KR101385062B1 - Driving device of bldc motor - Google Patents

Driving device of bldc motor Download PDF

Info

Publication number
KR101385062B1
KR101385062B1 KR1020130025723A KR20130025723A KR101385062B1 KR 101385062 B1 KR101385062 B1 KR 101385062B1 KR 1020130025723 A KR1020130025723 A KR 1020130025723A KR 20130025723 A KR20130025723 A KR 20130025723A KR 101385062 B1 KR101385062 B1 KR 101385062B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bldc
feeder motor
signal
power
motor
Prior art date
Application number
KR1020130025723A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김형철
이상일
이현규
송재홍
최대수
Original Assignee
주식회사 시스웍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 시스웍 filed Critical 주식회사 시스웍
Priority to KR1020130025723A priority Critical patent/KR101385062B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101385062B1 publication Critical patent/KR101385062B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/04Arrangements for controlling or regulating the speed or torque of more than one motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907Specific control circuit element or device
    • Y10S388/9075Computer or microprocessor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

The present invention relates to a driving device of a BLDC feeder motor capable of supplying a filler metal from the existing welding apparatus by converting the BLDC feeder motor to be driven using a power and a control signal just as they are, which drive a DC feeder motor that has been used is installed on the existing welding apparatus in order to automatically supply the filler metal injected during welding by using the BLDC feeder motor.

Description

BLDC 피더모터 구동장치{Driving device of BLDC motor}BLDC feeder motor driving device {Driving device of BLDC motor}

본 발명은 용접 시 용접부위에 주입되는 용가제를 BLDC 모터를 이용하여 자동으로 공급하기 위하여 기존에 용접장치에 설치되어 사용되고 있던 DC 피더모터를 구동하는 전원 및 제어 신호를 그대로 이용하여 BLDC 모터를 구동할 수 있도록 변환하여 기존의 용접장치에서 설치되어 용가제를 공급할 수 있도록 구성된 BLDC 피더모터 구동장치에 관한 것이다.The present invention is to drive the BLDC motor by using the power and control signals for driving the DC feeder motor that was previously installed and used in the welding apparatus to automatically supply the solvent injected into the welding portion using the BLDC motor during welding. The present invention relates to a BLDC feeder motor driving device configured to supply solubilizers by converting to be installed in an existing welding device.

일반적으로 용접을 할 때, 용접부위에 주입되는 용가제는 DC 피더모터를 사용하여 공급속도를 제어할 수 있도록 용접장치로부터 사이리스터로 제어하여 설정된 전압으로 공급하고 있다.In general, when welding, the solvent injected into the welding portion is supplied to the set voltage controlled by the thyristor from the welding apparatus so as to control the feed rate using a DC feeder motor.

용접장치로부터 공급되는 전압은 AC 전원을 전파 정류한 후, 사이리스터로 전파 정류된 전원을 설정된 크기만큼 신호를 절단하여 모터에 공급하여 속도를 제어하도록 구성되어 있다. The voltage supplied from the welding apparatus is configured to control the speed by full-wave rectifying the AC power, and then cutting the signal by a predetermined magnitude and supplying the electric power rectified by the thyristor to the motor.

종래의 용접장치에 채용된 DC 피더모터는 브러시를 사용하고 있으므로 모터 수명이 짧고, 모터의 에너지 효율이 낮으며, 같은 성능을 가진 BLDC 모터보다 부피가 커 공간을 많이 차지하는 문제점이 있다.Since the DC feeder motor employed in the conventional welding apparatus uses a brush, the motor life is short, the energy efficiency of the motor is low, and the volume is larger than that of the BLDC motor having the same performance, thus taking up a lot of space.

기존의 용접장치를 그대로 이용하기 위하여서는 용가제를 용접부위로 피딩시키기 위한 DC 피더모터에 제공하는 전원을 이용하여 BLDC 모터의 전원 및 속도제어에 그대로 사용하도록 하는 것이 중요하다.In order to use the existing welding device as it is, it is important to use the power supply to the DC feeder motor for feeding the solvent to the welding site as it is used for the power supply and speed control of the BLDC motor.

왜냐하면, 종래의 DC 피더모터가 채용된 수많은 용접장치에서 BLDC 모터만을 교체할 수 있도록 하는 구성이 가능하기 때문이다. This is because it is possible to replace only the BLDC motor in many welding apparatuses employing the conventional DC feeder motor.

BLDC 모터를 안정적으로 구동하기 위하여서는 BLDC 모터를 구동에 사용되는 스위칭 소자인 p-채널(p-channel) FET 및 n-채널(n-channel) FET를 턴온하기 위하여 마이크로프로세서에서 공급되는 신호와, BLDC 모터의 속도를 제어하기 위하여 용접장치로부터 사이리스터에서 제어되어 입력되는 신호와, BLDC 모터를 제어하기 위한 제어기의 회로를 구성하는 각각의 전자부품에 공급하기 위한 전원을 필요로 한다. In order to drive the BLDC motor stably, the signal supplied from the microprocessor to turn on the p-channel FET and the n-channel FET, which are switching elements used to drive the BLDC motor, In order to control the speed of the BLDC motor, a signal controlled and input from the thyristor from the welding apparatus, and a power source for supplying each electronic component constituting the circuit of the controller for controlling the BLDC motor are required.

P-채널(p-channel) FET 및 n-채널(n-channel) FET를 턴온(turn-on)시키기 위하여서는 5V 내지 15V 사이의 전원이 공급되어야 한다.In order to turn on the p-channel and n-channel FETs, a power supply between 5V and 15V must be supplied.

게이트와 소스사이에 공급되는 전압의 차이가 5V 이하이면, P-채널 FET 및 n-채널 FET가 동작을 하지 아니하고, 차이가 15V 이상이면 P-채널 FET 및 n-채널 FET 가 손상되는 문제점이 있다.If the difference between the voltage supplied between the gate and the source is 5V or less, the P-channel FET and the n-channel FET do not operate. If the difference is more than 15V, the P-channel FET and the n-channel FET are damaged. .

그러나, 종래에 사용된 DC 피더모터에 공급되는 전원은 rms 값이 1V 내지 30V 정도의 DC 전원을 공급하여 속도를 제어하므로 5V 이하일 경우에는 스위칭 소자를 동작시키지 못하여 BLDC 모터 자체가 동작을 하지 아니하는 경우가 발생하고, 15V 이상이면 스위칭 소자인 FET가 손상되는 문제점이 있다.However, since the power supplied to the DC feeder motor used in the related art controls the speed by supplying the DC power of about 1V to 30V, the switching element cannot be operated when the voltage is less than 5V, and thus the BLDC motor itself does not operate. If a case occurs, the FET which is a switching element is damaged if it is 15V or more.

실질적으로 기존의 DC 피더모터에 공급되는 전원은 전파 정류된 사인파를 사이리스터로 절단할 경우에 P-P(peak to peak) 전압이 73 V정도까지 출력되므로 절단된 전압의 P-P(peak to peak) 값을 평활한 rms 값이 1V 정도이더라도 실제 절단된 전압의 P-P(peak to peak) 값은 5V 이상이 된다는 점을 인식하고 이를 이용한 발명이다. Practically, the power supplied to the existing DC feeder motor smooths the peak to peak (PP) value of the cut voltage because the peak to peak (PP) voltage is output to about 73 V when the sine wave is cut by full-wave rectified. Even though the rms value is about 1V, the present invention recognizes that the peak to peak (PP) value of the actual cut voltage is 5V or more.

또한, 본 발명에서는 용접이 완료되는 시점에서 용접기가 피더모터를 제동하는 기술적 구성이 필요하다.In addition, the present invention requires a technical configuration in which the welder brakes the feeder motor at the time when welding is completed.

용접을 종료하고자 할 때, 모터 구동전압을 끊더라도 모터 자체의 관성에 의하여 천천히 정지하게 되므로 계속해서 용접부위에 용가제가 주입되어 용접의 마무리가 매끈하지 아니한 문제점이 있다.When the welding is to be terminated, even if the motor driving voltage is cut off, the motor is stopped slowly due to the inertia of the motor itself, so that a solvent is continuously injected into the welding portion, thereby not finishing the welding smoothly.

