KR102004937B1 - Apparatus for Calculating Angle of Rotor of BLDC Motor and the Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포탄의 발사와 같은 열악한 환경 속에서 충격 및 진동에 의해 변경된 BLDC모터의 회전각도를 보정할 수 있도록 한 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛과, 상기 기어유닛의 일측면에 구비되어서 상기 BLDC모터의 절대적인 초기위치를 추정할 수 있도록 하는 검출유닛 및 상기 BLDC모터를 제어하는 제어유닛을 포함하되, 상기 검출유닛은, 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 드럼의 가장자리 측면에는 외측으로 돌출된 돌기인 걸림부가 형성되어 상기 기어유닛의 일측면에 결합되는 윈치와, 기둥의 형상을 하고 상기 윈치의 근접한 위치에 고정되는 스토퍼를 포함하여서, 상기 윈치의 걸림부는 상기 스토퍼에 걸려서 회전이 멈추도록 하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법을 제공한다. The present invention relates to a rotation angle initial position detection device and a method of the BLDC motor to correct the rotation angle of the BLDC motor changed by the impact and vibration in a harsh environment, such as shell firing, one side of the BLDC motor A gear unit mounted on the gear unit, a detection unit provided on one side of the gear unit to estimate an absolute initial position of the BLDC motor, and a control unit controlling the BLDC motor, wherein the detection unit is cylindrical. And a winch having a drum shape having a protrusion formed on the edge side of the drum and protruding outwardly, the winch being coupled to one side of the gear unit, and a stopper having a shape of a column and fixed to a proximal position of the winch. The second locking angle of the BLDC motor, characterized in that the locking portion of the winch is caught by the stopper to stop the rotation. It provides a position detection apparatus and method.
Description
본 발명은 BLDC 모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포탄의 발사와 같은 열악한 환경 속에서 충격 및 진동에 의해 변경된 BLDC모터의 회전각도를 보정할 수 있도록 한 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a device for detecting the initial position of the rotation angle of a BLDC motor and a method thereof, and more particularly to a BLDC motor capable of correcting the rotation angle of a BLDC motor changed by shock and vibration in a harsh environment such as shell firing. The present invention relates to a rotation angle initial position detection device of a motor and a method thereof.
브러시리스 직류모터(이하 BLDC모터로 약칭)는 자기센서를 모터에 내장하여 회전자가 만드는 회전자계를 검출하고, 이 전기신호를 고정자의 코일에 전하여 모터의 회전을 제어할 수 있게 한 것으로 서보제어 용도로 많이 연구되어 정밀회전 제어를 요하는 여러 분야에서 널리 이용되고 있는 모터이다. Brushless DC motor (hereinafter abbreviated as BLDC motor) detects the rotating magnetic field created by the rotor by embedding the magnetic sensor in the motor, and transmits this electric signal to the coil of the stator to control the rotation of the motor. It is a motor widely used in many fields that have been studied and require precise rotation control.
구체적으로 BLDC모터는 권선이 스테이터에만 감겨 있으며 로터에는 N극과 S극이 반복되어 형성된 강한 영구자석이 설치되어 있다. BLDC모터가 연속적으로 회전하기 위해서는 BLDC모터의 연속적인 회전자계의 형성이 필요하며, 연속적인 회전자계를 형성하기 위해서는 스테이터의 각 상의 코일에 흐르는 전류의 전환을 적절한 시점에 해야 한다. 이와 같이 회전자가 회전할 수 있도록 모터 고정자 코일의 전류 방향을 바뀌어 주는 전류의 전환을 적절히 하기 위해서는 회전자의 위치를 정확히 인식해야 한다. Specifically, in the BLDC motor, the winding is wound only on the stator, and the rotor has a strong permanent magnet formed by repeating the N pole and the S pole. In order for the BLDC motor to rotate continuously, it is necessary to form a continuous rotor field of the BLDC motor, and to form a continuous rotor field, the current flowing through the coils of each phase of the stator must be switched at an appropriate time. As such, the position of the rotor must be correctly recognized in order to properly change the current that changes the current direction of the motor stator coil so that the rotor can rotate.
다시 말하면, 이러한 BLDC 모터의 원활한 운전을 위해서는 상술한 것처럼 회전자의 위치와 상전류의 전환시점을 정밀하게 일치시켜야 하며, 이를 위해 회전자의 위치를 검출하기 위한 장치로서 상대적인 위치검출소자인 홀센서(Hall sensor)나 절대적인 위치검출소자인 리졸버(Resolver) 소자, 엔코더(encoder)와 같은 위치검출센서를 이용한다. In other words, in order to operate the BLDC motor smoothly, as described above, the position of the rotor and the switching point of the phase current must be precisely matched. For this purpose, the Hall sensor, which is a relative position detecting element, is a device for detecting the position of the rotor. A position detection sensor such as a hall sensor, a resolver element that is an absolute position detection element, or an encoder is used.
그런데, BLDC모터가 포탄과 같은 비행체에 사용될 때에는 발사환경을 고려해야만 한다. 즉, 이러한 비행체는 발사 직후에 기저면 후방에 막대한 압력을 생성시키므로 비행체 내부에 장착된 부품에 악영향을 준다. 즉, 예를 들어 곡사포탄의 경우에는 발사 직후에 대략 수십여 밀리 초 동안 최대 20000G의 후진관성력 및 진동이 포탄에 인가되어서 포탄 내부에 장착된 전자부품 또는 기계부품 등에 매우 큰 영향을 주게 된다. However, when the BLDC motor is used in a vehicle such as a shell, the launch environment must be considered. That is, such a vehicle generates a huge pressure behind the base immediately after launching, thus adversely affecting the components mounted inside the vehicle. That is, in the case of howitzer shells, the reverse inertia force and vibration of up to 20000G are applied to the shells for approximately several tens of milliseconds immediately after the launch, which greatly affects the electronic or mechanical parts mounted inside the shells.
BLDC모터에 장착되는 리졸버(Resolver) 소자, 엔코더(encoder)와 같은 위치검출센서는 충격에 취약하므로 위와 같이 포탄 등과 같은 열악한 환경을 갖는 비행체 등의 제품에 사용되기에는 적절하지 않다. 또한, 리졸버(Resolver) 소자 또는 엔코더(encoder)가 설령 충격에 견딜 수 있도록 설계되었다고 하더라도 그러한 리졸버(Resolver) 소자 또는 엔코더(encoder)의 가격은 매우 고가로서 제품의 제조 원가를 상승시키는 문제점이 있다.Resolver devices and encoders mounted on BLDC motors, such as encoders, are vulnerable to shock and are therefore not suitable for use in products such as aircrafts with poor environments such as shells. In addition, even if the resolver device or encoder is designed to withstand impact, the price of such a resolver device or encoder is very expensive, which increases the manufacturing cost of the product.
다만, 위의 위치검출센서 중에서 홀센서(Hall sensor)의 경우에는 비교적 충격에 강하고 가격의 저렴하므로 포탄 등과 같은 열악한 환경을 갖는 비행체 등의 제품에 사용될 수 있다. 따라서 포탄 등과 같은 열악한 환경을 갖는 비행체 등의 제품에는 홀센서(Hall sensor)만으로 이루어진 BLDC모터를 사용하기도 한다.However, the Hall sensor (Hall sensor) of the above position detection sensor can be used in products such as a vehicle having a poor environment, such as shells because it is relatively shock-resistant and inexpensive. Therefore, BLDC motors, which consist of Hall sensors only, are used for products such as aircrafts with poor environments such as shells.
그런데, BLDC모터에 사용되는 홀센서(Hall sensor) 또한 포탄과 같은 비행물체에 장착되어 사용될 때 비행물체들의 발사 직후 발생하는 막대한 압력에 의한 영향을 피할 수 없는데, 그러한 압력과 진동의 결과로 BLDC모터에 장착된 홀센서(Hall sensor)가 검출해내는 BLDC모터의 초기 설정 위치가 변동되어서 초기 회전자의 위치와 회전방향을 찾기가 어렵게 된다는 문제점이 있다. 이는 BLDC모터에서 홀센서(Hall sensor)는 절대위치가 아닌 전원이 인가된 시점에서의 상대적인 위치만을 알 수 있기 때문에 발생하게 된다. However, the Hall sensor used in the BLDC motor is also inevitable due to the enormous pressure that occurs immediately after the launch of the flying objects when mounted on a flying object such as a shell. As a result of such pressure and vibration, the BLDC motor The initial setting position of the BLDC motor detected by the Hall sensor (Hall sensor) mounted on the fluctuated there is a problem that it is difficult to find the position and direction of rotation of the initial rotor. This occurs because the Hall sensor in the BLDC motor knows only the relative position at the time when the power is applied, not the absolute position.
관련선행기술로는 한국등록특허 제10-1205861호(2012. 11.22 등록)가 있다.Related prior art is Korean Patent Registration No. 10-1205861 (2012. 11.22 registration).
