KR102434284B1 - 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 자기장을 형성하는 복수의 코일부; 상기 코일부 위에서 마그네트부를 구비하고 상기 코일부에 흐르는 전류와 쇄교 작용에 따라 이동하는 캐리어를 구비하는 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법으로서,
상기 복수의 코일부에는 각각 속도 제어부와 전류 제어부로 이루어지는 구동부가 독립되게 마련되고, 상기 복수의 코일부를 지나가는 상기 캐리어의 위치에 따라 속도 리플이 발생하지 않도록 병렬 운전 제어부를 통해 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법이 제공될 수 있다.

Description

다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법{Parallel Operation Control Method of Multi Linear Motor System}
본 발명은 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법에 관한 것이다.
다중 리니어 모터는 코일 사이를 이동하는 캐리어가 갖추어지고, 캐리어의 추력은 코일에 흐르는 전류와 캐리어 하부에 구비되는 마그네트의 쇄교 면적에 비례할 수 있다.
캐리어가 2개의 코일부 사이를 지나가는 경우를 병렬 운전 구간이라고 할 수 있고, 그렇지 않은 구간을 지나가는 경우에는 단독 운전 구간이라고 할 수 있다.
병렬 운전을 판단하지 못하는 경우에는 단독 운전 구간에서 병렬 운전 구간으로 전환시, 코일부 간의 부하 분담이 적절히 이루어지지 않아 중첩 시점에서 주어진 시간에 실제 속도와 명령된 속도 사이의 편차인 속도 리플(ripple)이 발생할 수 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1509285호(공고일자 : 2015년 04월 07일)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 캐리어의 단독 운전은 물론, 병렬 운전 구간을 인식하여 항상 일정한 이동 속도를 유지할 수 있도록 한 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결 수단은, 자기장을 형성하는 복수의 코일부; 상기 코일부 위에서 마그네트부를 구비하고 상기 코일부에 흐르는 전류와 쇄교 작용에 따라 이동하는 캐리어를 구비하는 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법으로서,
상기 복수의 코일부에는 각각 속도 제어부와 전류 제어부로 이루어지는 구동부가 독립되게 마련되고, 상기 복수의 코일부를 지나가는 상기 캐리어의 위치에 따라 속도 리플이 발생하지 않도록 병렬 운전 제어부를 통해 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법이 제공될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 마그네트부를 구비하고 이동하는 캐리어와 복수의 코일부로 이루어진 다중 리니어 모터에 있어서, 캐리어는 코일부에서 발생하는 자기장의 세기와 쇄교 면적에 비례하는 추력으로 코일부가 구비된 구간을 이동할 수 있고, 캐리어의 이동시 단독 운전 구간 또는 병렬 운전 구간인지 여부에 따라 병렬 운전 제어부에서 속도 제어부의 출력값을 전류 제어부에 다르게 적용시킬 수 있다.
본 발명은 복수의 코일부를 구동시키는 구동부로서 속도 제어부와 전류 제어부를 각 코일부 마다 독립되게 마련하여 구동시킬 수 있다.
복수의 코일부의 양측 단부에는 근접 센서를 구비하고, 이동하는 캐리어를 감지하여 코일부 위치에 캐리어가 위치하지 않는 상태일 때에는 병렬 운전 제어부에서는 속도 제어부의 출력(전류 지령)값이 아닌 0을 전류 제어부에 적용되게 제어할 수 있다.
캐리어가 하나의 코일부 위에만 위치하는 단독 운전 상태일 때에는, 병렬 운전 제어부에서 해당 속도 제어부의 출력(전류 지령)값을 그대로 해당 전류 제어부에 적용시킬 수 있다.
캐리어가 2개의 코일부 위에 위치하는 병렬 운전 상태일때에는, 병렬 운전 제어부에서 한쪽 코일부에 해당하는 속도 제어부의 출력(전류 지령) 값을 전류 제어부에 보낼때, 캐리어의 진행 방향측에 구비된 다른쪽 코일부에 해당하는 전류 제어부에도 동일하게 적용되도록 제어할 수 있다.
