KR101070436B1

KR101070436B1 - Power line tap selected variable speed electronically commutated motor

Info

Publication number: KR101070436B1
Application number: KR1020100042892A
Authority: KR
Inventors: 영 춘 정
Original assignee: 영 춘 정
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2011-10-06

Abstract

본 발명은 전원 탭 절환식 속도제어용 전자정류 모터에 관한 것으로, 특히 각각의 전력선과 연결된 적어도 하나 이상의 다단계 속도제어용 탭(LT); 상기 각 다단계 속도제어용 탭(LT)의 전원인가 신호 유무를 검출하고 이를 출력하는 전류 검출회로(70); 상기 다단계 속도제어용 탭(LT)과 전원(N)의 입력을 받아 출력하는 브릿지 정류회로(71); 상기 적어도 하나 이상의 전류 검출회로(70)로부터 출력되는 신호에 따라 기 설정된 비율(%)로 PWM을 연산 출력하는 마이크로프로세서(73); 상기 브릿지 정류회로(71)로부터 제공되는 전압과 상기 마이크로프로세서(73)로부터 PWM 출력을 받아 특정한 전류를 모터(74)에 흐르게 하여 모터(74)의 속도를 조절하게 하는 스위칭 드라이버(72); 및 상기 스위칭 드라이버(72)에 반응하여 구동할 수 있는 모터(74)를 포함하는 기존에 냉난방 공조기 설비(HVAC Application)에 설치되어 있는 저 효율의 다단계 가변속 AC 또는 PSC 모터를 고 효율의 속도제어용 전자정류 모터(ECM) 또는 BLDC 모터로 교체하는데 걸림돌이 되었던 문제를 완전히 해결 할 수 있고 저렴하게 실용화하여 보급시킴으로서 막대한 에너지 절감효과를 기대할 수 있다. The present invention relates to a power tap-changing speed control electronic commutating motor, in particular at least one or more multi-stage speed control tap (LT) connected to each power line; A current detection circuit (70) for detecting the presence or absence of a power supply signal of each of the multi-stage speed control taps (LT) and outputting the same; A bridge rectifier circuit 71 configured to receive and output an input of the multi-stage speed control tap LT and a power source N; A microprocessor (73) for calculating and outputting PWM at a preset ratio (%) according to the signal output from the at least one current detection circuit (70); A switching driver 72 which receives a voltage provided from the bridge rectifier circuit 71 and a PWM output from the microprocessor 73 to allow a specific current to flow through the motor 74 to adjust the speed of the motor 74; And a low efficiency multi-stage variable speed AC or PSC motor installed in an existing HVAC application including a motor 74 capable of driving in response to the switching driver 72. It is possible to completely solve the problem of replacing the commutation motor (ECM) or BLDC motor, and to realize the energy-saving effect by inexpensive practical use.

Description

Power Line Tap Selected Variable Speed Electronically Commutated Motor

본 발명은 냉난방 공조기용 블로워(Blower) 모터에 사용되는 전원 탭 절환식 속도 제어용 AC 모터 또는 PSC(콘덴서 시동형 모터)를 전자정류 모터(ECM)로 직접 호환 시킬 수 있도록 구성된 제어 장치와 방법을 제공하기 위한 것이다.
The present invention provides a control device and method configured to directly compatible an AC motor or a PSC (condenser starter type motor) for power tap-changing speed control used in a blower motor for an air conditioning and heating air conditioner as an electronic commutation motor (ECM). It is to.

현재 사용 중인 단상 AC 모터 또는 PSC모터는 도 1에 도시된 바와 같이 주권선(Mc), 기동 콘덴서(S cap)와 기동권선(Sc)으로 구성되어 있는데 HVAC에 사용되는 가변속 블로워 모터는 일반적으로 주권선(Mc)에 최소 2개 이상 최대 5개 정도의 탭을 내어 전원(L)에 연결되는 주권선(Mc)의 코일 탭 임피던스를 바꿈으로써 회전자(Rc)의 속도를 제어 할 수 있게 되어 있다. The single phase AC motor or PSC motor currently in use is composed of main winding (Mc), starting condenser (S cap) and starting winding (Sc) as shown in FIG. 1, and the variable speed blower motor used for HVAC is generally sovereign. It is possible to control the speed of the rotor Rc by changing the coil tap impedance of the main winding McC connected to the power supply L by drawing at least two or more taps of at least two on the line Mc. .