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 비행물체 등에 장착되어서 각종 부품들의 구동을 제어하기 위해 사용되는 BLDC모터에 있어서 상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛에 초기 위치 검출용 스토퍼 핀으로 이루어진 구조물을 구비함으로써 상기 비행물체 발사 시 충격과 진동에 의해 BLDC모터의 초기 설정 위치가 변동되더라도 그 변동값을 보상해 주도록 하여 BLDC모터가 장착된 제품의 오작동을 막을 수 있도록 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above-described problems, the stopper pin for detecting the initial position on the gear unit mounted on one side of the BLDC motor in the BLDC motor mounted on a flying object and used to control the driving of various components. Rotation of the BLDC motor to prevent the malfunction of the product equipped with the BLDC motor by compensating the fluctuation value even if the initial setting position of the BLDC motor is changed by the impact and vibration when the flying object is launched by having a structure consisting of It is an object of the present invention to provide an initial position detecting device and a method thereof.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는, BLDC모터와, 상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛과, 상기 기어유닛의 일측면에 구비되어서 상기 BLDC모터의 절대적인 초기위치를 추정할 수 있도록 하는 검출유닛 및 상기 BLDC모터를 제어하는 제어유닛을 포함하되, 상기 검출유닛은, 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 드럼의 가장자리 측면에는 외측으로 돌출된 돌기인 걸림부가 형성되어 상기 기어유닛의 일측면에 결합되는 윈치와, 기둥의 형상을 하고 상기 윈치의 근접한 위치에 고정되는 스토퍼를 포함하여서, 상기 윈치의 걸림부는 상기 스토퍼에 걸려서 회전이 멈추도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. The rotation angle initial position detection device of the BLDC motor of the present invention for achieving the above object is provided with a BLDC motor, a gear unit mounted on one side of the BLDC motor, and one side of the gear unit to provide an absolute value of the BLDC motor. And a detection unit for controlling the initial position and a control unit for controlling the BLDC motor, wherein the detection unit has a cylindrical drum shape and a locking portion protruding outwardly is formed at an edge side of the drum. And a winch coupled to one side of the gear unit and a stopper having a shape of a column and fixed to a position adjacent to the winch, wherein the locking portion of the winch is caught by the stopper to stop rotation. .
구체적으로, 상기 제어유닛은, 상기 BLDC모터를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 상기 걸림부가 스토퍼에 걸려 상기 윈치가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. In detail, the control unit may rotate the BLDC motor at a constant speed for a predetermined time, but set the position of the BLDC motor at the initial position when the winch stops when the locking part is caught by the stopper.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는, BLDC모터와, 상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛과, 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 기어유닛의 일측면에 결합되는 윈치 및 상기 BLDC모터를 제어하는 제어유닛을 포함하되, 상기 기어유닛은, 상기 BLDC모터에서 제공되는 동력을 윈치와 연결된 아웃풋기어로 전달하는 다수개의 기어가 결합된 기어장치와, 상기 기어장치가 내장되고 상기 기어장치의 지지기반이 되는 케이스를 포함하고, 상기 아웃풋기어는 원판 형상의 일측면 가장자리 일부에 외측 방향으로 돌출된 돌기수단이 구비되고, 상기 윈치가 결합되는 외측 케이스는 상기 아웃풋기어가 위치한 부위에 원형의 개구부를 구비하고 상기 개구부의 내주면 일부에 내측 중심부 방향으로 돌출된 핀수단이 구비되어, 상기 아웃풋기어의 돌기수단이 상기 외측 케이스의 핀수단에 걸려서 BLDC모터의 회전이 멈추도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. The rotation angle initial position detection device of the BLDC motor of the present invention for achieving the above object is coupled to one side of the gear unit having a BLDC motor, a gear unit mounted on one side of the BLDC motor, a cylindrical drum shape And a control unit for controlling the winch and the BLDC motor, wherein the gear unit comprises: a gear device coupled to a plurality of gears for transmitting power provided from the BLDC motor to an output gear connected to the winch; It includes a case that is built-in and the support base of the gear device, the output gear is provided with a protrusion means protruding outward on a portion of one side edge of the disk shape, the outer case to which the winch is coupled is the output gear A circular opening is provided at a portion located and a pin means protruding in the inner center direction is provided on a portion of the inner circumferential surface of the opening. It may be characterized in that the group so that the projection means of the output gear is stopped and the rotation of the BLDC motor took the pin means of the outer case.
구체적으로, 상기 제어유닛은, 상기 BLDC모터를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 상기 돌기수단이 핀수단에 걸려 상기 윈치가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. In detail, the control unit may rotate the BLDC motor at a constant speed for a predetermined time, but set the position of the BLDC motor at the initial position when the winch is stopped by the pin means. .
구체적으로, 상기 제어유닛은, 상기 설정된 초기위치를 기준으로 입력된 PWM 신호의 위치지령 신호를 이용하여 절대회전각도를 산출한 후 BLDC모터를 구동하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the control unit may be characterized in that to drive the BLDC motor after calculating the absolute rotation angle by using the position command signal of the PWM signal input based on the set initial position.
구체적으로, 상기 BLDC모터는 위치검출센서가 홀센서로만 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the BLDC motor may be characterized in that the position detection sensor consists of only a Hall sensor.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출 방법은, 제어유닛이 BLDC모터를 일정 시간동안 일정속도로 회전시키는 초기회전단계와, 상기 제어유닛이 상기 BLDC모터의 회전이 멈추는 위치를 초기위치로 설정하는 초기위치설정단계와, 상기 제어유닛이 PWM 신호의 위치지령신호를 입력 받는 지령신호 입력단계와, 상기 BLDC모터의 절대회전각을 산출하는 절대회전각산출단계 및 상기 제어유닛은 상기 절대회전각 위치로 BLDC모터를 구동하는 모터구동단계를 포함할 수 있다. In the rotation angle initial position detection method of the BLDC motor of the present invention for achieving the above object, an initial rotation step of the control unit rotates the BLDC motor at a constant speed for a predetermined time, and the control unit is the rotation of the BLDC motor is stopped An initial position setting step of setting a position to an initial position, a command signal input step of receiving a position command signal of a PWM signal by the control unit, an absolute rotation angle calculation step of calculating an absolute rotation angle of the BLDC motor, and the control The unit may include a motor driving step of driving the BLDC motor to the absolute rotation angle position.
구체적으로, 상기 초기위치설정단계에서, 상기 제어유닛은 상기 BLDC모터가 회전할 때 발생된 부하를 전류량으로 환산한 후 상기 전류량이 일정 기준을 초과하는 부분을 초기위치로 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다. In detail, in the initial positioning step, the control unit may convert a load generated when the BLDC motor rotates into an amount of current, and then set a portion where the amount of current exceeds a predetermined standard as an initial position. have.
구체적으로, 상기 절대회전각산출단계는, 제어유닛이 BLDC모터의 윈치 회전각도범위(α)를 추출하는 회전각도범위 추출단계와, 제어유닛이 기어비(a), 홀센서 개수(b) 및 모터극수(c)에 따른 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 단위각도 산출단계와, 제어유닛이 PWM 신호의 최소에서 최대 범위에 따른 각도를 산출하는 PWM 신호범위 계산단계 및 제어유닛이 PWM 신호의 위치지령 신호와 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 이용해 절대회전각도를 산출하는 위치지령신호 처리단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the absolute rotation angle calculation step, the rotation angle range extraction step of the control unit extracts the winch rotation angle range (α) of the BLDC motor, the control unit is the gear ratio (a), the number of Hall sensors (b) and the motor Unit angle calculation step of calculating the Hall sensor counter unit angle β according to the number of poles (c), PWM signal range calculation step of the control unit calculates the angle according to the minimum to maximum range of the PWM signal and the control unit PWM signal And a position command signal processing step of calculating an absolute rotation angle using the position command signal and the Hall sensor counter unit angle β.
구체적으로, 상기 단위각도 산출단계는 제어유닛이 아래의 식을 이용하여 홀센서 카운터 1개당 회전각도인 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the unit angle calculation step may be characterized in that the control unit calculates the Hall sensor counter unit angle β which is the rotation angle per one Hall sensor counter using the following equation.