이를 해결하기 위하여 기존의 DC 피더모터의 경우에는 용접기 내부에 별도의 제동저항을 설치하여 제동하도록 구성되어 있다.In order to solve this problem, the existing DC feeder motor is configured to brake by installing a separate braking resistor inside the welding machine.

일반 DC 모터는 역전압을 걸 경우 단순히 모터 회전방향이 달라지지만, BLDC의 경우에는 BLDC 모터 제어를 위한 소형 제어기가 추가되기 때문에 역전압을 걸면 제어기가 파손되는 문제점이 있어 이를 방지하기 위하여 제어기 입력단에 역전압이 걸리는 것을 방지하기 위한 역전압 방지 다이오드가 설치되어 있다.Normal DC motor simply changes the direction of motor rotation when reverse voltage is applied, but in case of BLDC, a small controller for BLDC motor control is added, which causes the controller to be damaged when reverse voltage is applied. A reverse voltage prevention diode is installed to prevent the reverse voltage from being applied.

이 역전압 다이오드로 인하여 용접기의 제동저항으로 BLDC 모터를 제동하는 것이 불가능한 문제점이 있다.Due to this reverse voltage diode, there is a problem in that it is impossible to brake the BLDC motor by the braking resistor of the welder.

대한민국 공개특허번호 제10-2009-0090934호에는 전동 피더의 전원이 오프된 후 다시 전원이 인가될 때, 드라이버의 위상이 초기화되어 전원 오프시의 모터의 입력위상과 달라 발생하는 모터의 틀어짐을 방지하기 위한 모터위상의 보정방법으로 전동 피더를 제어하는 것에 관한 것이나, 본 발명은 용접장치에서 용가제를 피딩하기 위하여 BLDC 모터를 사용하되, 사용되는 BLDC 모터를 효율적으로 제어하기 위한 기술적 구성과는 현저한 차이가 있다. In Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0090934, when the power is turned off after the electric feeder is turned off, the phase of the driver is initialized to prevent the motor from being distorted, which is different from the input phase of the motor when the power is turned off. The present invention relates to controlling an electric feeder by a method of correcting a motor phase, but the present invention uses a BLDC motor to feed a solvent in a welding apparatus, but is remarkably different from the technical configuration for efficiently controlling the BLDC motor used. There is a difference.

본 발명이 해결하려는 과제는 기존의 용접장치에서 용가제 피딩을 위하여 사용되고 있는 DC 피더모터를 내구성이 우수하고 에너지 효율이 높으며 동급 출력으로 부피가 작은 BLDC 모터로 교체 사용할 수 있도록 설계 제작하되, 기존의 DC 피더모터로 공급되는 전원을 그대로 이용할 수 있도록 설계 제작된 BLDC 모터의 구동장치를 제공하는데 있다. The problem to be solved by the present invention is designed and manufactured to replace the DC feeder motor used for solvent feeding in the conventional welding device with a BLDC motor with high durability, high energy efficiency and small volume in the same output, the existing It is to provide a driving device of BLDC motor designed to use the power supplied to DC feeder motor as it is.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 기존의 DC 피더모터에 공급되는 전파 정류된 전원으로 BLDC 모터의 속도를 제어하기 위한 스위칭 소자인 p-채널(channel) FET와 n-채널(channel) FET를 턴온시키기 위한 ±5V 내지 ±15V 전원을 만들고, 5V로 동작하는 전자소자에 전원을 공급하기 위한 5V 전원을 구비한 BLDC 모터의 구동장치를 제공하는데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to turn on the p-channel (FET) and n-channel (FET) switching element for controlling the speed of the BLDC motor with full-wave rectified power supplied to the existing DC feeder motor The present invention provides a driving device for a BLDC motor having a 5V power supply for supplying power to an electronic device operating at 5V and making a ± 5V to ± 15V power supply.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 스위칭 소자인 p-채널(channel) FET와 n-채널(channel) FET를 턴온시키기 위한 각각의 전원을 서로 다른 접지점을 사용하여 턴온시키도록 회로설계를 하고, 이러한 구성에서 안정적인 동작을 위하여 p-채널(channel) FET를 턴온시키기 위해 마이컴에서 나오는 신호와 이를 수신하는 제어부를 포토커플러로 연결하여 전기적으로 분리되도록 구성된 BLDC 모터의 구동장치를 제공하는데 있다. Another problem to be solved by the present invention is to design a circuit to turn on each power supply using a different ground point for turning on the switching element p-channel (FET) and n-channel (FET) FET, To provide a driving device of a BLDC motor configured to be electrically separated by connecting a signal from the microcomputer and a control unit receiving the same to a photocoupler to turn on a p-channel FET for stable operation in the configuration.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 역전압 방지 다이오드 전단에 전원상태 감지기를 설치하여 전원공급 여부를 감지하여 전원이 설정된 시간이상 공급되지 아니하면 BLDC 피더모터를 제동하여 용접이 종료되는 지점에서의 용접이 양호하게 이루어지도록 하는데 있다. Another problem to be solved by the present invention is to install a power state detector in front of the reverse voltage protection diode to detect whether the power supply, if the power is not supplied for more than the set time braking the BLDC feeder motor welding at the end of welding This is to make it good.

본 발명 과제의 해결 수단은 용접 시 용접부위에 공급되는 용가제를 BLDC 모터를 이용하여 자동으로 공급하기 위하여 기존의 용접장치에 사용되고 있던 DC 피더모터를 구동하는 전원을 BLDC 모터로 구동할 수 있는 전원으로 변환하여 내구성과 에너지 효율을 높일 수 있는 BLDC 모터를 이용한 BLDC 피더모터 구동장치를 구현하는데 있다. The solution of the present invention is a power source for driving the DC feeder motor used in the conventional welding device to supply the solvent supplied to the welding portion by using a BLDC motor automatically when the BLDC motor BLDC feeder motor driving device using BLDC motor that can increase the durability and energy efficiency by converting.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 기존의 DC 피더모터에 공급되는 전파 정류된 전원으로 BLDC 모터에 구동전원을 공급하기 위한 스위칭 소자인 p-채널(channel) FET와 n-채널(channel) FET를 턴온시키기 위한 ±5V 내지 ±15V사이의 전원을 만들고, 5V로 동작하는 전자소자에 전원을 공급하기 위한 5V 전원을 구비한 BLDC 피더모터 구동장치를 구현하는데 있다. Another problem solving means of the present invention is to provide a p-channel (FET) and n-channel (FET) switching element for supplying the driving power to the BLDC motor with full-wave rectified power supplied to the existing DC feeder motor The present invention provides a BLDC feeder motor driving apparatus having a 5V power supply for supplying power to an electronic device operating at 5V and making a power supply of ± 5V to ± 15V for turning on.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 스위칭 소자인 p-채널(channel) FET와 n-채널(channel) FET를 턴온시키기 위한 각각의 전원을 서로 다른 접지점을 사용하여 턴온시키도록 회로를 설계하고, 이러한 구성에서 안정적인 동작을 위하여 p-채널(channel) FET를 턴온시키기 위해 마이컴에서 나오는 신호와 이를 수신하는 제어부를 포토커플러로 연결하여 전기적으로 분리되도록 설계 제작된 BLDC 피더모터 구동장치를 구현하는데 있다. Another problem solving means of the present invention is to design a circuit to turn on each power supply using a different ground point for turning on the switching element p-channel (FET) and n-channel (FET) FET, In order to achieve a stable operation, the BLDC feeder motor driving device is designed to be electrically separated by connecting a signal from the microcomputer and a control unit receiving the same with a photocoupler to turn on a p-channel FET.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 역전압 방지 다이오드 전단에 양방향 포토커플러 등을 이용하여 전원상태 감지기를 설치하고, 전원상태 감지기에서 전원공급 여부를 감지하여 전원이 설정된 시간이상 공급되지 아니하면 BLDC 모터 제어기를 통해서 N-ch FET 3개를 모두 턴온시켜 BLDC 피더모터에 제동을 가해서 양호한 마무리 용접을 이룰 수 있도록 구성된 BLDC 피더모터 구동장치를 구현하는데 있다. Another problem solving means of the present invention is to install a power state detector using a bidirectional photocoupler, etc. in front of the reverse voltage prevention diode, and detects the power supply from the power state detector, if the power is not supplied for more than the set time BLDC motor All three N-ch FETs are turned on through the controller to apply a brake to the BLDC feeder motor, thereby implementing a BLDC feeder motor drive.