이러한 AC 모터나 PSC 모터를 도 2에 도시된 바와 같이 DC 컨버터부(1), 파워 스위칭 드라이버부(2), 광 아이솔레이터(Optical Isolator, 4) 그리고 영구자석 회전자 모터(3)로 구성된 전자정류 방식의 모터(ECM, BLDC Motor)로 교체시킬 경우 전원(N,L) 라인 외에 별도로 12V-24V 또는 5V 로직 레벨의 광학적으로 절연된(Optical Isolated) 저전압 속도 제어용 신호 입력라인(ST1 - ST5) 구성을 하고 있어서 기존 AC모터 또는 PSC 모터의 전원 라인과 직접적으로 호환이 되지 않았다. As shown in FIG. 2, the AC motor or the PSC motor is composed of an electronic rectifier including a DC converter unit 1, a power switching driver unit 2, an optical isolator 4, and a permanent magnet rotor motor 3. In case of replacing with motor (ECM, BLDC Motor), the signal input line (ST1-ST5) for optically isolated low voltage speed control of 12V-24V or 5V logic level besides the power (N, L) line It is not directly compatible with power line of existing AC motor or PSC motor.

이러한 문제를 해결하기 위해 최소한 2개의 다른 속도 제어를 실현하고 HVAC에서 흔히 사용하는 2단 속도 제어(Cooling or Heating)용 PSC 모터와 호환 되게 하기 위해서 도 3에 도시된 바와 같이 정류부(D1-D6)와 전압 검출 회로(52)와 속도제어 및 파워 스위칭부(53)와 영구자석 모터(54)로 구성된 전자정류 방식 속도제어 모터 장치를 제공하고 이러한 장치의 AC/DC정류 다이오드(D3-D6)에 전압 검출 정류기 매트릭스(D1-D2)에서 전원 및 속도 제어용 탭 절환 단자(LT1, LT2, N)를 인출하고 전원 탭 LT1(51)과 N 또는 LT2와 N사이에 인가되는 전압 유무에 따라 2가지의 다른 속도를 컨트롤하는 방법이 공지된 바 있다. In order to solve this problem, to realize at least two different speed control and to be compatible with the PSC motor for two-stage speed control (Cooling or Heating) commonly used in HVAC as shown in Figure 3 rectification unit (D1-D6) And an AC / DC rectifying diode (D3-D6) of the electronic rectification type speed control motor device including the voltage detection circuit 52, the speed control and power switching unit 53, and the permanent magnet motor 54. The power supply and speed control tap-changing terminals LT1, LT2, N are drawn out from the voltage detecting rectifier matrix D1-D2, and there are two kinds of voltages depending on whether the voltage is applied between the power tap LT1 51 and N or between LT2 and N. It is known to control other speeds.

또한 도 4에 도시된 바와 같이 전원 라인의 전류를 감지하는 CT(60)를 사용하여 CT(60) 2차 코일에 유도되는 전압(61) 유무에 따라 2가지의 다른 신호를 내는 전압 검출 회로(62)와 속도를 컨트롤(63)하는 방법이 공지된 바 있다. In addition, as shown in FIG. 4, a voltage detection circuit for generating two different signals according to the presence or absence of a voltage 61 induced in the CT 60 secondary coil using the CT 60 sensing the current of the power line ( 62 and a method of controlling the speed 63 have been known.

그러나 상기 다이오드 전압 검출 방식에 사용되는 다이오드에는 상당한 전류가 흐르므로 다이오드 전류용량과 부피가 크게 되고 특히 다단계의 속도 제어를 위한 다단계의 전압 검출용 다이오드 매트릭스를 구성시킬 경우 모터 컨트롤러의 AC/DC 컨버터의 부품실장 밀도 및 열 발산 문제가 더욱 심각해진다. However, since a significant current flows in the diode used in the diode voltage detection method, the diode current capacity and volume are increased, and in particular, when a multi-step voltage detection diode matrix is configured for multi-step speed control, the AC / DC converter of the motor controller Component mounting density and heat dissipation problems become more serious.

한편 공지된 도 4의 CT 전류 검출 방식과 제어 방법은 실제 회로 구성 방법이 2단에 제한되어 있고 복잡한 회로구성 때문에 실제 도 1과 같은 다단계의 멀티 탭 속도 제어용 AC 모터 및 PSC 모터 교환을 실시함에 있어서 제한적이며 다단계의 속도 제어를 위한 실질적인 멀티 탭 결선 방법 또는 이와 관련된 구체적인 회로나 프로그램을 제공하지 않고 있는 문제점이 있었다.
On the other hand, the known CT current detection method and control method of FIG. 4 has a limited circuit configuration method in two stages, and in order to replace an AC motor and a PSC motor for multi-tap speed control as shown in FIG. There is a problem in that a practical multi-tap connection method for limited and multi-step speed control or a specific circuit or program thereof is not provided.

