KR102154541B1

KR102154541B1 - Stator-separation type dual motor and safety control system thereof

Info

Publication number: KR102154541B1
Application number: KR1020180149709A
Authority: KR
Inventors: 김훈모; 조정식; 김현우; 최익수; 레이레이 시
Original assignee: 성균관대학교 산학협력단
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2020-09-10
Also published as: KR20190069303A

Abstract

본 발명은 고정자 분리형 듀얼 모터 및 이의 안전 제어 시스템에 관한 것이다.
상기 고정자 분리형 듀얼 모터는, 회전자, 및 상기 회전자와 동일한 중심을 가지며 상기 회전자의 내측 또는 외측에 배치되는 고정자를 구비하는 모터에 있어서, 상기 고정자는, 상기 고정자의 상단부에 위치하며, 제1 축과 상기 제1 축의 둘레를 따라 배치되는 다수 개의 제1 코일부를 구비하는 제1 코어; 상기 제1 코어에 전류를 공급하는 제1 드라이브; 상기 고정자의 하단부에 위치하며, 상기 제1 축에 대해 고정되는 제2 축과 상기 제2 축의 둘레를 따라 배치되는 다수 개의 제2 코일부를 구비하는 제2 코어; 및 상기 제2 코어에 전류를 공급하는 제2 드라이브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 모터의 일부분에 고장이 발생하더라도 작동이 가능하고 모터의 일시적/영구적 고장을 복구할 수 있어, 모터로 구동되는 장치의 안전성을 확보하는 것이 가능하다.The present invention relates to a stator-separated dual motor and a safety control system thereof.
The stator-separated dual motor is a motor having a rotor and a stator disposed inside or outside the rotor having the same center as the rotor, wherein the stator is located at an upper end of the stator, and A first core having one shaft and a plurality of first coil units disposed along the circumference of the first shaft; A first drive supplying current to the first core; A second core positioned at a lower end of the stator and having a second shaft fixed with respect to the first shaft and a plurality of second coil parts disposed along a circumference of the second shaft; And a second drive for supplying current to the second core.
Accordingly, even if a failure occurs in a part of the motor, operation is possible and temporary/permanent failure of the motor can be recovered, thereby ensuring the safety of a device driven by the motor.

Description

Stator-separation type dual motor and safety control system thereof

본 발명은 고정자 분리형 듀얼 모터 및 이의 안전 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 일부분에 고장이 발생하더라도 작동이 가능하고 모터의 일시적/영구적 고장을 복구할 수 있어, 모터로 구동되는 장치의 안전성을 확보하는 것이 가능한 고정자 분리형 듀얼 모터 및 이의 안전 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a stator-separated dual motor and a safety control system thereof, and more particularly, it is possible to operate even if a failure occurs in a part of the motor, and it is possible to recover a temporary/permanent failure of the motor. It relates to a stator-separated dual motor capable of ensuring safety and a safety control system thereof.

모터는 기계나 기구 등을 움직이게 하는 구동장치로서 가장 널리 사용된다. 기계 등의 작동 중에 모터에 고장이 발생하여 멈추는 경우, 기계 등이 단순히 본래의 기능을 못하게 되는 것 외에 기계 등 자체의 파손이나 안전사고의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 기계 등을 제작함에 있어서는 모터의 고장에 대비할 수 있는 수단을 강구할 필요가 있다.The motor is most widely used as a driving device that moves a machine or mechanism. If a motor breaks down during the operation of a machine, etc., and stops, the machine, etc., may simply fail its original function, and damage to the machine itself or a safety accident may occur. Therefore, in manufacturing a machine or the like, it is necessary to devise a means to prepare for motor failure.

공개번호 제10-2015-0010078호의 '페일 세이프 동작을 위한 모터 제어 장치 및 이의 제어 방법'은 모터의 운행 중에 고장이 발생하였을 때 모터가 장착된 장치의 운행이 정지되는 문제점을 방지할 수 있는 종래기술 중의 하나로서, 운행 중 고장에 따른 MCU(Motor Control Unit) 내부 폴트 신호를 진단하여 셋(set)하는 폴트 신호 셋 단계, MCU의 PWM(Pulse Width Modulation) 생성 신호를 오프하는 PWM 신호 오프 단계, 모터를 제어하기 위한 VCU(Vehicle Control Unit) 토크 레퍼런스 신호를 초기화하는 토크 레퍼런스 신호 초기화 단계, 제 1 설정 값 경과 후 상기 MCU 내부 폴트 신호를 리셋하는 폴트 신호 리셋 단계 및 상기 MCU 내부 폴트 신호의 발생시 MCU의 재시도 횟수를 카운팅하는 MCU 재시도 카운트 단계를 통하여 모터를 제어한다.'Motor control device for fail-safe operation and its control method' in Publication No. 10-2015-0010078 is a conventional method that can prevent the problem of stopping the operation of the motor-equipped device when a failure occurs during the operation of the motor. As one of the technologies, a fault signal set step of diagnosing and setting a fault signal inside a motor control unit (MCU) due to a fault during operation, a PWM signal off step of turning off the PWM (Pulse Width Modulation) generation signal of the MCU, A torque reference signal initialization step for initializing a VCU (Vehicle Control Unit) torque reference signal for controlling a motor, a fault signal reset step for resetting the MCU internal fault signal after the first set value elapses, and when the MCU internal fault signal occurs, the MCU The motor is controlled through the MCU retry count step, which counts the number of retries.

그러나 상기 종래기술에 의해서는 노이즈나 제어 불안정으로 인한 고장에 대비할 수는 있지만 모터 자체에 고장이 발생한 경우에는 대비할 수 없다.However, although the prior art can prepare for a failure due to noise or control instability, it cannot be prepared for a failure in the motor itself.

KRKR 10-2015-001007810-2015-0010078 AA

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모터의 고정자분리를 통해 모터의 일부 구성이나 모터의 제어와 관련된 구성에 고장이 발생한 경우에 대비할 수 있는 고정자 분리형 듀얼 모터 및 이의 안전 제어 시스템을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, and a stator-separated dual motor that can be prepared in case a failure occurs in a part of the motor or a configuration related to the control of the motor through the separation of the stator of the motor and its To provide a safety control system.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 회전자, 및 상기 회전자와 동일한 중심을 가지며 상기 회전자의 내측 또는 외측에 배치되는 고정자를 구비하는 모터에 있어서, 상기 고정자는, 상기 고정자의 상단부에 위치하며, 제1 축과 상기 제1 축의 둘레를 따라 배치되는 다수 개의 제1 코일부를 구비하는 제1 코어; 상기 제1 코어에 전류를 공급하는 제1 드라이브; 상기 고정자의 하단부에 위치하며, 상기 제1 축에 대해 고정되는 제2 축과 상기 제2 축의 둘레를 따라 배치되는 다수 개의 제2 코일부를 구비하는 제2 코어; 및 상기 제2 코어에 전류를 공급하는 제2 드라이브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 분리형 듀얼 모터에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, in a motor having a rotor and a stator disposed inside or outside the rotor and having the same center as the rotor, the stator is located at the upper end of the stator A first core having a first shaft and a plurality of first coil units disposed along the circumference of the first shaft; A first drive supplying current to the first core; A second core positioned at a lower end of the stator and having a second shaft fixed with respect to the first shaft and a plurality of second coil parts disposed along a circumference of the second shaft; And a second drive for supplying current to the second core. It is achieved by a stator-separated dual motor.

상기 제1 코일부와 상기 제2 코일부 사이에는 절연재가 배치되는 것이 바람직하다.It is preferable that an insulating material is disposed between the first coil part and the second coil part.

상기 회전자는, 상기 회전자의 상단부에 위치하여 상기 제1 코일부와 인접하며 원주를 따라 등간격으로 배치되는 다수 개의 상부 영구자석, 및 상기 회전자의 하단부에 위치하여 상기 제2 코일부와 인접하며 원주를 따라 등간격으로 배치되는 다수 개의 하부 영구자석을 포함하는 것이 바람직하다.The rotor is located at the upper end of the rotor, adjacent to the first coil unit, a plurality of upper permanent magnets disposed at equal intervals along a circumference, and a lower end of the rotor to be adjacent to the second coil unit And it is preferable to include a plurality of lower permanent magnets arranged at equal intervals along the circumference.

상기 상부 영구자석과 상기 하부 영구자석은 상하로 간격을 두고 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the upper permanent magnet and the lower permanent magnet are formed vertically at intervals.

상기 제1 드라이브는 서로 다른 위상의 전류를 제1 코어에 공급하는 다수 개의 인버터를 구비하고, 상기 제2 드라이브는 서로 다른 위상의 전류를 제2 코어에 공급하는 다수 개의 인버터를 구비할 수 있다.The first drive may include a plurality of inverters supplying currents of different phases to the first core, and the second drive may include a plurality of inverters supplying currents of different phases to the second core.

상기 제1 축과 상기 제2 축은 별도로 형성되되, 상기 제1 축과 상기 제2 축 중 어느 하나에는 돌기가 구비되고 나머지 하나에는 상기 돌기에 맞물리는 홈이 형성되어, 상기 제1 축과 상기 제2 축이 결합되는 것이 바람직하다.The first shaft and the second shaft are formed separately, one of the first shaft and the second shaft is provided with a protrusion, and the other is formed with a groove engaged with the protrusion, the first shaft and the second shaft It is preferable that the two axes are combined.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기한 고정자 분리형 듀얼 모터의 안전 제어 시스템에 있어서, 상기 제1 코어와 상기 제2 코어에 입력되는 전류를 진단하는 모터 고장 진단부; 및 상기 모터 고장 진단부의 진단에 따라 상기 제1 드라이브와 상기 제2 드라이브에 대한 전류의 입력을 제어하는 모터 고장 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 분리형 듀얼 모터의 안전 제어 시스템이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, in the safety control system of the stator-separated dual motor, the motor failure diagnosis unit diagnoses current input to the first core and the second core; And a motor failure control unit for controlling an input of current to the first drive and the second drive according to the diagnosis of the motor failure diagnosis unit. A safety control system for a stator-separated dual motor is provided.

