KR100786636B1 - Bldc motor control device with can communication interface - Google Patents

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KR100786636B1
KR100786636B1 KR1020060130635A KR20060130635A KR100786636B1 KR 100786636 B1 KR100786636 B1 KR 100786636B1 KR 1020060130635 A KR1020060130635 A KR 1020060130635A KR 20060130635 A KR20060130635 A KR 20060130635A KR 100786636 B1 KR100786636 B1 KR 100786636B1
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이중재
이호길
김홍석
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한국생산기술연구원
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Abstract

A BLDC(BrushLess Direct Current) motor controlling apparatus using a CAN(Controller Area Network) communication interface is provided to control BLCD motors stably by matching the BLDC motor with a BLDC motor driving module one to one. A BLDC motor controlling module(1) generates control signals for driving the BLDC motors, and includes a CAN communication driver(12) which transmits commands transmitted through a CAN communication line, a DSP(Digital Signal Processor)(11) which has a CAN inside and generates control signals for the control of first and second BLDC motors(4,5), a CAN ID setting jumper(14) which sets top 5 bits of a CAN ID, a power separator/converter(13) which converts 24 power to 3.3V power for driving the DSP and a 5V voltage source for driving an encoder, a hole sensor, and the CAN communication driver, and first and second connectors(J1,J2) which are separately connected to the first and second BLDC motor driving modules. First and second BLDC motor driving modules(2,3) directly control the driving of the first and second BLDC motors, and includes a BLDC motor controller(21,31) which receives a hole sensor output signal from the first and second BLDC motors, grasps the current location of the first and second BLDC motors, and analyzes a PWM signal transmitted from the DSP, an FET amplifier(22,32) which receives an output signal from the BLDC motor controller, amplifies the signal to the power for driving the first and second BLDC motors, and outputs the power to a PWM amplifier of the first and second BLDC motors, an encoder inputting unit(24,34) which receives rotation speed detected through encoders installed in the first and second BLDC motors and transmits the detected rotation speed to the DSP, an A/D converter(23,33) which receives an output signal of the FET amplifier, detects the driving current of the first and second BLDC motors, and transmits the current to the DSP through the first connector or the second connector, and first and second connectors installed for the communication with the BLCD motor controlling module.

Description

캔(CAN)통신을 이용한 무 부러쉬 직류(BLDC)전동기 제어장치{BLDC Motor Control device with CAN Communication Interface} Brushless DC motor control device using CAN communication {BLDC Motor Control device with CAN Communication Interface}

도 1은 본 발명 장치의 전체 블록 구성도.1 is an overall block diagram of an apparatus of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 BLDC 전동기 제어모듈과 제 1 BLDC 전동기 구동모듈 간의 연결 커넥터(J1) 연결핀 구성도.Figure 2 is a block diagram of a connection connector (J1) connecting pin between the BLDC motor control module and the first BLDC motor drive module according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 BLDC 전동기 제어모듈과 제 2 BLDC 전동기 구동모듈 간의 연결 커넥터(J2) 연결핀 구성도.Figure 3 is a block diagram of the connection connector (J2) connecting pin between the BLDC motor control module and the second BLDC motor drive module according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 BLDC 전동기 제어모듈의 간략한 구성도.4 is a simplified configuration diagram of a BLDC motor control module according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈의 간략한 구성도.Figure 5 is a simplified configuration of the first and second BLDC motor drive module according to the present invention.

도 6은 본 발명에서 사용한 전류제어의 원리를 설명하기 위한 블록 구성도.Figure 6 is a block diagram for explaining the principle of the current control used in the present invention.

도 7은 본 발명에서 사용한 속도제어의 원리를 설명하기 위한 블록 구성도.7 is a block diagram illustrating the principle of speed control used in the present invention.

도 8은 본 발명에서 사용한 위치제어의 원리를 설명하기 위한 블록 구성도.8 is a block diagram for explaining the principle of position control used in the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : BLDC 전동기 제어모듈 1: BLDC Motor Control Module

2,3 : 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈2,3: 1st and 2nd BLDC motor drive module

4,5 : 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 6 :CAN 통신라인4,5: 1st and 2nd BLDC motor 6: CAN communication line

11 : DSP 12 : CAN통신 드라이버11: DSP 12: CAN communication driver

13 : 전원분리변환기 14 : 캔 ID세팅 점퍼13: Power Disconnect Converter 14: Can ID Setting Jumper

21,31 : BLDC 모터 제어기 22,32 : FET 증폭기21,31: BLDC motor controller 22,32: FET amplifier

23,33 : A/D 변환기 24,34 : 엔코더 입력부23,33: A / D Converter 24,34: Encoder Input

41,51 : 앤코더 42,52 : PWM 증폭기41,51: encoder 42,52: PWM amplifier

J1,J2 : 제 1 및 제 2 커넥터J1, J2: first and second connector

본 발명은 캔(CAN) 통신을 이용한 무 부러쉬 직류(BLDC) 전동기 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ISO11898 표준으로 지능형 센서나 액츄에이터의 통신에 적합한 캔(Controller Area Network; 이하 "CAN"이라 약칭함)을 기반으로 하여 무 부러쉬 직류(Brush Less Direct Current; 이하 "BLDC"라 약칭함) 전동기에 대한 위치와 속도 및 토크 제어명령을 입력받고 현재 상태 데이터를 전송하며 지정된 디지털 제어기능을 수행할 수 있도록 발명한 것이다.The present invention relates to a brushless direct current (BLDC) motor control device using CAN communication, and more specifically, to an ISO11898 standard, which is suitable for communication of intelligent sensors or actuators (hereinafter referred to as "CAN"). Brushless Direct Current (hereinafter, abbreviated as "BLDC") receives the position, speed and torque control commands for the motor, transmits the current status data, and performs the specified digital control function. To invent it.

현재 다수의 전동기의 구동을 위한 마이크로프로세서 제어 모듈을 설계 및 제작하는 분야에서는 통상 제어기의 인터페이스를 대부분 중앙 집중제어에 적합한 병렬 인터페이스나 직렬 포트로 구성하고 있다.Currently, in the field of designing and manufacturing a microprocessor control module for driving a plurality of electric motors, the interface of the controller is generally composed of a parallel interface or a serial port suitable for centralized control.

그러나, 이와 같이 제어기의 인터페이스를 대부분 중앙 집중제어에 적합한 병렬 인터페이스나 직렬 포트로 구성하여 다수개의 전동기들에 대한 통합 제어를 실시하게 되면 구동 메커니즘과 제어기간의 배선 수와 종류가 많아지게 되어 제어 시스템의 보수 및 유지에 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다.However, if the interface of the controller is composed mostly of parallel interface or serial port suitable for centralized control, and the integrated control of a plurality of electric motors is performed, the number and types of wirings between the drive mechanism and the controller increase. There are many difficulties in maintaining and maintaining the system.

또한, 개별 전동기의 경우 각각의 전동기에 부응하여 설치되는 제어기별로 상위 계층과 버스형 직렬 통신이 가능하거나, 같은 CAN 통신을 지원하더라도 통신 프로토콜이 제각각인 경우가 많아 시스템 제어에 어려움을 초래하고, 또 휴머노이드를 위한 전동기 제어기로써는 크기가 너무 커서 효율적인 공간 사용에 장애를 받게 되고, 작은 크기의 제어기의 경우 전동기를 구동할 수 있는 전력이 부족한 문제점이 있다.In addition, in case of individual motors, serial controllers and bus-type serial communication are possible for each controller installed corresponding to each motor, or even if they support the same CAN communication, communication protocols are often different, which causes difficulty in system control. As a motor controller for a humanoid, the size of the motor controller is too large, which impedes efficient space use, and in the case of a small controller, there is a shortage of power for driving the motor.

뿐만 아니라, 로봇 시스템의 핵심인 전동기의 구동을 위한 마이크로프로세서 제어 모듈의 설계 및 제작 기술 분야에 있어서도, 종래에는 전동기의 종류별 전력 소모량별로 별도의 제어기가 설계되어 있고, 제어기의 상위 인터페이스도 대부분 중앙집중제어에 적합한 병렬 버스나 일대일의 직렬 포트로 구성되어 있다.In addition, in the field of designing and manufacturing a microprocessor control module for driving an electric motor, which is the core of a robot system, a separate controller is conventionally designed for each type of electric power consumption, and the upper interface of the controller is mostly centralized. It consists of a parallel bus or one-to-one serial port suitable for control.

따라서 로봇 시스템에서 있어서도 다수의 전동기들을 통합제어 하기 위해서는 구동 메커니즘과 제어기간의 연결할 배선 수와 종류가 많아지게 되어 제어 시스템의 유지 및 보수에 많은 어려움을 겪고 있고, 또한 제어기별로 상위 계층과 버스형 직렬통신이 가능하다 하더라도 직렬 포트의 한계가 있으며, 통신 프로토콜이 제각각인 경우가 많아 시스템 제어에 어려움이 많고, 제어기의 드라이버의 과부하로 인한 제어기 고장이 발생할 경우 제어기 수리 및 교체에 많은 시간을 투자해야 하 는 문제점이 발생하고 있다.Therefore, even in the robot system, in order to integrate and control a plurality of electric motors, the number and types of wirings to be connected between the driving mechanism and the controller increase, which causes a lot of difficulties in the maintenance and repair of the control system. Even if communication is possible, there is a limit of serial port, and there are many communication protocols, so it is difficult to control the system, and if a controller failure occurs due to overload of the driver of the controller, a lot of time should be invested in repairing and replacing the controller. There is a problem.