본 발명은 기존의 DC 피더모터로 공급되는 전원을 그대로 이용할 수 있도록 구성된 기존의 DC 피더모터를 내구성이 우수하고, 에너지 효율을 높이며, 부피가 작은 BLDC 모터로 용이하게 교체 사용할 수 있는 유리한 효과가 있다. The present invention has an advantageous effect that the existing DC feeder motor configured to use the power supplied to the existing DC feeder motor as it is, excellent durability, high energy efficiency, and easily replaceable with a small BLDC motor. .

본 발명의 또 다른 효과는 기존의 DC 피더모터에 공급되는 전파 정류된 전원으로 스위칭 소자인 p-채널 FET와 n-채널 FET를 턴온시키기 위한 ±5V 내지 ±15V사이의 전원을 만들고, 5V로 동작하는 전자소자에 전원을 공급하기 위한 5V 전원을 제공하므로 BLDC 모터의 속도를 안정적으로 제어하는데 있다.Another effect of the present invention is a full-wave rectified power supply to a conventional DC feeder motor to make a power supply of ± 5V to ± 15V for turning on the switching element p-channel FET and n-channel FET, and operates at 5V It provides a 5V power supply for supplying power to the electronic device, which is to stably control the speed of the BLDC motor.

본 발명의 또 다른 효과는 기존의 DC 피더모터에 공급되는 전파 정류된 신호의 일부를 절단한 신호의 피크 투 피크 전압을 이용하여 최소 5V에서 최대 15V를 넘지 않도록 회로를 설계하여 스위칭 소자의 손상을 방지하고 정상적으로 동작할 수 있도록 하는데 있다. Another effect of the present invention is to design a circuit so as not to exceed the minimum 5V to 15V using the peak-to-peak voltage of the signal cut off a part of the full-wave rectified signal supplied to the existing DC feeder motor to prevent damage to the switching element It is to prevent and to operate normally.

본 발명의 또 다른 효과는 스위칭 소자인 p-채널 FET와 n-채널 FET를 턴온시키기 위한 각각의 전원을 서로 다른 접지점을 사용하여 공급하여 턴온시키도록 구성하고, 이러한 구성에서 안정적인 동작을 위하여 PWM신호를 생성하는 마이컴에서 나오는 PWM 신호와 이를 수신하는 제어부를 포토커플러로 연결하여 전기적으로 분리하여 BLDC 모터를 안정적으로 제어하는데 있다.Another effect of the present invention is to configure each of the power supply for turning on the p-channel FET and the n-channel FET switching elements using a different ground point to turn on, PWM signal for stable operation in this configuration The PWM signal from the microcomputer to generate a control unit receiving the same with the photocoupler is electrically isolated by connecting to the photocoupler to stably control the BLDC motor.

본 발명의 또 다른 효과는 역전압 방지 다이오드 전단에 전원상태 감지기를 설치하여 전원공급 여부를 감지하여 전원이 설정된 시간이상 공급되지 아니하면 n-채널 FET를 턴온시켜 BLDC 피더모터를 제동하여 양호한 용접 마무리가 이루어지도록 구성하여 역전압 보호와 모터 제동을 동시에 가능하도록 하는데 있다.Another effect of the present invention is to install a power state detector in front of the reverse voltage protection diode to detect the power supply and turn on the n-channel FET to brake the BLDC feeder motor if the power is not supplied for a set time or more, and thus achieve a good welding finish. It is configured to achieve reverse voltage protection and motor braking at the same time.

도 1은 용접장치로 DC 피더모터를 구동하기 위하여 공급되는 전파 정류된 파형 및 사이리스터로 절단한 파형을 도시한 것이다.
도 2는 사이리스터에서 입력되는 제어신호를 바탕으로 BLDC 피터모터를 제어하기 위한 구성도를 도시한 것이다.
도 3은 사이리스터에서 입력되는 제어신호를 바탕으로 BLDC 피터모터를 제어하기 위한 또 다른 구성도를 도시한 것이다.
도 4는 p-채널 FET 의 게이트를 온 또는 오프하기 위하여 신호를 공급하기 위한 회로를 도시한 것이다.
도 5는 n-채널 FET 의 게이트를 온 또는 오프하기 위한 신호를 공급하는 회로를 도시한 것이다.
도 6은 BLDC 모터에서는 제동저항을 사용할 수 없음을 도시한 것이다.
FIG. 1 shows a wave rectified waveform and a waveform cut into a thyristor supplied to drive a DC feeder motor by a welding apparatus.
2 is a block diagram for controlling a BLDC Peter motor based on a control signal input from a thyristor.
Figure 3 shows another configuration for controlling the BLDC Peter motor based on the control signal input from the thyristor.
4 shows a circuit for supplying a signal to turn on or off the gate of a p-channel FET.
Figure 5 shows a circuit for supplying a signal for turning on or off the gate of an n-channel FET.
FIG. 6 illustrates that braking resistors cannot be used in a BLDC motor.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 BLDC 피더모터 구동장치는 용접 시 용접부위에 공급되는 용가제를 BLDC 모터를 이용하여 자동으로 공급하기 위하여 기존에 용접장치에 사용되고 있던 DC 피더모터를 구동하는 전원을 BLDC 모터를 구동할 수 있는 전원으로 변환하여 BLDC 모터를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.The BLDC feeder motor driving device according to the present invention can drive the BLDC motor to power the DC feeder motor that was previously used in the welding device in order to automatically supply the solvent supplied to the welding portion by using the BLDC motor during welding. It is configured to control the BLDC motor by converting to a power supply.

또한, 본 발명은 기존의 DC 피더모터에 공급되는 전파 정류된 신호의 일부를 절단한 피크 투 피크 전압을 이용하여 스위칭 소자의 게이트와 소스간의 전압차이가 최소 5V에서 최대 15V를 넘지 않도록 구성하여 스위칭 소자의 손상을 방지하면서 정상적으로 동작하도록 회로가 구성되어 있다.In addition, the present invention is configured so that the voltage difference between the gate and the source of the switching element is not more than 5V to 15V by using the peak-to-peak voltage cut off a part of the full-wave rectified signal supplied to the existing DC feeder motor switching The circuit is configured to operate normally while preventing damage to the device.

본 발명의 또 다른 기술적 구성은 역전압 방지 다이오드 전단에 양방향 포토커플러 등을 이용하여 전원상태 감지기를 설치하고, 전원상태 감지기에서 전원공급 여부를 감지하여 전원이 설정된 시간이상 공급되지 아니하면 BLDC 모터 제어기를 통해서 N-채널 FET 3개를 모두 턴온시켜 BLDC 피더모터를 제동하여 양호한 용접을 이루도록 구성되어 있다. 본 발명의 구체적인 실시 예에 대하여 살펴본다.Another technical configuration of the present invention is to install a power state detector using a bidirectional photocoupler, etc. in front of the reverse voltage prevention diode, and detect the power supply from the power state detector if the power is not supplied for more than the set time BLDC motor controller All three N-channel FETs are turned on to brake the BLDC feeder motor to achieve good welding. A specific embodiment of the present invention will be described.

<실시 예><Examples>

본 발명의 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. A specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 용접장치로 DC 피더모터를 구동하기 위하여 공급되는 전파 정류된 파형 및 사이리스터로 절단한 파형을 도시한 것이다.FIG. 1 shows a wave rectified waveform and a waveform cut into a thyristor supplied to drive a DC feeder motor by a welding apparatus.

본 발명은 도 1에서와 같은 파형을 이용하여 BLDC 모터의 속도를 제어하도록 구성되어 있다. The present invention is configured to control the speed of the BLDC motor by using the waveform as shown in FIG.

도 2는 사이리스터에서 입력되는 제어신호를 바탕으로 BLDC 피터모터를 제어하기 위한 구성도를 도시한 것이다. 2 is a block diagram for controlling a BLDC Peter motor based on a control signal input from a thyristor.

본 발명 명세서 상에서의 '피더모터'와 'BLDC 모터'는 동일한 구성이며, 용이한 이해를 위하여 혼용 사용한다.'Feeder motor' and 'BLDC motor' in the present specification have the same configuration and are used interchangeably for easy understanding.