상기 모터 고장 진단부가 상기 제1 코어와 상기 제2 코어에 전류가 입력되는 것으로 진단한 경우, 상기 모터 고장 제어부는 상기 제1 드라이브와 상기 제2 드라이브에 정상 전류가 입력되도록 할 수 있다.When the motor failure diagnosis unit diagnoses that current is input to the first core and the second core, the motor failure control unit may cause the normal current to be input to the first drive and the second drive.

상기 모터 고장 진단부가 상기 제1 코어와 상기 제2 코어에 불균형한 전류가 입력되는 것으로 진단한 경우, 상기 모터 고장 제어부는 상기 제1 드라이브와 상기 제2 드라이브에 입력되는 전류의 크기가 동일해지도록 할 수 있다.When the motor failure diagnosis unit diagnoses that an unbalanced current is input to the first core and the second core, the motor failure control unit makes the magnitude of the current input to the first drive and the second drive the same. can do.

상기 모터 고장 진단부가 상기 제1 코어와 상기 제2 코어 중 어느 한 곳에만 전류가 입력되는 것으로 진단한 경우, 상기 모터 고장 제어부는 상기 제1 코어와 상기 제2 코어 중 전류가 입력되지 않는 곳에 전류를 공급하는 드라이브에 대하여 전류의 입력을 차단할 수 있다.When the motor failure diagnosis unit diagnoses that current is input only to one of the first core and the second core, the motor failure control unit applies a current to a location of the first core and the second core to which no current is input. It can cut off the input of current to the supplied drive.

상기 모터 고장 제어부는 상기 제1 코어와 상기 제2 코어 중 전류가 입력되는 곳에 전류를 공급하는 드라이브가 비상 전류를 출력하도록 할 수 있다.The motor failure control unit may cause a drive that supplies a current to a location of the first core and the second core to which a current is input to output an emergency current.

상기 모터 고장 진단부는, 상기 제1 드라이브와 상기 제2 드라이브의 역기전력 데이터를 이용해 상기 제1 코어와 상기 제2 코어에 입력되는 전류를 진단할 수 있다.The motor failure diagnosis unit may diagnose currents input to the first core and the second core using back EMF data of the first drive and the second drive.

상기 모터 고장 진단부는, 상기 제1 드라이브 및 상기 제2 드라이브의 역기전력 데이터와 함께, 상기 제1 드라이브의 출력단 및 상기 제2 드라이브의 출력단에 흐르는 전류의 측정 데이터를 이용하여, 상기 제1 코어와 상기 제2 코어에 입력되는 전류를 진단할 수 있다.The motor failure diagnosis unit uses the measurement data of the current flowing through the output terminal of the first drive and the output terminal of the second drive, together with the back EMF data of the first drive and the second drive, the first core and the The current input to the second core can be diagnosed.

상기 모터 고장 진단부가 상기 제1 코어와 상기 제2 코어 중 적어도 어느 한 곳에 전류가 입력되지 않는 것으로 진단한 경우, 상기 모터 고장 제어부는 모터 고장 알람을 외부로 전송하는 것이 바람직하다.When the motor failure diagnosis unit diagnoses that current is not input to at least one of the first core and the second core, the motor failure control unit preferably transmits a motor failure alarm to the outside.

상기 제1 코어의 입력단의 전류를 측정하는 제1 센서, 상기 제1 센서에서 출력되는 제1 측정 전류 데이터를 진단하고 상기 모터 고장 진단부로 전송하는 제1 센서 고장 진단/복구부, 상기 제2 코어의 입력단의 전류를 측정하는 제2 센서, 및 상기 제2 센서에서 출력되는 제2 측정 전류 데이터를 진단하고 상기 모터 고장 진단부로 전송하는 제2 센서 고장 진단/복구부를 더 포함할 수 있다.A first sensor for measuring the current at the input terminal of the first core, a first sensor fault diagnosis/recovery unit for diagnosing first measured current data output from the first sensor and transmitting it to the motor fault diagnosis unit, the second core A second sensor for measuring a current of the input terminal of, and a second sensor failure diagnosis/recovery unit for diagnosing the second measured current data output from the second sensor and transmitting it to the motor failure diagnosis unit.

상기 제1 센서에서 출력되어 상기 제1 센서 고장 진단/복구부로 전달되는 상기 제1 측정 전류 데이터에서 일정 범위를 벗어난 데이터를 필터링하는 제1 센서 일시적 고장 복구부, 및 상기 제2 센서에서 출력되어 상기 제2 센서 고장 진단/복구부로 전달되는 상기 제2 측정 전류 데이터에서 일정 범위를 벗어난 데이터를 필터링하는 제2 센서 일시적 고장 복구부를 더 포함하는 것이 바람직하다.A first sensor temporary failure recovery unit that filters data out of a predetermined range from the first measured current data output from the first sensor and transmitted to the first sensor failure diagnosis/recovery unit, and the second sensor outputs the It is preferable to further include a second sensor temporary failure recovery unit for filtering data out of a predetermined range from the second measurement current data transmitted to the second sensor failure diagnosis/recovery unit.

상기 제1 센서 고장 진단/복구부는, 상기 제1 드라이브의 역기전력을 이용해 상기 제1 코일부의 입력단의 제1 추정 전류 데이터 생성하고, 상기 제1 측정 전류 데이터와 상기 제1 추정 전류 데이터 사이에 일정치 이상의 차이가 있는 경우에 상기 제1 측정 전류 데이터 대신 상기 제1 추정 전류 데이터를 상기 모터 고장 진단부로 전송하며, 상기 제2 센서 고장 진단/복구부는, 상기 제2 드라이브의 역기전력을 이용해 상기 제2 코일부의 입력단의 제2 추정 전류 데이터 생성하고, 상기 제2 측정 전류 데이터와 상기 제2 추정 전류 데이터 사이에 일정치 이상의 차이가 있는 경우에 상기 제2 측정 전류 데이터 대신 상기 제2 추정 전류 데이터를 상기 모터 고장 진단부로 전송하는 것이 바람직하다.The first sensor failure diagnosis/recovery unit generates first estimated current data of the input terminal of the first coil unit using the back electromotive force of the first drive, and works between the first measured current data and the first estimated current data. When there is a difference of more than a fixed position, the first estimated current data is transmitted to the motor failure diagnosis unit instead of the first measurement current data, and the second sensor failure diagnosis/recovery unit uses the back electromotive force of the second drive. Generates second estimated current data of the input terminal of the coil unit, and when there is a difference of a predetermined value or more between the second measured current data and the second estimated current data, the second estimated current data is used instead of the second measured current data. It is preferable to transmit it to the motor fault diagnosis unit.

상기 제1 센서 고장 진단/복구부가 상기 제1 센서에서 상기 제1 측정 전류 데이터가 출력되지 않는 것을 진단한 경우, 상기 제1 센서 고장 진단/복구부는 제1 센서 고장 알람을 외부로 전송하고, 상기 제2 센서 고장 진단/복구부가 상기 제2 센서에서 상기 제2 측정 전류 데이터가 출력되지 않는 것을 진단한 경우, 상기 제2 센서 고장 진단/복구부는 제2 센서 고장 알람을 외부로 전송하는 것이 바람직하다.When the first sensor failure diagnosis/recovery unit diagnoses that the first measurement current data is not output from the first sensor, the first sensor failure diagnosis/recovery unit transmits a first sensor failure alarm to the outside, and the When the second sensor failure diagnosis/recovery unit diagnoses that the second measurement current data is not output from the second sensor, the second sensor failure diagnosis/recovery unit preferably transmits a second sensor failure alarm to the outside. .

상기 제1 드라이브는 서로 다른 위상의 전류를 제1 코어에 공급하는 다수 개의 인버터를 구비하고, 상기 제2 드라이브는 서로 다른 위상의 전류를 제2 코어에 공급하는 다수 개의 인버터를 구비하며, 상기 모터 고장 진단부는 각 위상별로 상기 제1 코어와 상기 제2 코어에 입력되는 전류를 진단하고, 상기 모터 고장 제어부는 상기 제1 드라이브와 상기 제2 드라이브의 각 인버터에 대한 전류의 입력을 제어하는 하위 제어부를 구비할 수 있다.The first drive includes a plurality of inverters supplying currents of different phases to the first core, and the second drive includes a plurality of inverters supplying currents of different phases to the second core, and the motor A fault diagnosis unit diagnoses the current input to the first core and the second core for each phase, and the motor failure control unit controls input of current to each inverter of the first drive and the second drive. It can be provided.

상기 모터 고장 진단부가 상기 제1 코일부와 상기 제2 코일부에서 상하로 위치하는 코일부 중 하나에 전류가 입력되지 않는 것으로 진단한 경우, 상기 하위 제어부는, 전류가 입력되지 않는 코일부에 전류를 공급하는 인버터에 대하여 전류의 입력을 차단하는 것이 바람직하다.When the motor fault diagnosis unit diagnoses that current is not input to one of the coil units positioned up and down in the first coil unit and the second coil unit, the lower control unit includes a current in the coil unit to which no current is input. It is preferable to cut off the input of current to the inverter supplying

상기 하위 제어부는, 전류가 입력되지 않는 코일부와 상하로 위치하는 코일부에 전류를 공급하는 인버터가 비상 전류를 출력하도록 제어하는 것이 바람직하다.Preferably, the lower control unit controls an inverter that supplies current to a coil unit to which no current is input and to a coil unit positioned up and down to output an emergency current.

본 발명의 고정자 분리형 듀얼 모터는 서로 다른 전기회로에 의해 제어되는 2개의 코어를 구비하므로, 모터가 작동하는 중에 어느 한 코어의 전기회로에 단선이나 단락 등의 고장이 발생하더라도 나머지 코어에는 전류가 공급될 수 있고, 이에 따라 모터가 장착된 기계장치 등이 갑작스럽게 작동을 멈추어 기계장치 등이 파손되거나 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 제1 드라이브와 제2 드라이브 중 어느 하나에 고장이 발생한 경우에도 모터가 계속해서 작동할 수 있다.Since the stator-separated dual motor of the present invention has two cores controlled by different electric circuits, current is supplied to the remaining cores even if a failure such as a disconnection or short circuit occurs in the electric circuit of one core while the motor is running. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of a safety accident or damage to the mechanical device or the like due to the sudden stop of operation of the motor-equipped mechanical device. Even if a failure occurs in either the first drive or the second drive, the motor may continue to operate.