(N = a×b×c) (N = a × b × c)
이때, At this time,
α: 윈치 회전각도범위α: winch rotation angle range
a: 기어비a: gear ratio
b: 홀센서 개수b: Hall sensor count
c: 모터극수c: motor pole
구체적으로, 상기 위치지령신호 처리단계는, 상기 제어유닛이 아래의 식에 따라 홀센서 카운터 명령(D)을 산출한 후 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 곱하여 절대회전각을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, in the position command signal processing step, the control unit calculates the Hall sensor counter command (D) according to the following equation, and then calculates the absolute rotation angle by multiplying the Hall sensor counter unit angle (β). You can do
D = (10x ― 10,000) × β × 10-5 D = (10x-10,000) × β × 10 -5
이때,At this time,
x: 위치지령 신호 크기(단위: μsec) x: Position command signal size (unit: μsec)
β: 홀센서 카운터 단위각도β: Hall sensor counter unit angle
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법은 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛에 초기 위치 검출용 스토퍼 핀으로 이루어진 구조물을 구비하고 있기 때문에 비행물체 발사 시 충격과 진동에 의해 BLDC모터의 초기 설정 위치가 변동되더라도 그 변동값을 보상해 주도록 하여 BLDC모터가 장착된 제품의 오작동을 막을 수 있는 효과가 있다. As described above, the rotation angle initial position detecting apparatus and method of the BLDC motor of the present invention are provided with a structure consisting of a stopper pin for detecting the initial position in the gear unit mounted on one side of the BLDC motor, and thus the impact upon launching a flying object. Even if the initial setting position of the BLDC motor is changed due to over-vibration, the fluctuation value can be compensated for, thereby preventing malfunction of the product equipped with the BLDC motor.
또한, 종래의 BLDC모터에 사용되는 고충격환경을 만족하는 엔코더나 포텐셔미터는 고가이기 때문에 제품의 제조원가가 상승되는 단점이 있는 데 반하여 본 발명의 일실시예에서는 저렴한 홀센서만으로 이루어진 고충격환경을 만족하는 위치검출센서를 BLDC모터에 구비함으로써 제품의 제조원가를 줄일 수 있는 효과가 있다. In addition, the encoder or potentiometer that satisfies the high impact environment used in the conventional BLDC motor has a disadvantage in that the manufacturing cost of the product is increased because of the high price, whereas in one embodiment of the present invention, the high impact environment consisting of an inexpensive Hall sensor is satisfied. By providing a position detection sensor in the BLDC motor has an effect that can reduce the manufacturing cost of the product.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치의 구동시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 검출유닛을 상세히 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치의 기어유닛 내부를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 기어유닛을 상세히 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 아웃풋기어를 나타낸 사시도 및 평면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 외측케이스를 나타낸 사시도 및 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 도 9에 도시된 절대회전각 산출단계를 나타낸 순서도이다. 1 is a block diagram schematically illustrating a driving system of a rotation angle initial position detection device of a BLDC motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a rotation angle initial position detecting device of the BLDC motor shown in FIG. 1.
3 is a perspective view showing in detail the detection unit shown in FIG.
Figure 4 is a perspective view showing a rotation angle initial position detection device of a BLDC motor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a detailed perspective view showing the inside of a gear unit of an initial rotation angle detection device of a BLDC motor shown in FIG. 4.
6 is a plan view showing in detail the gear unit shown in FIG.
FIG. 7 is a perspective view and a plan view illustrating the output gear illustrated in FIG. 6.
8 is a perspective view and a plan view of the outer case shown in FIG.
9 is a flowchart illustrating a method of detecting a rotation angle initial position of a BLDC motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart illustrating an absolute rotation angle calculating step illustrated in FIG. 9.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. Like elements in the figures are denoted by the same reference numerals wherever possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치의 구동시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치를 나타낸 사시도로서, BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는, BLDC모터(100)와, 상기 BLDC모터(100)의 일측에 장착되는 기어유닛(200)과, 상기 기어유닛(200)의 일측면에 구비되어서 상기 BLDC모터(100)의 절대적인 초기위치를 추정할 수 있도록 하는 검출유닛(300) 및 상기 BLDC모터(100)를 제어하는 제어유닛(400)을 포함하되, 상기 검출유닛(300)은, 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 드럼의 가장자리 측면에는 외측으로 돌출된 돌기인 걸림부(311)가 형성되어 상기 기어유닛(200)의 일측면에 결합되는 윈치(310)와, 기둥의 형상을 하고 상기 윈치(310)의 근접한 위치에 고정되는 스토퍼(320)를 포함할 수 있다. 1 is a block diagram schematically showing a driving system of an apparatus for detecting a rotation angle initial position of a BLDC motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates an apparatus for detecting an initial position of a BLDC motor illustrated in FIG. 1. As a perspective view, the rotation angle initial position detection device of the BLDC motor is provided on the
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는 포탄 등과 같이 열악한 발사환경을 수반하는 제품에 장착되어서 충격 및 진동에 의해 변경된 BLDC모터의 회전각도를 보정하기 위한 것으로서, 포탄 등과 같은 비행체 제품이 발사된 직후에 내부에 장착된 BLDC모터(100)가 충격과 진동에 의해 영향을 받아 초기에 설정된 위치에서 벗어나게 되면 BLDC모터(100)에 장착된 윈치(310)는 회전하기 시작하여 상기 윈치(310)의 걸림부(311)가 상기 스토퍼(320)에 걸릴 때 까지 회전한 후 멈추어서 그 위치를 초기위치로 설정함으로써 BLDC모터의 절대회전각을 산출하기 위한 기준위치를 제공할 수 있게 된다. First, the rotation angle initial position detection device of the BLDC motor according to an embodiment of the present invention is to correct the rotation angle of the BLDC motor changed by the impact and vibration mounted on a product with a poor launch environment, such as shells, If the
BLDC모터(100)는 브러시리스 직류모터(Brushless DC motor)의 약어로써 보통의 직류모터에서 브러시, 정류자 등의 기계적인 접촉부를 없애고 대신에 전자적인 정류기구를 설치한 직류모터를 말하는 것으로, 고정자에 3상의 전류를 회전자의 자극과 동기 시켜 회전시키는 구동방법을 사용한다.
BLDC모터(100)를 구동하기 위한 구동시스템은 크게, 전원(10)과, 제어기(410), 인버터(420), 컨버터(430)로 이루어진 제어유닛(400)으로 이루어진다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하기로 한다.The driving system for driving the
다만, BLDC모터(100)의 회전자의 위치를 검출해 회전자의 현재 위치에 맞는 전류를 공급하려면, BLDC모터(100)의 위치를 검출할 수 있는 위치검출센서로서 엔코더(Encoder), 혹은 레졸버(Resolver) 등을 사용할 수 있는데, 본 발명의 일실시예에서는 회전자의 위치를 파악하기 위한 위치검출센서로서 홀센서만을 사용하였는데, 상기 홀센서는 BLDC모터(100)의 내부에 장착된다(도면 미도시). However, in order to detect the position of the rotor of the
기어유닛(200)은 내부에 구비된 일정한 개수의 기어들과 상기 기어들을 내함하는 하우징으로 이루어져 BLDC모터(100)의 회전자와 맞물려 같이 회전할 수 있도록 BLDC모터(100)의 일측에 장착된다. 따라서 기어유닛(200)은 포탄 등과 같은 비행체에 구비된 각종 부품들에 연결되어서 BLDC모터(100)에서 발생하는 회전 동력을 적합한 토크 및 회전속도를 갖는 회전 동력으로 전환해주게 된다.The
도 3은 도 2에 도시된 검출유닛을 상세히 나타낸 사시도로서, 검출유닛(300)은, 윈치(310)와 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 드럼의 가장자리 측면에는 외측으로 돌출된 돌기인 걸림부(311)가 형성되어 상기 기어유닛(200)의 일측면에 결합되는 윈치(310)와, 기둥의 형상을 하고 상기 윈치(310)의 근접한 위치에 고정되는 스토퍼(320)를 포함하되, 기어유닛(200)의 하우징 일측면, 즉, BLDC모터(100)가 결합된 반대측에 구비되어서 상기 BLDC모터(100)의 절대적인 초기위치를 추정할 수 있도록 만들어 주는 구조체이다. 3 is a perspective view illustrating the detection unit illustrated in FIG. 2 in detail, wherein the
윈치(310)는, 기어유닛(200)의 하우징 일측면에 결합되는데, 원통형의 드럼 밑면에 연결된 윈치(310) 회전축은 기어유닛(200) 내부에 있는 BLDC모터(100)와 연결되는 기어와 맞물려서 BLDC모터(100)의 회전자가 회전하면 같이 회전할 수 있도록 한다. The
윈치(310)의 걸림부(311)는 원통형의 드럼 옆면 중 일부분에 외부 방향으로 돌출되도록 형성된 구조물로서 돌출된 구조물은 일정 높이를 갖도록 하여 윈치(310)가 회전할 때 걸림부(311)가 형성된 부분과 후술할 스토퍼(320)가 만나면 윈치(310)의 회전이 멈추도록 하는 기능을 한다.The catching
스토퍼(320)는 기둥의 형상을 한 짧은 길이의 구조물로서 기어유닛(200)의 하우징 일측면, 즉, 윈치(310)가 결합된 부위와 근접한 위치에 고정되도록 설치된다. 윈치(310)보다는 훨씬 작은 크기를 갖는 스토퍼(320)는 윈치(310)의 걸림부(311)에 걸릴 수 있는 정도의 크기를 갖는다. 따라서 초기에 윈치(310)의 걸림부(311)가 스토퍼(320)와 맞닿는 위치에 있다가 충격이나 진동에 의하여 초기 위치에서 벗어나게 되면 걸림부(311)는 스토퍼(320)에서 멀어지게 되는데, 이 후 윈치(310)가 다시 회전을 시작한 후에 걸림부(311)가 스토퍼(320)에 걸리면서 멈추게 되면 초기 위치로 되 돌아 갈 수 있으므로 검출유닛(300)은 BLDC모터(100)가 초기 위치를 찾아 갈 수 있도록 해주는 구조물이 된다. 그리고 본 발명의 일시시예에서는 스토퍼(320)의 형상을 원기둥의 형상을 하였지만 필요에 따라 그 형상은 얼마든지 변경이 가능함은 물론이다.The
결론적으로 본 발명의 일실시예에서 검출유닛(300)은 포탄 등과 같은 비행체가 발사된 직후에 BLDC모터(100)를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 상기 걸림부(311)가 스토퍼(320)에 걸려 상기 윈치(310)가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하는 기능을 한다. In conclusion, in one embodiment of the present invention, the
제어유닛(400)은, 상기 BLDC모터(100)를 제어하는 역할을 하는 구동시스템의 일부분으로서 제어기(410), 인버터(420), 컨버터(430)로 이루어진다.The
인버터(420)는 직류입력전원으로부터 BLDC모터(100)를 구동시키기 위한 3상의 교류전원으로 변환하는 전력 변환장치로서 컨버터(430)에서 공급되는 직류전원을 임의의 가변주파수를 가진 펄스 형태의 3상 교류전원(U, V, W)으로 바꾸어 BLDC모터(100)에 공급한다.