본 명세서 상에서의 'BLDC 모터 제어기'와 BLDC 모터가 생략된 '제어기'는 동일한 의미이며, 이를 혼용 사용한다.In the present specification, the 'BLDC motor controller' and the 'controller' in which the BLDC motor is omitted have the same meaning, and they are used interchangeably.

즉, 도 2는 도 1을 통해서 입력되는 전원을 이용하여 3상 BLDC 모터를 제어하기 위한 제어기가 필요로 하는 ± 15V, 5V의 전원 및 BLDC 모터의 속도를 제어하기 위한 전원을 모두 구비한 구성으로 BLDC 피더모터를 구동하도록 구성되어 있다. That is, FIG. 2 is a configuration having both a power supply for controlling the speed of the ± 15V, 5V and the speed of the BLDC motor required by the controller for controlling the three-phase BLDC motor using the power input through FIG. It is configured to drive a BLDC feeder motor.

도 3은 사이리스터에서 입력되는 제어신호를 바탕으로 BLDC 피터모터를 제어하기 위한 또 다른 구성을 도시한 것이다.Figure 3 shows another configuration for controlling the BLDC Peter motor based on the control signal input from the thyristor.

도 3은 역전압 방지 다이오드 전단에 전원의 상태를 감지하기 위한 전원상태 감지기를 설치하고, 전원상태 감지기에서 전원공급 여부를 감지하여 전원이 설정된 시간이상 공급되지 아니하면 BLDC 모터 제어기를 통해서 N-채널 FET 3개를 모두 턴온시켜 BLDC 피더모터를 제동하여 양호한 용접을 이루도록 구성되어 있다. 3 is a power state detector for detecting the state of the power in front of the reverse voltage protection diode, the power state detector detects the power supply if the power is not supplied for more than the set time N-channel through the BLDC motor controller All three FETs are turned on to brake the BLDC feeder motor to achieve good welding.

이러한 구성은 용접을 종료하여야할 위치에서 용가제 피더모터가 회전관성에 의하여 계속 피딩이 이루어져 깨끗한 용접이 이루어지지 않은 문제점을 해결하기 위한 기술적 구성이다.This configuration is a technical configuration for solving the problem that the solvent feeder motor is continuously fed by the rotational inertia at the position to end the welding is not made clean welding.

도 2에서, 본 발명은 용접 시 용접부위에 주입되는 용가제를 BLDC 모터를 이용하여 자동으로 공급하기 위하여 기존 용접장치에서 사용하고 있던 DC 피더모터를 구동하는 전원을 BLDC 모터를 구동할 수 있는 전원으로 변환 사용하여 BLDC 모터로 제어할 수 있도록 회로가 구성되어 있다.In FIG. 2, the present invention is a power source for driving the DC feeder motor that was used in the existing welding device to automatically supply the solvent injected into the welding portion by using the BLDC motor as a power source for driving the BLDC motor The circuit is configured to be controlled by a BLDC motor using the conversion.

즉, 본 발명은 기존의 용접장치에 사용되고 있었던 전원 및 기능을 그대로 적용하면서 DC 피더모터를 BLDC 모터로 교체하여 장치의 내구성을 높이고, 에너지 효율을 향상시키며, 피더모터의 부피를 감소시키기는데 있다. That is, the present invention is to replace the DC feeder motor with a BLDC motor while applying the power and functions used in the existing welding device as it is to increase the durability of the device, improve the energy efficiency, and reduce the volume of the feeder motor.

도 1에서, (a) 는 DC 피더모터의 속도를 제어하기 위하여 교류전원을 전파 정류한 파형을 도시한 것이며, (b), (c) 및 (d) 는 DC 피더모터의 속도를 제어하기 위하여 교류전원을 전파 정류한 파형을 사이리스터로 일정 주기로 제어(절단)한 파형을 도시한 것이다.In FIG. 1, (a) shows a waveform of full-wave rectification of an AC power source for controlling the speed of the DC feeder motor, and (b), (c) and (d) shows the waveform for controlling the speed of the DC feeder motor. The waveform which controlled (cut) the waveform which carried out the full wave rectification of AC power by the thyristor is shown.

도 1의 파형 (a), (b), (c) 및 (d)에서, 각각의 파형의 rms 값을 이용하여 DC 피더모터의 속도를 제어하기 때문에서 파형 (a), (b), (c) 및 (d) 중에서 rms 값이 가장 큰 (a) 파형으로 공급할 때 모터의 회전속도가 가장 빠르고, 그 다음이 (b)이며, 가장 속도가 늦은 것이 (d)이다. In the waveforms (a), (b), (c) and (d) of FIG. 1, the waveforms (a), (b), ((b) are used because the speed of the DC feeder motor is controlled using the rms value of each waveform. Among the c) and (d), the motor has the highest rotational speed when supplied with the waveform (a) having the largest rms value, followed by (b), and the slowest (d).

종래의 DC 피더모터의 속도 제어는 앞서 설명한 바와 같이 전파 정류된 신호를 모터에 공급하면, 공급파형의 RMS 값에 비례하여 DC 모터의 속도가 변화하도록 구성되어 있다. The speed control of the conventional DC feeder motor is configured to change the speed of the DC motor in proportion to the RMS value of the supply waveform when the full-wave rectified signal is supplied to the motor as described above.

이와 같이 사이리스터로 제어(절단)한 파형을 rms 값으로 모터의 속도를 제어할 경우에 RMS 측정값은 1V 내지 30V 까지 얻을 수 있다. When the speed of the motor is controlled by the rms value of the thyristor-controlled waveform, the RMS measurement can be obtained from 1V to 30V.

사이리스터로 제어(절단)된 신호의 피크 투 피크 전압 값을 살펴보면, rms 값이 1V 일 때에도 5V 이상이 유지되고, 최대 73V 정도까지 나오는 것으로 확인되었다. Looking at the peak-to-peak voltage value of the thyristor-controlled (cut) signal, it was confirmed that 5V or more was maintained even when the rms value was 1V, and it appeared up to about 73V.

BLDC 모터의 경우에는 마이컴에서 BLDC 모터를 제어하기 위하여 스위칭 소자에 공급하는 신호가 5V 이하이면 스위칭소자인 p-채널 FET 또는 n-채널 FET가 동작하지 아니하고, 15V 이상이면 스위칭소자인 p-채널 FET 또는 n-채널 FET가 손상되어 장치의 내구성에 문제가 발생한다.In the case of a BLDC motor, the p-channel FET or the n-channel FET, which is a switching element, does not operate when the signal supplied from the microcomputer to the switching element to control the BLDC motor is 5 V or less. Alternatively, the n-channel FET may be damaged causing problems with the durability of the device.

그러기 때문에, 기존의 용접장치에서 용가제 공급을 위한 DC 피더모터의 속도를 제어하기 위하여 공급되는 전원을 그대로 이용할 경우에는 BLDC 모터가 동작하지 않거나 스위칭 소자가 손상되는 문제점이 발생하게 된다. Therefore, when using the power supplied as it is to control the speed of the DC feeder motor for the supply of the solvent in the conventional welding device, the BLDC motor does not operate or the switching element is damaged.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 인식하고, 이미 제작되어 사용되고 있는 수많은 종래의 용접장치에 그대로 적용할 수 있도록 설계 제작하기 위하여 종래의 용접장치에서 공급되는 전파 정류된 파형을 사이리스터로 제어(절단)하여 피더모터로 공급하는 전원신호를 그대로 이용하여 BLDC 모터의 속도를 제어하는 회로로 구성되어야 하고, 그렇게 구성되어 있다. The present invention recognizes the problems of the prior art and controls (cuts) the thyristor of the full-wave rectified waveform supplied from the conventional welding apparatus in order to design and manufacture it so that it can be applied to many conventional welding apparatuses that are already manufactured and used. It should be composed of a circuit that controls the speed of the BLDC motor by using the power signal supplied to the feeder motor.