그리고 두 개의 코어가 함께 동작하는 경우에서 어느 한 코어가 동작하는 경우로의 전환이 일시적인 충격이나 멈춤의 발생 없이 매끄럽게 이루어지고, 각 경우에 있어 제어 인자들이 거의 동일하므로 제어가 용이하다.In addition, the transition from the case where the two cores are operated together to the case where one of the cores is operated is made smoothly without the occurrence of a temporary shock or stop, and in each case, the control factors are almost the same, so the control is easy.

또한, 하나의 모터 내에서 고정자가 두 부분으로 나뉘어 형성되므로, 기존 모터와 비교하였을 때 크기와 무게를 거의 동일하게 유지하면서도 고장에 대한 대처는 보다 효과적으로 할 수 있다.In addition, since the stator is formed by being divided into two parts within one motor, it is possible to more effectively cope with failures while maintaining the size and weight almost the same as compared to the conventional motor.

본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터 안전 제어 시스템에 의하면, 코어에 고장이 발생한 것을 정확하게 진단할 수 있고 진단 결과에 따라 각 드라이브에 대한 전류의 입력을 제어할 수 있다.According to the stator-separated dual motor safety control system according to the present invention, it is possible to accurately diagnose that a failure has occurred in the core and to control the input of current to each drive according to the diagnosis result.

어느 한 코어만이 동작하는 경우에도 한 코어에 공급하는 비상 전류를 공급하면 두 코어가 모두 정상 작동할 때와 유사한 성능을 발휘하는 것이 가능하다.Even if only one core is operating, it is possible to exhibit similar performance as when both cores are operating normally by supplying an emergency current supplied to one core.

본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터 안전 제어 시스템에 의하면, 각 코어에 입력되는 전류를 측정하는 센서에 고장이 발생한 경우에도 고정자 분리형 듀얼 모터가 동작할 수 있다.According to the stator separation type dual motor safety control system according to the present invention, even when a failure occurs in a sensor measuring a current input to each core, the stator separation type dual motor can operate.

제1 드라이브와 제2 드라이브가 각각 다수 개의 인버터를 구비하는 경우에는 각 드라이브 모두에서 고장이 발생하더라도 본 발명에 의한 듀얼 모터가 동작하도록 제어할 수 있다.When the first drive and the second drive each include a plurality of inverters, even if a failure occurs in all of the drives, it is possible to control the dual motor according to the present invention to operate.

도 1은 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터의 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터를 구성하는 고정자의 제1 축과 제2 축이 별도로 형성되는 경우에 관한 설명도,
도 4는 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터를 구성하는 고정자의 제1 드라이브와 제2 드라이브가 다수 개의 인버터를 구비하는 경우에 관한 설명도,
도 5는 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터가 장치에 적용된 경우의 구성 예시도,
도 6은 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터의 안전 제어 시스템의 개략적인 구성도,
도 7은 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터의 안전 제어 시스템의 동작에 관한 설명도,
도 8은 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터의 안전 제어 시스템이 제1 센서 등을 더 포함하는 경우에 관한 설명도,
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터를 구성하는 고정자의 제1 드라이브와 제2 드라이브가 다수 개의 인버터를 구비하는 경우에 있어 안전 제어 시스템에 관한 설명도이다.1 is an exploded perspective view of a stator-separated dual motor according to the present invention,
2 is a cross-sectional view of a stator-separated dual motor according to the present invention,
3 is an explanatory diagram of a case in which the first and second shafts of the stator constituting the stator-separated dual motor according to the present invention are formed separately;
4 is an explanatory diagram of a case in which the first drive and the second drive of the stator constituting the stator-separated dual motor according to the present invention include a plurality of inverters;
5 is an exemplary configuration diagram when a stator-separated dual motor according to the present invention is applied to a device;
6 is a schematic configuration diagram of a safety control system of a stator-separated dual motor according to the present invention,
7 is an explanatory view of the operation of the safety control system of the stator-separated dual motor according to the present invention;
8 is an explanatory view of a case where the safety control system of the stator-separated dual motor according to the present invention further includes a first sensor,
9 and 10 are diagrams illustrating a safety control system when the first drive and the second drive of the stator constituting the stator-separated dual motor according to the present invention include a plurality of inverters.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터(1)의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터(1)의 단면도가 도시되어 있다.1 is an exploded perspective view of a stator separation type dual motor 1 according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a stator separation type dual motor 1 according to the present invention.

본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터(1)는 회전자(10)와 고정자(20)를 구비하여 회전자(10)의 영구자석과 고정자(20)의 코일 사이에서 발생하는 인력과 척력의 조절에 의해 동작하는 일반적인 모터의 원리를 기본 원리로 하여 동작한다.The stator-separated dual motor 1 according to the present invention is provided with a rotor 10 and a stator 20 to control attractive force and repulsive force generated between the permanent magnet of the rotor 10 and the coil of the stator 20. It operates based on the principle of a general motor operated by the basic principle.

회전자(10)는 고정자(20)와의 상호작용에 의해 회전하여 운동에너지가 발생하는 부분으로, 전체적인 형상이 원통형으로 이루어지며 내주면 둘레 상에서 등간격으로 배치되는 다수 개의 영구자석을 구비한다. 다수 개의 영구자석은 양극(N극과 S극)이 서로 번갈아가며 내부 중심을 향한다. 회전자(10)의 중심부에는 운동에너지를 외부에 전달하기 위한 회전축(13)이 형성된다.The rotor 10 rotates by interaction with the stator 20 to generate kinetic energy. The overall shape is cylindrical and includes a plurality of permanent magnets arranged at equal intervals around the inner circumferential surface. In a plurality of permanent magnets, the anodes (N and S poles) alternate with each other toward the inner center. A rotation shaft 13 for transmitting kinetic energy to the outside is formed in the center of the rotor 10.

고정자(20)는 상기 회전자(10)와 동일한 중심을 가지는 상태로 회전자(10)의 내부에 배치되며, 고정자(20)의 외측 둘레를 따라서는 코일이 감기는 코일부가 다수 개 형성된다. 이러한 고정자(20)는 전류가 흐르는 코일부의 위치를 계속해서 변화시켜 회전자(10)의 영구자석에 가해지는 척력과 인력의 위치를 변화시킴으로써 회전자(10)를 회전하게 한다.The stator 20 is disposed inside the rotor 10 in a state having the same center as the rotor 10, and a plurality of coil portions are formed along the outer circumference of the stator 20 to which the coil is wound. The stator 20 rotates the rotor 10 by continuously changing the position of the coil portion through which current flows to change the positions of the repulsive force and attraction applied to the permanent magnet of the rotor 10.

고정자(20)의 축은 고정자(20)의 중심에서 회전자(10)의 회전축(13) 둘레부를 따라 원통형으로 형성된다.The shaft of the stator 20 is formed in a cylindrical shape along the circumference of the rotation shaft 13 of the rotor 10 at the center of the stator 20.

일반적인 모터에서 고정자(20)의 코일부들은 하나의 전기회로에 의해 어느 코일부에 전류를 흐르게 하는지가 제어되는 것에 비하여, 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터(1)에서는 코일부가 상하 2개의 군으로 나누어지고 각 군은 서로 다른 전기회로에 의해 제어된다.In a general motor, the coil parts of the stator 20 are controlled by one electric circuit to control which coil part the current flows, whereas in the stator-separated dual motor 1 according to the present invention, the coil part is divided into two groups. It is divided and each group is controlled by a different electric circuit.

보다 구체적으로, 상기 고정자(20)는 제1 코어(21), 제1 드라이브(22), 제2 코어(23) 및 제2 드라이브(24)를 구비한다.More specifically, the stator 20 includes a first core 21, a first drive 22, a second core 23 and a second drive 24.

제1 코어(21)는 고정자(20)의 상단부를 형성하는 것으로, 제1 축(21a)과 상기 제1 축(21a)의 둘레를 따라 등간격으로 배치되는 다수 개의 제1 코일부(21b)를 구비한다. 제2 코어(23)는 고정자(20)의 하단부를 형성하는 것으로 상기 제1 축(21a)에 대해 고정되는 제2 축(23a)과 상기 제2 축(23a)의 둘레를 따라 등간격으로 배치되는 다수 개의 제2 코일부(23b)를 구비한다.The first core 21 forms an upper end of the stator 20, and a plurality of first coil portions 21b disposed at equal intervals along the circumference of the first shaft 21a and the first shaft 21a It is equipped with. The second core 23 forms the lower end of the stator 20 and is disposed at equal intervals along the circumference of the second shaft 23a and the second shaft 23a fixed to the first shaft 21a. A plurality of second coil units 23b are provided.

제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b) 각각에는 전류가 흐를 수 있는 코일이 권선되어 회전자(10)의 영구자석과의 사이에 인력 또는 척력이 작용하게 할 수 있다.A coil through which a current can flow is wound in each of the first coil unit 21b and the second coil unit 23b so that attractive force or repulsive force acts between the permanent magnet of the rotor 10.

그리고 제1 드라이브(22)는 제1 코어(21)에 전류를 공급하고, 제2 드라이브(24)는 제2 코어(23)에 전류를 공급한다. 즉, 제1 코어(21)와 제2 코어(23)는 서로 다른 전기회로에 의해 전류의 공급이 제어된다.In addition, the first drive 22 supplies current to the first core 21, and the second drive 24 supplies current to the second core 23. That is, the first core 21 and the second core 23 are controlled to supply current by different electric circuits.