인버터(420)는 본 발명의 일실시예로서 6개의 스위칭소자와 다이오드로 구성된 통상의 스위칭회로로 구성할 수 있다. 이는 BLDC모터(100)에 위에서 말한 3상의 교류전원(U, V, W)을 공급하기 위해서는 6개의 스위칭 소자가 필요하기 때문이며 이러한 인버터를 '3상 풀 브리지(3-Phase Full Bridge) 인버터'라고 한다.
컨버터(430)는 교류인 전원(10)을 정류 및 평활시켜 직류전원을 공급하는 것으로, 일반적으로 정류기 및 평활 컨덴서로 구성된다. 본 발명의 일실시예에서 BLDC모터(100)를 구동하기 위한 컨버터(430)로는 단순히 입력 교류전원을 직류전원으로 변형하는 정류회로가 사용되고 출력되는 직류전원의 전압을 제어하는 등의 복잡한 형태의 컨버터는 적용되지 않는다.The
제어기(410)는 BLDC모터(100) 내부에 장착된 센서로부터 회전속도, 회전자의 위치, 전류에 대한 데이터를 이용하여 제어기에 주어진 제어명령에 따라 BLDC모터(100)가 구동되도록 제어하는 기능을 한다. 즉, 제어기(410)는 입력된 PWM 신호의 듀티 값에 비례하는 위치지령에 대하여 위치 센서의 출력 정보를 이용하여 BLDC모터(100)의 현재 위치와 전류 정보를 결정함으로써 BLDC모터(100)의 구동을 제어하게 된다.The
제어기(410)는 BLDC모터(100)에 제어하기 위한 PWM신호의 패턴을 제어하는 마이크로프로세서가 될 수 있는데, 따라서 이러한 제어부(410)는 인버터(420) 제어 알고리즘을 수행하게 된다. 즉, 제어기(410) 내부에는 PWM신호발생부가 포함되어서 제어부(410)가 연산한 값에 대한 PWM신호의 패턴을 발생하여 인버터(420)에 공급하게 된다.The
결론적으로, 본 발명의 일실시예에서 제어유닛(410)은 검출유닛(300)을 이용해 초기위치를 설정하고 상기 설정된 초기위치를 기준으로 입력된 PWM 신호의 위치지령 신호를 이용하여 절대회전각도를 산출한 후 BLDC모터(100)를 구동하게 된다. In conclusion, in one embodiment of the present invention, the
도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치를 나타낸 사시도로서, BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는, BLDC모터(100′)와, 상기 BLDC모터(100′)의 일측에 장착되는 기어유닛(200′)과, 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 기어유닛(200′)의 일측면에 결합되는 윈치(300′) 및 상기 BLDC모터(100′)를 제어하는 제어유닛(400′)을 포함할 수 있다. Figure 4 is a perspective view showing a rotation angle initial position detection device of a BLDC motor according to another embodiment of the present invention, BLDC motor rotation angle initial position detection device, BLDC motor (100 ') and the BLDC motor ( The winch 300 'and the BLDC motor 100' are coupled to one side of the gear unit 200 'and the gear unit 200' mounted on one side of the gear unit 200 '. It may include a control unit 400 '.
그리고 상기 기어유닛(200′)은, 상기 BLDC모터(100′)에서 제공되는 동력을 윈치(300′)와 연결된 아웃풋기어(214′)로 전달하는 다수개의 기어가 결합된 기어장치(210′)와, 상기 기어장치(210′)가 내장되고 상기 기어장치(210′)의 지지기반이 되는 케이스(230′)를 포함하고, 상기 아웃풋기어(214′)는 원판 형상의 일측면 가장자리 일부에 외측 방향으로 돌출된 돌기수단(215′)이 구비되고, 상기 윈치(300′)가 결합되는 외측 케이스(232′)는 상기 아웃풋기어(214′)가 위치한 부위에 원형의 개구부(234′)를 구비하고 상기 개구부(234′)의 내주면 일부에 내측 중심부 방향으로 돌출된 핀수단(233′)이 구비되어, 상기 아웃풋기어(214′)의 돌기수단(215′)이 상기 외측 케이스(232′)의 핀수단(215′)에 걸려서 BLDC모터(100′)의 회전이 멈추도록 한다. In addition, the gear unit 200 'is a gear device 210' having a plurality of gears coupled to transfer the power provided from the BLDC motor 100 'to an output gear 214' connected to the winch 300 '. And a case 230 'in which the gear device 210' is built-in and which is a support base of the gear device 210 ', and the output gear 214' is outer side at a portion of one side edge of a disc shape. Protruding means 215 'protruding in a direction, and the outer case 232' to which the winch 300 'is coupled has a circular opening 234' at a portion where the output gear 214 'is located. And a pin means 233 'protruding toward an inner central portion of a portion of the inner circumferential surface of the opening 234', and the protruding means 215 'of the output gear 214' is formed of the outer case 232 '. The rotation of the BLDC motor 100 'is stopped by the pin means 215'.
먼저, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는 상술한 바와 같이 포탄 등과 같이 열악한 발사환경을 수반하는 제품에 장착되어서 충격 및 진동에 의해 변경된 BLDC모터의 회전각도를 보정하기 위한 것으로서, 포탄 등과 같은 비행체 제품이 발사된 직후에 내부에 장착된 BLDC모터(100′)가 충격과 진동에 의해 영향을 받아 초기에 설정된 위치에서 벗어나게 되면 BLDC모터(100′)에 장착된 윈치(300′)는 회전하기 시작하여 기어장치(210′)의 아웃풋기어(214′)에 형성되어 있는 돌기수단(3215′)이 외측 케이스(230′)에 형성되어 있는 핀수단(233′)에 걸릴 때 까지 회전한 후 멈추어서 그 위치를 초기위치로 설정함으로써 BLDC모터의 절대회전각을 산출하기 위한 기준위치를 제공할 수 있게 된다. First, the rotation angle initial position detection device of the BLDC motor according to another embodiment of the present invention is mounted on a product having a poor launch environment, such as shells, as described above, the rotation angle of the BLDC motor changed by shock and vibration In order to compensate for this, the BLDC motor 100 'mounted inside immediately after the launch of a vehicle product such as a shell is mounted on the BLDC motor 100' when it is moved out of the initial set position by being affected by shock and vibration. The winch 300 'starts to rotate, and the pin means 233' are formed in the outer case 230 'with protrusion means 3215' formed in the output gear 214 'of the gear device 210'. It is possible to provide a reference position for calculating the absolute rotation angle of the BLDC motor by rotating the motor until it stops and then stopping and setting the position to the initial position.
BLDC모터(100′)는 브러시리스 직류모터(Brushless DC motor)의 약어로써 보통의 직류모터에서 브러시, 정류자 등의 기계적인 접촉부를 없애고 대신에 전자적인 정류기구를 설치한 직류모터를 말하는 것으로, 고정자에 3상의 전류를 회전자의 자극과 동기 시켜 회전시키는 구동방법을 사용한다.BLDC motor (100 ') is an abbreviation of brushless DC motor and refers to a DC motor that removes mechanical contacts such as brushes and commutators from ordinary DC motors and installs an electronic rectifier instead. The driving method of rotating the three-phase current in synchronization with the magnetic pole of the rotor is used.