본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전원 라인(L)의 결선(Switched Selection)에 따라 2단 이상의 다단계 속도제어(LT1-LT5)를 할 수 있는 블로워 AC 모터 또는 PSC 모터의 결선 방식대로 똑같이 호환 (drop-in replacement) 할 수 있는 가 변속(Variable Speed) 전자정류 모터(ECM) 또는 BLDC 모터의 제어 방법과 결선 방법을 해결하기 위한 것이다. The present invention is to solve the above-mentioned problems, the connection method of the blower AC motor or PSC motor capable of two or more multi-stage speed control (LT1-LT5) in accordance with the Switched Selection of the power line (L). It is to solve the control method and wiring method of variable speed electronic commutation motor (ECM) or BLDC motor which can be drop-in replacement as well.

또한 이러한 기술적 과제를 해결함에 있어서 전자정류 모터나 BLDC 모터에 필수적인 전자 제어장치의 경박 단소화를 위해 부피가 커지거나 열 방출 면적이 커지는 전력 부품 또는 복잡한 회로 사용이 불가피한 종래의 기술적 문제를 해결하기 위한 것이다.
In order to solve these technical problems, it is necessary to solve the conventional technical problem in which the use of power components or complicated circuits that are bulky or large in heat dissipation area is inevitable, so that the electronic control device essential for the electronic rectification motor or the BLDC motor can be reduced. will be.

본 발명에 따른 전원 탭 절환식 속도제어용 전자정류 모터는 각각의 전력선과 연결된 적어도 하나 이상의 다단계 속도제어용 탭(LT); 상기 각 다단계 속도제어용 탭(LT)의 전원인가 신호 유무를 검출하고 이를 출력하는 전류 검출회로(70); 상기 다단계 속도제어용 탭(LT)과 전원(N)의 입력을 받아 출력하는 브릿지 정류회로(71); 상기 적어도 하나 이상의 전류 검출회로(Isolator, 70)로부터 출력되는 신호에 따라 기 설정된 비율(%)로 PWM을 연산 출력하는 마이크로프로세서(73); 상기 브릿지 정류회로(71)로부터 제공되는 전압과 상기 마이크로프로세서(73)로부터 PWM 출력을 받아 특정한 전류를 모터(74)에 흐르게 하여 모터(74)의 속도를 조절하게 하는 스위칭 드라이버(72); 및 상기 스위칭 드라이버(72)에 반응하여 운전할 수 있는 모터(74)를 포함한다. Power rectifier switch type speed control electronic rectifying motor according to the present invention comprises at least one multi-level speed control tap (LT) connected to each power line; A current detection circuit (70) for detecting the presence or absence of a power supply signal of each of the multi-stage speed control taps (LT) and outputting the same; A bridge rectifier circuit 71 configured to receive and output an input of the multi-stage speed control tap LT and a power source N; A microprocessor (73) for calculating and outputting PWM at a preset ratio (%) according to a signal output from the at least one current detection circuit (Isolator) 70; A switching driver 72 which receives a voltage provided from the bridge rectifier circuit 71 and a PWM output from the microprocessor 73 to allow a specific current to flow through the motor 74 to adjust the speed of the motor 74; And a motor 74 capable of driving in response to the switching driver 72.

전술된 구성에 따른 본 발명의 전원 탭 절환식 속도제어용 전자정류 모터는 기존에 냉난방 공조기 설비(HVAC)에 설치되어 있는 저 효율의 다단계 가변속 AC 또는 PSC 모터를 고 효율의 속도제어용 전자정류 모터(ECM) 또는 BLDC 모터로 교체하는데 걸림돌이 되었던 문제를 완전히 해결 할 수 있고 저렴하게 실용화하여 보급시킴으로서 막대한 에너지 절감효과를 기대할 수 있게 되는 것이다.
According to the above-described configuration, the power tap-changing speed control electronic rectifier motor of the present invention uses a low efficiency multi-stage variable speed AC or PSC motor that is conventionally installed in an air conditioning and air conditioner (HVAC). ) Or the BLDC motor can be completely solved the problem that was the obstacle to replace the inexpensive practical use can be enormous energy savings can be expected.