이러한 본 발명의 고정자 분리형 듀얼 모터(1)는 상기한 바와 같이 서로 다른 전기회로에 의해 제어되는 제1 코어(21)와 제2 코어(23)를 구비하므로, 모터가 작동하는 중에 어느 한 코어의 전기회로에 단선이나 단락 등의 고장이 발생하더라도 나머지 코어에는 전류가 공급되어 동작할 수 있고, 이에 따라 모터가 장착된 기계장치 등이 갑작스럽게 작동을 멈추어 기계장치 등이 파손되거나 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24) 중 어느 하나에 고장이 발생한 경우에도 모터가 계속해서 작동할 수 있는 것은 마찬가지이다.Since the stator-separated dual motor 1 of the present invention has a first core 21 and a second core 23 controlled by different electric circuits as described above, one of the cores while the motor is running Even if a breakdown or short circuit occurs in the electrical circuit, current is supplied to the remaining cores to operate, and accordingly, the mechanical devices equipped with the motor suddenly stop working, causing damage to the mechanical devices or safety accidents. Can be prevented. The same is true that the motor can continue to operate even when a failure occurs in either of the first drive 22 and the second drive 24.

제1 코어(21)와 제2 코어(23)가 별도로 형성됨에 의해 한 코어에서 발생한 단선이나 과열 등의 영향은 나머지 코어로 전달되지 않게 된다.Since the first core 21 and the second core 23 are formed separately, the effect of disconnection or overheating generated in one core is not transmitted to the other cores.

그리고 제1·2 코어(21, 23)가 함께 동작하는 경우와 제1·2 코어(21, 23) 중 어느 한 코어만이 동작하는 경우 각각에는 동작하는 코어의 개수가 다를 뿐 고정자(20)와 회전자(10) 사이의 간격이나 축의 위치가 다른 것은 아니므로 제1·2 코어(21, 23)가 함께 동작하는 경우에서 어느 한 코어가 동작하는 경우로의 전환이 일시적인 충격이나 멈춤의 발생 없이 매끄럽게 이루어지고, 각 경우에 있어 제어 인자들이 거의 동일하므로 제어가 용이하다.In addition, when the first and second cores 21 and 23 operate together and only one of the first and second cores 21 and 23 operates, the stator 20 only has a different number of operating cores. Since the distance between the and the rotor 10 and the position of the shaft are not different, the transition from the case where the first and second cores 21 and 23 are operated together to the case where one of the cores is operated causes a temporary shock or stoppage. It is made smoothly without and, in each case, control is easy because the control factors are almost the same.

또한, 하나의 모터 내에서 고정자(20)가 두 부분으로 나뉘어 형성되므로, 기존 모터와 비교하였을 때 크기와 무게를 거의 동일하게 유지하면서도 고장에 대한 대처는 보다 효과적으로 할 수 있다.In addition, since the stator 20 is formed by being divided into two parts within one motor, it is possible to more effectively cope with a failure while maintaining substantially the same size and weight as compared to a conventional motor.

회전자(10)와 고정자(20)의 위치는 도 1 등에 도시된 것과는 반대로, 회전자(10)가 내부에 위치하여 회전자(10)의 외주면을 따라 영구자석이 배치되고 회전자(10)의 외부에 배치되는 고정자(20)의 내측 둘레부에서 제1·2 코일부(21b, 23b)가 형성될 수도 있음은 당연하다.The positions of the rotor 10 and the stator 20 are contrary to those shown in FIG. 1 and the like, the rotor 10 is located inside, so that a permanent magnet is disposed along the outer circumferential surface of the rotor 10 and the rotor 10 It is natural that the first and second coil portions 21b and 23b may be formed at the inner circumferential portion of the stator 20 disposed outside of the stator 20.

제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b) 사이에는 절연재(25)가 배치될 수 있다.An insulating material 25 may be disposed between the first coil part 21b and the second coil part 23b.

상기 절연재(25)는 별도로 형성되는 제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b) 사이에서 전류가 흐르게 되는 것을 방지한다.The insulating material 25 prevents current from flowing between the separately formed first coil unit 21b and the second coil unit 23b.

제1 코어(21)의 제1 축(21a)과 제2 코어(23)의 제2 축(23a)은 서로 별도로 형성되되, 제1 축(21a)과 제2 축(23a) 중 어느 하나에는 돌기(b)가 구비되고 나머지 하나에는 상기 돌기(b)에 맞물리는 홈(g)이 형성되어 제1 축(21a)과 제2 축(23a)이 서로 결합할 수 있다. 도 3에는 이러한 실시예와 관련된 설명도가 도시되어 있다.The first shaft (21a) of the first core (21) and the second shaft (23a) of the second core (23) are formed separately from each other, but any one of the first shaft (21a) and the second shaft (23a) A protrusion (b) is provided, and a groove (g) engaged with the protrusion (b) is formed in the other, so that the first shaft 21a and the second shaft 23a may be coupled to each other. Fig. 3 shows an explanatory diagram related to this embodiment.

고정자(20)의 제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b)는 본 발명에 의한 듀얼 모터의 크기가 너무 커지는 것을 방지하는 측면에서는 서로 전기적으로 간섭하지 않는 한에서 최대한 근접하여 형성되는 것이 바람직한 반면, 제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b) 각각에 코일을 권선해주어야 하므로 모터의 제작을 용이하게 하는 측면에서는 제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b)가 근접하여 형성되는 것이 바람직하지 못하다.The first coil part 21b and the second coil part 23b of the stator 20 are formed as close as possible as long as they do not electrically interfere with each other in terms of preventing the size of the dual motor according to the present invention from becoming too large. On the other hand, it is preferable that the first coil unit 21b and the second coil unit 23b are wound in terms of facilitating the manufacture of the motor because coils must be wound on each of the first coil unit 21b and the second coil unit 23b. It is not preferable that is formed in close proximity.

본 실시예에서는 모터의 제작을 용이하게 하면서도 모터를 컴팩트하게 구성할 수 있도록, 각 코어(21, 23)의 축(21a, 23a)을 별도로 형성하여 모터의 제작시 제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b) 각각에 대해 코일을 용이하게 권선할 수 있도록 하고, 돌기(b)와 홈(g)에 의해 제1 축(21a)과 제2 축(23a)이 결합하여 제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b)가 밀착될 수 있도록 한다.In this embodiment, the shafts 21a and 23a of the cores 21 and 23 are separately formed so that the motor can be easily manufactured and the motor can be compactly configured, so that the first coil unit 21b and the first coil unit 21b It is possible to easily wind the coil for each of the second coil units 23b, and the first shaft 21a and the second shaft 23a are coupled by a protrusion (b) and a groove (g) to The part 21b and the second coil part 23b are in close contact with each other.

제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 다수 개의 인버터(I)를 구비할 수 있다.The first drive 22 and the second drive 24 may include a plurality of inverters I as shown in FIG. 4.

제1 드라이브(22)에서 인버터(I)는 각각이 서로 다른 위상의 전류를 제1 코어(21)에 공급한다. 제1 코어(21)의 제1 코일부(21b)에는 차례대로 서로 다른 위상의 전류가 공급된다. 마찬가지로, 제2 드라이브(24)에서 인버터(I)는 각각이 서로 다른 위상의 전류를 제2 코어(23)에 공급하며, 제2 코어(23)의 제2 코일부(23b)에는 차례대로 서로 다른 위상의 전류가 공급된다.In the first drive 22, the inverter I supplies currents of different phases to the first core 21, respectively. Currents of different phases are sequentially supplied to the first coil portion 21b of the first core 21. Similarly, in the second drive 24, the inverter I supplies currents of different phases to the second core 23, and the second coil units 23b of the second core 23 are sequentially Currents of different phases are supplied.

도 4에서는 예시적으로, 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)가 각각 U, V, W 상의 전류를 공급하는 3개의 인버터를 구비하고 있는 것을 볼 수 있다.In FIG. 4, as an example, it can be seen that the first drive 22 and the second drive 24 have three inverters that supply currents in U, V, and W phases, respectively.

다상의 인버터 회로를 구비하는 본 발명에 의한 듀얼 모터는 기동이 쉽고 기동 토크가 크다는 다상 인버터 모터가 가지는 일반적인 장점 외에도 모터에서 발생하는 고장에 보다 효과적으로 대응할 수 있다는 장점을 갖는데, 이러한 장점에 대해서는 아래에서 보다 자세하게 설명하도록 한다.The dual motor according to the present invention having a multi-phase inverter circuit has the advantage of being able to respond more effectively to failures occurring in the motor, in addition to the general advantages of a multi-phase inverter motor that it is easy to start and has a large starting torque. Let's explain it in more detail.

제1 코어(21)의 제1 축(21a)과 제2 코어(23)의 제2 축(23a)은 서로 고정되므로, 특정 위상의 전류가 각 코어(21, 23)에서 원주상의 동일한 위치의 코일부에 공급되는 상태가 유지될 수 있다.Since the first axis 21a of the first core 21 and the second axis 23a of the second core 23 are fixed to each other, the current of a specific phase is at the same position on the circumference in each of the cores 21 and 23 The state supplied to the coil part of the can be maintained.

상기 회전자(10)는 고정자(20)의 코일부가 상하로 나뉘어 형성되는 것과 마찬가지로 영구자석이 상하로 나뉘어 형성될 수 있다. 즉, 회전자(10)는 다수 개의 상부 영구자석(11)과 다수 개의 하부 영구자석(12)을 구비할 수 있다.The rotor 10 may be formed by dividing a permanent magnet up and down in the same way that the coil portion of the stator 20 is divided up and down. That is, the rotor 10 may include a plurality of upper permanent magnets 11 and a plurality of lower permanent magnets 12.

다수 개의 상부 영구자석(11)은 회전자(10)의 상단부에 위치하여 제1 코일부(21b)와 인접하며 원주를 따라 등간격으로 배치되고, 다수 개의 하부 영구자석(12)은 회전자(10)의 하단부에 위치하여 제2 코일부(23b)와 인접하며 원주를 따라 등간격으로 배치된다.A plurality of upper permanent magnets 11 are located at the upper end of the rotor 10 and are adjacent to the first coil part 21b and are disposed at equal intervals along the circumference, and the plurality of lower permanent magnets 12 is a rotor ( It is located at the lower end of 10), is adjacent to the second coil unit 23b, and is disposed at equal intervals along the circumference.