BLDC모터(100′)를 구동하기 위한 구동시스템은 크게, 전원(10)과, 제어기(410′), 인버터(420′), 컨버터(430′)로 이루어진 제어유닛(400′)으로 이루어진다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하기로 한다.The drive system for driving the BLDC motor 100 'is largely comprised of a
다만, BLDC모터(100′)의 회전자의 위치를 검출해 회전자의 현재 위치에 맞는 전류를 공급하려면, BLDC모터(100′)의 위치를 검출할 수 있는 위치검출센서로서 엔코더(Encoder), 혹은 레졸버(Resolver) 등을 사용할 수 있는데, 본 발명의 일실시예에서는 회전자의 위치를 파악하기 위한 위치검출센서로서 홀센서만을 사용하였고, 상기 홀센서는 BLDC모터(100′)의 내부에 장착된다(도면 미도시). However, in order to detect the position of the rotor of the BLDC motor 100 'and supply a current suitable for the current position of the rotor, an encoder as a position detection sensor capable of detecting the position of the BLDC motor 100', Alternatively, a resolver or the like may be used. In one embodiment of the present invention, only a Hall sensor is used as a position detection sensor for detecting the position of the rotor, and the Hall sensor is located inside the BLDC motor 100 '. (Not shown).
도 5는 도 4에 도시된 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치의 기어유닛 내부를 상세히 나타낸 사시도이고, 도 6은 기어유닛을 상세히 평면도로서, 기어유닛(200′)은, 내부에 구비된 일정한 개수의 기어들로 이루어지는 기어장치(210′)와, 상기 기어장치(210′)들의 중심축인 축(220′)과, 상기 기어들을 내함하는 케이스(230′)로 이루어져서 BLDC모터(100′)의 회전자인 모터회전축(120′)과 맞물려 같이 회전할 수 있도록 BLDC모터(100′)의 일측에 장착된다. 그리고 기어유닛(200′)은 포탄 등과 같은 비행체에 구비된 각종 부품들에 연결되어서 BLDC모터(100′)에서 발생하는 회전 동력을 적합한 토크 및 회전속도를 갖는 회전 동력으로 전환해주게 된다.5 is a perspective view showing in detail a gear unit of the initial rotation angle detection device of the BLDC motor shown in Figure 4, Figure 6 is a detailed plan view of the gear unit, the gear unit 200 ', BLDC motor 100 'comprising a gear device 210' composed of a number of gears, a shaft 220 'which is a central axis of the gear devices 210', and a case 230 'containing the gears. It is mounted on one side of the BLDC motor (100 ') to be engaged with the motor rotating shaft (120') of the rotor to rotate together. In addition, the gear unit 200 'is connected to various components provided in a vehicle such as a shell to convert the rotational power generated in the BLDC motor 100' into a rotational power having a suitable torque and rotational speed.
기어장치(210′)는, BLDC모터(100′)의 모터회전축(120′)과 연결되는 인풋기어(211′)와, 일측은 인풋기어(211′)와 연결되고 타측은 제2 감속기어(213′)와 연결되는 제1 감속기어(212′)와, 일측은 제1 감속기어(213′)와 연결되고 타측은 아웃풋기어(214′)와 연결되는 제2 감속기어(213′)와, 제2 감속기어(213′)와 연결되고 중심부의 연장축(223′)이 외부로 연장되어 윈치(300′)와 결합되도록 하는 아웃풋기어(214′)를 포함하여, BLDC모터(100′)에서 제공되는 동력을 적합한 토크 및 회전속도로 전환하는 역할을 한다. The gear device 210 'is an input gear 211' connected to the motor rotation shaft 120 'of the BLDC motor 100', one side is connected to the input gear 211 ', and the other is a second reduction gear ( A first reduction gear 212 'connected to the second reduction gear 213', one side connected to the first reduction gear 213 'and the other reduction gear 213' connected to the output gear 214 '; In the BLDC motor 100 'including an output gear 214' which is connected to the second reduction gear 213 'and has an extension shaft 223' of the center extending outward to be coupled to the winch 300 '. It serves to convert the power provided to the appropriate torque and rotation speed.
축(220′)은 제1, 2 감속기어(212′, 213′)의 중심축이 되는 제1, 2 축부재(221′, 222′), 아웃풋기어(223′)의 중심축이 되고 외부로 연장되어 윈치(300′)와 연결되는 연장축(223′)을 포함하여 상기 기어들을 지지하는 역할을 한다. The shaft 220 'is the central axis of the first and second shaft members 221' and 222 'and the output gear 223' which are the central axes of the first and second reduction gears 212 'and 213'. It extends to the winch 300 'and includes an extension shaft 223' serves to support the gears.
케이스(230′)는 본 발명의 일실시예에서 내부가 비어있는 직육면체 형상을 하되 상기 직육면체 형상의 구조체는 길이방향으로 분리되어 각각 내측 케이스(231′)와 외측 케이스(232′)로 조립 분해될 수 있다. 케이스(230′)는 상술한 바와 같이 그 내부에 복수개의 기어들이 지지될 수 있도록 기어들이 안착되는 다양한 결합홈이 형성되도록 하는 것이 바람직하다. The case 230 'has a rectangular parallelepiped shape in one embodiment of the present invention, but the rectangular parallelepiped structure is separated in the longitudinal direction to be assembled and disassembled into the inner case 231' and the outer case 232 ', respectively. Can be. As described above, the
도 7은 도 6에 도시된 아웃풋기어를 나타낸 사시도 및 평면도로서, 아웃풋기어(214′)는 원판 형상의 일측면 가장자리 일부에 외측 방향으로 돌출된 돌기수단(215′)이 구비된다. FIG. 7 is a perspective view and a plan view of the output gear illustrated in FIG. 6, wherein the
도 8은 도 6에 도시된 외측케이스를 나타낸 사시도 및 평면도로서, 윈치(300′)가 결합되는 외측 케이스(232′)는 상기 아웃풋기어(214′)가 위치한 부위에 원형의 개구부(234′)를 구비하고 상기 개구부(234′)의 내주면 일부에 내측 중심부 방향으로 돌출된 핀수단(233′)이 구비된다. FIG. 8 is a perspective view and a plan view of the outer case illustrated in FIG. 6, wherein the outer case 232 'to which the winch 300' is coupled has a circular opening 234 'at a portion where the output gear 214' is located. And a pin means 233 'protruding toward an inner center portion of a portion of an inner circumferential surface of the opening 234'.
결과적으로, 본 발명의 또 다른 일실시예의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는 포탄 등과 같은 비행체가 발사된 직후에 BLDC모터(100′)를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 아웃풋기어(214′)의 돌기수단(215′)이 외측 케이스(232′)의 핀수단(233′)에 걸려 상기 윈치(310)가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하는 기능을 한다. As a result, the rotation angle initial position detection device of the BLDC motor according to another embodiment of the present invention rotates the BLDC motor 100 'at a constant speed for a predetermined time immediately after a vehicle such as a shell is fired, but output gear 214'. The projection means (215 ') is caught by the pin means (233') of the outer case (232 ') when the
윈치(300′)는, 기어유닛(200′)의 외측케이스(232′) 외부 일측면에 결합되고, 중심의 연장축(223′)은 기어유닛(200′) 내부에 있는 아웃풋기어(214′)의 중심축으로서 BLDC모터(100′)가 회전하면 같이 회전할 수 있도록 한다. The winch 300 'is coupled to an outer side surface of the outer case 232' of the gear unit 200 ', and the central extension shaft 223' is the output gear 214 'inside the gear unit 200'. If the BLDC motor (100 ') rotates as the central axis of the axis), it can rotate together.
제어유닛(400′)은, 상기 BLDC모터(100)′를 제어하는 역할을 하는 구동시스템의 일부분으로서 제어기(410′), 인버터(420′), 컨버터(430′)로 이루어진다.The
인버터(420′)는 직류입력전원으로부터 BLDC모터(100′)를 구동시키기 위한 3상의 교류전원으로 변환하는 전력 변환장치로서 컨버터(430′)에서 공급되는 직류전원을 임의의 가변주파수를 가진 펄스 형태의 3상 교류전원(U, V, W)으로 바꾸어 BLDC모터(100′)에 공급한다. Inverter 420 'is a power converter that converts a DC power supply from a DC input power source into a three-phase AC power source for driving the BLDC motor 100', and converts the DC power supplied from the converter 430 'into an arbitrary variable frequency. Switch to 3-phase AC power supply (U, V, W) and supply it to BLDC motor (100 ').
인버터(420′)는 본 발명의 일실시예로서 6개의 스위칭소자와 다이오드로 구성된 통상의 스위칭회로로 구성할 수 있다. 이는 BLDC모터(100′)에 위에서 말한 3상의 교류전원(U, V, W)을 공급하기 위해서는 6개의 스위칭 소자가 필요하기 때문이며 이러한 인버터를 '3상 풀 브리지(3-Phase Full Bridge) 인버터'라고 한다.The inverter 420 'may be configured as a conventional switching circuit composed of six switching elements and diodes as an embodiment of the present invention. This is because six switching elements are required to supply the three-phase AC power (U, V, W) described above to the BLDC motor 100 '. Such an inverter is referred to as a three-phase full bridge inverter. It is called.