도 1은 종래 다단계 속도 탭을 가진 제어용 AC 모터 또는 PSC 모터 예시도.
도 2는 1도에 따른 종래 전자정류 모터(ECM)의 속도 제어 방식의 실시예시 도면.
도 3은 종래 HVAC Blower용 2단계(Heating & Cooling) 속도 제어용 모터의 일 실시예.
도 4는 종래 HVAC Blower용 2단계(Heating & Cooling) 속도 제어용 모터의 다른 일 실시예..
도 5는 본 발명에 따른 AC 모터 또는 PSC 교체용 다단계 속도 제어용 전자 정류모터(ECM) 실시예 .
도 6는 본 발명의 5도에 따른 OP 비교기 회로 실시예
도 7는 본 발명의 5도에 따른 마이크로프로세서의 상세 설명도.
도 8는 본 발명 7도에 따른 마이크로프로세서의 연산 개념 설명도 .
도 9는 본 발명의 다단계 속도 설정과 연산 결과를 설명하는 테이블이다. Figure 1 is an illustration of a conventional AC motor or PSC motor with a multi-step speed tap.
2 is a diagram illustrating an embodiment of a speed control method of a conventional electronic commutation motor (ECM) according to FIG.
Figure 3 is an embodiment of a two-step (Heating & Cooling) speed control motor for a conventional HVAC Blower.
Figure 4 is another embodiment of a conventional two-step (Heating & Cooling) speed control motor for HVAC Blower.
5 is a multi-step speed control electronic commutation motor (ECM) embodiment of the AC motor or PSC replacement according to the present invention.
6 shows an OP comparator circuit embodiment according to FIG. 5 of the present invention.
7 is a detailed illustration of a microprocessor in accordance with 5 of the present invention;
8 is an explanatory view of the operation concept of the microprocessor according to the present invention.
9 is a table for explaining the multi-step speed setting and the calculation result of the present invention.

특정 실시예의 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시예의 여러 설명을 제공한다. 그러나, 본 발명은 청구범위에 의해 한정되고 커버되는 다수의 여러 방법으로 구현될 수 있다. 본 상세한 설명은 동일한 참조 번호가 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조하여 설명된다. The following detailed description of specific embodiments provides several descriptions of specific embodiments of the present invention. However, the present invention can be implemented in many different ways, which are defined and covered by the claims. The detailed description is described with reference to the drawings, wherein like reference numerals refer to the same or functionally similar elements.

본 명세서에서 제공되는 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단순히 본 발명의 특정 실시예의 상세한 설명을 위해 사용된 것이기 때문에 본 발명을 특정 방법으로 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 나아가, 본 발명의 실시예는, 전체적으로 본 발명의 바람직한 속성들을 나타내거나 본 명세서에 제공된 발명을 실시하는데 필수적인 여러 신규한 특징을 포함할 수 있다. The terminology used in the description provided herein is for the purpose of describing particular embodiments of the invention only and should not be construed as limiting or limiting the invention to any particular method. Furthermore, embodiments of the present invention may include a number of novel features which are necessary to represent the overall desirable properties of the invention or to practice the invention provided herein.

도 5는 본 발명에 따른 전원 라인(L)을 다단계 속도제어용 탭(LT)에 연결하여 속도 제어를 실시할 수 있는 전자정류 모터(ECM)의 제어회로 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 속도 제어용 탭(LT1-LT5)의 전원 선택 검출 CT신호(detected signal) 증폭 검출회로 실시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 마이크로프로세서의 다단계 속도 처리를 위한 실시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 마이크로프로세서 연산처리 개념 설명도이다.
5 is a configuration diagram of a control circuit of an electronic rectifier motor (ECM) capable of controlling the speed by connecting the power supply line (L) according to the present invention to the multi-stage speed control tap (LT), and FIG. Power selection detection of the speed control tap (LT1-LT5) detection CT signal (detected signal) amplification detection circuit embodiment, Figure 7 is an embodiment for the multi-step speed processing of the microprocessor according to the present invention, Figure 8 is It is an explanatory drawing of the microprocessor arithmetic processing.

발명의 일 실시예에 따른 전원 탭 절환식 속도제어용 전자정류 모터는 적어도 하나 이상의 다단계 속도제어용 탭(LT), 적어도 하나 이상의 전류 검출회로(70), 마이크로프로세서(73), 스위칭 드라이버(72) 및 모터(74)를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a power tap switchable speed control electronic rectifying motor includes at least one or more multi-step speed control taps (LT), at least one current detection circuit 70, a microprocessor 73, a switching driver 72, and And a motor 74.