이에 따라, 제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b) 중 어느 하나만이 작동하는 경우에 동작하는 코일부와 인접하지 않은 영구자석의 부분이 작동중인 코일부에 미치는 영향을 줄일 수 있다.Accordingly, when only one of the first coil part 21b and the second coil part 23b is operated, the effect of the part of the permanent magnet that is not adjacent to the operating coil part to the operating coil part can be reduced. .

회전자(10)의 상부 영구자석(11)과 하부 영구자석(12)은 상하로 간격을 두고 형성될 수 있다.The upper permanent magnet 11 and the lower permanent magnet 12 of the rotor 10 may be formed at intervals vertically.

제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b)에 전류가 공급되면 각각에 자속(flux)이 발생하게 되는데, 각 코일부의 자속이 제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b)가 인접하는 부분에서 역방향으로 발생하며, 이러한 역방향의 자속은 영구자석의 자속과 상쇄되어 약화된다.When current is supplied to the first coil part 21b and the second coil part 23b, a magnetic flux is generated in each of the first coil part 21b and the second coil part 23b. 23b) occurs in the opposite direction in the adjacent part, and the magnetic flux in this reverse direction cancels out and weakens the magnetic flux of the permanent magnet.

그런데 상부 영구자석(11)과 하부 영구자석(12) 사이에 간격을 형성하면 제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b)에서 발생한 역방향 자속이 상부 영구자석(11)과 하부 영구자석(12) 사이로 통과하게 되어 자속이 약화되는 것을 방지할 수 있고, 결과적으로 모터의 출력이 감소하는 것을 방지할 수 있다.However, when a gap is formed between the upper permanent magnet 11 and the lower permanent magnet 12, the reverse magnetic flux generated in the first coil part 21b and the second coil part 23b is reduced to the upper permanent magnet 11 and the lower permanent magnet. (12) It is possible to prevent the magnetic flux from being weakened by passing through, and as a result, it is possible to prevent the output of the motor from decreasing.

본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터(1)는 상기한 것과 같은 구성들 외에도, 회전자(10)의 회전축이 일정 위치에서 회전할 수 있도록 지지하는 구성 등과 같이 일반적인 모터가 가지는 구성들을 더 구비할 수 있다.In addition to the above-described configurations, the stator-separated dual motor 1 according to the present invention may further include configurations of a general motor such as a configuration that supports the rotating shaft of the rotor 10 to rotate at a predetermined position. have.

다수 개의 프로펠러를 구비하는 드론 등과 같이 하나의 장치 내에 다수 개의 모터가 필요한 경우, 장치는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 각 모터가 본 발명의 고정자 분리형 듀얼 모터(1)로 이루어질 수 있다.When a plurality of motors are required in one device, such as a drone having a plurality of propellers, the device may consist of a stator-separated dual motor 1 of the present invention, as shown in FIG. 5.

장치의 제1 듀얼 모터는 제1 코어(21), 상기 제1 코어(21)에 전류를 공급하는 제1 드라이브(22), 제2 코어(23), 및 상기 제2 코어(23)에 전류를 공급하는 제2 드라이브(24)를 구비하고, 제N(N은 자연수) 듀얼 모터는 제2N-1 코어(n1), 상기 제2N-1 코어에 전류를 공급하는 제2N-1 드라이브(n2), 제2N 코어(n3), 상기 제2N 코어에 전류를 공급하는 제2N 드라이브(n4)를 구비한다. 즉, 각 듀얼 모터를 구성하는 코어들은 서로 다른 전기회로에 의해 전류가 공급되어 제어된다.The first dual motor of the device provides a current to the first core (21), the first drive (22) supplying current to the first core (21), the second core (23), and the second core (23). And a second drive 24 for supplying the N-th (N is a natural number) dual motor is a 2N-1 core (n1), a 2N-1 drive (n2) supplying current to the 2N-1 core ), a second N core (n3), and a second N drive (n4) supplying current to the second N core. That is, the cores constituting each dual motor are controlled by supplying current by different electric circuits.

이처럼 다수 개의 듀얼 모터를 구비하는 장치는 동작 중 각 모터에서 어느 한 코어나 어느 한 드라이브의 전기회로에 단선이나 단락 등의 고장이 발생하더라도 나머지 코어에는 계속해서 전류가 공급되어 계속해서 동작이 가능하다.In such a device equipped with a plurality of dual motors, even if a failure such as a disconnection or a short circuit occurs in one core or an electric circuit of one drive in each motor during operation, current is continuously supplied to the remaining cores and can continue to operate. .

각 모터에 전류를 공급하는 드라이브들은 하나의 제어부(C)에 의해 제어될 수 있다.Drives supplying current to each motor may be controlled by one control unit (C).

이하에서는 상기한 고정자 분리형 듀얼 모터의 안전 제어 시스템에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a safety control system for the stator-separated dual motor will be described.

도 6에는 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터의 안전 제어 시스템의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.6 is a schematic configuration diagram of a safety control system for a stator-separated dual motor according to the present invention.

본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터의 안전 제어 시스템은 모터 고장 진단부(31)와 모터 고장 제어부(32)를 포함한다.The safety control system for a stator-separated dual motor according to the present invention includes a motor failure diagnosis unit 31 and a motor failure control unit 32.

모터 고장 진단부(31)는 고정자 분리형 듀얼 모터의 제1 코어(21)와 제2 코어(23)에 입력되는 전류를 진단하여 듀얼 모터의 고정자(20)에 단선이나 단락 등의 영구적인 고장이나 일시적인 고장이 발생했는지의 여부를 확인한다.The motor failure diagnosis unit 31 diagnoses the current input to the first core 21 and the second core 23 of the stator-separated dual motor to prevent permanent failures such as disconnection or short circuit in the stator 20 of the dual motor. Check whether a temporary failure has occurred.

그리고 모터 고장 제어부(32)는 모터 고장 진단부(31)의 진단에 따라 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)에 대한 전류의 입력을 제어하여 듀얼 모터에 발생한 고장을 복구한다.In addition, the motor failure control unit 32 recovers a failure occurring in the dual motor by controlling input of current to the first drive 22 and the second drive 24 according to the diagnosis of the motor failure diagnosis unit 31.

보다 구체적으로, 도 7의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 모터 고장 진단부(31)가 제1 코어(21)와 제2 코어(23)에 정상 전류가 입력되는 것으로 진단한 경우, 즉 제1 코어(21)와 제2 코어(23)에 어떠한 고장이 발생하지 않은 것으로 진단한 경우에는, 모터 고장 제어부(32)가 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24) 각각에 일정한 크기의 정상 전류를 입력한다. 이에 따라, 제1 코어(21)와 제2 코어(23) 모두가 회전자(10)에 전자기력을 가하여 회전자(10)가 회전하게 된다.More specifically, when the motor failure diagnosis unit 31 diagnoses that a normal current is input to the first core 21 and the second core 23 as shown in FIG. 7A, that is, the first When it is diagnosed that no failure has occurred in the first core 21 and the second core 23, the motor failure control unit 32 provides the first drive 22 and the second drive 24 with a certain size. Enter the normal current. Accordingly, both the first core 21 and the second core 23 apply electromagnetic force to the rotor 10 so that the rotor 10 rotates.

모터 고장 진단부(31)가 제1 코어(21)와 제2 코어(23) 모두에 전류가 입력되되 노이즈 등의 일시적인 고장에 의해 불균형한 전류가 입력되는 것으로 진단한 경우, 모터 고장 제어부(32)는 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)에 입력되는 전류의 크기가 동일해지도록 제어하여 제1 코어(21)와 제2 코어(23)가 회전자(10)에 동일한 전자기력을 가할 수 있도록 한다.When the motor failure diagnosis unit 31 diagnoses that current is input to both the first core 21 and the second core 23 but an unbalanced current is input due to a temporary failure such as noise, the motor failure control unit 32 ) Controls the magnitude of the current input to the first drive 22 and the second drive 24 to be the same, so that the first core 21 and the second core 23 apply the same electromagnetic force to the rotor 10. To be able to apply.

그리고 모터 고장 진단부(31)가 제1 코어(21)와 제2 코어(23) 중 어느 한 곳에만 전류가 흐르는 것으로 진단한 경우, 즉 제1 코어(21)와 제2 코어(23) 중 어느 하나의 전기회로에 영구적 고장이 발생한 것으로 진단한 경우에는 도 7의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 모터 고장 제어부(32)가 제1 코어(21)와 제2 코어(23) 중 전류가 입력되지 않는 곳에 전류를 공급하는 드라이브에 대하여 전류의 입력을 차단하여 이미 고장이 발생한 코어로 전류가 공급되는 것을 방지한다. 모터 고장 제어부(32)가 고장이 발생한 코어에 연결된 드라이브에 전류의 입력을 차단하더라도, 나머지 드라이브에는 전류가 입력되어 하나의 코어는 계속해서 구동력을 발생시킬 수 있다.In addition, when the motor fault diagnosis unit 31 diagnoses that current flows only to one of the first core 21 and the second core 23, that is, any one of the first core 21 and the second core 23 When it is diagnosed that a permanent failure has occurred in one electric circuit, the motor failure control unit 32 inputs a current among the first core 21 and the second core 23 as shown in FIG. 7B. It blocks the input of current to the drive that supplies current to the place where the current is not available to prevent current from being supplied to the core that has already failed. Even if the motor failure control unit 32 cuts off the input of current to the drive connected to the core in which the failure has occurred, current is input to the remaining drives, so that one core can continuously generate a driving force.

모터 고장 제어부(32)가 제1 코어(21)와 제2 코어(23) 중 어느 한 코일부에 대해 전류가 입력되지 않도록 했을 때, 전류가 입력되는 곳에 연결된 드라이브는 비상 전류를 출력하도록 제어한다. 비상 전류는 정상 전류보다 1.5 ~ 2배 정도의 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 어느 한 코어를 통해 고장이 발생하지 않은 듀얼 모터가 발생시키는 구동력과 거의 같은 크기의 구동력을 발생시키는 것이 가능하다.When the motor failure control unit 32 prevents current from being input to any one of the first core 21 and the second core 23, the drive connected to the current input is controlled to output an emergency current. . The emergency current can have a magnitude of 1.5 to 2 times the normal current. Accordingly, it is possible to generate a driving force substantially the same as the driving force generated by a dual motor without a failure through any one core.

