현재의 모터전압을 인가받아 모터에 제공해야할 모터 전류값을 보상하기 위한 명령처리 및 보상 회로부(40)와;
상기 명령처리 및 보상 회로부(40)로 부터 속도명령을 받아 펄스폭 변조파형을 생성하는 펄스폭 변조부(50)와;
상기 펄스폭 변조부(50)로 부터 펄스폭 파형신호를 입력받고, 모터 명령 제어부(10)로부터 모터 열림신호를 입력받아, 지정한 해당모터의 대용량 TR(90)을 활성화시켜 속도변환에 필요한 펄스폭 변조파형을 전달하는 게이드 드라이브 로직부 (80)를 포함하여 구성한다.
그리고, 상기 본 발명의 주요부를 제외한 나머지 구성은 종래기술에서 언급한 바와같다.
본 발명의 설명의 편의를 위해 나머지 구성에 대해서 다시한번 언급하면 다음과 같다.
즉, 동작 검출부(60)는 모터 제어에 필요한 스피드 로직부(20)의 회로 상태를 점검하여 초기상태를 확인하여 이상이 없는가에 대한 판단자료를 모터명령 제어부(10)에 출력하기 위한 구성이고, 상기 모터(100)는 정격전압을 변환하기 위한 트랜스 포머(110)와, 상기 트랜스 포머(110)를 통해 제공되는 교류전압을 직류로 변환하는 브릿지 정류부(120)를 통해 일정 크기의 전압을 제공받으며, 모터 명령 제어부(10)의 일단에는 브레이크 제어신호를 수행하는 릴레이 모듈(130)이 연결되고, 상기 릴레이 모듈(130)에는 직류 컨버터(140)가 연결되어 모터의 정지에 필요한 전압을 모터에 각각 제공하여, 모터(100)의 정지를 제어할 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성하는 본 발명은 일개의 모터 제어부(10)를 이용하여 원하는 모터(100)를 지정할 수 있고, 지정된 모터(100)의 속도를 제어할 수 있도록 하였다.
모터 명령 제어부(10)는 리미트 스위치로 부터 모터의 현재 위치를 피드백받아 파악하고, 시스템 제어부로 부터 구동해야할 모터를 판독하고 또한 지정된 모터의 이동거리를 파악한다.
본 발명의 실시예에서는 모터가 있는 구동기에 4개의 리미트 스위치를 설치하여 상기 리미트 스위치로부터 구동기의 위치정보를 판독함으로서 구동기의 현재 위치를 파악할 수 있다.
모터 명령 제어부(10)는 상기 리미트 스위치의 정보를 파악하여 현재 위치에 서 원하는 위치로 해당 모터를 이동시키기 위한 이동속도를 결정하고, 이를 속도 로직부(20)에 전달한다.
그러면, 속도 로직부(20)는 이동 속도에 따른 전압값을 얼마로 할 것인지를 계산하고, 계산된 전압값을 명령처리 및 보상 회로부(40)에 전달한다.
상기 명령처리 및 보상 회로부(40)는 먼저 버스 전압 모니터부(30)를 통해 해당모터의 역기전력을 파악하고, 이에 따라 속도 로직부(20)에서 제공한 전압값과 상기 버스전압 모니터부(30)에서 출력한 모터 역기전력을 조합하여 실제로 모터에 제공해야할 전압값을 결정한다.
상기 명령처리 및 보상 회로부(40)로부터 인가받은 전압값은 펄스폭 변조부(50)에 의하여 인가해야할 전압값을 펄스로 변형하게 되는바, 1개의 펄스 간격에 따른 전압값은 정해져 있으므로, 펄스의 간격을 얼마로 할 것인지를 결정하게 된다.
그러면, 게이트 드라이브 로직부(80)는 상기 펄스폭 변조부(50)에서 전송한 펄스폭 신호에 따라 대용량 TR(90)의 게이트를 활성화시키게 된다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 165V가 모터(100)에 공급되도록 구성되어 있으므로 1개의 펄스가 가장 길 때에는 165V가 제공되고 이 길이의 절반으로 펄스를 제공할 때에는 82.5V가 제공되며, 1/10로 제공할 때에는 16.5V가 제공되며, 모터에 가해지는 전압값에 따라 모터의 속도는 그에 비례하여 달라지게 된다.