다단계 속도제어용 탭(LT)은 CT(701 내지 704)의 1차 측을 통과하여 통상적인 브릿지 정류 회로(71)에 연결되며, 절연 전류 검출회로(70)를 포함하며, 4개의 CT(701 내지 704), 4개의 속도 조절 제어단자(LT1-LT4), 및 최고 속도 제어단자(LT5)를 포함한다. 여기서, 4개의 CT(701 내지 704)와 4개의 속도 조절 제어단자(LT1-LT4)를 4개로 한정하였으나, 그 수량을 제한하지 않는다. The multi-stage speed control tap LT is connected to the conventional bridge rectifier circuit 71 through the primary side of the CTs 701 to 704, and includes an insulation current detection circuit 70. 704, four speed regulation control terminals LT1-LT4, and a maximum speed control terminal LT5. Here, four CTs 701 to 704 and four speed regulating control terminals LT1-LT4 are limited to four, but the quantity thereof is not limited.

또한, 전류 검출회로(70)는 속도 조절 제어단자(LT1-LT4)의 각 CT(701-704)의 2차측 전압을 정류하고, 속도 조절 제어단자(LT1-LT4)의 전원인가 신호 유무를 비교 출력(MT1-MT4)할 수 있는 4개의 OP 비교기 회로(700, 705, 706 및 707)를 포함한다. In addition, the current detection circuit 70 rectifies the secondary voltages of the respective CTs 701-704 of the speed regulation control terminals LT1-LT4 and compares the presence or absence of a power supply signal of the speed regulation control terminals LT1-LT4. Four OP comparator circuits 700, 705, 706, and 707 capable of outputs MT1-MT4.

그리고 마이크로프로세서(73)는 속도 조절 제어단자(LT1-LT4)의 OP 비교기 회로(700, 705, 706 및 707)의 출력 지정 신호에 따라 특정한 비율(%)로 PWM을 연산 출력하여 스위칭 드라이버(72)로 제공한다. The microprocessor 73 calculates and outputs PWM at a specific ratio (%) according to the output designation signals of the OP comparator circuits 700, 705, 706, and 707 of the speed regulation control terminals LT1 -LT4 to switch the driver 72. To provide.

한편, PWM 출력을 받아 특정한 전류를 모터(74)에 흐르게 하여, 모터(74)의 속도를 조절하게 하는 스위칭 드라이버(72)를 포함하고, 상기 스위칭 드라이버(72)의 파워 구동의 출력에 반응하여 운전할 수 있는 모터(74) 즉, 영구자석 회전자 모터, DC 모터, 릴럭턴스 모터가 연결된다. On the other hand, it includes a switching driver 72 receives a PWM output to flow a specific current to the motor 74, and adjusts the speed of the motor 74, in response to the output of the power drive of the switching driver 72 A motor 74 capable of driving, i.e., a permanent magnet rotor motor, a DC motor, a reluctance motor, is connected.

한편, 적어도 하나 이상의 CT(701-704)는 외경 20mm이내의 마이크로 CT를 사용하고 멀티 탭(LT1-LT1) 전원 라인의 저항을 최소화하고 CT 코어(core)의 포화 방지 및 열 발생을 최소화하기 위해 속도 조절 제어단자(LT1-LT4)의 1차 측 내경에 최대 2회 이하만 감기고 2차측 코일은 0.1-0.2mm 정도의 굵기 코일로 1차 측과 2차 측 비율을 1:50 이하 정도의 권선비로 하여 부피와 크기를 최소화한다.
On the other hand, at least one CT (701-704) to use a micro CT of less than 20mm in diameter, to minimize the resistance of the multi-tap (LT1-LT1) power line, to prevent saturation of the CT core and to minimize heat generation The maximum side coil of speed control terminal (LT1-LT4) is wound up to 2 times at maximum and the secondary side coil is 0.1-0.2mm thick coil and the ratio between primary side and secondary side is less than 1:50 To minimize volume and size.

하기에서는 CT(701)의 2차측에서 유도된 전압을 정류하고 OP 비교기(711)로 신호 유무를 판단하고 로직 레벨의 신호로 전환하여 마이크로프로세서로 보내는 OP 비교기 회로(700)를 상세히 설명한다. Hereinafter, the OP comparator circuit 700 rectifies the voltage induced at the secondary side of the CT 701, determines the presence or absence of a signal with the OP comparator 711, converts the signal into a logic level signal, and sends the same to the microprocessor.

CT(701)의 2차측 전압을 다이오드인 반파정류부(712)로 반파정류하고 콘덴서인 직류전압 변환부(713)로 평활하여 직류전압 신호로 만들든 후 두 개의 저항(R1과 R2)으로 이루어진 전압 분압부(714)를 통해 적정 전압으로 분압한다. The secondary voltage of the CT 701 is half-wave rectified by the half-wave rectifier 712, which is a diode, and smoothed by the DC voltage converter 713, which is a capacitor, to make a DC voltage signal, and then a voltage consisting of two resistors R1 and R2. The voltage is divided by an appropriate voltage through the voltage dividing unit 714.