이러한 회로 구성을 위하여서는 BLDC 삼상 모터의 각각의 위상(u, v, w)을 검출하기 위하여 모터 내부에 설치된 홀센서(hall sensor)를 이용하여 회전하는 BLDC 모터의 자석의 위치를 검출하여 BLDC 모터의 제어기에서 스위칭 소자를 동작시켜 각각의 해당 위상에 사이리스터에서 속도 제어를 위하여 공급하는 절단한 파형이 BLDC 모터에 공급되어 속도가 제어되도록 회로가 설계 제작되어 있다.For this circuit configuration, the BLDC motor is detected by detecting the position of the magnet of the rotating BLDC motor using a hall sensor installed inside the motor in order to detect each phase (u, v, w) of the BLDC three-phase motor. The circuit is designed and manufactured so that the cut waveform is supplied to the BLDC motor by operating the switching element in the controller of the thyristor for the speed control.

즉, 본 발명은 사이리스터에서 속도 제어를 위하여 제어(절단)된 전원(파형)으로 BLDC 모터의 각각의 위상을 홀센서로 검출하여 각각의 위상별로 신호를 제어 공급하는 제어기의 전원과 BLDC 모터의 속도를 제어하기 위한 전원 모두를 필요로 한다.That is, according to the present invention, the speed of the BLDC motor and the power supply of the controller for controlling and supplying signals for each phase by detecting each phase of the BLDC motor with a power sensor (waveform) controlled (cut) for speed control in the thyristor. It requires all of the power to control it.

BLDC 모터 제어기에는 도 2와 도 3에서와 같이 BLDC 모터의 삼상의 위상(U, V, W)을 홀센서로 검출하여 해당 시점에 전원을 공급하기 위하여 BLDC 모터의 제어기에 설치된 스위칭 소자인 n-채널 FET 또는 p-채널 FET 가 설치되어 있고, 이들을 턴온할 수 있는 전압인 5V 내지 15V사이에서 설정된 전압으로 공급하도록 구성되어 있다.In the BLDC motor controller, as shown in FIGS. 2 and 3, n- which is a switching element installed in the controller of the BLDC motor to detect the phase (U, V, W) of the three phases of the BLDC motor with a hall sensor and supply power at a corresponding time. A channel FET or a p-channel FET is provided and configured to supply a voltage set between 5V and 15V, which is a voltage capable of turning on them.

본 발명은 용가제의 피딩모터의 피딩속도를 제어하기 위하여 사이리스터에서 전파 정류된 신호를 절단 공급할 때 도 1에서와 같이 파형이 절단되는 시점에 따라서 BLDC 모터의 속도가 제어되도록 구성되어 있다. The present invention is configured to control the speed of the BLDC motor according to the time point at which the waveform is cut, as shown in FIG. 1, when cutting and supplying a signal propagated in the thyristor to control the feeding speed of the feeding motor of the solvent.

본 발명에 따른 피터모터(BLDC 모터)의 속도제어를 위한 구성은 삼상(u, v, w) BLDC 모터의 각각의 위상을 홀센서로 검출하고, 검출된 각각의 위상을 바탕으로 BLDC 모터 제어기에서 해당 스위칭 소자를 온하여 사이리스터에서 속도 제어를 위하여 공급하는 전원이 BLDC 모터에 공급되어 속도가 제어되도록 구성되어 있다. The configuration for the speed control of the Peter motor (BLDC motor) according to the present invention is to detect each phase of the three-phase (u, v, w) BLDC motor with a Hall sensor, and based on each detected phase in the BLDC motor controller The power is supplied to the BLDC motor by turning on the switching element and supplied for the speed control in the thyristor.

상세하게는, BLDC 모터의 속도제어는 전파 정류된 교류신호를 사이리스터에서 도 1에서와 같이 일정 주기로 절단된 신호를 스위칭 소자가 턴온된 위상으로 공급함에 의하여 BLDC 모터의 속도가 제어되도록 구성되어 있다.Specifically, the speed control of the BLDC motor is configured such that the speed of the BLDC motor is controlled by supplying a full-wave rectified AC signal in a thyristor as a phase in which the switching element is turned on, as shown in FIG. 1.

보다 구체적으로 BLDC 모터의 속도제어에 대하여 살펴본다. More specifically, the speed control of the BLDC motor will be described.

용접장치로부터 공급되는 도 1의 파형 (a), (b), (c) 및 (d)에서, 사이리스터에 의하여 절단되지 아니한 파형의 면적이 넓을수록 BLDC 모터에 공급되는 전류가 많으므로 회전속도가 빨라져 용가제의 공급속도가 빠르고, 절단되고 남은 파형 면적이 작을수록 BLDC 모터에 공급되는 전류가 작으므로 회전속도가 감소되어 용가제의 공급속도가 감소하도록 구성되어 있다. In waveforms (a), (b), (c) and (d) of FIG. 1 supplied from the welding apparatus, the larger the area of the waveform not cut by the thyristor, the more current is supplied to the BLDC motor, so that the rotational speed is increased. The faster the supply speed of the solvent, the smaller the remaining waveform area after cutting, the smaller the current is supplied to the BLDC motor, so that the rotational speed is reduced to reduce the supply speed of the solvent.

도 1의 파형에서, BLDC 모터의 회전속도가 빠른 순서는 (a) > (b) > (c) > (d) 순으로 구성된다. 도 1에서, 사선으로 빗금을 친 면적이 넓을수록 모터속도가 빠르게 구동한다. In the waveform of FIG. 1, the order in which the rotation speed of the BLDC motor is high is configured in the order of (a)> (b)> (c)> (d). In Fig. 1, the larger the area diagonally hatched, the faster the motor speed is driven.

BLDC 모터를 제어하기 위한 스위칭 소자에는 n-채널 FET 또는 p-채널 FET 를 사용하여 제어하도록 구성되어 있다. The switching element for controlling the BLDC motor is configured to control using an n-channel FET or a p-channel FET.

본 발명은 3상 BLDC 모터를 이용한 속도 제어로 모터 내부에 설치된 홀센서에 의하여 검출된 BLDC 모터의 자석의 위치에 따라 각각의 위상에 전원이 공급되도록 3개의 n-채널 FET와 3개의 p-채널 FET 스위칭 소자를 사용하여 턴온 또는 턴오프시켜 BLDC 모터의 속도를 제어하고 있다. According to the present invention, three n-channel FETs and three p-channels are provided to supply power to each phase according to the position of a magnet of a BLDC motor detected by a Hall sensor installed inside the motor by speed control using a three-phase BLDC motor. The FET switching element is used to control the speed of the BLDC motor by turning it on or off.

6개의 스위칭소자를 턴온 및 턴오프하는 신호는 홀센서에서 검출한 BLDC 모터의 자석 위치와 연동하여 마이컴에서 생성 공급하여 해당 스위칭 소자를 동작시켜 BLDC 모터의 회전속도를 제어한다.Signals for turning on and off the six switching elements are generated and supplied by the microcomputer in conjunction with the magnet position of the BLDC motor detected by the Hall sensor to operate the switching elements to control the rotational speed of the BLDC motor.

삼상 BLDC 모터를 구동하기 위한 제어기에는 6개의 스위칭소자가 채용되며, 6개의 스위칭소자는 n-채널 FET 3개와 p-채널 FET 3개로 구성되며, u, v 및 w 각 상별로 n-채널 FET 1개와 p-채널 FET 1개가 서로 연동하여 BLDC 모터에 구동신호를 공급하도록 구성되어 있다. The controller for driving a three-phase BLDC motor employs six switching elements. The six switching elements consist of three n-channel FETs and three p-channel FETs. N-channel FET 1 for each of u, v, and w phases. The dog and one p-channel FET are configured to interlock with each other to supply a drive signal to the BLDC motor.

다음은 본 발명에 따른 BLDC 모터 제어기의 전원에 대하여 살펴본다.Next, a look at the power supply of the BLDC motor controller according to the present invention.

본 발명은 기존의 DC 피더모터에 공급되는 전파 정류된 전원을 스위칭 소자인 사이리스터를 사용하여 신호의 일부를 절단한 피크 투 피크 전압을 이용하여 최소 ±5V에서 최대 ±15V를 넘지 않는 전원으로 변환 획득하여 스위칭 소자의 손상을 방지하면서 정상적으로 동작하도록 구성되어 있다.According to the present invention, a full-wave rectified power supplied to a conventional DC feeder motor is converted into a power source that does not exceed ± 15V and does not exceed ± 15V using a peak-to-peak voltage obtained by cutting a part of a signal using a thyristor, which is a switching element. It is configured to operate normally while preventing damage to the switching element.