특히, BLDC 모터의 경우 동일한 크기의 모터인 경우 일반 DC 모터보다 토크가 더 강하고 브러쉬가 없는 형태이기 때문에 영구적 사용이 가능하다는 장점이 있는 반면 3개의 상을 제어해야 한다는 어려움을 가지고 있다.In particular, in the case of BLDC motor, the same size motor has the advantage of permanent use because it has stronger torque and brushless form than general DC motor, but has difficulty in controlling three phases.

아울러 일반 제어기의 경우 크기가 너무 커서 로봇의 내부에 실장 할 경우 효율적인 공간 사용의 장애요인이 되고 있는 실정이다.In addition, the size of the general controller is so large that it is an obstacle to the efficient use of space when mounted inside the robot.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, BLDC 전동기 제어와 통신관련 모듈 및 2개의 전동기 구동모듈로 구분하여 제작하고, 전동기의 특성에 따라 전동기 구동모듈의 프로그램을 교체함으로써 다양한 BLDC 전동기의 유연한 제어가 가능하고, 문제가 발생한 BLDC 제어기의 상태에 따라 제어모듈과 전동기 구동모듈만은 교체 및 수리할 수 있도록 하여 작업시간을 줄일 수 있는 CAN 통신을 이용한 무 부러쉬 직류 전동기 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve such a conventional problem, it is produced by dividing the BLDC motor control and communication related modules and two motor drive module, and by changing the program of the motor drive module according to the characteristics of the motor A brushless DC motor controller using CAN communication can be used to reduce the working time by allowing the flexible control of BLDC motors and replacing only the control module and the motor drive module according to the problem of the BLDC controller. The purpose is to provide.

본 발명의 다른 목적은, 제어기를 소형으로 구현하여 로봇의 내부를 효율적으로 사용할 수 있고, 또 전동기 구동모듈의 간단한 탈부착으로 새로 설치되는 모터에 대한 공간의 낭비와 배선의 수를 획기적으로 줄일 수 있는 CAN 통신을 이용한 무 부러쉬 직류 전동기 제어장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention, the controller can be implemented in a small size to efficiently use the inside of the robot, and by simply detaching the motor drive module can reduce the waste of space and the number of wiring for the newly installed motor significantly It is to provide a brushless DC motor controller using CAN communication.

본 발명의 또 다른 목적은, 전동기 제어장치의 상위 통신방식으로 ISO11898 표준이며 퍼스널 컴퓨터(PC)의 인터페이스가 풍부한 CAN을 이용함으로써 전동기 통합제어에 PC를 사용한 개방화와 저 비용화 및 유지보수를 간편화할 수 있는 CAN 통신을 이용한 무 부러쉬 직류 전동기 제어장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to use the PC with ISO11898 standard and the interface of the personal computer (PC), which is the upper communication method of the motor control device, to simplify the opening and lowering of cost and maintenance using the PC for the motor integrated control. The present invention provides a brushless DC motor controller using CAN communication.

본 발명의 또 다른 목적은, 하나의 BLDC 전동기 제어모듈에서 두 개의 BLDC 구동모듈을 구동하는데 있어 두 개의 제어모듈을 하나의 디자인으로 설계하여 제어모듈의 개발비용을 대폭 절감할 수 있는 CAN 통신을 이용한 무 부러쉬 직류 전동기 제어장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to drive two BLDC driving modules in one BLDC motor control module by designing two control modules in one design using CAN communication which can greatly reduce the development cost of the control module. To provide a brushless DC motor control device.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치는, CAN 통신라인을 통해 전달되는 각종 명령을 DSP로 전달하는 CAN통신 드라이버와, CAN을 내장하고 BLDC 전동기들의 제어에 필요한 각종 제어신호를 발생하는 전동기 제어 프로세서로서의 디지털신호처리 프로세서(digital signal processor; 이하 "DSP"라 약칭함), 상기 DSP와 연결되어 CAN ID의 상위 5Bit를 설정하는 캔 ID세팅 점퍼, 24V의 전원을 DSP를 구동하기 위한 3.3V 전원과, 이 이외에 엔코더와 홀(Hole) 센서 및 CAN통신 드라이버를 구동하기 위한 5V 전압원으로 분리 변환하는 전원분리변환기, 제 1 제 2 BLDC 전동기 구동모듈과 각각 연결되어 이들 간에 상호 양방향 통신이 이루어지도록 하는 제 1 및 제 2 커넥터를 구비하고 BLDC 전동기의 구동에 따른 전반적인 제어신호를 발생하는 BLDC 전동기 제어모듈과;In order to achieve the above object, the present invention provides a CAN communication driver for transmitting various commands transmitted through a CAN communication line to a DSP, and an electric motor control processor having a built-in CAN and generating various control signals required for control of BLDC motors. Digital signal processor (hereinafter, abbreviated as "DSP"), CAN ID setting jumper connected to the DSP to set the upper 5Bit of CAN ID, 3.3V power supply for driving the DSP and 24V power supply; In addition to this, a power separation converter for separating and converting an encoder, a hall sensor, and a CAN communication driver into a 5V voltage source, and a first second BLDC motor driving module connected to each other to allow mutual bidirectional communication therebetween. A BLDC motor control module having first and second connectors and generating an overall control signal according to the operation of the BLDC motor;

제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 홀 센서 출력신호를 입력받아 현재 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 위치를 파악한 후 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP에서 전송되어 오는 PWM신호를 분석하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기를 각각 구동하는 BLDC 모터 제어기 와, 상기 BLDC 모터 제어기의 출력신호를 입력받아 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 구동에 필요한 전력으로 증폭시킨 후 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 펄스폭변조(PWM) 증폭기로 출력시켜 주는 FET 증폭기, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기에 설치되어 있는 엔코더들을 통해 검출되는 회전속도를 입력을 받아 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP에 전송하는 엔코더 입력부, 상기 FET 증폭기의 출력신호를 입력받아 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 구동전류를 각각 검출한 후 제 1 커넥터 또는 제 2 커넥터를 통해 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP에 각각 전송하는 A/D 변환기, 상기 BLDC 전동기 제어모듈과의 양방향 통신을 위해 설치된 제 1 및 제 2 커넥터를 구비하고 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 구동을 직접적으로 제어하는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈;로 구성한 것을 특징으로 한다.The first and second BLDC motors are analyzed by receiving the Hall sensor output signals of the first and second BLDC motors, identifying the current position of the first and second BLDC motors, and analyzing the PWM signals transmitted from the DSP of the BLDC motor control module. BLDC motor controllers for driving the amplifiers, and output signals of the BLDC motor controllers are amplified to the power required to drive the first and second BLDC motors, and then pulse width modulation (PWM) amplifiers of the first and second BLDC motors. FET amplifier for outputting through the encoder, encoder input unit for receiving the rotation speed detected through the encoders installed in the first and second BLDC motor and transmitting to DSP of BLDC motor control module, and receiving the output signal of the FET amplifier A / D converters and phases respectively detecting the drive currents of the first and second BLDC motors and transmitting them to the DSP of the BLDC motor control module through the first connector or the second connector, respectively. And first and second BLDC motor driving modules including first and second connectors installed for bidirectional communication with the BLDC motor control module and directly controlling driving of the first and second BLDC motors. .

이때, 상기 제 1 BLDC 전동기 구동모듈 내의 엔코더와 A/D 변환기에 의해 각각 검출되는 제 1 BLDC 전동기의 회전속도와 구동전류는 제 1 커넥터를 통해 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP에 전송하고, 상기 제 2 BLDC 전동기 구동모듈 내의 엔코더와 A/D 변환기에 의해 검출되는 제 2 BLDC 전동기의 회전속도와 구동전류는 제 2 커넥터를 통해 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP에 전송하도록 구성한 것을 특징으로 한다.At this time, the rotational speed and driving current of the first BLDC motor detected by the encoder and the A / D converter in the first BLDC motor driving module are transmitted to the DSP of the BLDC motor control module through the first connector, and the second The rotational speed and driving current of the second BLDC motor detected by the encoder and the A / D converter in the BLDC motor driving module are configured to be transmitted to the DSP of the BLDC motor control module through the second connector.

또, 상기 제 1 BLDC 전동기 구동모듈 내의 제 1 커넥터는 DSP와 제 1 BLDC 전동기를 연결하는 커넥터로써, 24V(Pin 1, 2, 3), 5V(Pin 4), 3.3V(Pin 5), 아날로그신호 접지(Analog GND)(Pin 6), GND(Pin 7, 8, 9), 전동기 PWM 및 디렉션(Direction)(Pin 11, 12), 엔코더(Pin13, 14), A/D 변환기(Pin 15, 16)로 연결되 는 핀들을 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the first connector in the first BLDC motor driving module is a connector connecting the DSP and the first BLDC motor, and includes 24V (Pin 1, 2, 3), 5V (Pin 4), 3.3V (Pin 5), and analog. Signal Ground (Analog GND) (Pin 6), GND (Pin 7, 8, 9), Motor PWM and Direction (Pin 11, 12), Encoder (Pin13, 14), A / D Converter (Pin 15, It characterized in that it has a pin connected to 16).