이와 같이 분압된 전압을 다시 일정 전압으로 안정되게 하기 위해 제너 다이오드인 정전압부(715)로 정전압 회로를 구성시키고, 이 정전압을 회로 보호저항(716)을 통해 OP 비교기(711)의 '+'단자에 입력한다. In order to stabilize the divided voltage again to a constant voltage, a constant voltage circuit is constituted by the constant voltage unit 715 which is a zener diode, and the positive voltage is applied to the '+' terminal of the OP comparator 711 through the circuit protection resistor 716. Type in

OP비교기(711)의 출력을 피드백 저항과 바이어스 저항(718)을 통해 OP 비교기(711) '-'단자에 입력하여 신호 증폭 및 비교 회로를 구성시키고 OP 비교기(711) 출력을 저항(R6, 1K)과 콘덴서(C2)로 구성된 적분부(719)를 통해 적분 시킨 뒤 슈미트 트리거 NOT 게이트(720)로 로직 레벨의 하이(H) - 로우(L) 신호를 출력하게 한다. The output of the OP comparator 711 is input to the OP comparator 711 '-' terminal through the feedback resistor and the bias resistor 718 to form a signal amplification and comparison circuit, and the output of the OP comparator 711 is resistor R6, 1K. After integration through the integrating unit 719 composed of the capacitor and the capacitor (C2) and outputs the logic level high (H)-low (L) signal to the Schmitt trigger NOT gate 720.

여기서, 속도 조절 제어단자(LT1)에 CT1(701)과 함께 구성된 OP 비교기 회로(700)는 다른 속도 조절 제어단자(LT2-LT4)의 CT2-CT4(702 내지 704)와 함께 똑같이 적용된다. Here, the OP comparator circuit 700 configured with the CT1 701 at the speed regulation control terminal LT1 is equally applied with the CT2-CT4 702 to 704 of the other speed regulation control terminals LT2-LT4.

한편 최대(Max) 속도에 해당되는 최고 속도 제어단자(LT5)는 CT(701 내지 704)를 통하지 않고 CT(701 내지 704)를 통한 속도 조절 제어단자(LT1-LT4)들과 함께 브리지 정류회로(71)의 교류 입력(D3-D4 사이)에 연결된다. On the other hand, the maximum speed control terminal LT5 corresponding to the maximum speed does not go through the CTs 701 to 704 but together with the speed regulating control terminals LT1-LT4 through the CT rectifiers 701 to 704. 71 is connected to the AC input (between D3-D4).

이와 같이 구성된 OP 비교기 회로들(700,705,706,707)의 로직 레벨(하이(H) or 로우(L)) 출력(MT1-MT4)들은 마이크로프로세서(73)로 입력되도록 연결한다. The logic level (high (H) or low (L)) outputs MT1-MT4 of the OP comparator circuits 700, 705, 706, and 707 thus configured are connected to be input to the microprocessor 73.

여기서, 마이크로프로세서(73)를 이용한 전자정류 모터(ECM) 제어 장치에 있어서, 종래에는 여러 단계의 가변 속도를 실현하기 위해서 속도(RPM)를 직접 각 단계별로 프로그램하여 테이블로 마이크로프로세서에 저장시킨 뒤 명령어나 명령신호 레벨에 따라 여러 가지의 속도를 직접 출력하게 하는 방법이 공지된 바 있다. Here, in the electronic rectifier motor (ECM) control device using the microprocessor 73, in order to realize a variable speed of several stages in the prior art, the speed (RPM) is programmed directly in each step and stored in the microprocessor as a table. Background Art A method of directly outputting various speeds according to a command or command signal level has been known.

그러나 본 발명의 실시 예에서는 희망하는 최대 속도 한 가지만 프로그램 입력시켜 두고 나머지는 입력 매트릭스에 따라 일정 비율(%)로 최대 속도(RPM)를 기준으로 연산하여 PWM출력 값의 크기를 결정하게 한다. However, in the embodiment of the present invention, only one desired maximum speed is programmed and the remainder is calculated based on the maximum speed (RPM) at a predetermined percentage (%) according to the input matrix to determine the size of the PWM output value.