컨버터(430′)는 교류인 전원(10)을 정류 및 평활시켜 직류전원을 공급하는 것으로, 일반적으로 정류기 및 평활 컨덴서로 구성된다. 본 발명의 일실시예에서 BLDC모터(100′)를 구동하기 위한 컨버터(430′)로는 단순히 입력 교류전원을 직류전원으로 변형하는 정류회로가 사용되고 출력되는 직류전원의 전압을 제어하는 등의 복잡한 형태의 컨버터는 적용되지 않는다.The
제어기(410′)는 BLDC모터(100′) 내부에 장착된 센서로부터 회전속도, 회전자의 위치, 전류에 대한 데이터를 이용하여 제어기에 주어진 제어명령에 따라 BLDC모터(100′)가 구동되도록 제어하는 기능을 한다. 즉, 제어기(410′)는 입력된 PWM 신호의 듀티 값에 비례하는 위치지령에 대하여 위치 센서의 출력 정보를 이용하여 BLDC모터(100′)의 현재 위치와 전류 정보를 결정함으로써 BLDC모터(100′)의 구동을 제어하게 된다.The controller 410 'controls the BLDC motor 100' to be driven according to a control command given to the controller using data on the rotational speed, the position of the rotor, and the current from a sensor mounted inside the BLDC motor 100 '. Function. That is, the controller 410 'determines the current position and current information of the BLDC motor 100' by using the output information of the position sensor with respect to the position command proportional to the duty value of the input PWM signal. ) To control the driving.
제어기(410′)는 BLDC모터(100′)를 제어하기 위한 PWM신호의 패턴을 제어하는 마이크로프로세서가 될 수 있는데, 이러한 제어부(410′)는 인버터(420′) 제어 알고리즘을 수행하게 된다. 즉, 제어기(410′) 내부에는 PWM신호발생부가 포함되어서 제어부(410′)가 연산한 값에 대한 PWM신호의 패턴을 발생하여 인버터(420′)에 공급하게 된다.The controller 410 'may be a microprocessor that controls a pattern of a PWM signal for controlling the BLDC motor 100'. The controller 410 'performs an inverter 420' control algorithm. That is, the controller 410 'includes a PWM signal generator to generate a pattern of the PWM signal with respect to the value calculated by the controller 410' and supply it to the inverter 420 '.
결론적으로, 본 발명의 또 다른 일실시예에서 제어유닛(410′)은 기어유닛(200′)에 구비된 아웃풋기어(214′)의 돌기수단(215′)과 외측 케이스(232′)의 핀수단(233′)을 이용하여 초기위치를 설정하고 상기 설정된 초기위치를 기준으로 입력된 PWM 신호의 위치지령 신호를 이용하여 절대회전각도를 산출한 후 BLDC모터(100′)를 구동하게 된다. In conclusion, in another embodiment of the present invention, the control unit 410 'is provided with the projection means 215' of the output gear 214 'provided in the gear unit 200' and the pins of the outer case 232 '. After the initial position is set using the
이하에서는 위와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치를 이용한 회전각 초기위치 검출 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the rotation angle initial position detection method using the rotation angle initial position detection device of the BLDC motor according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법을 나타낸 순서도로서, BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법은, 제어유닛(400, 400′)이 BLDC모터(100, 100′)를 일정 시간동안 일정속도로 회전시키는 초기회전단계(S510)와, 상기 제어유닛(400, 400′)이 상기 BLDC모터(100, 100′)의 회전이 멈추는 위치를 초기위치로 설정하는 초기위치설정단계(S520)와, 상기 제어유닛(400, 400′)이 PWM 신호의 위치지령신호를 입력 받는 지령신호 입력단계(S530)와, 상기 BLDC모터(100, 100′)의 절대회전각을 산출하는 절대회전각산출단계(S540) 및 상기 제어유닛(400, 400′)은 상기 절대회전각 위치로 BLDC모터(100, 100′)를 구동하는 모터구동단계(S550)를 포함할 수 있다. 9 is a flowchart illustrating a method for detecting the initial angle of rotation of a BLDC motor according to an embodiment of the present invention. In the method of detecting the initial angle of rotation of a BLDC motor, the
초기회전단계(S510)는 포탄 등과 같은 비행체의 발사 직후에 초기 위치에서 벗어난 BLDC모터(100, 100′)의 초기 위치를 추정해 내기 위하여 제어유닛(400, 400′)이 BLDC모터(100, 100′)를 일정 시간동안 일정속도로 회전시키는 단계로서, 본 발명의 일실시예에서는 그 예로서 제어유닛(400, 400′)이 BLDC모터(100, 100′)를 4초간 일정 rpm 속도로 반시계 방향으로 회전시키는 단계이다. Initial rotation step (S510) is the control unit (400, 400 ') BLDC motor (100, 100) in order to estimate the initial position of the BLDC motor (100, 100') out of the initial position immediately after the launch of the aircraft, such as shells ′) Is rotated at a constant speed for a predetermined time. In one embodiment of the present invention, for example, the
초기위치설정단계(S520)는, 본 발명의 일실시예에서는 제어유닛(400)이 초기회전단계(S510)에서 BLDC모터(100)의 회전에 따라 BLDC모터(100)와 연결된 윈치(310)도 함께 회전하게 될 때, 윈치(310)의 걸림부(311)가 스토퍼(320)에 걸려서 상기 BLDC모터(100)의 회전이 멈추게 되고, 제어유닛(400)은 윈치(310)의 회전이 멈춘 위치를 초기위치로 설정하는 단계로서, 해당 위치는 영점인 초기위치가 된다. Initial position setting step (S520), in the embodiment of the present
또는, 본 발명의 또 다른 일실시예에서, 제어유닛(400′)이 초기회전단계(S510)에서 BLDC모터(100′)의 회전에 따라 BLDC모터(100′)와 연결된 윈치(310′)도 함께 회전하게 될 때, 기어장치(210′)의 아웃풋기어(214′)의 표면에 형성된 돌기수단(215′)이 케이스(230′)의 핀수단(233′)에 걸려서 상기 BLDC모터(100′)의 회전이 멈추게 되고, 제어유닛(400′)은 윈치(310′)의 회전이 멈춘 위치를 초기위치로 설정하는 단계로서, 즉, 해당 위치는 영점인 초기위치가 된다. Alternatively, in another embodiment of the present invention, the winch 310 'is connected to the BLDC motor 100' in accordance with the rotation of the BLDC motor 100 'in the initial rotation step (S510). When rotating together, the projection means 215 'formed on the surface of the output gear 214' of the gear device 210 'is caught by the pin means 233' of the case 230 'and thus the
제어유닛(400, 400′)이 위와 같이 BLDC모터(100, 100′)의 회전이 멈추는 것을 검출하는 방법은, 제어유닛(400, 400′)이 상기 BLDC모터(100, 100′)가 회전할 때 발생된 부하를 전류량으로 환산한 후 상기 전류량이 일정 기준을 초과하는 부분을 검출하면 그 때를 BLDC모터(100, 100′)가 멈춘 것으로 판단하여 해당 위치를 초기위치로 설정한다. The
지령신호 입력단계(S530)는 제어유닛(400, 400′)이 PWM 신호의 위치지령신호를 입력 받는 단계이다. The command signal input step S530 is a step in which the
도 10은 도 9에 도시된 절대회전각 산출단계를 나타낸 순서도로서, PWM 신호의 위치지령신호를 입력에 따라 일련의 계산을 거쳐 상기 BLDC모터(100)의 절대회전각을 산출하는 절대회전각산출단계(S540)는, 제어유닛(400, 400′)이 BLDC모터(100, 100′)의 윈치(310, 300′) 회전각도범위(α)를 추출하는 회전각도범위 추출단계(S541)와, 제어유닛(400, 400′)이 기어비(a), 홀센서 개수(b) 및 모터극수(c)에 따른 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 단위각도 산출단계(S542)와, 제어유닛(400)이 PWM 신호의 최소에서 최대 범위에 따른 각도를 산출하는 PWM 신호범위 계산단계(S543) 및 제어유닛(400, 400′)이 PWM 신호의 위치지령 신호와 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 이용해 절대회전각도를 산출하는 위치지령신호 처리단계(S544)를 포함할 수 있다. FIG. 10 is a flowchart illustrating an absolute rotation angle calculation step shown in FIG. 9. An absolute rotation angle calculation is performed to calculate an absolute rotation angle of the
회전각도범위 추출단계(S541)는 BLDC모터(100, 100′)의 윈치(310, 300′)가 한 바퀴 회전할 때의 윈치(310, 300′) 회전각도범위(α)를 제어유닛(400, 400′)이 검출하여 저장하는 단계로서 그 범위는 0도 내지 α도가 될 수 있는데, 이는 본 발명의 일실시예에서 윈치(310)의 걸림부(311)가 차지하고 있는 부분의 길이에 따라 윈치(310)가 한 바퀴 회전하는 각도의 범위가 달라지기 때문이다. 또는 본 발명의 또 다른 일실시예에서 케이스(230′)에 형성된 핀수단(233′)이 차지하고 있는 부분의 길이에 따라 위치(300′)가 한 바퀴 회전하는 각도의 범위가 달라지기 때문이다. Rotation angle range extraction step (S541) is the