또한, 상기 제 2 BLDC 전동기 구동모듈 내의 상기 제 2 커넥터(J2)는 DSP와 제 2 BLDC 전동기를 연결하는 커넥터로써, 24V(Pin 1, 2, 4), 5V(Pin 3), 3.3V(Pin 6), 아날로그신호 접지(Analog GND)(Pin 5), GND(Pin 7, 8, 10), 전동기 PWM 및 디렉션(Direction)(Pin 11, 12), 엔코더(Pin13, 14), A/D 변환기(Pin 15, 16)로 연결되는 핀들을 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the second connector J2 in the second BLDC motor driving module is a connector connecting the DSP and the second BLDC motor, and includes 24V (Pin 1, 2, 4), 5V (Pin 3), and 3.3V (Pin). 6), Analog Signal Ground (Analog GND) (Pin 5), GND (Pin 7, 8, 10), Motor PWM and Direction (Pin 11, 12), Encoder (Pin13, 14), A / D Converter And pins connected to the pins 15 and 16.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명 장치의 전체 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 BLDC 전동기 제어모듈과 제 1 BLDC 전동기 구동모듈 간의 연결 커넥터(J1) 연결핀 구성도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명에 따른 BLDC 전동기 제어모듈과 제 2 BLDC 전동기 구동모듈 간의 연결 커넥터(J2) 연결핀 구성도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 BLDC 전동기 제어모듈의 간략한 구성도를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명에 따른 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈의 간략한 구성도를 나타낸 것이다.1 is a block diagram showing the overall block diagram of the device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the connection connector J1 between the BLDC motor control module and the first BLDC motor drive module according to the present invention. FIG. 4 is a view illustrating a configuration of a connecting connector J2 connecting pin between a BLDC motor control module and a second BLDC motor driving module according to the present invention, and FIG. 4 is a simplified block diagram of a BLDC motor control module according to the present invention. Shows a brief configuration of the first and second BLDC motor drive module according to the present invention.

또한, 도 6은 본 발명에서 사용한 전류제어의 원리를 설명하기 위한 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명에서 사용한 속도제어의 원리를 설명하기 위한 블록 구성도를 나타낸 것이며, 도 8은 본 발명에서 사용한 위치제어의 원리를 설명하기 위한 블록 구성도를 나타낸 것이다.6 shows a block diagram for explaining the principle of current control used in the present invention, FIG. 7 shows a block diagram for explaining the principle of speed control used in the present invention, and FIG. A block diagram for explaining the principle of position control used in the present invention is shown.

이에 따르면 본 발명 장치는, CAN 통신라인(6)을 통해 전달되는 각종 명령을 DSP(11)로 전달하는 CAN통신 드라이버(12)와, CAN을 내장하고 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)들의 제어에 필요한 각종 제어신호를 발생하는 전동기 제어 프로세서로서의 디지털신호처리 프로세서(DSP)(11), 상기 DSP(11)와 연결되어 CAN ID의 상위 5Bit를 설정하는 캔 ID세팅 점퍼(14), 24V의 전원을 DSP(11)를 구동하기 위한 3.3V 전원과, 이 이외에 엔코더와 홀(Hole) 센서 및 CAN통신 드라이버(12)를 구동하기 위한 5V 전압원으로 분리 변환하는 전원분리변환기(13), 제 1 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)과 각각 별개로 연결되어 이들 간에 상호 양방향 통신이 이루어지도록 하는 제 1 및 제 2 커넥터(J1)(J2)를 구비하고 BLDC 전동기의 구동에 필요한 전반적인 제어신호를 발생하는 BLDC 전동기 제어모듈(1)과;According to this, the apparatus of the present invention comprises a CAN communication driver 12 which transmits various commands transmitted through the CAN communication line 6 to the DSP 11, and a first and second BLDC motor 4 having a built-in CAN ( 5, a digital signal processing processor (DSP) 11 as an electric motor control processor for generating various control signals necessary for the control of these devices, and a can ID setting jumper 14 connected to the DSP 11 to set an upper 5 bit of CAN ID. Power supply converter 13 for separating and converting a 24V power supply into a 3.3V power supply for driving the DSP 11 and a 5V voltage source for driving an encoder, a Hall sensor, and a CAN communication driver 12 And first and second connectors J1 and J2 connected to the first and second BLDC motor driving modules 2 and 3 respectively so that mutual bidirectional communication is performed between them. A BLDC motor control module 1 for generating a necessary overall control signal;

제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 홀 센서 출력신호를 입력받아 현재 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 위치를 파악한 후 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)에서 전송되어 오는 PWM신호를 분석하여 그 결과에 부응하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 각각 구동하는 BLDC 모터 제어기(21)(31)와, 상기 BLDC 모터 제어기(21)(31)의 출력신호를 입력받아 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 구동에 필요한 전력으로 증폭시킨 후 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 펄스폭변조(PWM) 증폭기(42)(52)로 출력시켜 주는 FET 증폭기(22)(32), 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 설치되어 있는 엔코더(41)(51)들을 통해 검출되는 회전속도를 입력을 받아 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)에 전송하는 엔코더 입력부(24)(34), 상기 FET 증폭 기(22)(32)의 출력신호를 입력받아 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 구동전류를 각각 검출한 후 제 1 커넥터(J1) 또는 제 2 커넥터(J2)를 통해 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)에 각각 전송하는 A/D 변환기(23)(33), 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)과의 양방향 통신을 위해 설치된 제 1 및 제 2 커넥터(J1)(J2)를 구비하고 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 구동을 직접적으로 제어하는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3);로 구성한 것을 특징으로 한다.After receiving the Hall sensor output signals of the first and second BLDC motors 4 and 5, the position of the first and second BLDC motors 4 and 5 is determined and the DSP of the BLDC motor control module 1 11) BLDC motor controllers 21 and 31 which drive the first and second BLDC motors 4 and 5, respectively, in accordance with the result of analyzing the PWM signal transmitted from 11) and the BLDC motor controller 21. A pulse width modulation (PWM) amplifier 42 of the first and second BLDC motors after amplifying the output signal of the < RTI ID = 0.0 > 31 < / RTI > Receives an input of the rotational speed detected through the encoders 41 and 51 installed in the FET amplifiers 22 and 32 and the first and second BLDC motors 4 and 5 outputting to the 52. First and second BLDC motors 4 receiving encoder signals 24 and 34 and output signals of the FET amplifiers 22 and 32 which are transmitted to the DSP 11 of the BLDC motor control module 1. Detect driving current of (5), respectively Then, the A / D converters 23 and 33 and the BLDC motor control module 1 respectively transmit to the DSP 11 of the BLDC motor control module 1 through the first connector J1 or the second connector J2. The first and second BLDC motors having first and second connectors J1 and J2 installed for bidirectional communication with the device and directly controlling the driving of the first and second BLDC motors 4 and 5. It is characterized by consisting of a drive module (2) (3).

이때, 상기 제 1 BLDC 전동기 구동모듈(2) 내의 엔코더(24)와 A/D 변환기(23)에 의해 각각 검출되는 제 1 BLDC 전동기(4)의 회전속도와 구동전류는 제 1 커넥터(J1)를 통해 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)에 전송하고, 상기 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(3) 내의 엔코더(34)와 A/D 변환기(33)에 의해 검출되는 제 2 BLDC 전동기(5)의 회전속도와 구동전류는 제 2 커넥터(J2)를 통해 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)에 전송하도록 구성한 것을 특징으로 한다.At this time, the rotation speed and the driving current of the first BLDC motor 4 detected by the encoder 24 and the A / D converter 23 in the first BLDC motor driving module 2 are respectively measured by the first connector J1. The second BLDC motor (transmitted to the DSP 11 of the BLDC motor control module 1 through the encoder and detected by the encoder 34 and the A / D converter 33 in the second BLDC motor drive module 3 ( The rotational speed and the driving current of 5) are configured to be transmitted to the DSP 11 of the BLDC motor control module 1 through the second connector J2.

또, 상기 제 1 BLDC 전동기 구동모듈(2) 내의 제 1 커넥터(J1)는 DSP(11)와 제 1 BLDC 전동기(4)를 연결하는 커넥터로써, 24V(Pin 1, 2, 3), 5V(Pin 4), 3.3V(Pin 5), 아날로그신호 접지(Analog GND)(Pin 6), GND(Pin 7, 8, 9), 전동기 PWM 및 디렉션(Direction)(Pin 11, 12), 엔코더(Pin13, 14), A/D 변환기(Pin 15, 16)로 연결되는 핀들을 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the first connector J1 in the first BLDC motor driving module 2 is a connector for connecting the DSP 11 and the first BLDC motor 4 to 24V (Pin 1, 2, 3), 5V ( Pin 4), 3.3V (Pin 5), Analog Signal Ground (Analog GND) (Pin 6), GND (Pin 7, 8, 9), Motor PWM and Direction (Pin 11, 12), Encoder (Pin13) , 14), and pins connected to the A / D converters (Pin 15 and 16).

또한, 상기 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(3) 내의 제 2 커넥터(J2)는 DSP(11)와 제 2 BLDC 전동기(5)를 연결하는 커넥터로써, 24V(Pin 1, 2, 4), 5V(Pin 3), 3.3V(Pin 6), 아날로그신호 접지(Analog GND)(Pin 5), GND(Pin 7, 8, 10), 전동기 PWM 및 디렉션(Direction)(Pin 11, 12), 엔코더(Pin13, 14), A/D 변환기(Pin 15, 16)로 연결되는 핀들을 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the second connector J2 in the second BLDC motor driving module 3 is a connector for connecting the DSP 11 and the second BLDC motor 5, and 24V (Pin 1, 2, 4), 5V ( Pin 3), 3.3V (Pin 6), Analog Signal Ground (Analog GND) (Pin 5), GND (Pin 7, 8, 10), Motor PWM and Direction (Pin 11, 12), Encoder (Pin13) , 14), and pins connected to the A / D converters (Pin 15 and 16).

이와 같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the device of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 본 발명 장치는 크게 BLDC 전동기의 구동에 필요한 전반적인 제어신호를 발생하는 하나의 BLDC 전동기 제어모듈(1)과 내부 구성은 같은 상태에서 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 구동을 각각 직접적으로 제어하는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)로 구성한 것을 주요 기술구성 요소로 한다.First, the apparatus of the present invention drives the first and second BLDC motors 4 and 5 in the same internal configuration as the one BLDC motor control module 1 which generates the overall control signal necessary for driving the BLDC motor. The first and second BLDC motor driving modules (2) and (3) which directly control the respective components are the main technical components.