이와 같은 실시 개념도를 도 8에 상세히 설명하였다. 즉 마이크로프로세서(73)는 입력(MT1-MT4)에 대하여 일정 비율(예, 10%, 20%, 50% or 70%)로 연산하게 할 입력 비율 함수(733)를 정해져 있고 프로그램된 최대 속도 RPM(732)과 각 입력(MT1-MT4)에 따라 최대 RPM(732)과 각 입력 비율 함수(%)(733)의 곱으로 연산하여 PWM 출력을 정하는 펌웨어(731)가 내장되어 있다. Such an implementation conceptual diagram has been described in detail with reference to FIG. 8. That is, the microprocessor 73 defines an input ratio function 733 to be operated at a predetermined ratio (for example, 10%, 20%, 50% or 70%) with respect to the inputs MT1-MT4 and programmed maximum speed RPM. A firmware 731 is built in which the PWM output is determined by calculating the product of the maximum RPM 732 and the respective input ratio function (%) 733 according to 732 and each input MT1-MT4.

입력 비율 함수(732)와 최대 속도(RPM)(732)는 변경 가능하다. The input rate function 732 and the maximum speed (RPM) 732 are variable.

상술한 바와 같은 본 발명의 과정을 통해 전원과 연결된 다단계 속도제어용 탭(LT)의 선택 유무에 따라 OP 비교기(711) 출력(MT1-MT5)의 신호 출력 매트릭스 구성과 입력 비율 함수(733)와 최대 속도(732)와의 연산 결과 정해질 속도의 예시 테이블을 통해 도 9에 도시된 바와 같이 상세히 설명하였다. OP comparator 711 according to the selection of the multi-stage speed control tap (LT) connected to the power supply through the process of the present invention as described above An example table of the signal output matrix configuration of the outputs MT1-MT5 and the speed to be determined as a result of the calculation of the input ratio function 733 and the maximum speed 732 has been described in detail as shown in FIG. 9.

예를 들어 마이크로프로세서(73)에 하나의 최대 속도 1400RPM을 프로그램 입력 해두고 각 LT1-LT5에 대해 지정된 가변 속도 변화율을 각각 MT1(10%), MT2(20%), MT3(50%) 그리고 MT4(70%)로 정해두면 이 비율대로 연산되어진 PWM 출력에 의해 RPM은 각 140RPM, 280RPM, 700RPM, 980RPM으로 구동되고 MT1-MT4에 아무런 H(1)신호가 없고 LT5를 통해 전원이 인가되었을 경우는 최대 속도로 설정해둔 PWM에 의해 1400RPM으로 모터(74)가 구동된다. For example, program the microprocessor 73 with a maximum speed of 1400 RPM and set the variable rate of change for each LT1-LT5 to MT1 (10%), MT2 (20%), MT3 (50%) and MT4, respectively. If set to (70%), the RPM is driven by 140RPM, 280RPM, 700RPM and 980RPM by the PWM output calculated according to this ratio.If there is no H (1) signal on MT1-MT4 and power is supplied through LT5 The motor 74 is driven at 1400 RPM by the PWM set at the maximum speed.

한편 이와 같은 연산 방법으로 속도설정을 하게 한 본 발명은 특정 속도(RPM)를 각각 필요한 단계별로 입력하여 프로그램 테이블을 이용하는 방식에 비해 속도 설정에 필요한 비율정보만 인가하면 되므로 프로그램 작업이 단순해지고 온도, 습도, 압력 등 기타 정량화된 데이터 입력 값에 의해 다양한 다단계 속도제어를 확장시키는데도 용이하다. On the other hand, the present invention to set the speed by such a calculation method is required to input only the ratio information necessary for the speed setting compared to the method using a program table by inputting a specific speed (RPM) step by step respectively, so that the program operation is simplified and temperature, Other quantified data inputs, such as humidity and pressure, make it easy to extend various multi-step speed controls.

또한 본 발명은 전원 라인(L)에 직접 연결하는 속도 제어용 탭 라인(LT1-LT5)을 최소화하여 필요한 다단계의 속도 제어를 가능케 한다. In addition, the present invention minimizes the speed control tap line (LT1-LT5) directly connected to the power line (L) to enable the multi-speed control required.

즉, 바이너리 2진 조합(2n)에 의해 두 개의 속도 조절 제어단자(LT1 & LT2) 조합만 가지고 4단계의 다른 속도를 또는 3개의 속도 조절 제어단자(LT1, LT2 및 LT3) 조합만 가지고 9단계의 서로 다른 속도를 실행할 수 있는 방법도 가능하게 한다.
In other words, the binary binary combination (2n) has only two speed regulation control terminals (LT1 & LT2) combinations and four stages of different speeds or three speed regulation control terminals (LT1, LT2 and LT3) combinations. It also makes it possible to run different speeds.