본 발명은 한쌍의 코일부 위에 캐리어가 위치하는 병렬 운전 상태일 경우에, 병렬 운전 제어부에서 한쪽 코일부에 해당하는 속도 제어부의 출력값을 전류 제어부에 적용시킬때, 다른쪽 코일부에 해당하는 전류 제어부에도 동일하게 적용되게 함으로써, 각 코일부의 부하 분담이 이루어지고, 그에 따라 병렬 운전 구간에서의 리니어 모터의 속도 리플 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 병렬 운전 제어 방법을 구현하기 위한 다중 리니어 모터 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 캐리어의 정방향 이동 상태를 단계별로 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 캐리어의 역방향 이동 상태를 단계별로 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 병렬 운전 제어 방법을 구현하기 위한 다중 리니어 모터 시스템의 복수의 캐리어가 구비된 상태를 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시 도면에 의거 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 병렬 운전 제어 방법을 구현하기 위한 다중 리니어 모터 시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 리니어 모터(1)는 마그네트부(110)를 가지고 이동할 수 있는 캐리어(100), 캐리어(100)가 이동하는 구간을 제공하도록 캐리어(100)의 하부에 마련되는 코일부(200)로 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 캐리어(100)는 복수의 코일부(200) 갯수에 비례하여 마련될 수 있다. 캐리어(100)를 복수로 이동시킴으로써 다중 리니어 모터 시스템이 구현될 수 있다.
코일부(200)는 간격을 두고 복수로 마련될 수 있고, 코일부(200)는 캐리어(100)의 길이 방향으로 설치될 수 있으며, 캐리어(100)는 복수의 코일부(200)를 따라 이동할 수 있다.
코일부(200)의 위에는 2개의 캐리어(100)가 구비되지 않도록 운영될 수 있다.
캐리어(100)는 코일부(200)에서 발생하는 자기장의 세기와 쇄교 면적에 비례하는 추력으로 코일부(200)가 구비된 구간을 이동할 수 있다.
도 1에 있어서, 제1 코일부(210), 제2 코일부(220), 제3 코일부(230) 위에 도시된 복수의 화살표는 코일 유기 자기장을 나타낸 것이다.
본 발명의 실시 예에서는 3개의 제1 코일부(210), 제2 코일부(220), 제3 코일부(230)로 이루어진 구조로 설명한다. 그러나, 이에 한정되지 않고 더 많은 수의 코일부로 구성될 수 있다.
제1 코일부(210), 제2 코일부(220), 제3 코일부(230)의 양쪽 단부에는 각각 근접 센서가 마련될 수 있다.
근접 센서는 제1 코일부(210)의 양단부에 마련되는 한쌍의 제1 근접 센서(211)(212)로 이루어질 수 있다.
또한, 근접 센서는 제2 코일부(220)의 양단부에 마련되는 한쌍의 제2 근접 센서(221)(222)로 이루어질 수 있다.
또한, 근접 센서는 제3 코일부(230)의 양단부에 마련되는 한쌍의 제3 근접 센서(231)(232)로 이루어질 수 있다.
또한, 각 코일부(200)에는 구동부가 독립적으로 구비될 수 있다.
각 구동부는 파워 앰프(Power Amp)(400)(410)(420), 전류 제어부(500)(510)(520), 병렬 운전 제어부(600), 속도 제어부(700)(710)(720)가 각각 마련될 수 있다.
병렬 운전 제어부(600)는 캐리어(100)가 이동하는 구간에 따라 각 코일부(200)의 양단부에 마련된 근접 센서에서 인식한 신호를 전달받아서 속도 제어부(700)(710)(720)에서의 출력(전류 지령) 값을 전류 제어부(500)(510)(520)에 적용시킬때, 병렬 운전 구간 또는 단독 운전 구간인지 여부에 따라 다르게 적용시킬수 있다.
캐리어(100)가 2개의 코일부(200)에 위치하지 않은 상태일 때 단독 운전 구간이 될 수 있고, 캐리어(100)가 2개의 코일부(200)에 동시에 위치하는 상태일 때병렬 운전 구간이 될 수 있다.