본 발명은 상기와 같이 속도 제어기능을 포함하면서 동시에 선택된 모터만을 동작시켜야 하는바, 이를 위해 본 발명의 모터 명령 제어부(10)는 시스템 제어부로 부터 선택된 모터의 구동명령을 받으면 오픈(open) 및 인에이블(inable) 신호를 게이트 드라이브 로직부(80)에 출력토록 한다. 참고로 해당 모터의 정지 명령은 클로우즈(clole) 및 인에이블(inable) 신호를 게이트 드라이브 로직부(80)에 출력하여 이루어진다.
즉, 본 발명의 모터 명령 제어부(10)는 속도변환을 위한 제어신호를 속도 로직부(20)로 전달함과 동시에 모터 오픈 및 인에이블 신호를 게이트 드라이브 로직부(80)로 출력하여 해당모터를 원하는 속도로 구동하게 되는 것이다.
결국, 본 발명은 시스템 제어기로부터 해당 모터의 구동명령을 모터 명령 제어부(10)에 전달되면 모터 명령 제어부(10)는 해당 모터의 상태를 판단하여 속도 로직부(20)로 구동명령을 전달하고, 속도 로직부(20)는 구동명령을 판단하여 구동속도를 결정하며, 명령처리 및 보상 회로부(40)는 구동속도에 따른 모터값을 결정하고, 변조파형 펄스폭을 결정하여 펄스폭 변조부(50)로 제어신호를 출력하면, 펄스폭 변조부(50)는 펄스폭 변조값에 해당하는 펄스폭 변조파형을 생성하고, 게이트 드라이브 로직부(80)는 이 파형을 입력된 해당모터의 열림/닫힘 신호와 인에이블 신호에 의해 펄스폭 변조파형을 해당 모터의 대용량 TR(IGBT, 90))에 전달하여 모터(100)를 구동하게 되므로 다수의 모터가 필요한 시스템에서 한개의 모터 드라이브로 여러개의 모터를 순차적으로 구동할 수 있어 효율적으로 모터를 구동할 수 있고, 모터의 수량이 많으면 혁신적으로 원가를 절감할 수 있는 장점을 제공한다.
상술한 바와같이 본 발명을 이용하게 되면 한개의 드라이브를 이용하여 다수개의 모터를 제어하므로 드라이브 설치비용을 절감할 수 있는 장점을 제공하게 된다.

Claims (1)

  1. 시스템 제어기로 부터 해당 모터의 구동명령을 입력받아 구동명령을 해석하고, 구동시킬 모터를 지정하여 제어신호를 출력하는 모터 명령 제어부(10)와;
    모터 명령 제어부(10)로부터 명령을 받아 모터 구동 속도를 결정하는 속도로직부(20)와;
    모터로 부터 피드백 정보를 입력받아 현재 모터에 가해진 전압값이 얼마인지를 판단하는 버스전압 모니터부(30)와;
    상기 속도 로직부(20)로 부터 전달된 속도 명령을 처리하고 버스전압 모니터부(30)로부터 현재의 모터전압을 인가받아 모터에 제공해야할 모터 전류값을 보상하기 위한 명령처리 및 보상 회로부(40)와;
    상기 명령처리 및 보상 회로부(40)로 부터 속도명령을 받아 펄스폭 변조파형을 생성하는 펄스폭 변조부(50)와;
    상기 펄스폭 변조부(50)로 부터 펄스폭 파형신호를 입력받고, 모터 명령 제어부(10)로부터 모터 열림신호를 입력받아, 지정한 해당모터의 대용량 TR(90)을 활성화시켜 속도변환에 필요한 펄스폭 변조파형을 전달하는 게이드 드라이브 로직부(80)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 다중 모터 구동 제어기.
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