전술된 상세한 설명이 구성도나 실시예에 적용된 바와 같이 본 발명의 기본적인 신규한 특징들을 도시하고 기술하고 언급하였지만, 예시된 시스템의 구성 및 상세 사항에 대해 본 발명의 의도를 벗어남이 없이 여러 생략, 교체 및 변경이 이 기술 분야에 숙련된 자에 의해 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
Although the foregoing detailed description has shown, described, and mentioned the basic novel features of the invention as applied to configuration diagrams or embodiments, various omissions and substitutions may be made without departing from the intention of the invention with respect to the configuration and details of the illustrated system. And changes may be made by those skilled in the art.

71 : 브리지 정류회로 72 : 스위칭 드라이버
70 : 전류 검출회로 73 : 마이크로프로세서
74 : 가변속 모터 700 : OP 비교기 회로 71: bridge rectifier circuit 72: switching driver
70: current detection circuit 73: microprocessor
74: variable speed motor 700: OP comparator circuit

Claims

At least one multi-stage speed control tap LT connected to each power line;
A current detection circuit (70) for detecting the presence or absence of a power supply signal of each of the multi-stage speed control taps (LT) and outputting the same;
A bridge rectifier circuit 71 configured to receive and output an input of the multi-stage speed control tap LT and a power source N;
A microprocessor (73) for calculating and outputting PWM at a preset ratio (%) according to the signal output from the current detection circuit (70);
A switching driver 72 which receives a voltage provided from the bridge rectifier circuit 71 and a PWM output from the microprocessor 73 to allow a specific current to flow through the motor 74 to adjust the speed of the motor 74; And
And a motor (74) capable of driving in response to the switching driver (72).

The method of claim 1,
The multi-stage speed control tap LT,
At least one CT 701 to 704 connected to the power line to induce power to the current detection circuit 70;
The bridge rectifier circuit 71 connects the power line and the bridge rectifier circuit 71, induces power to the current detection circuit 70 through the CTs 701 to 704, and supplies the power provided from the power line to the bridge rectifier circuit 71. At least one speed regulation control terminal (LT1 to LT4) provided with; And
And a maximum speed control terminal (LT5) for connecting the power line and the bridge rectifier circuit (71) for a maximum speed of the motor (74).

The method of claim 2,
The CT (701-704),
An electric commutation motor for power tap changeable speed control, using a micro CT with an outer diameter of 20 mm.

The method of claim 3, wherein
The CT (701-704),
In order to minimize the resistance of the power line of the speed control control terminals (LT1 to LT4), to prevent saturation of the CT core and to minimize heat generation, the coil is wound up to two times or less on the inner diameter of the primary side, and the secondary coil is 0.1-0.2 mm thick coil. A power tap-changing speed control electronic commutation motor, characterized in that the volume and size are minimized by the ratio of the primary side and the secondary side with a winding ratio of 1:50 or less.

The method of claim 4, wherein
The current detection circuit 70,
After rectifying the voltage induced from the primary side to the secondary side of the CT (701 to 704) and determine whether the signal through the OP comparator 711 to convert to a signal of the logic level at least sent to the microprocessor (73) An electronic commutation motor for power tap changeable speed control, comprising one or more OP comparator circuits (700, 705, 706 and 707).

The method of claim 5, wherein
The current detection circuit 70,
A half-wave rectifier 712 for half-wave rectifying the secondary voltage derived from the CTs 701 to 704;
A DC voltage converter 713 for smoothing the half-wave rectified voltage through the half-wave rectifier 712 and converting the voltage into a DC voltage;
A voltage divider 714 for dividing the DC voltage converted by the DC voltage converter 713 into an arbitrary voltage;
A constant voltage unit 715 for stabilizing a voltage divided by an appropriate voltage through the voltage divider 714 to a constant voltage;
A '+' terminal for receiving a voltage constant at the constant voltage from the constant voltage unit 715 through a circuit protection resistor 716; An output terminal for amplifying, comparing and outputting a voltage input through the '+'terminal; An OP comparator 711 having a '-' terminal receiving the output voltage through the feedback resistor 718 and the bias resistors R4 and 4.7K; And
And an output unit for integrating the voltage output through the OP comparator 711 into the integrator 719 and then outputting a logic level high (H) -low (L) signal to the Schmitt trigger NOT gate 720. An electric commutation motor for power tap-change speed control, characterized in that.

The method of claim 4, wherein
The microprocessor 73,
When the voltage of the maximum speed control terminal LT5 of the at least one current detection circuit 70 is applied, the rotation of the motor 74 is set to the maximum speed, and input from one or more speed control control terminals LT1 to LT4. And a firmware (731) for determining the PWM output by multiplying the preset input ratio function and the maximum speed RPM of the motor according to the voltage.

The method of claim 7, wherein
The motor 74,
An electric commutation motor for power tap changeable speed control, which is one of a permanent magnet rotor motor, a DC motor, and a reluctance motor.