이때, 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)은 CAN통신 드라이버(12)와 DSP(11), 캔 ID세팅 점퍼(14), 전원분리변환기(13) 및 제 1 및 제 2 커넥터(J1)(J2)로 구성된다.In this case, the BLDC motor control module 1 includes a CAN communication driver 12 and a DSP 11, a can ID setting jumper 14, a power disconnect converter 13, and first and second connectors J1 and J2. It consists of.

상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)에 있어서, 상기 CAN통신 드라이버(12)는 CAN 통신라인(6)을 통해 전달되는 각종 명령을 DSP(11)로 전달하는 기능을 수행하고, 상기 DSP(11)는 CAN을 내장하고 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(5)들의 제어에 필요한 각종 제어신호를 발생하는 전동기 제어 프로세서 기능을 수행한다.In the BLDC motor control module 1, the CAN communication driver 12 performs a function of transmitting various commands transmitted through the CAN communication line 6 to the DSP 11, and the DSP 11 It performs a function of a motor control processor that has a built-in CAN and generates various control signals for controlling the first and second BLDC motors 5.

또 ,상기 DSP(11)와 연결되어 있는 캔 ID세팅 점퍼(14)는 CAN ID의 상위 5Bit를 설정하고, 상기 전원분리변환기(13)는 24V의 전원을 DSP(11)를 구동하기 위한 3.3V 전원과 이 이외에 엔코더와 홀(Hole) 센서 및 CAN통신 드라이버(12)를 구동하기 위한 5V 전압원으로 분리 변환하며, 상기 제 1 및 제 2 커넥터(J1)(J2)는 제 1 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)과 각각 별개로 연결되어 이들 간에 상호 양방향 통신이 이루어지도록 하는 기능을 수행하게 된다.In addition, the can ID setting jumper 14 connected to the DSP 11 sets the upper 5Bit of the CAN ID, and the power disconnect converter 13 supplies 3.3V for driving the DSP 11 with 24V power. Separately converts to a 5V voltage source for driving a power source and an encoder, a Hall sensor, and a CAN communication driver 12, and the first and second connectors J1 and J2 drive a first second BLDC motor. Each of the modules (2) and (3) is separately connected to perform a function of mutual bidirectional communication between them.

한편, 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)는 각각 BLDC 모터 제어기(21)(31)와, FET 증폭기(22)(32), 엔코더 입력부(24)(34), A/D 변환기(23)(33)를 포함하여 제 1 및 제 2 커넥터(J1)(J2)로 구성된다.On the other hand, the first and second BLDC motor drive module (2) (3) is BLDC motor controller 21 (31), FET amplifier (22) 32, encoder input section (24) (34), A, respectively. It consists of first and second connectors J1 and J2 including the / D converters 23 and 33.

이때, 상기 BLDC 모터 제어기(21)(31)는 각각 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 홀 센서 출력신호를 입력받아 현재 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 위치를 파악한 다음 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)로부터 전송되어 오는 PWM신호를 분석하여 그 결과에 부응하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 각각 구동시킬 수 있는 구동신호를 발생하게 되고, 상기 FET 증폭기(22)(32)는 BLDC 모터 제어기(21)(31)의 출력신호를 입력받아 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 구동에 필요한 전력으로 증폭시킨 후 PWM 증폭기(42)(52)를 통해 각각 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 공급시켜 그 구동을 제어하게 된다.At this time, the BLDC motor controllers 21 and 31 receive hall sensor output signals of the first and second BLDC motors 4 and 5, respectively, and presently the first and second BLDC motors 4 and 5, respectively. After determining the position, the PWM signal transmitted from the DSP 11 of the BLDC motor control module 1 can be analyzed and the first and second BLDC motors 4 and 5 can be driven in response to the result. The drive signal is generated, and the FET amplifiers 22 and 32 receive the output signals of the BLDC motor controllers 21 and 31 and receive the electric power required to drive the first and second BLDC motors 4 and 5. After amplification, the driving is controlled by supplying the first and second BLDC motors 4 and 5 through the PWM amplifiers 42 and 52, respectively.

또한, 상기 엔코더 입력부(24)(34)는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 설치되어 있는 엔코더(41)(51)들을 통해 각각 검출되는 회전속도를 입력을 받아 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)에 전송하는 기능을 수행하고, 상기 A/D 변환기(23)(33)는 FET 증폭기(22)(32)의 출력신호를 입력받아 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 구동전류를 각각 검출한 후 제 1 커넥터(J1) 또는 제 2 커넥터(J2)를 통해 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)에 전달하며, 상기 제 1 및 제 2 커넥터(J1)(J2)는 BLDC 전동기 제어모듈(1)과 연결되어 양방향 통신을 수행하게 된다.In addition, the encoder inputs 24 and 34 receive a rotation speed detected through the encoders 41 and 51 installed in the first and second BLDC motors 4 and 5, respectively, to control the BLDC motor. The A / D converters 23 and 33 receive the output signals of the FET amplifiers 22 and 32 and transmit the first and second BLDC motors. (4) After detecting the driving current of each of the (5), and transmits to the DSP (11) of the BLDC motor control module (1) through the first connector (J1) or the second connector (J2), the first and the second The two connectors J1 and J2 are connected to the BLDC motor control module 1 to perform bidirectional communication.

이와 같이 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)는 양자의 구성이 동일하나, 실제로 BLDC 전동기 제어모듈(1)과 연계하여 설치할 때에는 상기 제 1 BLDC 전동기 구동모듈(2)은 제 1 커넥터(J1)를 이용하여 BLDC 전동기 제어모듈(1)에 연결하고 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(3)은 제 2 커넥터(J2)를 통해 BLDC 전동기 제어모듈(1)에 연결하여 상기 제 1 BLDC 전동기 구동모듈(2) 내의 엔코더(24)와 A/D 변환기(23)에 의해 각각 검출되는 제 1 BLDC 전동기(4)의 회전속도와 구동전류는 제 1 커넥터(J1)를 통해 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)에 전송되도록 하고, 상기 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(3) 내의 엔코더(34)와 A/D 변환기(33)에 의해 검출되는 제 2 BLDC 전동기(5)의 회전속도와 구동전류는 제 2 커넥터(J2)를 통해 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)에 전송되도록 하면 된다.As described above, the first and second BLDC motor driving modules 2 and 3 have the same configuration. However, when the first and second BLDC motor driving modules 2 are installed in association with the BLDC motor control module 1, the first BLDC motor driving module 2 is The first connector J1 is connected to the BLDC motor control module 1 and the second BLDC motor drive module 3 is connected to the BLDC motor control module 1 through the second connector J2 to connect the first. The rotational speed and driving current of the first BLDC motor 4 detected by the encoder 24 and the A / D converter 23 in the BLDC motor drive module 2 are controlled through the first connector J1 to control the BLDC motor. Rotation of the second BLDC motor 5 detected by the encoder 34 and the A / D converter 33 in the second BLDC motor drive module 3 to be transmitted to the DSP 11 of the module 1. The speed and the drive current may be transmitted to the DSP 11 of the BLDC motor control module 1 through the second connector J2.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명 장치를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention having such a configuration will be described in more detail as follows.

먼저, 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 핵심인 DSP(11)에서는 CAN통신 드라이버(12)를 이용하여 상위 제어기와 CAN 통신을 이용하여 명령을 포함, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 상태를 송/수신하고, 상위의 명령을 판독하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 전류와 속도를 계산하여 제 1 커넥터(J1) 또는 제 2 커넥터(J2)를 통하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3) 내의 BLDC 모터 제어기(21)(31)에 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 속도를 제어하기 위한 PWM신호를 전송한다.First, the DSP 11, which is the core of the BLDC motor control module 1, includes a command using CAN communication with the host controller using the CAN communication driver 12, and the first and second BLDC motors 4 ( 5) transmits / receives a state, and reads an upper command to calculate current and speed of the first and second BLDC motors 4 and 5 to connect the first connector J1 or the second connector J2. Transmits a PWM signal for controlling the speed of the first and second BLDC motors 4 and 5 to the BLDC motor controllers 21 and 31 in the first and second BLDC motor drive modules 2 and 3 through do.

또한, 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1) 내의 캔 ID세팅 점퍼(14)를 이용하여 세트되어진 Bit를 확인, 상위 5개 bit를 설정하여 ID를 세팅하고, 남은 두 Bit를 이용하여 하위 두 개의 BLDC 전동기(4)(5)에 대한 ID를 설정함으로써 상위 제어기에서는 각 BLDC 전동기(4)(5)에 하나씩의 ID를 부여하여 사용할 수 있도록 설계하 였다.In addition, the bit set using the can ID setting jumper 14 in the BLDC motor control module 1 confirms the set bit, sets the upper five bits, sets the ID, and uses the remaining two bits to set the lower two BLDC motors. By setting IDs for (4) and (5), the host controller was designed to assign one ID to each BLDC motor 4 and 5 for use.

이때, 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 구동하기 위한 펄스폭변조모듈에이션(PWM)은 BLDC 모터 제어기(21)(31)에 각각 입력되고, 상기 BLDC 모터 제어기(21)(31)는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 Hole 센서에서 입력받은 각각의 BLDC 전동기(4)(5)에 대한 전기자의 위치를 확인하며, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 구동하기 위하여 3개의 출력상을 제어하고, FET 증폭기(22)(32)를 거쳐 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)들을 구동할 수 있도록 전력을 증폭한다.At this time, the pulse width modulation module PWM for driving the first and second BLDC motors 4 and 5 is input to the BLDC motor controllers 21 and 31, respectively, and the BLDC motor controller 21 is provided. 31 confirms the position of the armature with respect to each BLDC motor (4) (5) received from the hole sensor of the first and second BLDC motor (4) (5), the first and second BLDC motor ( 4) Controls three output phases to drive (5), and amplifies the power to drive the first and second BLDC motors (4) (5) via FET amplifiers (22) and (32).