단위각도 산출단계(S542)는 제어유닛(400, 400′)이 기어비(a), 홀센서 개수(b) 및 모터극수(c)에 따른 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 단계인데, 후술하게 될 절대회전각도를 산출해 내기위해 사용되는 기본 데이터가 된다. The unit angle calculation step S542 is a step in which the
구체적으로, 제어유닛(400, 400′)이 아래의 수학식 1을 이용하여 홀센서 카운터 1개당 회전각도인 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하게 된다. In detail, the
[수학식 1][Equation 1]
(N = a×b×c) (N = a × b × c)
이때, At this time,
α: 윈치 회전각도범위α: winch rotation angle range
a: 기어비a: gear ratio
b: 홀센서 개수b: Hall sensor count
c: 모터극수c: motor pole
위에서 N은 BLDC모터(100, 100′)의 윈치(310, 300′)가 한 바퀴 회전할 때 필요한 홀센서의 카운트의 개수를 말하고, 이에 따라 홀센서 카운터 1개당 회전각도인 단위각도(β)는 수학식 1과 같이 가 된다.In the above, N denotes the number of counts of the Hall sensors required when the
PWM 신호범위 계산단계(S543)는 제어유닛(400, 400′)이 입력된 PWM 신호의 최소에서 최대 범위에 따른 각도를 산출하는 단계로서, 예를 들어 본 발명의 일실시예에서 PWM 신호의 범위는 최소 10,000μsec ~ 20,000μsec 가 될 수 있고 그에 따른 각도를 0도 ~ Θ도라고 설정할 수 있다. 이는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터로서 필요에 따라 얼마든지 변경될 수 있음은 물론이다.The PWM signal range calculating step S543 is a step of calculating the angle according to the minimum to the maximum range of the input PWM signal by the
위치지령신호 처리단계(S544)는 제어유닛(400, 400′)이 입력된 PWM 신호의 위치지령 신호와 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 이용해 절대회전각도를 산출하는 단계로서, 본 발명의 일실시예에서 제어유닛(400)이 위치지령인 PWM 신호를 100nsec 단위로 읽은 후 홀센서 카운터 명령으로 아래와 같이 변환할 수 있다. Position command signal processing step (S544) is a step of calculating the absolute rotation angle using the position command signal of the PWM signal inputted by the control unit (400, 400 ') and the Hall sensor counter unit angle (β), In one embodiment, after the
즉, 주어진 위치지령이 x (μsec) 일 때, 제어유닛(100, 100′)은 아래의 수학식 2에 따라 산출된 홀센서 카운터 명령(D)을 반올림 처리한 후 단위각도(β)를 곱하여 변환된 절대회전각을 산출한다. That is, when the given position command is x (μsec), the control unit (100, 100 ') rounds the Hall sensor counter command (D) calculated according to Equation 2 below, and multiplies the unit angle (β). Calculate the converted absolute rotation angle.
[수학식 2][Equation 2]
D = (10x ― 10,000) × β × 10-5 D = (10x-10,000) × β × 10 -5
이때,At this time,
x: 위치지령 신호 크기(단위: μsec) x: Position command signal size (unit: μsec)
β: 홀센서 카운터 단위각도β: Hall sensor counter unit angle
모터구동단계(S550)는 상기 제어유닛(400, 400′)은 이후 위치지령신호 처리단계(S544)에서 처리되어 지속적으로 들어오는 상기 절대회전각도 위치로 임무가 종료될 때 까지 BLDC모터(100, 100′)를 구동하는 단계이다. The motor drive step (S550) is the control unit (400, 400 ') is processed in the position command signal processing step (S544) and then the BLDC motor (100, 100) until the end of the mission to the absolute rotation angle position continuously coming in ′) Is driven.
이후 BLDC모터(100, 100′)를 구동하는 방법은 일반적인 BLDC모터를 제어하는 방법과 동일하게 수행하면 된다. Thereafter, the method of driving the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법은 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛에 초기 위치 검출용 스토퍼로 이루어진 구조물, 또는 기어유닛의 케이스에 핀수단으로 이루어진 구조물을 구비하고 있기 때문에 비행물체 발사 시 충격과 진동에 의해 BLDC모터의 초기 설정 위치가 변동되더라도 그 변동값을 보상해 주도록 하여 BLDC모터가 장착된 제품의 오작동을 막을 수 있는 효과가 있다. As described above, the rotation angle initial position detecting device of the BLDC motor of the present invention and the method are composed of a structure consisting of a stopper for detecting the initial position in the gear unit mounted on one side of the BLDC motor, or a pin means in the case of the gear unit. Since the structure is provided, even if the initial setting position of the BLDC motor is changed by the impact and vibration when the flying object is fired, the change value is compensated to prevent the malfunction of the product equipped with the BLDC motor.
또한, 종래의 BLDC모터에 사용되는 고충격환경을 만족하는 엔코더나 포텐셔미터는 고가이기 때문에 제품의 제조원가가 상승되는 단점이 있는 데 반하여 본 발명의 일실시예에서는 저렴한 홀센서만으로 이루어진 고충격환경을 만족하는 위치검출센서를 BLDC모터에 구비함으로써 제품의 제조원가를 줄일 수 있는 효과가 있다. In addition, the encoder or potentiometer that satisfies the high impact environment used in the conventional BLDC motor has a disadvantage in that the manufacturing cost of the product is increased because of the high price, whereas in one embodiment of the present invention, the high impact environment consisting of an inexpensive Hall sensor is satisfied. By providing a position detection sensor in the BLDC motor has an effect that can reduce the manufacturing cost of the product.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The rotation angle initial position detection device and method of the BLDC motor according to an embodiment of the present invention as described above is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured such that various modifications may be made by selectively combining all or part of the embodiments.
10: 전원
100, 100′: BLDC모터 200, 200′: 기어유닛
210′: 기어장치 211′: 인풋기어
212′: 제1 감속기어 213′: 제2 감속기어
214′: 아웃풋기어 215′: 돌기수단
220′: 축 221′: 제1 축부재
222′: 제2 축부재 223′: 연장축
230′: 케이스 231′: 내측케이스
232′: 외측케이스 233′: 핀수단
300: 검출유닛 310, 300′: 윈치
311: 걸림부 320: 스토퍼
400, 400′: 제어유닛 410, 410′: 제어기
420, 420′: 인버터 430, 430′: 컨버터10: power
100, 100 ':
210 ': Gear unit 211': Input gear
212 ': first reduction gear 213': second reduction gear
214 ':
220 ': shaft 221': first shaft member
222 ': second shaft member 223': extension shaft
230 ': case 231': inner case
232 ':
300:
311: latching portion 320: stopper
400, 400 ':
420, 420 ':
Claims (11)
상기 기어유닛은, 상기 BLDC모터에서 제공되는 동력을 윈치와 연결된 아웃풋기어로 전달하는 다수개의 기어가 결합된 기어장치;와, 상기 기어장치가 내장되고 상기 기어장치의 지지기반이 되는 케이스;를 포함하고, 상기 아웃풋기어는 원판 형상의 일측면 가장자리 일부에 외측 방향으로 돌출된 돌기수단이 구비되고, 상기 윈치가 결합되는 외측 케이스는 상기 아웃풋기어가 위치한 부위에 원형의 개구부를 구비하고 상기 개구부의 내주면 일부에 내측 중심부 방향으로 돌출된 핀수단이 구비되어, 상기 아웃풋기어의 돌기수단이 상기 외측 케이스의 핀수단에 걸려서 BLDC모터의 회전이 멈추도록 하고,
상기 제어유닛은, 교류인 전원을 정류 및 평활시켜 직류전원을 공급하는 컨버터와,
상기 컨버터에서 공급되는 상기 직류전원을 임의의 가변주파수를 가진 펄스 형태의 3상 교류전원으로 변환하는 인버터와,
상기 BLDC모터 내부에 장착된 센서로부터 회전속도, 회전자의 위치, 전류에 대한 데이터를 이용하여 제어명령에 따라 상기 BLDC모터가 구동되도록 제어하는 제어기를 포함하고,
상기 제어유닛은, 상기 BLDC모터를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 상기 돌기수단이 핀수단에 걸려 상기 윈치가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하고, 상기 설정된 초기위치를 기준으로 입력된 PWM 신호의 위치지령 신호를 이용하여 절대회전각도를 산출한 후 BLDC모터를 구동하고,
상기 기어장치는,
상기 BLDC모터의 모터회전축과 연결되는 인풋기어와,
일측이 상기 인풋기어와 연결되는 제1 감속기어와,
일측이 상기 제1 감속기어와 연결되고 타측은 상기 아웃풋기어와 연결되는 제2 감속기어를 포함하며,
상기 아웃풋기어는, 상기 제2 감속기어와 연결되고 중심부의 연장축이 외부로 연장되어 상기 윈치와 결합되고,
상기 제1 감속기어는, 타측이 상기 제2 감속기어와 연결되는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치.