이러한 고정자 분리형 듀얼 모터의 안전 제어 시스템에 의해 고정자 분리형 듀얼 모터가 장착된 장치는 고장이 발생하더라도 갑작스럽게 멈추는 것이 방지되어, 장치가 안전한 상태에 이를 때까지 동작을 지속할 수 있다. 예를 들어, 고정자 분리형 듀얼 모터가 장착된 장치가 드론인 경우 비행 중 고장이 발생하더라도 드론이 바로 추락하는 것이 아니라 안전하게 착륙할 때까지 비행을 지속할 수 있다.By the safety control system of the stator-separated dual motor, the device with the stator-separated dual motor is prevented from stopping abruptly even if a failure occurs, so that the device can continue to operate until it reaches a safe state. For example, if the device equipped with a stator-separated dual motor is a drone, even if a failure occurs during flight, the drone does not fall immediately, but continues to fly until it lands safely.

모터 고장 진단부(31)는 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)의 역기전력 데이터를 이용하여 제1 코어(21)와 제2 코어(23)에 입력되는 전류를 진단할 수 있다.The motor failure diagnosis unit 31 may diagnose current input to the first core 21 and the second core 23 by using back EMF data of the first drive 22 and the second drive 24.

제1 코어(21)와 제2 코어(23)가 작동하는 경우 각 코어에 전류를 공급하는 드라이브에서는 역기전력이 발생하고, 역기전력을 통해서는 각 코어에 공급되는 전류를 추정할 수 있다.When the first core 21 and the second core 23 operate, a back electromotive force is generated in a drive that supplies current to each core, and a current supplied to each core may be estimated through the back electromotive force.

이러한 역기전력은 각 드라이브의 회로에 내장된 전압센서를 통해 자동으로 측정할 수 있어, 역기전력을 통해 각 코어에 공급되는 전류를 추정하면 코어와 드라이브 외에 별도의 수단 없이도 각 코어에 입력되는 전류를 진단하는 것이 가능하다.This back EMF can be measured automatically through the voltage sensor built into each drive's circuit, so if the current supplied to each core is estimated through the back EMF, it diagnoses the current input to each core without any other means other than the core and drive. It is possible.

모터 고장 진단부(31)는 제1 드라이브(22) 및 제2 드라이브(24)의 역기전력 데이터와 함께, 제1 드라이브(22)의 출력단 및 제2 드라이브(24)의 출력단에 흐르는 전류의 측정 데이터를 이용하여, 제1 코어(21)와 제2 코어(23)에 입력되는 전류를 진단할 수 있다.The motor fault diagnosis unit 31, together with the back EMF data of the first drive 22 and the second drive 24, measures the current flowing through the output terminal of the first drive 22 and the output terminal of the second drive 24. Using, it is possible to diagnose the current input to the first core 21 and the second core 23.

상기한 바와 같이 각 코일부에 입력되는 전류는 각 드라이브의 역기전력으로 추정이 가능하지만, 역기전력에 의해 추정된 데이터는 각 코어가 작동한 후에만 측정이 가능하고 실제 각 코어에 입력되는 전류와 미세한 차이가 있을 수 있다.As described above, the current input to each coil can be estimated as the back EMF of each drive, but the data estimated by the back EMF can be measured only after each core is operated, and there is a slight difference from the actual current input to each core. There may be.

따라서, 각 드라이브 출력단의 전류를 실제 측정한 측정 데이터와 역기전력에 의해 추정된 데이터를 비교하여 각 코어에 대한 고장 진단을 보다 정확하게 할 수 있다.Therefore, it is possible to more accurately diagnose a failure for each core by comparing the measured data actually measured the current of each drive output stage with the data estimated by the back EMF.

모터 고장 진단부(31)가 제1 코어(21)와 제2 코어(23) 중 적어도 어느 한 곳에 전류가 입력되지 않는 것으로 진단한 경우, 모터 고장 제어부(32)는 외부로 모터 고장 알람을 전송한다.When the motor failure diagnosis unit 31 diagnoses that no current is input to at least one of the first core 21 and the second core 23, the motor failure control unit 32 transmits a motor failure alarm to the outside. do.

모터 고장 알람은 예를 들어, 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터를 포함하는 장치의 제어부로 전송되어 상기 제어부가 모터 고장 알람에 따라 장치의 동작을 결정할 수 있도록 한다. 또는 고정자 분리형 듀얼 모터를 포함하는 장치와 무선으로 연결된 지유아이(GUI; Graphical User Interface)(2)로 전송되어 사람이 제1·2 코어(21, 23)에 고장이 발생했다는 것을 확인하고 직접 장치의 동작을 제어하도록 할 수도 있다.The motor failure alarm is transmitted to a control unit of a device including, for example, a stator-separated dual motor according to the present invention, so that the control unit can determine the operation of the device according to the motor failure alarm. Or, it is transmitted to a device containing a stator-separated dual motor and wirelessly connected to a Graphical User Interface (GUI) (2), and a person confirms that a failure has occurred in the first and second cores (21, 23), and the device directly You can also control the operation of

모터 고장 알람은 제1 코어(21)와 제2 코어(23) 중 어느 위치에서 발생했는지에 대해서도 알려주어 본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터를 포함하는 장치의 유지보수가 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.The motor failure alarm also informs about which position of the first core 21 and the second core 23 has occurred, so that maintenance of the apparatus including the stator-separated dual motor according to the present invention can be easily performed.

본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터 시스템은 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 센서(33), 제1 센서 고장 진단/복구부(34), 제2 센서(35) 및 제2 센서 고장 진단/복구부(36)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 8, the stator-separated dual motor system according to the present invention includes a first sensor 33, a first sensor failure diagnosis/recovery unit 34, a second sensor 35, and a second sensor failure diagnosis. / May further include a recovery unit (36).

제1 센서(33)는 제1 코어(21) 입력단의 전류를 측정하여 제1 측정 전류 데이터를 출력하고, 제2 센서(35)는 제2 코어(23) 입력단의 전류를 측정하여 제2 측정 전류 데이터를 출력한다. 전류는 모터의 속도에 직접적인 영향을 미치는 인자로서, 제1 측정 전류 데이터와 제2 측정 전류 데이터는 고정자 분리형 듀얼 모터의 속도를 계산하는 데 이용될 수 있다.The first sensor 33 measures the current at the input end of the first core 21 and outputs first measured current data, and the second sensor 35 measures the current at the input end of the second core 23 to measure the second. Output current data. The current is a factor that directly affects the speed of the motor, and the first measured current data and the second measured current data may be used to calculate the speed of the stator-separated dual motor.

제1 센서 고장 진단/복구부(34)는 상기 제1 측정 전류 데이터를 진단한 후 모터의 동작을 제어하기 위해 각 코어(21, 23)에 입력되는 전류를 진단하는 모터 고장 진단부(31)로 전송하고, 제2 센서 고장 진단/복구부(36)는 제2 측정 전류 데이터를 진단한 후 상기 모터 고장 진단부(31)로 전송한다. 즉, 제1·2 센서 고장/진단 복구부(34, 36)는 제1·2 측정 전류 데이터 값을 통해 제1·2 센서(33, 35)에 영구적 고장이 있는지 확인하고 제1·2 센서(33, 35)의 영구적 고장 유무에 따라 제1·2 측정 전류 데이터 값을 어떻게 할 것인지 결정한다.The first sensor failure diagnosis/recovery unit 34 diagnoses the first measured current data and then diagnoses the current input to each core 21 and 23 in order to control the operation of the motor. The second sensor fault diagnosis/recovery unit 36 diagnoses the second measured current data and transmits it to the motor failure diagnosis unit 31. That is, the first and second sensor failure/diagnosis and recovery units 34 and 36 check whether there is a permanent failure in the first and second sensors 33 and 35 through the first and second measured current data values, and Depending on the presence or absence of permanent failure of (33, 35), determine what to do with the first and second measured current data values.

보다 구체적으로, 제1 센서 고장 진단/복구부(34)는 제1 드라이브(22)의 역기전력을 이용해 제1 코어(21) 입력단의 제1 추정 전류 데이터를 생성하고, 제1 측정 전류 데이터와 제1 추정 전류 데이터 사이에 일정치 이상의 차이가 있는 경우에 제1 측정 전류 데이터 대신 제1 추정 전류 데이터를 모터 고장 진단부(31)로 전송한다. 역기전력은 제1 코어(21)가 작동하는 경우에 제1 드라이브(22)에서 발생하며 크기는 제1 드라이브(22)를 통해 제1 코어(21)로 공급되는 전류의 크기에 따라 달라지므로, 제1 드라이브(22)에서 발생하는 역기전력을 이용하여 제1 코어(21)에 공급되는 전류의 크기를 추정할 수 있다. 제1 추정 전류 데이터는 고정자 분리형 듀얼 모터의 속도를 계산하는 데 이용되어, 제1 센서(33)에서 직접 측정된 제1 측정 전류 데이터 없이도 고정자 분리형 듀얼 모터의 속도를 원하는 대로 조절할 수 있도록 한다. 제1 코어(21)에 공급되는 전류는 제1 드라이브(22)의 전류를 제어하는 전류제어기의 스펙과 제1 드라이브(22)로부터 전류를 전달받아 동작하는 제1 코어(21)의 스펙을 기반으로 만들어진 관측기(Observer)를 이용해 추정할 수 있다. 제1 측정 전류 데이터와 제1 추정 전류 데이터 사이에 일정치 이상의 차이가 있는 경우는 제1 측정 전류 데이터가 출력되지 않는 경우를 포함한다.More specifically, the first sensor failure diagnosis/recovery unit 34 generates first estimated current data of the input terminal of the first core 21 by using the back electromotive force of the first drive 22, and generates the first measured current data and the first measured current data. When there is a difference of more than a predetermined value between the 1 estimated current data, the first estimated current data is transmitted to the motor failure diagnosis unit 31 instead of the first measured current data. The back electromotive force is generated in the first drive 22 when the first core 21 operates, and the size varies depending on the amount of current supplied to the first core 21 through the first drive 22, 1 The magnitude of the current supplied to the first core 21 may be estimated by using the back electromotive force generated from the drive 22. The first estimated current data is used to calculate the speed of the stator-separated dual motor, so that the speed of the stator-separated dual motor can be adjusted as desired without the first measurement current data directly measured by the first sensor 33. The current supplied to the first core 21 is based on the specifications of the current controller controlling the current of the first drive 22 and the specifications of the first core 21 operating by receiving current from the first drive 22. It can be estimated using an Observer made of. The case where there is a difference of more than a predetermined value between the first measured current data and the first estimated current data includes a case in which the first measured current data is not output.