상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 이동 위치 정보를 나타내는 엔코더(41)(51)의 출력신호는 엔코더 입력부(24)(34)를 각각 거쳐 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 DSP(11)에 입력된다.The output signals of the encoders 41 and 51 representing the movement position information of the first and second BLDC motors 4 and 5 are respectively passed through the encoder inputs 24 and 34 to the BLDC motor control module 1. Is input to the DSP 11.

또, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 구동할 때 발생되는 전류는 전압으로 변환하여 A/D 변환기(23)(33)로 입력시켜 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 인가된 전류를 측정할 수 있도록 설계하였다.In addition, a current generated when driving the first and second BLDC motors 4 and 5 is converted into a voltage and inputted to the A / D converters 23 and 33 so that the first and second BLDC motors 4 It was designed to measure the current applied to (5).

이때, 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 핵심인 DSP(11)에서는 전류를 40us마다 계산하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 구동 PWM을 입력하고, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 속도는 1ms마다 엔코더(41)(51)의 출력 펄스를 계산하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 인가해야할 전류를 계산하도록 하였다. At this time, the DSP 11, which is the core of the BLDC motor control module 1, calculates a current every 40us to input driving PWMs of the first and second BLDC motors 4 and 5, and inputs the first and second BLDC. The speed of the motors 4 and 5 was calculated by calculating the output pulses of the encoders 41 and 51 every 1 ms to calculate the current to be applied to the first and second BLDC motors 4 and 5.

한편, 도 2는 BLDC 전동기 제어모듈(1)에서 제 1 BLDC 전동기 구동모듈(2)의 제어신호와 제 1 BLDC 전동기(4)의 상태를 확인할 수 있는 엔코더 신호 및 전류 등의 신호를 송수신할 수 있도록 하는 상기 제 1 BLDC 전동기 구동모듈(2) 내의 제 1 커넥터(J1)에 대한 핀 배치를 나타낸 것으로, 24V 공급용 핀(Pin 1, 2, 3)과, 5V 공급용 핀(Pin 4), 3.3V 공급용 핀(Pin 5), 아날로그신호에 대한 접지 핀(Pin 6), 접지핀(GND)(Pin 7, 8, 9), 전동기 PWM 및 디렉션(Direction)용 (Pin 11, 12), 엔코더 연결용 핀(Pin13, 14) 및 A/D 변환기 연결용 핀(Pin 15, 16)의 배치상태를 알 수 있다.Meanwhile, FIG. 2 is capable of transmitting and receiving a control signal of the first BLDC motor driving module 2 and an encoder signal and a current which can confirm the state of the first BLDC motor 4 from the BLDC motor control module 1. The pin arrangement for the first connector J1 in the first BLDC motor drive module 2 to be provided, the 24V supply pins (Pin 1, 2, 3), 5V supply pin (Pin 4), 3.3V supply pin (Pin 5), ground pin (Pin 6) for analog signal, ground pin (GND) (Pin 7, 8, 9), for motor PWM and direction (Pin 11, 12), The arrangement of the pins 13 and 14 for connecting the encoder and the pins 15 and 16 for connecting the A / D converter can be seen.

또한, 도 3은 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)에서 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(3)에 각각 제어신호와 제 2 BLDC 전동기(5)의 상태 확인신호를 송수신할 수 있도록 하는 상기 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(3) 내의 제 2 커넥터(J2)에 대한 핀 배치를 나타낸 것으로, 24V 공급용 (Pin 1, 2, 4), 5V 공급용 핀(Pin 3), 3.3V 공극용 핀(Pin 6), 아날로그신호 접지 핀(Pin 5), GND 핀(Pin 7, 8, 10), 전동기 PWM 및 디렉션(Direction) 핀(Pin 11, 12), 엔코더 연결용 핀(Pin13, 14) 및 A/D 변환기 연결용 핀(Pin 15, 16)의 배치상태를 알 수 있다.In addition, FIG. 3 shows the second BLDC motor allowing the BLDC motor control module 1 to transmit and receive a control signal and a status confirmation signal of the second BLDC motor 5 to the second BLDC motor drive module 3, respectively. The pin arrangement of the second connector J2 in the drive module 3 is shown, and the pins for 24V supply (Pin 1, 2, 4), the pins for 5V supply (Pin 3), and the pins for 3.3V air gap (Pin 6) are shown. , Analog signal ground pin (Pin 5), GND pin (Pin 7, 8, 10), motor PWM and Direction pin (Pin 11, 12), encoder connection pin (Pin13, 14) and A / D converter The arrangement of the pins 15 and 16 can be seen.

또, 도 4는 BLDC 전동기 제어모듈(1)을 실제 구현하기 위하여 개략 구성도로서, 예를 들어 지름은 45mm, 높이는 15mm로 제한함으로써 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)의 크기를 축소화할 수 있고, 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)와 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)을 구동하기 위한 전원 24V와 CAN통신을 위한 CAN통신 커넥터는 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)에 부착하고, CAN통신의 에러율을 줄이기 위한 방법으로 CAN통신에 접지(GND) 선을 연결할 수 있도록 3개의 단자를 구비시켰다.In addition, FIG. 4 is a schematic configuration diagram for actual implementation of the BLDC motor control module 1, for example, the size of the BLDC motor control module 1 can be reduced by limiting the diameter to 45 mm and the height to 15 mm, A power supply 24V for driving the BLDC motor control module 1 and the first and second BLDC motor driving modules 2 and 3 and a CAN communication connector for CAN communication are attached to the BLDC motor control module 1. In order to reduce the error rate of CAN communication, three terminals are provided to connect the ground (GND) line to CAN communication.

그리고, 도 5는 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)을 실제 구현 하기 위한 개략 구성도로서, 크기는 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)과 같은 크기로 하고, 높이 또한 15mm로 제한하며, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)의 커넥터는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 위치를 파악하기 위한 엔코더, Hole 센서, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 구동하기 위한 출력 단자 mu, mv, mw로 구성되며, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 연결된 기구부의 절대 위치를 확인하기 위한 센서의 입력을 위한 ADC 외부 단자를 추가하여 구비시켰다.And, Figure 5 is a schematic configuration diagram for the actual implementation of the first and second BLDC motor drive module (2) (3), the size is the same as the BLDC motor control module (1), the height is also 15mm The connector of the first and second BLDC motor driving modules (2) and (3) includes an encoder, a hole sensor, and a first sensor to determine the positions of the first and second BLDC motors (4) and (5). 2 Input of sensor for checking the absolute position of the mechanism part which is composed of output terminals mu, mv, mw for driving BLDC motors 4 and 5, and connected to the first and second BLDC motors 4 and 5. It was equipped with an additional ADC external terminal.

한편, 도 6에서 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 전류제어에 대한 블록 구성도를 나타낸 것으로, 제어의 가장 기본인 네가티브 피드백 루프(negative feedback loop)를 이용하였다.6 illustrates a block diagram of current control of the first and second BLDC motors 4 and 5, and a negative feedback loop, which is the most basic control, is used.

이때, 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 직접적 구동에 관련된 PWM 출력신호는 BLDC 출력에 대한 전류를 전압으로 입력받아 전류를 이용하여 토크를 계산하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 인가되어야할 PWM을 연산하여 BLDC 모터 제어기(21)(31)에 입력을 한다. At this time, the PWM output signal related to the direct drive of the first and second BLDC motors 4 and 5 receives the current for the BLDC output as a voltage and calculates torque using the current to calculate the torques of the first and second BLDC motors. (4) The PWM to be applied to (5) is calculated and input to the BLDC motor controller 21 (31).

또, 상기 도 6 중 G(s)는 입력전류에 대하여 PWM으로 출력되는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 수학식으로 표현한 전달함수이고, 전류 PID는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 전달함수 G(s)에 대한 PID(proportional integral derivative) 제어기이며, 전류 ADC는 입력된 PWM에 대한 BLDC 전동기에 입력된 전류의 아날로그신호를 DSP(11)에서 연산하기 위한 디지털신호로 변환해 주는 역할을 한다.In FIG. 6, G (s) is a transfer function representing the first and second BLDC motors 4 and 5 outputted in PWM with respect to the input current, and the current PID is the first and second BLDC. PID (proportional integral derivative) controller for the transfer function G (s) of the motor (4) (5), the current ADC is to calculate the analog signal of the current input to the BLDC motor for the input PWM in the DSP (11) It converts into digital signal for the purpose.

이와 같은 전류제어 방법은 입력된 전류에 대하여 현재 PWM으로 구동하는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 출력전류를 ADC를 통하여 DSP에서 연산이 가능한 디지털신호로 변환하여 입력 전류와 현재 전류의 오차를 연산한 후 오차와 PID 게인의 곱, 오차의 누적과 PID 게인의 곱, 오차의 편차와 PID 게인의 곱에 대한 결과의 합을 계산하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 입력하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기를 제어하는 형태를 갖는다.This current control method converts the output currents of the first and second BLDC motors (4) (5) currently driven by PWM with respect to the input current into digital signals operable in the DSP through the ADC to convert the input current and current. After calculating the error of the current, the sum of the result of the product of the error and the PID gain, the accumulation of the error and the PID gain, and the deviation of the error and the product of the PID gain is calculated to calculate the first and second BLDC motors 4 ( 5) to control the first and second BLDC motor.