A BLDC motor; and a gear unit mounted on one side of the BLDC motor; and a winch having a cylindrical drum shape and coupled to one side of the gear unit; And a control unit controlling the BLDC motor.
The gear unit includes a gear device having a plurality of gears coupled to transmit power provided from the BLDC motor to an output gear connected to a winch; and a case in which the gear device is built and the support base of the gear device is included. The output gear is provided with a protruding means protruding outwardly on a portion of one side edge of a disc shape, and the outer case to which the winch is coupled has a circular opening at a portion where the output gear is located and an inner circumferential surface of the opening. It is provided with a pin means protruding toward the inner center portion in part, the projection means of the output gear is caught by the pin means of the outer case to stop the rotation of the BLDC motor,
The control unit, the converter for rectifying and smoothing the AC power supply to supply a DC power source,
An inverter for converting the DC power supplied from the converter into a three-phase AC power in a pulse form having an arbitrary variable frequency;
And a controller configured to control the BLDC motor to be driven according to a control command using data on a rotation speed, a rotor position, and a current from a sensor mounted inside the BLDC motor.
The control unit rotates the BLDC motor at a constant speed for a predetermined time, but the projection means is caught by the pin means to set the position at that time as the initial position when the winch stops, and the input is based on the set initial position. After calculating the absolute rotation angle by using the position command signal of the PWM signal, drive the BLDC motor,
The gear device,
An input gear connected to the motor rotation shaft of the BLDC motor;
A first reduction gear connected to one side of the input gear;
One side is connected to the first reduction gear and the other side includes a second reduction gear connected to the output gear,
The output gear is connected to the second reduction gear and the extension shaft of the center extends to the outside is coupled to the winch,
The first reduction gear is a rotation angle initial position detection device of the BLDC motor, the other side is connected to the second reduction gear.
상기 BLDC모터는 위치검출센서가 홀센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치.
The method according to claim 3,
The BLDC motor is a rotation angle initial position detection device of the BLDC motor, characterized in that the position detection sensor made of a Hall sensor.
상기 제어유닛이 상기 BLDC모터의 회전이 멈추는 위치를 초기위치로 설정하는 초기위치설정단계;
상기 제어유닛이 PWM 신호의 위치지령신호를 입력 받는 지령신호 입력단계;
상기 BLDC모터의 절대회전각을 산출하는 절대회전각산출단계; 및
상기 제어유닛은 산출된 절대회전각만큼 보상하여 BLDC모터를 구동하는 모터구동단계;를 포함하고,
상기 제어유닛은, 교류인 전원을 정류 및 평활시켜 직류전원을 공급하는 컨버터와,
상기 컨버터에서 공급되는 상기 직류전원을 임의의 가변주파수를 가진 펄스 형태의 3상 교류전원으로 변환하는 인버터와,
상기 BLDC모터 내부에 장착된 센서로부터 회전속도, 회전자의 위치, 전류에 대한 데이터를 이용하여 제어명령에 따라 상기 BLDC모터가 구동되도록 제어하는 제어기를 포함하며,
상기 제어기는, PWM 신호발생부를 포함하고, 연산한 값에 대한 상기 PWM 신호의 패턴을 발생하여 상기 인버터에 공급하고,
상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛을 포함하되,
상기 기어유닛은, 상기 BLDC모터에서 제공되는 동력을 윈치와 연결된 아웃풋기어로 전달하는 다수개의 기어가 결합된 기어장치;와, 상기 기어장치가 내장되고 상기 기어장치의 지지기반이 되는 케이스;를 포함하고,
상기 기어장치는,
상기 BLDC모터의 모터회전축과 연결되는 인풋기어와,
일측이 상기 인풋기어와 연결되는 제1 감속기어와,
일측이 상기 제1 감속기어와 연결되고 타측은 상기 아웃풋기어와 연결되는 제2 감속기어를 포함하며,
상기 아웃풋기어는, 상기 제2 감속기어와 연결되고 중심부의 연장축이 외부로 연장되어 상기 윈치와 결합되고,
상기 제1 감속기어는, 타측이 상기 제2 감속기어와 연결되는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법.
An initial rotation step of the control unit rotating the BLDC motor at a constant speed for a predetermined time;
An initial position setting step of setting, by the control unit, the position at which the rotation of the BLDC motor stops to an initial position;
A command signal input step of the control unit receiving a position command signal of a PWM signal;
An absolute rotation angle calculation step of calculating an absolute rotation angle of the BLDC motor; And
And a motor driving step of driving the BLDC motor by compensating for the calculated absolute rotation angle.
The control unit, the converter for rectifying and smoothing the AC power supply to supply a DC power source,
An inverter for converting the DC power supplied from the converter into a three-phase AC power in a pulse form having an arbitrary variable frequency;
And a controller configured to control the BLDC motor to be driven according to a control command using data on a rotation speed, a rotor position, and a current from a sensor mounted inside the BLDC motor.
The controller includes a PWM signal generator, generates a pattern of the PWM signal with respect to the calculated value and supplies it to the inverter,
Including a gear unit mounted on one side of the BLDC motor,
The gear unit includes a gear device having a plurality of gears coupled to transfer the power provided from the BLDC motor to an output gear connected to the winch; and,
The gear device,
An input gear connected to the motor rotation shaft of the BLDC motor;
A first reduction gear connected to one side of the input gear;
One side is connected to the first reduction gear and the other side includes a second reduction gear connected to the output gear,
The output gear is connected to the second reduction gear and the extension shaft of the center extends to the outside is coupled to the winch,
The first reduction gear is a rotation angle initial position detection method of the BLDC motor, the other side is connected to the second reduction gear.
상기 초기위치설정단계에서,
상기 제어유닛은 상기 BLDC모터가 회전할 때 발생된 부하를 전류량으로 환산한 후 상기 전류량이 일정 기준을 초과하는 부분을 초기위치로 설정하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법.
The method according to claim 7,
In the initial position setting step,
And the control unit converts the load generated when the BLDC motor rotates into an amount of current, and then sets a portion where the amount of current exceeds a predetermined reference to an initial position of the BLDC motor.
상기 절대회전각산출단계는,
제어유닛이 BLDC모터의 윈치 회전각도범위(α)를 추출하는 회전각도범위 추출단계;
제어유닛이 기어비(a), 홀센서 개수(b) 및 모터극수(c)에 따른 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 단위각도 산출단계;
제어유닛이 PWM 신호의 최소에서 최대 범위에 따른 각도를 산출하는 PWM 신호범위 계산단계; 및
제어유닛이 PWM 신호의 위치지령 신호와 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 이용해 절대회전각도를 산출하는 위치지령신호 처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법.
The method according to claim 7,
The absolute rotation angle calculation step,
A rotation angle range extraction step of the control unit extracting the winch rotation angle range α of the BLDC motor;
A unit angle calculating step of the control unit calculating the hall sensor counter unit angle β according to the gear ratio a, the number of hall sensors b, and the number of motor poles c;
A PWM signal range calculation step of the control unit calculating an angle according to the minimum to the maximum range of the PWM signal; And
And a position command signal processing step of a control unit calculating an absolute rotation angle by using a position command signal of the PWM signal and the Hall sensor counter unit angle (β).
상기 단위각도 산출단계는 제어유닛이 아래의 식을 이용하여 홀센서 카운터 1개당 회전각도인 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법.
(N = a×b×c)
이때,
α: 윈치 회전각도범위
a: 기어비
b: 홀센서 개수
c: 모터극수
The method according to claim 9,
The unit angle calculation step, the control unit calculates the initial angle of rotation angle of the BLDC motor, characterized in that for calculating the Hall sensor counter unit angle (β) is a rotation angle per one Hall sensor counter using the following equation.
(N = a × b × c)
At this time,
α: winch rotation angle range
a: gear ratio
b: Hall sensor count
c: motor pole
상기 위치지령신호 처리단계는,
상기 제어유닛이 아래의 식에 따라 홀센서 카운터 명령(D)을 산출한 후 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 곱하여 절대회전각을 산출하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법.
D = (10x ― 10,000) ×β ×10-5
이때,
x: 위치지령 신호 크기(단위: μsec)
β: 홀센서 카운터 단위각도The method according to claim 9,
The position command signal processing step,
The control unit calculates the Hall sensor counter command (D) according to the following equation, and then multiplies the Hall sensor counter unit angle (β) to calculate the absolute angle of rotation of the BLDC motor, characterized in that .
D = (10x-10,000) × β × 10 -5
At this time,
x: Position command signal size (unit: μsec)
β: Hall sensor counter unit angle
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