제2 센서 고장 진단/복구부(36)는 제1 센서 고장 진단/복구부(34)와 마찬가지로 제2 드라이브(24)의 역기전력을 이용해 제2 코어(23) 입력단의 제2 추정 전류 데이터를 생성하고, 제2 측정 전류 데이터와 제2 추정 전류 데이터 상이에 일정치 이상의 차이가 있는 경우에 제2 측정 전류 데이터 대신 제2 추정 전류 데이터를 모터 고장 진단부(31)로 전송한다.The second sensor failure diagnosis/recovery unit 36 generates second estimated current data of the input terminal of the second core 23 using the back electromotive force of the second drive 24, similar to the first sensor failure diagnosis/recovery unit 34 And, when there is a difference between the second measured current data and the second estimated current data by a predetermined value or more, instead of the second measured current data, the second estimated current data is transmitted to the motor fault diagnosis unit 31.

제1 측정 전류 데이터와 제1 추정 전류 데이터 사이에 일정치 미만의 차이가 있는 경우에는 제1 센서 고장 진단/복구부(34)가 제1 측정 전류 데이터를 모터 고장 진단부(31)로 전송하고, 제2 측정 전류 데이터와 제2 추정 전류 데이터 사이에 일정치 미만의 차이가 있는 경우에는 제2 센서 고장 진단/복구부(36)가 제2 측정 전류 데이터를 모터 고장 진단부(31)로 전송하는 것은 당연하다.When there is a difference of less than a predetermined value between the first measured current data and the first estimated current data, the first sensor fault diagnosis/recovery unit 34 transmits the first measured current data to the motor fault diagnosis unit 31, and , If there is a difference of less than a certain value between the second measured current data and the second estimated current data, the second sensor fault diagnosis/recovery unit 36 transmits the second measured current data to the motor fault diagnosis unit 31. It is natural to do.

제1 센서 고장 진단/복구부(34)가 제1 센서(33)에서 제1 측정 전류 데이터가 출력되지 않는 것을 진단한 경우에 제1 센서 고장 진단/복구부(34)는 제1 센서 고장 알람을 외부로 전송하고, 제2 센서 고장 진단/복구부(36)가 제2 센서(35)에서 제2 측정 전류 데이터가 출력되지 않는 것을 진단한 경우에 제2 센서 고장 진단/복구부(36)는 제2 센서 고장 알람을 외부로 전송하는 것이 바람직하다.When the first sensor failure diagnosis/recovery unit 34 diagnoses that the first measurement current data is not output from the first sensor 33, the first sensor failure diagnosis/recovery unit 34 provides a first sensor failure alarm. Is transmitted to the outside, and the second sensor failure diagnosis/recovery unit 36 diagnoses that the second measurement current data is not output from the second sensor 35 by the second sensor failure diagnosis/recovery unit 36 It is preferable to transmit the second sensor failure alarm to the outside.

제1·2 센서(33, 35)에서 제1·2 측정 전류 데이터가 출력되지 않는다는 것은 제1·2 센서(33, 35)에 영구적인 고장이 발생했다는 것을 의미하므로, 고정자 분리형 듀얼 모터를 포함하는 장치의 제어부나 지유아이(GUI) 등에 제1·2 센서 고장 알람을 전송하여 고정자 분리형 듀얼 모터를 포함하는 장치의 제어부나 사람이 장치의 동작을 결정할 수 있도록 한다.The fact that the first and second measurement current data are not output from the first and second sensors 33 and 35 means that a permanent failure has occurred in the first and second sensors 33 and 35, so the stator-separated dual motor is included. The first and second sensor failure alarms are transmitted to the controller of the device or the GUI, so that the controller or the person of the device including the stator-separated dual motor can determine the operation of the device.

본 발명에 의한 고정자 분리형 듀얼 모터 시스템은 제1 센서 일시적 고장 복구부(37)와 제2 센서 일시적 고장 복구부(38)를 더 포함할 수 있다.The stator-separated dual motor system according to the present invention may further include a first sensor temporary failure recovery unit 37 and a second sensor temporary failure recovery unit 38.

제1 센서 일시적 고장 복구부(37)는 제1 센서(33)에서 출력되어 제1 센서 고장 진단/복구부(34)로 전달되는 제1 측정 전류 데이터에서 일정 범위를 벗어난 데이터를 필터링하고, 제2 센서 일시적 고장 복구부(38)는 제2 센서(35)에서 출력되어 제2 센서 고장 진단/복구부(36)로 전달되는 제2 측정 전류 데이터에서 일정 범위를 벗어난 데이터를 필터링 한다.The first sensor temporary failure recovery unit 37 filters data out of a predetermined range from the first measured current data output from the first sensor 33 and transmitted to the first sensor failure diagnosis/recovery unit 34, and The two-sensor temporary failure recovery unit 38 filters data out of a predetermined range from the second measured current data output from the second sensor 35 and transmitted to the second sensor failure diagnosis/recovery unit 36.

외부 전기의 영향으로 제1·2 센서(33, 35)가 일시적으로 오작동하는 경우 제1·2 센서(33, 35)에서 출력되는 제1·2 측정 전류 데이터에는 일시적으로 노이즈가 포함될 수 있으며, 이러한 제1·2 측정 전류 데이터가 그대로 고정자 분리형 듀얼 모터의 속도를 정하는 데 사용되면 고정자 분리형 듀얼 모터가 원하는대로 작동하지 않거나 고장이 날 수 있다.When the first and second sensors 33 and 35 temporarily malfunction due to the influence of external electricity, the first and second measured current data output from the first and second sensors 33 and 35 may temporarily contain noise, If the first and second measurement current data are used to determine the speed of the stator-separated dual motor as it is, the stator-separated dual motor may not work as desired or may fail.

따라서, 제1·2 센서 일시적 고장 복구부(37, 38)가 제1·2 측정 전류 데이터에서 정상 범위를 벗어난 값을 필터링하여, 고정자 분리형 듀얼 모터에 고장이 발생하는 것을 방지한다.Accordingly, the first and second sensor temporary failure recovery units 37 and 38 filter out values outside the normal range from the first and second measured current data to prevent a failure in the stator-separated dual motor.

제1 드라이브(22)가 서로 다른 위상의 전류를 제1 코어(21)에 공급하는 다수 개의 인버터(I)를 구비하고 제2 드라이브(24)가 서로 다른 위상의 전류를 제2 코어(23)에 공급하는 다수 개의 인버터를 구비하는 경우, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 모터 고장 진단부(31)는 각 위상별로 제1 코어(21)와 제2 코어(23)에 입력되는 전류를 진단하고, 모터 고장 제어부(32)는 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)의 각 인버터(I)에 대한 전류의 입력을 제어하는 하위 제어부(32a)를 구비할 수 있다.The first drive 22 has a plurality of inverters (I) supplying currents of different phases to the first core 21, and the second drive 24 supplies currents of different phases to the second core 23 When a plurality of inverters to be supplied to are provided, the motor fault diagnosis unit 31 diagnoses the current input to the first core 21 and the second core 23 for each phase, as shown in FIG. 9. , The motor failure control unit 32 may include a lower control unit 32a that controls input of current to each inverter I of the first drive 22 and the second drive 24.

제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)에 구비되는 각 인버터(I)는 전계 효과 트랜지스터(FET; Field Effect Transistor)를 포함할 수 있으며, 각 드라이브(22, 24)에는 인버터(I) 외에도 각 전계 효과 트랜지스터를 소프트웨어적 또는 하드웨어 적으로 스위칭할 수 있는 수단(S), 그리고 각 스위칭 수단(S)의 구동 및 전계 효과 트랜지스터의 구동을 제어하는 게이트 드라이버(gate driver)(G)를 구비할 수 있다.Each inverter (I) provided in the first drive 22 and the second drive 24 may include a field effect transistor (FET), and each drive 22, 24 includes an inverter I In addition, a means (S) for switching each field effect transistor in software or hardware, and a gate driver (G) for controlling driving of each switching means (S) and driving of the field effect transistor (G) are provided. can do.

모터 고장 진단부(31)는 각 인버터(I)에서 출력되는 전류를 통해 각 위상별로 제1·2 코어(21, 23)에 입력되는 전류를 진단할 수 있으며, 하위 제어부(32a)는 각 드라이브(22, 24)의 게이트 드라이버(G)를 제어하여 각 인버터(I)에 대한 전류의 입력을 제어한다.The motor fault diagnosis unit 31 can diagnose the current input to the first and second cores 21 and 23 for each phase through the current output from each inverter I, and the lower control unit 32a is used for each drive. The gate driver G of (22, 24) is controlled to control the input of current to each inverter (I).