또한, 도 7은 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 속도제어에 대한 블록 구성도를 나타낸 것으로, Y(s)는 입력속도에 대하여 전류로 출력되는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 수학식으로 표현한 전달함수이고, 속도 PID는 수학식으로 표현한 전달함수 Y(s)에 대하여 제어이득을 계산한 BLDC 전동기의 속도에 대한 PID 제어기이다. 7 shows a block diagram of the speed control of the first and second BLDC motors 4 and 5, wherein Y (s) is the first and second BLDC motors output as current with respect to the input speed. (4) (5) is the transfer function expressed by the equation, and the speed PID is the PID controller for the speed of the BLDC motor whose control gain is calculated for the transfer function Y (s) expressed by the equation.

그리고, 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 속도에 대하여 계산된 전류는 도 6의 BLDC 전동기의 전류제어기에 인가되어 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 출력 PWM을 BLDC 전동기에 인가하게 된다.The current calculated for the speeds of the first and second BLDC motors 4 and 5 is applied to the current controller of the BLDC motor of FIG. 6 to output the first and second BLDC motors 4 and 5. PWM is applied to the BLDC motor.

이때, 구동 PWM에 의하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)가 구동되면 엔코더(41)(51)를 이용하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)가 움직인 거리를 계산하고, 시간에 대하여 미분함으로써 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(5)의 구동 속도를 계산하는 구조이다.At this time, when the first and second BLDC motors 4 and 5 are driven by the driving PWM, the distances at which the first and second BLDC motors 4 and 5 are moved using the encoders 41 and 51 are adjusted. The drive speed of the 1st and 2nd BLDC electric motors 5 is calculated by calculating and differentiating with respect to time.

또, 출력 PWM에 의하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 목표속도와 현재 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(5)의 속도 오차를 연산하여 속도 PID 제어기와 Y(s)를 통하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 인가할 전류로 계산되고, 계산된 전류는 도 6의 전류 PID 제어기의 입력 전류로 입력되어 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 구동할 수 있는 PWM이 생성된다.Further, the target speed of the first and second BLDC motors 4 and 5 and the speed error of the first and second BLDC motors 5 and 5 are calculated by the output PWM, and are then obtained through the speed PID controller and Y (s). The current to be applied to the first and second BLDC motors 4 and 5 is calculated, and the calculated current is input to the input current of the current PID controller of FIG. 6, so that the first and second BLDC motors 4 and 5 are applied. PWM is generated to drive.

그리고, 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)가 구동하게 되면, 움직인 거리를 엔코더(41)(51)를 이용하여 거리를 측정하고, 측정된 거리를 시간에 대하여 미분함으로써 현재 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 속도를 측정할 수 있으며, 이렇게 측정된 속도는 목표속도(입력속도)와 연산하여 현재 속도를 보상해 주게 된다.In addition, when the first and second BLDC motors 4 and 5 are driven, the moving distance is measured using the encoders 41 and 51, and the measured distance is differentiated with respect to time. The speeds of the first and second BLDC motors 4 and 5 can be measured, and the measured speeds are calculated from the target speeds (input speeds) to compensate for the current speeds.

또한, 도 8은 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 위치 제어에 대한 블록 구성도를 나타낸 것으로, 입력위치(목표위치)와 현재 위치의 오차를 이용하여 가속구간과 등속도 구간, 감속구간에 대한 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 속도에 대하여 프로파일링을 하고, 도 7의 속도 제어기를 이용하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 속도를 제어하며, 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기에 부착되어 있는 엔코더(41)(51)를 이용하여 현재 위치를 피드백 받아 목표위치와의 오차를 연산하도록 구성되어 있다.FIG. 8 is a block diagram of the position control of the first and second BLDC motors 4 and 5, and the acceleration section and the constant velocity section are made using the error between the input position (target position) and the current position. Profile the speed of the first and second BLDC motors 4 and 5 for the deceleration section, and use the speed controller of FIG. 7 to speed up the first and second BLDC motors 4 and 5. It is configured to calculate the error from the target position by receiving the current position by using the encoder (41, 51) attached to the first and second BLDC motor.

여기서 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)을 다시 한번 살펴보면, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 엔코더 신호와 전류의 크기신호로 입력받아 제어이득과 연산, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동 PWM신호를 출력하고, CAN 제어기를 내장한 마이크로 프로세서인 BLDC 전동기 제어모듈(1) 내의 DSP(11)와 상위 제어기(PC), DSP(11)를 CAN통신으로 연결시키는 CAN통신 드라이버(12), BLDC 전동기 제어모듈의 CAN ID를 설정할 수 있는 캔 ID세팅 점퍼(14), DSP(11)에서 사용할 전원과 엔코 더(41)(51)와 홀 센서 등에 사용할 전원을 분리 및 강하할 수 있는 전원 분배기로서 전원분리변환기(13)로 구성된다.Here, once again, the BLDC motor control module 1 receives the encoder signals and the magnitude signals of the currents of the first and second BLDC motors 4 and 5 and receives control gains and calculations, and the first and second BLDC motors. CAN communication driver 12 for outputting a driving PWM signal and connecting the DSP 11, the host controller PC, and the DSP 11 in the BLDC motor control module 1, which is a microprocessor with a built-in CAN controller, to CAN communication. , Can ID setting jumper (14) for setting CAN ID of BLDC motor control module, power source for separating and lowering power source for DSP (11) and power source for encoder (41) (51) and hall sensor It is composed of a power disconnect converter 13 as a divider.

또한, 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)을 다시 한번 살펴보면, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 Hole 센서 신호를 입력받아 현재 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 정류자의 위치를 확인하고, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 토크를 결정함과 동시에 상기 DSP(11)에서 보내주는 전동기 PWM을 이용하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 속도를 제어할 수 있는 BLDC 모터 제어기(21)(31)를 사용함으로써 상기 DSP(11)는 속도와 토크의 연산, CAN통신에 중점을 둘 수 있도록 하고, BLDC 전동기 제어모듈(1)과 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)과의 연결 선을 최대한으로 줄여 연결 커넥터의 크기를 줄이며, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 실제로 입력할 수 있도록 전압을 증폭하는 FET 증폭기(22)(32)에 전달한다.In addition, referring to the first and second BLDC motor driving modules 2 and 3 again, the first and second BLDC currents of the hole sensor signals of the first and second BLDC motors 4 and 5 are received. The position of the commutator of the electric motors (4) and (5) is checked, and the torques of the first and second BLDC motors (4) and (5) are determined. And the BLDC motor controllers 21 and 31 capable of controlling the speed of the second BLDC motor 4 and 5 so that the DSP 11 can focus on the calculation of speed and torque and CAN communication. In addition, the connection line between the BLDC motor control module 1 and the first and second BLDC motor drive modules 2 and 3 is reduced to the maximum, thereby reducing the size of the connection connector, and the first and second BLDC motors 4. The voltage is transferred to the FET amplifiers 22 and 32 that amplify the voltage so that the input can be actually input to the fifth.

또, 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 전담할 수 있도록 제1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)을 하나의 BLDC 전동기의 구동과 센싱, 전력 증폭기(AMP)을 모듈 내에 설계하여 전동기 드라이버의 고장시 BLDC 전동기 구동모듈의 교체로 간단히 수리를 할 수 있도록 하였으며, BLDC 전동기의 추가 설치시 BLDC 전동기 구동모듈의 추가로 간단히 추가된 전동기를 구동할 수 있다.Further, the first and second BLDC motor driving modules 2 and 3 may be driven and sensed by one BLDC motor so as to be dedicated to the first and second BLDC motors 4 and 5, and a power amplifier (AMP). ) Can be easily repaired by replacing the BLDC motor drive module when the motor driver breaks down.In addition, BLDC motor drive module can simply drive the added motor when the BLDC motor is installed.

한편, 본 발명은 ISO11898 표준으로 지능형 센서나 액츄에이터의 통신에 적합하다고 알려진 CAN을 기반으로 하고 있는데, 이때 상기 CAN(Controller Area Network)은 초기에는 자동차 내부에 장착해 각종 센서와 기기를 제어할 수 있도록 개발되었으나, 90년대 후반부터는 컴퓨터 통합생산시스템 확신과 사무 자동화(FA) 시스템으로 이용되기 시작하였으며, 성능이 업그레이드되면서 생산라인의 자동화 시스템에서 필요한 생산정보를 통합할 수 있는 네트워크로 자리잡아가고 있다.On the other hand, the present invention is based on the CAN known to be suitable for the communication of intelligent sensors or actuators according to the ISO11898 standard, wherein the CAN (Controller Area Network) is initially mounted in the vehicle to control various sensors and devices Although it was developed, it has been used as a computer integrated production system assurance and office automation (FA) system since the late 90s, and as the performance is upgraded, it is becoming a network that can integrate the production information required by the automation system of the production line.

이러한 CAN을 생산라인의 자동화에 사용하게 되면 원가 절감은 물론 생산라인의 안정성에 기여할 수 있다는 장점과 각각의 기기에 연결되는 배선을 획기적으로 줄여, 복잡한 배선에 따른 고장을 줄이고 수리와 배선에 따른 투자비용을 크게 절감할 수 있는 장점이 있다.The use of CAN for automation in production lines can reduce costs and contribute to the stability of the production line, and dramatically reduce the wiring to each device, reducing the trouble of complicated wiring and investing in repair and wiring. There is an advantage that can greatly reduce the cost.