[캐리어가 코일부 위에 없는 경우]
캐리어(100)가 코일부(200)의 양측 단부에 마련된 근접 센서 위에 위치하지 않는 경우이다. 즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 코일부(220)의 좌측 또는 우측 단부에 마련된 제1 근접 센서(221)(222) 위에 위치하지 않는 경우이다.
이런 경우, 병렬 운전 제어부(600)에서는 제2 코일부(220)에 해당하는 속도 제어부(710)의 출력(전류 지령)값이 아닌 0(zero)을 전류 제어부(510)에 적용되도록 할 수 있다.
[단독 운전 조건인 경우]
캐리어(100)가 코일부에 단독으로 위치하는 경우로서, 도 2의 (a)를 참조하면, 예를 들어 제1 코일부(210)의 양측 단부에 마련된 근접 센서중 적어도 어느 하나에 위치하는 경우가 될 수 있다. 즉, 인접한 제2 코일부(220)의 근접 센서인 제2 근접 센서(221)(222) 위에는 위치하지 않고, 제1 코일부(210)의 양측 단부에 마련된 제1 근접 센서(211)(212)에만 위치하는 경우이다.
이때 병렬 운전 제어부(600)에서는 제1 코일부(210)에 해당하는 속도 제어부(700)의 출력(전류 지령)값이 제1 코일부(210)에 해당하는 전류 제어부(500)에 적용되도록 할 수 있다.
[병렬 운전 조건인 경우]
도 2의 (b)를 참조하면, 캐리어(100)가 제1 코일부(210)와 제2 코일부(220)위에 동시에 위치하고, 제1 코일부(210)의 한쪽 단부에 마련된 근접 센서와 제2 코일부(220)의 한쪽 단부에 마련된 근접 센서가 동시에 감지하는 경우이다.
이 경우, 병렬 운전 제어부(600)에서는 제1 코일부(210)에 해당하는 속도 제어부(700)의 출력(전류 지령) 값을 전류 제어부(500)에 적용시킬 때, 캐리어(100)의 진행 방향측에 구비된 제2 코일부(220)에 해당하는 전류 제어부(510)에도 동일하게 적용되도록 제어할 수 있다.
도 2는 캐리어(100)의 정방향 운전 상태를 나타낸 것이고, 도 3은 캐리어(100)의 역방향 운전 상태를 나타낸 것으로서, 편의상 병렬 운전 제어부(600)는 생략하였다.
[캐리어의 정방향 운전의 경우]
도 2는 캐리어(100)가 정방향 이동시(도 2에서 좌측에서 우측 방향인 (a) ->(c) 상태로 이동)에는 제1 코일부(210)에서 제2 코일부(220)를 거쳐서 이동하게 될 수 있다.
캐리어(100)의 위치가 제1 코일부(210)에서 제2 코일부(220)로 운전하는 경우로서, 제1 코일부(210)는 캐리어(100)를 인출하는 역할을 하고, 제2 코일부(220)는 캐리어(100)를 인입하는 역할을 할 수 있다.
도 2의 (a)의 경우, 제1 코일부(210)는 단독 운전 상태이고, 제2 코일부(220)는 캐리어(100)가 위치하지 않는 상태이다.
도 2의 (b)의 경우, 제1 코일부(210)와 제2 코일부(220)는 병렬 운전 상태이고, 이때 병렬 운전 제어부(600)는 인출 역할을 하는 제1 코일부(210)의 속도 제어부(700)의 출력이 제1 코일부(210)에 해당하는 전류 제어부(500)와 제2 코일부(220)에 해당하는 전류 제어부(510)를 통해 각각 제1 코일부(210)와 제2 코일부(220)에 전달되도록 할 수 있다.
도 2의 (c)의 경우, 제1 코일부(210)는 캐리어(100)가 위치하는 않는 상태이고, 제2 코일부(220)는 캐리어(100)가 위치하여 단독 운전 상태이다.