이를 해결하기 위하여 도 2와 도 3에서와 같이 본 발명에 따른 BLDC 모터를 제어하기 위한 제어기의 회로에는 3 가지의 접지점을 사용하고 있다. To solve this problem, as shown in FIGS. 2 and 3, three ground points are used in the circuit of the controller for controlling the BLDC motor according to the present invention.

도 2와 도 3에서, 스위칭 소자인 n-채널 FET에 공급되는 신호인 +15V 를 생성하는 회로의 접지점을 NGND라 하고, 이를 기준 접지점으로 사용한다.In Figures 2 and 3, the ground point of the circuit that generates + 15V, the signal supplied to the n-channel FET, which is the switching element, is called NGND and is used as the reference ground point.

n-채널 FET를 스위칭하기 위한 전압은 +5V 내지 +15V 사이의 전압을 사용하도록 구성하면 된다.The voltage for switching the n-channel FET may be configured to use a voltage between + 5V and + 15V.

스위칭 소자인 p-채널 FET에는 -15V(PGND 기준)가 공급되며, 공급되는 신호를 생성하는 회로의 접지점을 PGND라 하고, 이는 NGND와 비교하여 -15V의 전위차를 가진다. The p-channel FET, which is a switching element, is supplied with -15V (PGND reference), and the ground point of the circuit generating the supplied signal is called PGND, which has a potential difference of -15V compared to NGND.

PGND 접지점은 VDD 전원의 접지점으로 용접장치로부터 공급되는 전원이 0V 내지 73V 일경우에 상기 NGND와 대비하여 최대 -15V 내지 58V까지 변화하는 가변 접지점이 된다.The PGND ground point is a ground point of the V DD power source and is a variable ground point that varies up to -15 V to 58 V compared to the NGND when the power supplied from the welding apparatus is 0 V to 73 V.

다음은 마이컴에 사용되는 전원의 접지점으로, 이는 NGND와 대비하여 +5V 높은 전압을 가지며, DGND(이는 '디지털 접지점'이라는 의미이다)라 한다. The following is the ground point of the power supply used for the microcomputer, which has a voltage + 5V higher than NGND, and is called DGND (which means 'digital ground point').

기존의 용접장치로부터 용가제 공급을 제어하는 피터모터로 입력되는 전압(용이한 설명을 위하여 'VDD'라 한다)은 약 0V 내지 73V 이지만 구동되는 모터에서 발생하는 역기전력이 순간적으로 100V가 넘는 경우가 발생하므로 VDD 전원이 입력되는 회로의 부품은 회로의 내구성을 높이기 위하여 내압이 120V 이상으로 높은 것을 사용하는 것이 바람직하다. The voltage input to the Peter motor that controls the supply of solvent from the conventional welding equipment (called 'VDD' for ease of explanation) is about 0V to 73V, but the counter electromotive force generated from the driven motor exceeds 100V momentarily. Since the components of the circuit into which the VDD power is input, it is preferable to use the one with a high withstand voltage of 120 V or more in order to increase the durability of the circuit.

앞서 설명한 NGND를 기준으로 VDD 의 전압이 0V 내지 73V 까지 변화하므로 상기 p-채널 FET 스위칭 소자를 턴온하기 위하여 마이컴에서 공급되는 신호는 도 4에서와 같이 회로의 손상을 방지하고 안정적인 동작을 위하여 전기적으로 분리하기 위하여 포토커플러를 사용하여 구성하는 것이 바람직하다.Since the voltage of VDD varies from 0V to 73V on the basis of the NGND described above, the signal supplied from the microcomputer to turn on the p-channel FET switching device is electrically protected to prevent damage to the circuit as shown in FIG. It is preferable to use a photocoupler for separation.

이와 대비되는 n-채널 FET 를 턴온하는데 사용하는 전압(용이한 설명을 위하여 VCC 라 함, +15V 임)은 도 5에서와 같이 NGND를 기준으로 안정적으로 동작하므로 전기적으로 분리할 필요는 없다. In contrast, the voltage used to turn on the n-channel FET (which is referred to as VCC, which is + 15V for ease of description) is stably operated based on NGND as shown in FIG.

도 4와 도 5에서 VCC 와 VDD는 도 2와 도 3에서 얻은 VCC 와 VDD 를 의미하며, 도 4와 도5의 입력단은 제어기의 마이컴으로부터 신호가 입력되고, 도 4의 출력 신호는 스위칭소자 중 p-채널 FET의 게이트 단자로 입력되며, 도 5의 출력 신호는 스위칭소자 중 n-채널 FET의 게이트 단자로 입력되도록 구성되어 있다. And Figs. 4 and V CC and V DD is 5 means the V CC and V DD obtained in Figure 3 and Figure 2, and inputs the signal from the microcomputer the input terminal is the controller of Figure 4 and Figure 5, the output signal of FIG. 4 Is input to the gate terminal of the p-channel FET of the switching device, the output signal of Figure 5 is configured to be input to the gate terminal of the n-channel FET of the switching device.

즉, 도 4와 도 5의 각각의 출력신호는 p-채널 FET와 n-채널 FET를 턴온시키는데 사용된다.That is, the respective output signals of FIGS. 4 and 5 are used to turn on the p-channel FET and the n-channel FET.

앞서 기술한 기술적 구성을 바탕으로 본 발명을 이루는 중요한 기술적 구성을 보다 구체적으로 살펴본다. Based on the above-described technical configuration will be described in more detail the important technical configuration constituting the present invention.

용접장치로부터 공급되는 전원을 이용한 BLDC 피더모터 구동장치는 용접장치로부터 입력되는 신호를 공급받는 신호 입력부를 포함하며, 신호 입력부로 입력된 신호를 바탕으로 BLDC 모터 제어에 필요한 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함하고 있다. The BLDC feeder motor driving apparatus using the power supplied from the welding apparatus includes a signal input unit receiving a signal input from the welding apparatus, and a signal generator for generating a signal for controlling the BLDC motor based on the signal input to the signal input unit. It is included.

또한, 신호 생성부에서 생성한 신호를 공급받아서 BLDC 모터의 구동에 필요한 스위칭 소자를 턴온하기 위한 신호를 생성하는 마이컴과 BLDC 모터의 속도를 제어하기 위한 신호를 용접기 측으로부터 공급받도록 구성되어 있다.In addition, the microcomputer is configured to receive a signal generated by the signal generator and generate a signal for turning on a switching element required to drive the BLDC motor, and to receive a signal for controlling the speed of the BLDC motor from the welder side.

상기 BLDC 모터를 구동하기 위한 신호 생성부에서 공급하는 신호는 BLDC 모터 구동에 필요한 +5V와, BLDC 모터의 스위칭 소자인 n-채널 FET와 p-채널 FET를 턴온하는데 필요한 ±5V 내지 ±15 사이 전압과, BLDC 모터의 속도제어에 필요한 신호로 구성되어 있다.The signal supplied from the signal generator for driving the BLDC motor is a voltage between + 5V required for driving the BLDC motor and ± 5V to ± 15 required for turning on the n-channel FET and the p-channel FET which are switching elements of the BLDC motor. And a signal necessary for speed control of the BLDC motor.

상기 BLDC 모터를 구동하기 위한 신호 생성부는 n-채널 FET 스위칭 소자의 턴온 전원을 생성하는데 필요한 접지점(NGND)와, 마이컴에 전원을 공급하는 전원의 접지점(DGND)과, p-채널 FET 스위칭 소자의 턴온 전원을 생성하는데 필요한 접지점(PGND)으로 구성하되, 기준 접지점을 n-채널 FET 스위칭 소자의 턴온 전원을 생성하는데 필요한 접지점으로 구성되어 있다.The signal generator for driving the BLDC motor includes a ground point (NGND) for generating turn-on power of an n-channel FET switching element, a ground point (DGND) of a power supply for supplying a microcomputer, and a p-channel FET switching element. The ground point (PGND) required to generate the turn-on power supply is configured, but the reference ground point is composed of the ground point required to generate the turn-on power supply of the n-channel FET switching element.