예를 들어, 모터 고장 진단부(31)가 특정 위상의 전류를 공급받는 코일부에 비정상적으로 높은 전류가 흐르는 것을 진단하면, 모터 고장 제어부(32)는 진단에 따른 고장 복구 신호를 하위 제어부(32a)로 전달하여 게이트 드라이버(G)가 해당 위상의 전류를 출력하는 인버터(I)의 전류를 제어할 수 있도록 한다. 그리고 모터 고장 진단부(31)가 특정 위상의 전류를 공급받는 코일부에 전류가 흐르지 않는 것을 진단하면, 모터 고장 제어부(32)는 진단에 따른 고장 복구 신호를 하위 제어부(32a)로 전달하여 드라이버(G)가 해당 위상의 전류를 출력하는 인버터(I)의 스위칭 수단(S)을 오프(off)시킬 수 있도록 한다.For example, when the motor failure diagnosis unit 31 diagnoses that an abnormally high current flows in the coil unit receiving the current of a specific phase, the motor failure control unit 32 transmits a failure recovery signal according to the diagnosis to the lower control unit 32a. ) So that the gate driver G can control the current of the inverter I that outputs the current of the corresponding phase. In addition, when the motor failure diagnosis unit 31 diagnoses that no current flows in the coil unit receiving the current of a specific phase, the motor failure control unit 32 transmits a failure recovery signal according to the diagnosis to the lower control unit 32a, (G) makes it possible to turn off the switching means (S) of the inverter (I) that outputs the current of the corresponding phase.

제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)가 각각 다수 개의 인버터(I)를 구비하는 경우에는 각 드라이브(22, 24)에서 단선이 발생하더라도 원주 상에서 일정 위치의 코일부가 모두 단선된 것이 아니라면 본 발명에 의한 듀얼 모터가 동작하도록 할 수 있다.In the case where the first drive 22 and the second drive 24 each have a plurality of inverters I, even if a disconnection occurs in each of the drives 22 and 24, unless all of the coils at a certain position on the circumference are disconnected. The dual motor according to the present invention can be operated.

즉, 도 10의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 코어(21)에서 원주 상의 특정 위치의 제1 코일부(21b)에서부터 차례대로 U상, V상, W상의 전류가 공급되고 제2 코어(23)에서 원주 상의 특정 위치의 제2 코일부(23b)에서부터 차례대로 U상, V상, W상의 전류가 공급되어 상하로 위치하는 코일부가 동일한 위상의 전류를 공급받는 경우, 도 10의 (b)와 같이 제1 코어(21)와 제2 코어(23) 중 어느 한 쪽에서 일부 위상의 전류가 공급되지 않는 것을 모터 고장 진단부(31)가 진단하면 하위 제어부(32a)가 해당 위상 전류를 공급하는 인버터(I)를 오프(off)시켜 모터가 계속해서 동작할 수 있도록 할 수 있는 것은 당연하고, 도 10의 (c)와 같이 제1 코어(21)와 제2 코어(23) 모두에서 일부 위상 전류가 공급되지 않는 것을 모터 고장 진단부(31)가 진단 하더라도 제1 코어(21)와 제2 코어(23)에서 동일한 위상의 전류가 모두 공급되지 않는 것이 아니라면 하위 제어부(32a)가 해당 위상 전류를 공급하는 인버터(I)를 오프(off)시켜 모터가 계속해서 동작할 수 있도록 할 수 있다.That is, as shown in (a) of FIG. 10, the U-phase, V-phase, and W-phase currents are sequentially supplied from the first coil part 21b at a specific position on the circumference in the first core 21 2 In the case where the U-phase, V-phase, and W-phase currents are sequentially supplied from the second coil portion 23b at a specific position on the circumference of the core 23 to receive the current of the same phase, FIG. 10 If the motor fault diagnosis unit 31 diagnoses that the current of some phase is not supplied from either of the first core 21 and the second core 23 as shown in (b), the lower control unit 32a It is natural that the inverter (I) that supplies current can be turned off so that the motor can continue to operate, and the first core 21 and the second core 23 as shown in Fig. 10(c) Even if the motor fault diagnosis unit 31 diagnoses that some phase currents are not supplied from all of them, the lower control unit 32a if not all currents of the same phase are supplied from the first core 21 and the second core 23 The inverter (I) supplying the corresponding phase current can be turned off so that the motor can continue to operate.

하위 제어부(32a)는 또한, 상하로 위치하는 제1 코일부(21b)와 제2 코일부(23b)에서 상하로 위치하는 코일부 중 하나에만 전류가 입력되지 않는 경우에는, 전류가 입력되지 않는 코일부와 상하로 위치하는 코일부에 전류를 공급하는 인버터(I)가 비상 전류를 출력하도록 제어함으로써 일부 코일부의 고장에도 불구하고 본 발명에 의한 듀얼 모터가 정상적으로 작동할 수 있도록 한다.In addition, the lower control unit 32a is also, when current is not input to only one of the first coil unit 21b and the second coil unit 23b positioned up and down, the current is not input. By controlling the inverter (I) supplying current to the coil unit and the coil unit positioned up and down to output an emergency current, the dual motor according to the present invention can operate normally despite failure of some coil units.

참고로, 도 10은 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)가 각각 다수 개의 인버터(I)를 구비하는 경우의 고정자(20)를 개념적으로 도시한 것으로서, 각 드라이브에서 코일부의 수와 그에 따른 위상별 코일부의 배치 방법은 달라질 수 있다.For reference, FIG. 10 conceptually shows the stator 20 when the first drive 22 and the second drive 24 each have a plurality of inverters I, and the number of coil units in each drive And accordingly, the arrangement method of the coil unit for each phase may vary.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be implemented in various forms within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, any person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs is considered to be within the scope of the description of the claims of the present invention to various ranges that can be modified.

1 : 고정자 분리형 듀얼 모터
10 : 회전자 11 : 상부 영구자석
12 : 하부 영구자석 20 : 고정자
21 : 제1 코어 21a : 제1 축
21b : 제1 코일부 22 : 제1 드라이브
23 : 제2 코어 23a : 제2 축
23b : 제2 코일부 24 : 제2 드라이브
25 : 절연재 31 : 모터 고장 진단부
32 : 모터 고장 제어부 32a : 하위 제어부
33 : 제1 센서 34 : 제1 센서 고장 진단/복구부
35 : 제2 센서 36 : 제2 센서 고장 진단/복구부
37 : 제1 센서 일시적 고장 복구부 38 : 제2 센서 일시적 고장 복구부1: stator separation type dual motor
10: rotor 11: upper permanent magnet
12: lower permanent magnet 20: stator
21: first core 21a: first shaft
21b: first coil unit 22: first drive
23: second core 23a: second shaft
23b: second coil unit 24: second drive
25: insulating material 31: motor fault diagnosis unit
32: motor failure control unit 32a: lower control unit
33: first sensor 34: first sensor fault diagnosis/recovery unit
35: second sensor 36: second sensor fault diagnosis/recovery
37: first sensor temporary failure recovery unit 38: second sensor temporary failure recovery unit

Claims

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A rotor and a stator having the same center as the rotor and disposed inside or outside the rotor, the stator, located at an upper end of the stator, along a first axis and a circumference of the first axis A first core having a plurality of first coil units disposed; A first drive supplying current to the first core; A second core positioned at a lower end of the stator and having a second shaft fixed with respect to the first shaft and a plurality of second coil parts disposed along a circumference of the second shaft; And a second drive for supplying current to the second core;
A motor failure diagnosis unit diagnosing current input to the first core and the second core; And
Including; a motor failure control unit for controlling the input of the current to the first drive and the second drive according to the diagnosis of the motor failure diagnosis unit,
The motor fault diagnosis unit,
A safety control system for a stator-separated dual motor, characterized in that diagnosing the current input to the first and second cores using back EMF data of the first drive and the second drive.

The method of claim 12,
The motor fault diagnosis unit,
Using the measurement data of the current flowing through the output terminal of the first drive and the output terminal of the second drive, along with back EMF data of the first drive and the second drive, input to the first core and the second core A safety control system of a stator-separated dual motor characterized in that it diagnoses the current.

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A rotor and a stator having the same center as the rotor and disposed inside or outside the rotor, and the stator, located at an upper end of the stator, along a first axis and a circumference of the first axis A first core having a plurality of first coil units disposed; A first drive supplying current to the first core; A second core positioned at a lower end of the stator and having a second shaft fixed with respect to the first shaft and a plurality of second coil parts disposed along a circumference of the second shaft; And a second drive for supplying current to the second core;
A motor failure diagnosis unit diagnosing current input to the first core and the second core;
A motor failure control unit controlling an input of current to the first drive and the second drive according to the diagnosis of the motor failure diagnosis unit;
A first sensor that measures a current at the input terminal of the first core,
A first sensor failure diagnosis/recovery unit for diagnosing first measured current data output from the first sensor and transmitting it to the motor failure diagnosis unit,
A second sensor that measures a current at the input terminal of the second core, and
And a second sensor failure diagnosis/recovery unit for diagnosing the second measurement current data output from the second sensor and transmitting it to the motor failure diagnosis unit.

The method of claim 15,
A first sensor temporary failure recovery unit for filtering data out of a predetermined range from the first measured current data output from the first sensor and transmitted to the first sensor failure diagnosis/recovery unit, and
Stator-separated dual, characterized in that it further comprises a second sensor temporary failure recovery unit for filtering data out of a predetermined range from the second measured current data output from the second sensor and transmitted to the second sensor failure diagnosis/recovery unit Motor safety control system.

The method of claim 15,
The first sensor failure diagnosis/recovery unit generates first estimated current data of the input terminal of the first coil unit by using the back electromotive force of the first drive, and works between the first measured current data and the first estimated current data. When there is a difference of more than a fixed position, the first estimated current data is transmitted to the motor fault diagnosis unit instead of the first measured current data,
The second sensor failure diagnosis/recovery unit generates second estimated current data of the input terminal of the second coil unit using the back electromotive force of the second drive, and works between the second measured current data and the second estimated current data. When there is a difference of more than a fixed position, the second estimated current data is transmitted to the motor fault diagnosis unit instead of the second measured current data.

The method of claim 15,
When the first sensor failure diagnosis/recovery unit diagnoses that the first measurement current data is not output from the first sensor, the first sensor failure diagnosis/recovery unit transmits a first sensor failure alarm to the outside,
When the second sensor failure diagnosis/recovery unit diagnoses that the second measurement current data is not output from the second sensor, the second sensor failure diagnosis/recovery unit transmits a second sensor failure alarm to the outside. The safety control system of the stator separation type dual motor.

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