[캐리어의 역방향 운전의 경우]
도 3은 캐리어(100)가 (a) 상태에서 (b)를 지나 (c)의 상태로 이동하는 경우이다.
캐리어(100)의 위치가 제2 코일부(220)에서 제1 코일부(210)로 운전하는 경우로서, 제2 코일부(220)는 캐리어(100)를 인출하는 역할을 하고, 제1 코일부(210)는 캐리어(100)를 인입하는 역할을 할 수 있다.
도 3의 (a)의 경우, 제2 코일부(220)의 위에는 캐리어(100)가 위치하고 있으므로, 단독 운전 상태이고, 이때 제1 코일부(210)의 위에는 캐리어(100)가 없는 상태이다.
도 3의 (b)의 경우, 제1 코일부(210)와 제2 코일부(220)는 캐리어(100)가 모두 위치하는 병렬 운전 상태로서, 병렬 운전 제어부(600)는 캐리어(100)의 인출 역할을 하는 제2 코일부(220)의 속도 제어부(710) 출력이 제1 코일부(210)에 해당하는 전류 제어부(500)와 제2 코일부(220)에 해당하는 전류 제어부(510)를 통해 제1 코일부(210)와 제2 코일부(220)에 전달되도록 한다.
도 3의 (c)의 경우, 제1 코일부(210)의 위에는 캐리어(100)가 위치하는 단독 운전 상태이고, 제2 코일부(220)의 위에는 캐리어(100)가 없는 상태이다.
100 : 캐리어 110 : 마그네트부
200 : 코일부 210 : 제1 코일부
211,212 : 제1 근접 센서 220 : 제2 코일부
221,222 : 제2 근접 센서 230 : 제3 코일부
231,232 : 제3 근접 센서 400,410,420 : 파워 앰프
500,510,520 : 전류 제어부 600 : 병렬 운전 제어부
700,710,720 : 속도 제어부

Claims (4)

  1. 자기장을 형성하는 복수의 코일부;
    상기 코일부 위에서 마그네트부를 구비하고 상기 코일부에 흐르는 전류와 쇄교 작용에 따라 이동하는 캐리어를 구비하는 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법으로서,
    상기 복수의 코일부에는 각각 속도 제어부와 전류 제어부로 이루어지는 구동부가 독립되게 마련되고,
    상기 복수의 코일부를 지나가는 상기 캐리어의 위치에 따라 속도 리플이 발생하지 않도록 병렬 운전 제어부를 통해 제어하며,
    상기 복수의 코일부 각각의 양단부에는 캐리어의 위치를 감지하는 근접 센서가 마련되며,
    상기 복수의 코일부에 캐리어가 모두 위치하는 병렬 운전 상태인 경우, 병렬 운전 제어부에서는 한쪽 코일부를 제1 코일부라고 하고, 다른쪽 코일부를 제2 코일부라고 할때, 상기 제1 코일부에 해당하는 속도 제어부의 출력(전류 지령) 값을 해당 전류 제어부에 적용시킬 때, 캐리어의 진행 방향측에 구비된 상기 제2 코일부에 해당하는 전류 제어부에도 동일하게 적용되도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 코일부 각각의 양단부에는 캐리어의 위치를 감지하는 근접 센서가 마련되며,
    상기 코일부 위에 캐리어가 위치하지 않는 경우, 상기 병렬 운전 제어부에서는 캐리어가 위치하지 않는 코일부에 해당하는 속도 제어부의 출력값이 아닌 0으로 전류 제어부에 적용되게 하는 것을 특징으로 하는 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 코일부 각각의 양단부에는 캐리어의 위치를 감지하는 근접 센서가 마련되며,
    상기 복수의 코일부중 어느 하나의 코일부에만 캐리어가 위치하는 단독 운전 상태인 경우, 병렬 운전 제어부에서는 상기 캐리어가 위치하는 코일부에 해당하는 속도 제어부의 출력(전류 지령)값이 해당하는 전류 제어부에 적용되게 하는 것을 특징으로 하는 다중 리니어 모터 시스템의 병렬 운전 제어 방법.
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