또한 기기에서 보내진 각각의 입출력 신호를 우선순위에 따라 처리하기 때문에 신뢰성이 높고, 속도가 빨라 산업용 퍼스널 컴퓨터(PC)를 통해 현장 기기를 제어 및 자가 진단할 수 있는 지능형 네트워크로도 이용할 수 있으며, 단일 배선으로 제어기 등 현장 기기와 직접 통신할 수 있기 때문에 실시간으로 현재 상태와 제어를 실행할 수 있다.Each input and output signal sent from the device is processed according to priority, making it highly reliable and fast, making it an intelligent network for controlling and self-diagnosing field devices through an industrial personal computer (PC). The wiring allows direct communication with field devices such as controllers, enabling the execution of current status and control in real time.

한편, 모션 제어기의 경우 전동기를 구동하는 것에 가장 큰 목적을 두고 있지만 로봇의 내부에 실장해야 하는 전동기의 경우 크기 또한 중요하며, 각 관절의 구동을 위한 전동기의 용량에 맞도록 설계를 하는 것을 기본으로 하고, 제작한 제어기가 로봇의 각 부위에 실장되어질 수 있도록 제어기의 크기를 축소화해야 한다.On the other hand, in the case of the motion controller, the main purpose is to drive the motor, but in the case of the motor to be mounted inside the robot, the size is also important, and it is basically designed to meet the capacity of the motor for driving each joint. And, the size of the controller should be reduced so that the manufactured controller can be mounted on each part of the robot.

따라서, 본 발명이 적용된 BLDC 전동기의 구동 원리는 도 1과 같이 상위 제어 프로그램에서 각 관절을 관장하고 있는 제어기에 CAN을 이용하여 전동기의 위치를 확인하고 전동기의 새로운 위치를 전달하여 상위에서 명령한 모션을 취할 수 있도록 한다.Therefore, the driving principle of the BLDC motor to which the present invention is applied is a motion commanded from the upper part by confirming the position of the motor using CAN and transmitting a new position of the motor to the controller that manages each joint in the upper control program as shown in FIG. 1. To take.

상기 CAN통신 라인(6)에서 전달받은 명령은 CAN통신 드라이버(12)를 통해 DSP(11)에 전달되고, 이를 전달받은 상기 DSP(11)는 캔 ID세트 점퍼(14)를 통해 제어기 모듈의 ID 중 상위 5개 비트를 설정하고, 하위 2개 비트는 BLDC 전동기(4)(5)에서 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)에 대한 ID를 설정함으로써 각 구동모듈별로 ID 설정이 가능하고, 상위 제어기에서 전송된 명령은 BLDC 전동기 제어모듈(1)에서 필터링하여 명령을 선택적으로 하달받는다.The command received from the CAN communication line 6 is transmitted to the DSP 11 through the CAN communication driver 12, and the received DSP 11 receives the ID of the controller module through the CAN ID set jumper 14. The upper five bits are set, and the lower two bits are set for each drive module by setting IDs for the first and second BLDC motor drive modules (2) and (3) in the BLDC motor (4) and (5). This is possible, and the command transmitted from the host controller is filtered by the BLDC motor control module 1 to selectively receive the command.

이와 같이 명령을 하달받은 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1)에서는 하달된 명령을 해독하여 현재 상태를 요구하는 명령이라면 현재 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 현재 위치, 속도, 토크에 대한 상태 정보를 상위 관장 제어기에 전달을 하고, 전동기의 구동명령을 수행할 수 있도록 연산을 하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)를 실제로 구동할 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)로 전달을 한다.In this way, the BLDC motor control module 1 that has received the command decodes the received command and requests the current state to the current position, speed, and torque of the first and second BLDC motors 4 and 5. The first and second BLDC motor driving modules to actually drive the first and second BLDC motors 4 and 5 by performing calculations to transmit the state information about the host controller to a higher enema controller and to perform a driving command of the motor. (2) (3).

여기서 하나의 BLDC 전동기에 각각 하나의 전동기 구동모듈이 연결되며, 하나의 BLDC 전동기 제어모듈(1)은 두 개의 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)을 제어한다.Here, one motor driving module is connected to one BLDC motor, and one BLDC motor control module 1 controls two BLDC motor driving modules 2 and 3.

따라서 두 개의 BLDC 전동기에 명령을 분리하여 전달하기 위해서 연결되어진 제 1 및 제 2 커넥터(J1과 J2)를 각각의 BLDC 전동기 구동모듈에 연결될 수 있도록 한다. Therefore, the first and second connectors J1 and J2, which are connected to separate and transmit commands to the two BLDC motors, may be connected to the respective BLDC motor driving modules.

또한, 두 개의 BLDC 전동기 구동모듈을 하나의 BLDC 전동기 제어모듈에 연결하여 서로 다른 BLDC 전동기를 제어할 수 있으며, 같은 BLDC 전동기 구동모듈을 사용할 수 있도록 하나의 전동기는 하나의 커넥터에서 모든 제어신호를 송수신할 수 있도록 설계한다.In addition, two BLDC motor driving modules can be connected to one BLDC motor control module to control different BLDC motors, and one motor can transmit and receive all control signals from one connector so that the same BLDC motor driving module can be used. Design to do it.

동일한 구성의 BLDC 전동기 구동모듈을 사용하기 위하여 도 2와 도 3과 같이 제 1 및 제 2 커넥터(J1)(J2)는 서로 대칭이 되도록 설계하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)을 서로 반대편으로 연결하여 두 개의 BLDC 전동기(4)(5)를 구동 및 제어할 수 있도록 하였다.In order to use the BLDC motor driving module having the same configuration, as shown in FIGS. 2 and 3, the first and second connectors J1 and J2 are designed to be symmetrical to each other so that the first and second BLDC motor driving modules 2 ( 3) were connected to each other on the opposite side to drive and control two BLDC motors 4 and 5.

한편, 상기 BLDC 전동기 제어모듈(1) 내의 DSP(11)에서 연산한 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 PWM은 제 1 커넥터(J1) 및 제 2 커넥터(J2)를 통하여 각각 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)에 전달한다.Meanwhile, the PWMs of the first and second BLDC motors 4 and 5 calculated by the DSP 11 in the BLDC motor control module 1 are respectively connected through the first connector J1 and the second connector J2. Transfer to the first and second BLDC motor drive module (2) (3).

따라서, 상기 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3) 내의 BLDC 모터 제어기(21)(31)는 전달된 PWM과 현재 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 전기자의 위치를 파악하여 전달된 PWM의 속도에 맞게 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 상을 연산하여 FET 증폭기(22)(32)를 통해 증폭시킨 후 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)에 증폭된 전력을 공급해 준다.Thus, the BLDC motor controllers 21 and 31 in the first and second BLDC motor drive modules 2 and 3 are connected to the transmitted PWM and the armature of the first and second BLDC motors 4 and 5 at present. The position of the first and second BLDC motors 4 and 5 is calculated and amplified through the FET amplifiers 22 and 32 according to the position of the transmitted PWM speed, and then the first and second BLDC motors ( Supply amplified power to 4) (5).

또한, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 위치제어는 도 8에서 보여주는 것과 같이 목표위치에서 남은 위치를 계산 후 제 1 및 제 2 BLDC 전동기(4)(5)의 속도를 정해진 가속도를 이용해 증가시키고, 남은 속도의 감속에 대하여 연산하여 감속 속도를 제어하여 목표위치에 도달할 수 있도록 하며, 속도제어의 알고리즘에 전류제어의 알고리즘을 포함함으로써 적은 전류로 전동기를 구동할 수 있는 것이다.In addition, the position control of the first and second BLDC motors 4 and 5 determines the speed of the first and second BLDC motors 4 and 5 after calculating the remaining positions at the target positions as shown in FIG. 8. It increases by using acceleration, calculates the deceleration of the remaining speed, controls the deceleration speed to reach the target position, and can drive the motor with a small current by including the current control algorithm in the speed control algorithm. .

또, 본 발명에서는 상기 BLDC 전동기 두 개를 제어하기 위해 사용된 BLDC 전동기 제어모듈(1)과 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈(2)(3)의 모양은 원형으로 제작을 하였고, 크기는 지름 40mm, 높이는 50mm로 제작을 하였으며, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈은 24V, BLDC 5A의 전동기까지 안정적으로 제어할 수 있도록 제작하였다.In addition, in the present invention, the shape of the BLDC motor control module (1) and the first and second BLDC motor drive module (2) (3) used to control the two BLDC motors were made in a circular shape, the size is 40mm in diameter and 50mm in height were manufactured, and the first and second BLDC motor drive modules were designed to stably control motors of 24V and BLDC 5A.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.Although the above-described embodiments have been described with respect to the most preferred embodiments of the present invention, it is not limited to the above embodiments, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 장치에 의하면, 하나의 BLDC 전동기에 하나의 BLDC 전동기 구동모듈이 1:1로 매칭되게 연결되어 있으므로 BLDC 전동기들의 제어를 보다 안정적으로 실시할 수 있고, BLDC 전동기의 증감에 대하여 쉽게 대처할 수 있으며, 수리/보수의 경우 원하는 부위에 대하여 수리가 가능하기 때문에 수리비용과 시간을 절약할 수 있고, 하나의 BLDC 전동기 제어모듈에서 두 개의 BLDC 전동기 구동모듈을 제어함으로써 각각의 BLDC 전동기에 제어모듈을 설치할 때보다 비용을 대폭 절감할 수 있으며, 각 BLDC 전동기 구동모듈별로 ID를 부여하여 제어함으로써 BLDC 전동기의 명령에 대한 오동작을 없앨 수 있다.As described above, according to the apparatus of the present invention, since one BLDC motor driving module is connected in a 1: 1 match to one BLDC motor, it is possible to more stably control the BLDC motors, and to increase or decrease the BLDC motor. It is easy to cope with the problem, and in case of repair / repair, it can be repaired for the desired part, thus saving repair cost and time, and controlling each BLDC motor by controlling two BLDC motor drive modules from one BLDC motor control module. The cost can be greatly reduced than when installing the control module in the control module, and by controlling the ID by controlling each BLDC motor drive module, it can eliminate the malfunction of the command of the BLDC motor.