본 발명 명세서 상에서는 도 2와 도3에서와 특허기술의 보호를 위하여 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있도록 기재하면서 구체적인 회로를 기재하는 것을 피하고 블록다이야그램으로 도시하였다. In the present specification, for the protection of the patent technology of FIG. 2 and FIG. 3, a block diagram is shown while avoiding the description of a specific circuit while describing it to be easily implemented by those skilled in the art.

상기 BLDC 피더모터 구동장치는 BLDC 모터의 속도를 제어하기 위하여 해당 위상의 스위칭 소자를 턴온상태로 유지하고, BLDC 모터에 공급되는 전원은 용접장치로부터 공급되는 전파 정류되어 사이리스터에 의하여 절단되어 공급되는 신호에 의하여 BLDC 모터의 해당 위상에 전기신호를 공급하여 속도를 제어하도록 구성되어 있다. The BLDC feeder motor driving device maintains the switching element of the phase to turn on in order to control the speed of the BLDC motor, the power supplied to the BLDC motor is full-wave rectified from the welding device is cut by the thyristor It is configured to control the speed by supplying an electrical signal to the phase of the BLDC motor.

BLDC 피더모터 구동장치는 p-채널 FET 스위칭 소자의 턴온 전원을 생성하는데 필요한 접지점(PGND)이 기준 접지점(NGND)과 대비하여 크게 변화하므로 회로의 안정적인 동작을 위하여 p-채널 FET 스위칭 소자의 턴온 전원을 전기적으로 분리된 포토커플러를 사용하여 공급하도록 구성되어 있다.The BLDC feeder motor driver turns on the power supply of the p-channel FET switching device for stable operation of the circuit because the ground point (PGND) required to generate the turn-on power supply of the p-channel FET switching device changes significantly compared to the reference ground point (NGND). It is configured to supply using an electrically separated photocoupler.

다음은 용접이 완료되는 시점에서 용접기에서 피더모터를 제동하는 기술적 구성에 대하여 살펴본다.The following describes the technical configuration of braking the feeder motor in the welder at the time when welding is completed.

용접기에서 용접을 종료하고자 할 때, BLDC 모터에 전원 공급을 중단하더러도 모터 자체의 회전관성에 의하여 천천히 정지하게 되므로 계속해서 용접부위에 용가제가 주입되어 용접부위가 볼록하게 되는 등 용접 마무리가 매끈하지 아니한 문제점이 발생할 수 있다.When we want to finish welding in the welding machine, even if the power supply to BLDC motor is stopped, it stops slowly due to the rotational inertia of the motor itself. Therefore, the welding finish is not smooth because the solvent is continuously injected into the welding area. No problem may arise.

이를 해결하기 위하여 기존의 DC 피더모터의 경우에는 별도의 제동저항을 설치하여 제동하도록 구성되어 있다.In order to solve this problem, the existing DC feeder motor is configured to brake by installing a separate braking resistor.

BLDC 모터의 경우에는 도 6에서와 같이 역전압 방지 다이오드에 의하여 제동저항을 사용할 수 없다. BLDC의 경우에는 BLDC 모터 제어를 위한 소형 제어기의 파손을 방지하기 위하여 역전압 방지 다이오드가 필수적으로 채용되어야 하기 때문이다. In the case of a BLDC motor, a braking resistor cannot be used by the reverse voltage prevention diode as shown in FIG. This is because, in the case of BLDC, a reverse voltage prevention diode must be adopted to prevent damage of the small controller for controlling the BLDC motor.

본 발명에 따른 BLDC 모터 제동은 역전압 방지 다이오드 전단에 전원상태 감지기를 설치하여 전원공급 여부를 감지하여 전원이 설정된 시간이상 공급되지 아니하면 BLDC 피더모터를 제동하여 양호한 용접 마무리가 이루어지도록 구성되어 있다. The BLDC motor braking according to the present invention is configured to detect a power supply by installing a power state detector in front of a reverse voltage prevention diode, and to brake the BLDC feeder motor if the power is not supplied for a predetermined time, thereby forming a good welding finish. .

구체적으로, 역전압 방지 다이오드 전단에 양방향 포토커플러 등을 이용하여 전원상태 감지기를 설치하고, 전원상태 감지기에서 전원공급 여부를 감지하여 전원이 설정된 시간이상 공급되지 아니하면 BLDC 모터 제어기를 통해서 N-채널 FET 3개를 모두 턴온시켜 BLDC 모터로 공급되는 삼상 신호를 단락시키므로 BLDC 피더모터의 동작이 정지되어 양호한 용접을 이루도록 구성되어 있다. Specifically, a power state detector is installed by using a bidirectional photocoupler in front of the reverse voltage prevention diode, and the power state detector detects the power supply and if the power is not supplied for a predetermined time, the N-channel through the BLDC motor controller. Since all three FETs are turned on to short-circuit the three-phase signal supplied to the BLDC motor, the operation of the BLDC feeder motor is stopped to achieve good welding.

설정된 시간은 30㎳ 내지 50㎳사이가 바람지하나, 좀더 신속한 판단을 위하여 좀 더 짧게 설정하거나 보다 정확한 판단을 위하여 좀더 길게 설정할 수 있다. The set time is between 30 ms and 50 ms, but it can be set shorter for faster judgment or longer for more accurate judgment.

N-채널 FET 3개를 모두 턴온시키기 위한 전원은 커패시터에 충전된 전원을 이용하여 동작하도록 구성되어 있다. The power supply for turning on all three N-channel FETs is configured to operate from the power charged in the capacitor.

도 6은 BLDC 모터를 사용할 경우에 제어기 파손을 방지하기 위하여 설치되는 역전압 방지 다이오드 때문에 제동저항을 사용할 수 없음을 도면으로 도시한 것이다. FIG. 6 is a diagram illustrating that a braking resistor cannot be used due to a reverse voltage prevention diode installed to prevent damage to a controller when using a BLDC motor.

본 발명은 용접 시 주입되는 용가제를 BLDC 모터를 이용하여 자동으로 공급하기 위하여 기존에 용접장치에 설치되어 사용되고 있던 DC 피더모터를 구동하는 전원을 BLDC 모터를 구동할 수 있는 전원으로 변환하여 BLDC 피더모터를 제어할 수 있는 BLDC 피더모터 구동장치를 제공하여 모터의 내구성을 높이고 에너지 효율을 높일 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.
The present invention converts the power to drive the DC feeder motor that was previously installed and used in the welding device to the power to drive the BLDC motor in order to automatically supply the solvent injected during welding using the BLDC motor BLDC feeder By providing a BLDC feeder motor drive that can control the motor to increase the durability and energy efficiency of the motor, it is highly industrially applicable.

Claims (8)