또한, CAN을 이용하기 때문에 BLDC 전동기의 추가 시 배선 또한 24V, GND, CAN_H, CAN_L 4가닥의 선만 추가로 설치하면 제어 및 상위 제어기와의 통신이 가능하다. In addition, since CAN is used, wiring of 24V, GND, CAN_H, and CAN_L 4 wires can be done when additional BLDC motors are added to enable control and communication with the host controller.

뿐만 아니라, 종래에는 BLDC 전동기 제어 모듈의 통신프로토콜의 상이로 인 하여 상위 프로그램에서 각각의 제어기 별로 통신프로토콜을 생성하여 통신을 하여야만 하지만, 본 발명에서는 동일 제어모듈을 사용함으로써 동일한 통신프로토콜을 사용할 수 있고, 상황에 따라서는 간단한 프로그램 디버깅으로 통신프로토콜을 변경할 수 있는 유연한 통신이 가능하다.In addition, in the related art, due to differences in the communication protocols of the BLDC motor control module, communication must be performed by generating a communication protocol for each controller in the upper program, but in the present invention, the same communication protocol can be used by using the same control module. However, depending on the situation, simple program debugging allows flexible communication to change the communication protocol.

또, BLDC 전동기 제어모듈과 2개의 구동모듈을 연결하였을 때의 크기는 지름 40mm, 높이 50mm로 24V, 5A의 출력을 낼 수 있어, 강한 토크를 필요로 하는 전동기에 비해 공간이 작을 때 실장이 가능한 장점을 가지며, 상황에 따라서는 제어모듈을 1개를 제거하여 사용하여 높이를 30mm 내로 줄일 수 있어 보다 작은 공간에도 실장이 가능하게 되는 등 매우 유용한 발명인 것이다.In addition, when the BLDC motor control module and two driving modules are connected, the size is 40mm in diameter and 50mm in height, which can output 24V and 5A, so that it can be mounted when the space is small compared to a motor requiring strong torque. It has an advantage, and depending on the situation, it is a very useful invention such that the height can be reduced to within 30mm by using one control module removed.

Claims (4)

CAN 통신라인을 통해 전달되는 각종 명령을 DSP로 전달하는 CAN통신 드라이버와, CAN을 내장하고 제 1 및 제 2 BLDC 전동기들의 제어에 필요한 각종 제어신호를 발생하는 디지털신호처리 프로세서(DSP), 상기 DSP와 연결되어 CAN ID의 상위 5Bit를 설정하는 캔 ID세팅 점퍼, 24V의 전원을 DSP를 구동하기 위한 3.3V 전원과, 이 이외에 엔코더와 홀(Hole) 센서 및 CAN통신 드라이버를 구동하기 위한 5V 전압원으로 분리 변환하는 전원분리변환기, 제 1 제 2 BLDC 전동기 구동모듈과 각각 별개로 연결되어 이들 간에 상호 양방향 통신이 이루어지도록 하는 제 1 및 제 2 커넥터를 구비하고 BLDC 전동기의 구동에 필요한 전반적인 제어신호를 발생하는 BLDC 전동기 제어모듈과;CAN communication driver for transmitting various commands transmitted through the CAN communication line to the DSP, digital signal processing processor (DSP) for generating various control signals necessary to control the first and second BLDC motors with the built-in CAN, and the DSP Can ID setting jumper to set the upper 5Bit of CAN ID, 3.3V power supply to drive DSP, and 5V voltage source to drive encoder, hole sensor and CAN communication driver. Power separation converter for separate conversion and first and second connectors connected to the first second BLDC motor driving module, respectively, so that bi-directional communication between them is generated, and generates overall control signals necessary for driving the BLDC motor. A BLDC motor control module; 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 홀 센서 출력신호를 입력받아 현재 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 위치를 파악한 후 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP에서 전송되어 오는 PWM신호를 분석하여 그 결과에 부응하여 제 1 및 제 2 BLDC 전동기를 각각 구동하는 BLDC 모터 제어기와, 상기 BLDC 모터 제어기의 출력신호를 입력받아 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 구동에 필요한 전력으로 증폭시킨 후 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 펄스폭변조(PWM) 증폭기로 출력시켜 주는 FET 증폭기, 제 1 및 제 2 BLDC 전동기에 설치되어 있는 엔코더들을 통해 검출되는 회전속도를 입력을 받아 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP에 전송하는 엔코더 입력부, 상기 FET 증폭기의 출력신호를 입력받아 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 구동전류를 각각 검출한 후 제 1 커넥터 또는 제 2 커 넥터를 통해 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP에 각각 전송하는 A/D 변환기, 상기 BLDC 전동기 제어모듈과의 양방향 통신을 위해 설치된 제 1 및 제 2 커넥터를 구비하고 제 1 및 제 2 BLDC 전동기의 구동을 직접적으로 제어하는 제 1 및 제 2 BLDC 전동기 구동모듈;로 구성한 것을 특징으로 하는 CAN 통신을 이용한 무 부러쉬 직류 전동기 제어장치.After receiving the Hall sensor output signals of the first and second BLDC motors, the current positions of the first and second BLDC motors are determined, and the PWM signals transmitted from the DSP of the BLDC motor control module are analyzed to respond to the results. And a pulse width of the first and second BLDC motors after amplifying the BLDC motor controller for driving the second BLDC motor and the output signal of the BLDC motor controller and amplifying the electric power to drive the first and second BLDC motors. FET amplifier for outputting to the modulation (PWM) amplifier, encoder input unit for receiving the rotation speed detected through the encoders installed in the first and second BLDC motor to the DSP of the BLDC motor control module, the FET amplifier Receives the output signal and detects the drive current of the first and second BLDC motors, respectively, and transfers them to the DSP of the BLDC motor control module through the first connector or the second connector, respectively. First and second BLDC motor drive modules having an A / D converter and first and second connectors installed for bidirectional communication with the BLDC motor control module and directly controlling driving of the first and second BLDC motors. Brushless DC motor controller using CAN communication, characterized in that consisting of. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 BLDC 전동기 구동모듈 내의 엔코더와 A/D 변환기에 의해 각각 검출되는 제 1 BLDC 전동기의 회전속도와 구동전류는 제 1 커넥터를 통해 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP에 전송하고, 상기 제 2 BLDC 전동기 구동모듈 내의 엔코더와 A/D 변환기에 의해 검출되는 제 2 BLDC 전동기의 회전속도와 구동전류는 제 2 커넥터를 통해 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP에 전송하도록 구성한 것을 특징으로 하는 CAN 통신을 이용한 무 부러쉬 직류 전동기 제어장치.The rotation speed and driving current of the first BLDC motor detected by the encoder and the A / D converter in the first BLDC motor driving module are transmitted to the DSP of the BLDC motor control module through the first connector, and the second BLDC motor Brushless DC using CAN communication characterized in that the rotational speed and driving current of the second BLDC motor detected by the encoder and A / D converter in the drive module are transmitted to the DSP of the BLDC motor control module through the second connector. Motor controller. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP와 제 1 BLDC 전동기를 연결하는 제 1 커넥터는 24V 공급용 핀(Pin 1, 2, 3)과, 5V 공급용 핀(Pin 4), 3.3V 공급용 핀(Pin 5), 아날로그신호에 대한 접지 핀(Pin 6), 접지핀(GND)(Pin 7, 8, 9), 전동기 PWM 및 디렉션(Direction)용 (Pin 11, 12), 엔코더 연결용 핀(Pin13, 14) 및 A/D 변환기 연결용 핀(Pin 15, 16)을 구비한 것을 특징으로 하는 CAN 통신을 이용한 무 부러쉬 직류 전동기 제어장치.The first connector connecting the DSP and the first BLDC motor of the BLDC motor control module includes a 24V supply pin (Pin 1, 2, 3), a 5V supply pin (Pin 4), a 3.3V supply pin (Pin 5). ), Ground pin for analog signal (Pin 6), ground pin (GND) (Pin 7, 8, 9), motor PWM and direction (Pin 11, 12), encoder connection pin (Pin13, 14) Brushless DC motor control device using CAN communication, characterized in that it comprises a pin (Pin 15, 16) for connecting to the A / D converter. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 BLDC 전동기 제어모듈의 DSP와 제 2 BLDC 전동기를 연결하는 제 2 커넥터는 24V 공급용 (Pin 1, 2, 4), 5V 공급용 핀(Pin 3), 3.3V 공극용 핀(Pin 6), 아날로그신호 접지 핀(Pin 5), GND 핀(Pin 7, 8, 10), 전동기 PWM 및 디렉션(Direction) 핀(Pin 11, 12), 엔코더 연결용 핀(Pin13, 14) 및 A/D 변환기 연결용 핀(Pin 15, 16)을 구비한 것을 특징으로 하는 CAN 통신을 이용한 무 부러쉬 직류 전동기 제어장치.The second connector connecting the DSP and the second BLDC motor of the BLDC motor control module has 24V supply pins (Pin 1, 2, 4), 5V supply pin (Pin 3), 3.3V air gap pin (Pin 6), Analog signal ground pin (Pin 5), GND pin (Pin 7, 8, 10), motor PWM and Direction pin (Pin 11, 12), encoder connection pin (Pin13, 14) and A / D converter connection Brushless DC motor controller using CAN communication, characterized in that the pins (Pin 15, 16).
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