용접장치로부터 공급되는 전원을 이용한 BLDC 피더모터 구동장치에 있어서,
용접장치로부터 입력되는 신호 입력부;
신호 입력부로 입력된 신호를 바탕으로 BLDC 피더모터 제어에 필요한 신호를 생성하는 신호 생성부;
신호 생성부에서 생성한 신호를 바탕으로 BLDC 피더모터의 구동에 필요한 스위칭 소자를 턴온하기 위한 신호를 생성하는 마이컴; 및
BLDC 피더모터의 속도를 제어하기 위한 신호를 용접기측 사이리스터로부터 공급받도록 구성하되,
상기 신호 생성부는 BLDC 피더모터 구동에 필요한 +5V 신호와, BLDC 피더모터의 스위칭 소자인 n-채널 FET와 p-채널 FET를 턴온하는데 필요한 ±5V 내지 ±15 사이 전압신호와, BLDC 피더모터의 속도제어를 위한 용접기측 사이리스터로부터 공급되는 신호를 생성함을 특징으로 하는 BLDC 피더모터 구동장치.
In the BLDC feeder motor driving device using the power supplied from the welding device,
A signal input unit input from the welding apparatus;
A signal generator for generating a signal for controlling the BLDC feeder motor based on the signal input to the signal input unit;
A microcomputer that generates a signal for turning on a switching element required to drive the BLDC feeder motor based on the signal generated by the signal generator; And
It is configured to receive a signal for controlling the speed of the BLDC feeder motor from the welder side thyristor,
The signal generator includes a + 5V signal for driving the BLDC feeder motor, a voltage signal between ± 5V and ± 15 for turning on the n-channel FET and the p-channel FET, which are switching elements of the BLDC feeder motor, and the speed of the BLDC feeder motor. BLDC feeder motor drive, characterized in that for generating a signal supplied from the welder side thyristor for control.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 BLDC 피더모터를 구동하기 위한 신호 생성부는 n-채널 FET 스위칭 소자의 턴온 전원을 생성하는데 필요한 접지점(NGND)과, 마이컴 전원을 공급하는 전원의 접지점(DGND)과, p-채널 FET 스위칭 소자의 턴온 전원을 생성하는데 필요한 접지점(PGND)으로 구성하되,
기준 접지점을 n-채널 FET 스위칭 소자의 턴온 전원을 생성하는데 필요한 접지점으로 함을 특징으로 하는 BLDC 피더모터 구동장치.
The method according to claim 1,
The signal generator for driving the BLDC feeder motor includes a ground point (NGND) required to generate turn-on power of the n-channel FET switching device, a ground point (DGND) of a power supply for the microcomputer power supply, and a p-channel FET switching device. Configure the ground point (PGND) needed to generate turn-on power,
BLDC feeder motor drive, characterized in that the reference ground point is the ground point required to generate the turn-on power of the n-channel FET switching element.
청구항 1 또는 청구항 3 에 있어서,
상기 BLDC 피더모터 구동장치는 삼상 BLDC 피더모터의 속도를 제어하기 위하여 해당 위상으로 신호를 공급하기 위하여 해당 스위칭 소자인 p-채널 FET 및 n-채널 FET 를 턴온 상태로 유지하고,
BLDC 피더모터의 해당 위상으로 공급되는 신호는 용접장치로부터 공급되는 전파 정류되어 사이리스터를 통해서 제어 공급되는 신호에 의하여 BLDC 피더모터에 공급함을 특징으로 하는 BLDC 피더모터 구동장치.
The method according to claim 1 or 3,
The BLDC feeder motor driving device maintains the p-channel FET and the n-channel FET, which are the switching elements, turned on to supply a signal in a corresponding phase to control the speed of the three-phase BLDC feeder motor.
BLDC feeder motor drive device characterized in that the signal supplied to the phase of the BLDC feeder motor is supplied to the BLDC feeder motor by a signal supplied by a full-wave rectified from the welding device controlled through the thyristor.
청구항 3에 있어서,
상기 BLDC 피더모터 구동장치는 p-채널 FET 스위칭 소자의 턴온 전원을 생성하는데 필요한 접지점(PGND)이 기준 접지점(NGND)과 대비하여 크게 변화하므로 회로의 안정적인 동작을 위하여 p-채널 FET 스위칭 소자의 턴온 전원을 전기적으로 분리된 포토커플러를 사용하여 공급함을 특징으로 하는 BLDC 피더모터 구동장치.
The method of claim 3,
The BLDC feeder motor driving device turns on the p-channel FET switching device for stable operation of the circuit because the ground point PGND required to generate the turn-on power supply of the p-channel FET switching device is changed significantly compared to the reference ground point NGND. BLDC feeder motor drive, characterized in that the power supply using an electrically separated photocoupler.
청구항 3에 있어서,
상기 BLDC 피더모터 구동장치는 삼상 BLDC 피더모터의 자석 위치를 검출하기 위하여 BLDC 피더모터 내부에 홀 센서를 더 부가함을 특징으로 하는 BLDC 피더모터 구동장치.
The method of claim 3,
The BLDC feeder motor driving device further comprises a Hall sensor inside the BLDC feeder motor to detect the magnet position of the three-phase BLDC feeder motor.
청구항 1에 있어서,
BLDC 피더모터 구동장치는 용접기에서 용접을 종료하기 위하여 BLDC 피더모터로 공급되는 전원을 중단할 경우에 관성에 의하여 용가제가 계속하여 피딩되는 것을 방지하여 양호한 용접을 이루기 위하여 역전압 방지 다이오드 전단에 전원상태 감지기를 설치하고,
전원상태 감지기를 이용하여 전원공급 여부를 감지하여 전원이 설정된 시간이상 공급되지 아니하면 BLDC 피더모터를 제동함을 특징으로 하는 BLDC 피더모터 구동장치.
The method according to claim 1,
The BLDC feeder motor drive prevents the feeder from being fed continuously by inertia when power is supplied to the BLDC feeder motor to terminate welding in the welder. Install the sensor,
BLDC feeder motor drive device, characterized in that by using the power state detector to detect the power supply to the BLDC feeder motor if the power is not supplied for more than the set time.
청구항 7에 있어서,
상기 BLDC 피더모터 구동장치는 BLDC 피더모터를 제동하기 위하여 커패시터에 충전된 전원을 이용하여 3 개의 n-채널 FET를 턴온 상태를 유지시켜 삼상 신호를 단락시켜 BLDC 피더모터를 정지시킴을 특징으로 하는 BLDC 피더모터 구동장치.
The method of claim 7,
The BLDC feeder motor driving device stops the BLDC feeder motor by shorting the three-phase signal by turning on three n-channel FETs by using a power charged in a capacitor to brake the BLDC feeder motor. Feeder motor drive.
KR1020130025723A 2013-03-11 2013-03-11 Driving device of bldc motor KR101385062B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130025723A KR101385062B1 (en) 2013-03-11 2013-03-11 Driving device of bldc motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130025723A KR101385062B1 (en) 2013-03-11 2013-03-11 Driving device of bldc motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101385062B1 true KR101385062B1 (en) 2014-04-14

Family

ID=50657624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130025723A KR101385062B1 (en) 2013-03-11 2013-03-11 Driving device of bldc motor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101385062B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11275883A (en) * 1998-03-19 1999-10-08 Sowa Denki Seisakusho:Kk Driver of motor
KR100327704B1 (en) * 1999-07-21 2002-03-14 은 종 목 An artificial intelligence type automatic welder
JP2004064951A (en) 2002-07-31 2004-02-26 Ito Denki Kk Controller for dc brushless motor
KR20090090934A (en) * 2008-02-22 2009-08-26 삼성테크윈 주식회사 Method for compensating motor phase of electric feeder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11275883A (en) * 1998-03-19 1999-10-08 Sowa Denki Seisakusho:Kk Driver of motor
KR100327704B1 (en) * 1999-07-21 2002-03-14 은 종 목 An artificial intelligence type automatic welder
JP2004064951A (en) 2002-07-31 2004-02-26 Ito Denki Kk Controller for dc brushless motor
KR20090090934A (en) * 2008-02-22 2009-08-26 삼성테크윈 주식회사 Method for compensating motor phase of electric feeder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10177691B2 (en) Electronic braking of brushless DC motor in a power tool
JP5201530B2 (en) Electric tool
US8581531B2 (en) Power converter device
US10243491B2 (en) Control scheme to increase power output of a power tool using conduction band and advance angle
US10630223B2 (en) Power tool
JP2016509464A (en) Drive circuit for brushless motor
EP2048774A3 (en) Rotary electric system with star-connected multiphase stator windings
WO2009063692A1 (en) Rotating electric machine control system and vehicle drive system including the rotating electric machine control system
US20170288580A1 (en) Power tool and motor drive system thereof
JP2015188996A5 (en)
JP2012196725A (en) Power tool
US20230108641A1 (en) Power tool receiving different capacity battery packs
US20070267988A1 (en) Electronic braking and energy recycling system associated with dc brushless motor
US10892691B2 (en) Control circuit and power tool
CN107530795B (en) Motor braking system and method for power tool
US20200287482A1 (en) Control circuit for electric tool
EP4020786B1 (en) Ac power tool and method for startup thereof
CA2818359C (en) Switch type dc electric machine having auxiliary excitation winding and conduction ring and brush
KR101385062B1 (en) Driving device of bldc motor
JP6392464B2 (en) VEHICLE DRIVE DEVICE, VEHICLE DRIVE SYSTEM, AND CONTROL METHOD FOR VEHICLE DRIVE DEVICE
JP2005295626A (en) Drive controller of generator
CN103263969A (en) Shredder
CN113118934B (en) Alternating current electric tool
EP1865595A2 (en) Electronic braking and energy recycling system associated with DC brushless motor
KR101508130B1 (en) Method and apparatus for controlling wire feeding motor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170404

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee