KR102570803B1

KR102570803B1 - 모터

Info

Publication number: KR102570803B1
Application number: KR1020180084897A
Authority: KR
Inventors: 이진섭
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2023-08-25
Also published as: JP2021532709A; JP7275249B2; EP3826167A4; WO2020017896A1; US20210281198A1; CN112438014B; EP3826167A1; KR20200009884A; CN112438014A; US11973456B2

Abstract

본 발명은, 샤프트; 상기 샤프트와 결합하는 요크; 상기 샤프트와 상기 요크 사이에 배치되는 스테이터; 상기 요크에 배치되는 제1 마그넷 및 제2 마그넷;및 상기 제1 마그넷과 대응되게 배치되는 제1 홀센서와, 상기 제2 마그넷과 대응되게 배치되는 제2 홀센서와, 제어부가 배치되는 회로기판을 포함하고, 상기 제2 마그넷은 복수 개의 분할마그넷과 인덱스마그넷을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2 홀센서에서 검출되는 PWM 신호의 펄스 중 상기 인덱스마그넷에 의한 펄스가 감지된 제1 시점보다 지연된 제2 시점에서 인덱스신호를 생성하고, 모터의 정속 조건을 기준으로 미리 입력된 상기 제2 시점과, 검출된 상기 제2 시점을 비교하여 제1 오차를 구하고, 모터의 정속 조건을 기준으로 미리 입력된 상기 PWM 신호의 듀티값과, 검출된 상기 PWM 신호의 듀티값을 비교하여 제2 오차를 구하고, 상기 제1 오차 및 상기 제2 오차에 기초하여 모터의 속도를 제어하는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}

실시예는 모터에 관한 것이다.

모터는 로터와 스테이터와 샤프트를 포함할 수 있다. 샤프트는 로터에 결합한다. 로터는 스테이터의 외측에 배치될 수 있다. 로터와 스테이터의 전자기적 상호 작용에 의해, 로터가 회전하고, 로터가 회전하면 샤프트가 회전한다.

이러한 모터는 센서장치(예를 들어, 라이다(LiDAR: Light Detection and Ranging)를 회전시키는 구동원으로 이용될 수 있다. 모터의 샤프트가 센서장치와 연결된다. 이때, 모터의 정속 구동이 센서장치의 성능을 확보하는데 중요한 요소일 수 있다. 모터의 정속 구동은 회전하는 로터의 위치를 검출하여 판단할 수 있다. 로터의 위치를 검출하기 위해, 모터는 로터에 배치된 드라이브 마그넷의 자속변화를 감지하는 홀센서를 포함할 수 있다. 그러나, 센서장치의 용도상 매우 높은 모터의 정속 조건이 요구되는 경우, 일반적인 드라이브 마그넷으로 인한 자속변화를 감지하는 것만으로, 모터의 정속 조건을 만족시키는데 한계가 있는 문제가 있다.

이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 높은 정속 구동 조건을 만족하는 모터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트와 결합하는 요크와, 상기 샤프트와 상기 요크 사이에 배치되는 스테이터와, 상기 요크에 배치되는 제1 마그넷 및 제2 마그넷 및 상기 제1 마그넷과 대응되게 배치되는 제1 홀센서와, 상기 제2 마그넷과 대응되게 배치되는 제2 홀센서와, 제어부가 배치되는 회로기판을 포함하고, 상기 제2 마그넷은 복수 개의 분할마그넷과 인덱스마그넷을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2 홀센서에서 검출되는 PWM 신호의 펄스 중 상기 인덱스마그넷에 의한 펄스가 감지된 제1 시점보다 지연된 제2 시점에서 인덱스신호를 생성하고, 모터의 정속 조건을 기준으로 미리 입력된 상기 제2 시점과, 검출된 상기 제2 시점을 비교하여 제1 오차를 구하고, 모터의 정속 조건을 기준으로 미리 입력된 상기 PWM 신호의 듀티값과, 검출된 상기 PWM 신호의 듀티값을 비교하여 제2 오차를 구하고, 상기 제1 오차 및 상기 제2 오차에 기초하여 모터의 속도를 제어하는 모터를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 분할마그넷의 폭과 상기 인덱스마그넷의 폭은 동일하고, 상기 분할마그넷 및 상기 인덱스마그넷은 각각 N극과 S극이 조합되어 이루어지고, 상기 분할마그넷의 상기 N극의 폭과 상기 S극의 폭이 동일하고, 상기 인덱스마그넷의 상기 N극의 폭과 상기 S극의 폭이 상이할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 시점은 상기 PWM 신호 중 듀티싸이클이 변경되는 펄스의 폴링 에지(falling edge)가 검출되는 시점에 해당할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 시점은, 상기 PWM 신호가 오프(OFF)인 상태에서 상기 인덱스 신호의 펄스의 라이징 에지(rising edge)가 검출되는 시점에 해당할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 제2 오차를 구하는데 있어서, 상기 PWM 신호의 펄스의 라이징 에지(rising edge)를 검출하여 비교할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 미리 입력된 상기 제2 시점과, 검출된 상기 제2 시점이 일치하도록 피드백 제어한 후, 미리 입력된 상기 PWM 신호의 듀티값과, 검출된 상기 PWM 신호의 듀티값이 일차하도록 피드백 제어할 수 있다.

바람직하게는, 상기 PWM 신호의 펄스의 폭과 상기 인덱스신호의 펄스의 폭은 동일할 수 있다.

바람직하게는, 상기 PWM 신호의 듀티 구간 중 상기 제1 시점이 포함되는 듀티 구간을 제외한 듀티 구간은 듀티싸이클이 50%일 수 있다.

바람직하게는, 상기 PWM 신호의 듀티 구간 중 상기 제1 시점이 포함되는 듀티 구간은 듀티싸이클은 50% 초과일 수 있다.

실시예에 따르면, 높은 정속 구동 조건을 만족할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 단면도,
도 2는 도 1에서 도시한 모터의 분해사시도,
도 3은 도 2에서 도시한 요크를 도시한 도면,
도 4는 도 1에서 도시한 모터의 측단면도,
도 5는 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함하는 회로기판을 도시한 도면,
도 6은 제어부와 제1 홀센서와 제2 홀센서를 도시한 도면,
도 7은 제2 마그넷을 도시한 도면,
도 8은 센싱시그널을 도시한 도면,
도 9는 PWM 신호와 인덱스 신호를 도시한 도면,
도 10은 인덱스 신호와 제1 기준점을 비교하고, PWM 신호와 제2 기준점을 비교한 도면,
도 10은 인덱스 신호와 제1 기준점을 비교하고, PWM 신호와 제2 기준점을 비교한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 단면도이고, 도 2는 도 1에서 도시한 모터의 분해사시도이고, 도 3은 도 2에서 도시한 요크를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 모터는, 샤프트(100)와, 스테이터(200)와, 요크(300)와, 제1 마그넷(400)과, 제2 마그넷(500)과, 회로기판(600)과, 베이스(700)와, 베어링 하우징(800)과, 베어링(900)을 포함할 수 있다.

샤프트(100)는 회전하는 요크(300)의 축이다. 샤프트(100)는 회전하지 않고 베이스(700)에 고정된다. 샤프트(100)의 선단은 거리 정보를 획득하는 센서장칭와 연결될 수 있다.

스테이터(200)는 샤프트(100)의 외측에 배치된다. 스테이터(200)는 코어(210)를 포함한다. 코어(210)는 복수 개의 티스를 포함한다. 티스에는 코일이 감긴다. 스테이터(200)는 인슐레이터(220)를 포함할 수 있다. 인슐레이터(220)는 코어(210)에 결합된다.

요크(300)는 스테이터(200)의 외측에 배치된다. 그리고, 요크(300)는 샤프트(100)에 결합한다. 샤프트(100)는 요크(300)의 중심에 위치한다. 요크(300)의 회전과 함께 샤프트(100)도 회전한다.

제1 마그넷(400)은 요크(300)의 내측에 배치될 수 있다. 제1 마그넷(400)은 요크(300)의 구동을 위한 것이다. 제1 마그넷(400)과 스테이터(200)에 감긴 코일의 전자기적 상호작용을 통해, 요크(300)가 회전한다. 제1 마그넷(400)은 하나의 환형 부재일 수 있다. 또는, 제1 마그넷(400)은 복수의 분할마그넷이 조합된 것일 수 있다.

제2 마그넷(500)은 요크(300)의 둘레에 배치될 수 있다. 제2 마그넷(500)은 요크(300)의 위치를 감지하기 위한 것으로, 모터의 1회전을 감지하여, 모터의 정속 구동을 구현하는데 활용될 수 있다. 제2 마그넷(500)은 환형일 수 있다. 제2 마그넷(500)은 복수 개의 분할 마그넷으로 이루어질 수 있다.

회로기판(600)은 스테이터(200)의 하측에 배치된다. 회로기판(600)은 제1 홀센서(610)와 제2 홀센서(620)를 포함할 수 있다. 제1 홀센서(610)는 제1 마그넷(400)의 자속을 검출한다. 제2 홀센서(620)는 제2 마그넷(500)의 자속을 검출한다. 제1 홀센서(610)는 제1 마그넷(400)의 하측에 배치될 수 있다. 그리고 제2 홀센서(620)는 제2 마그넷(500)의 하측에 배치될 수 있다. 회로기판(600)에는 베어링 하우징(800)이 관통하는 홀이 배치될 수 있다.

베이스(700)는 회로기판(600)의 하측에 배치된다. 베이스(700)의 상면에는 회로기판(600)이 배치될 수 있다. 베이스(700)와 회로기판(600) 사이에는, 베이스(700)와 회로기판(600)의 결합을 위한 접착필름(710)이 위치할 수 있다. 베이스(700)에는 베어링 하우징(800)이 관통하는 홀이 배치될 수 있다.

베어링 하우징(800)은 내측에 베어링(900)을 포함한다. 베어링(900)은 샤프트(100)를 회전 가능하게 지지한다. 베어링(900)은 베어링 하우징(800)의 상부 및 하부에 각각 배치될 수 있다.

베어링 하우징(800)은 내부에는 제1 수용부(810)와 제2 수용부(820)를 포함할 수 있다. 제1 수용부(810)에는 베어링(900)이 배치된다. 제2 수용부(820)에도 베어링(900)이 배치된다. 제1 수용부(810)와 제2 수용부(820) 사이에는 격벽(830)이 배치될 수 있다. 격벽(도 4의 830)은 베어링 하우징(800) 내부에서 돌출되어, 제1 수용부(810)와 제2 수용부(820)를 구분하고, 베어링(900)의 외륜을 축방향으로 지지한다.

한편, 베어링 하우징(800)은 베이스(700)에 고정된다, 그리고 베어링 하우징(800)은 스테이터(200)의 코어(210)의 중심에 결합한다.

도 4는 도 1에서 도시한 모터의 측단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 요크(300)는 원통형 바디(310)와 플랜지(320)를 포함한다. 바디(310)의 상측은 상면으로 막힌 형태이며, 바디(310)의 하측은 개방된 형태이다. 플랜지(320)는 바디(310)의 하단에서 수평하게 연장된 형상을 갖는다. 샤프트(100)가 바디(310)의 상면에 결합하여, 샤프트(100)와 요크(300)가 일체로 회전한다. 바디(310)의 상면 중심에는 홀(301)이 배치된다. 홀(301)에는 샤프트(100)의 단부가 압입되어 결합될 수 있다.

바디(310)의 내주면에 제1 마그넷(400)이 결합된다. 그리고 플랜지(320)의 하면에는 제2 마그넷(500)이 결합된다.

도 5는 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함하는 회로기판을 도시한 도면이고, 도 6은 제어부와 제1 홀센서와 제2 홀센서를 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 제1 홀센서(610)는 제1 마그넷(400)의 하측에 위치한다. 제1 홀센서(610)는 요크(300)의 회전 중심(C)을 기준하여 제1 마그넷(400)의 회전 궤도(O1)상에 배치될 수 있다. 3개의 제1 홀센서(610)가 배치될 수 있다. 3개의 제1 홀센서(610)는 3개의 센싱시그널을 생성한다. 모터의 제어부(1000)는 제1 홀센서(610)에서 생성된 센싱시그널에 기초하여 요크(300)의 위치를 판단한다. 예를 들어, 제1 마그넷(400)이 8극이고, 제1 홀센서(610)가 3개인 경우, 요크(300)의 1회전(360°)을 기준으로, 측정 회전각도 단위는 15°이다. 3개의 제1 홀센서(610)을 통해 생성된 센싱시그널(S1)은 회전각도 15°마다 펄스 파형을 갖는다. 다만, 측정 회전각도 단위가 15°인 경우, 모터의 정속 여부를 정밀하게 측정하기가 어렵다. 따라서, 제2 마그넷(500)과 제2 홀센서(620)를 통해 모터의 정속 여부를 보다 정밀하게 판단한다.

제2 홀센서(620)는 제2 마그넷(500)의 하측에 배치된다. 제2 홀센서(620)는 제2 마그넷(500)은 회전 중심을 기준하여 제2 마그넷(500)의 회전 궤도(O2)상에 배치될 수 있다. 제2 홀센서(620)는 요크(300)의 회전 중심에서 반경 방향으로, 제1 홀센서(610)의 외측에 배치될 수 있다. 제2 홀센서(620)는 복수 개가 배치될 수 있다. 제2 마그넷(500)은 복수 개의 분할마그넷으로 이루어지기 때문에 제2 홀센서(620)는 제1 홀센서(610)에서 생성된 센싱시그널보다 짧은 주기를 갖는 펄스 파형의 센싱시그널(S2)을 생성한다. 모터의 제어부(1000)는 제2 홀센서(620)에서 생성된 센싱시그널에 기초하여, 모터의 정속 회전여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(500)이 72극이고, 제2 홀센서(620)가 2개인 경우, 요크(300)의 1회전(360°)을 기준으로, 측정 회전각도 단위는 2.5°이다. 따라서, 2개의 제2 홀센서(620)을 통해 생성된 센싱시그널(S2)은 측정 회전각도 단위 2.5°마다 펄스 파형을 갖기 때문에 모터의 분당 회전수를 보다 정밀하게 체크할 수 있다.

도 7은 제2 마그넷을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 제2 마그넷(500)은 원주방향을 따라 제1 각도(Θ)로 분할되어 구분되는 복수의 분할마그넷(510)을 포함할 수 있다. 분할마그넷(510)은 원주방향을 따라 N극과 S극으로 분할되어 이루어질 수 있다. 분할마그넷(510)의 N극은 원주방향을 따라 제2 각도(Θ1)로 분할되어 구분될 수 있다. 그리고 분할마그넷(510)의 S극은 원주방향을 따라 제3 각도(Θ2)로 분할되어 구분될 수 있다. 이때, 제2 각도(Θ1)와 제3 각도(Θ2)는 동일하다.

또한, 제2 마그넷(500)은 하나의 인덱스마그넷(520)을 포함할 수 있다. 인덱스마그넷(520)은 제1 각도(Θ)로 분할되어 복수의 분할마그넷(510)과 구분된다. 인덱스마그넷(520)은 원주방향을 따라 N극과 S극으로 분할되어 이루어질 수 있다. 인덱스마그넷(520)의 N극은 원주방향을 따라 제4 각도(Θ3)로 분할되어 구분될 수 있다. 그리고 인덱스마그넷(520)의 S극은 원주방향을 따라 제5 각도(Θ4)로 분할되어 구분될 수 있다. 이때, 분할마그넷(510)과 달리, 인덱스마그넷(520)은 제4 각도(Θ3)는 제5 각도(Θ4)보다 크다. 이는 모터의 요크(300)의 1회전(360°)을 검출하는데 있어서 기준이 펄스를 생성하기 위하여, 인덱스마그넷(520)의 N극의 폭을 넓힌 것이다.

도 8은 센싱시그널을 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 홀센서(620)에서 검출되는 센싱시그널은 PWM 신호(펄스 폭 변조신호)(S3)이다. 제어부(1000)는 제2 홀센서(620)에서 검출된 신호를 하이(high) 신호와 로우(low) 신호가 주기적으로 반복되는 PWM 신호(S3)로 출력할 수 있다.

예를 들어, 제2 마그넷(500)이 72극이고, 제2 홀센서(620)가 2개인 경우, 요크가 1회전 하면, PWM 신호(S3)에서 146개의 펄스가 생성되며, 이 중 144개의 제1 펄스(10)와 2개의 제2 펄스(20)가 생성된다. 제1 펄스(10)는 분할마그넷(510)에 의한 것이고, 제2 펄스(20)는 인덱스마그넷(520)에 의한 것이다. 제1 펄스(10)와 제2 펄스(20)는 듀티값(D)이 동일하다. 각각의 제1 펄스(10)의 폭(W1)은 동일하며, 듀티싸이클은 50%일 수 있다.

제2 펄스(20)는 인덱스마그넷(520)이 제2 홀센서(620)를 지날 때 생성된다. 제2 펄스(20)의 폭(W2)은 제1 펄스(10)의 폭(W1)보다 크다. 인덱스마그넷(520)의 N극의 폭이 분할마그넷(510)의 N극의 폭보다 크기 때문이다. 제2 펄스(20)가 포함된 듀티 구간에서는 듀티싸이클이 50%를 초과한다.

도 9는 PWM 신호와 인덱스 신호를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 제어부(도 6의 1000)는 제2 펄스(20)의 폴링 에지(falling edge)(22)가 검출되는 시점인 제1 시점에서 인덱스 신호(I)를 생성하도록 지시한다. 이때, 제어부(1000)의 연산과정으로 인하여 제1 시점보다 늦은 제2 시점에 인덱스 신호(I)가 생성된다. 따라서, 제2 펄스(20)의 폴링 에지(falling edge)(22)의 검출 시점과 인덱스 신호(I)의 생성 시점 사이에 도 9의 D만큼 딜레이(delay)값이 발생한다. 이때, 인덱스 신호(I)의 생성시점은 인덱스 신호(I)의 펄스(30)의 라이징 에지(rising edge)(31)가 기준이 될 수 있다.

제어부(1000)는 모터의 정속 조건을 기준으로, 미리 설정된 제1 시점과 딜레이(delay)값(D)을 포함한다. 그리고 제어부(1000)는 미리 설정된 제1 시점에 딜레이(delay)값을 반영한 미리 설정된 제2 시점을 포함한다. 이하 미리 설정된 제2 시점을 제1 기준점(P)이라 한다. 제1 기준점(P)은 모터가 구동하여 검출되는 인덱스 신호(I)의 제1 오차(도 10의 B)를 구하는 기준이 된다.

이때, 인덱스 신호(I)의 펄스의 폭은 PWM 신호의 제1 펄스(10)의 폭(W1)과 동일할 수 있다.

도 10은 인덱스 신호와 제1 기준점을 비교하고, PWM 신호와 제2 기준점을 비교한 도면이다.

도 10을 참조하면, 도 10의 P는, 상술하였듯이, 인덱스 신호(I)의 제1 기준점(P)이다. 모터가 회전하고, 제2 펄스(20)의 폴링 에지(falling edge)(22)가 검출되면, 제어부(1000)는 매 회전마다 인덱스 신호(I)을 생성한다. 제어부(1000)는 인덱스 신호(I)의 펄스(30)의 라이징 에지(rising edge)(31)가 검출되는 시점과 제1 기준점(P)을 비교하여 제1 오차(B)를 구한다.

제어부(1000)는 인덱스 신호(I)의 펄스(30)의 라이징 에지(rising edge)(31)가 제1 기준점(P)과 정렬되도록, 모터의 속도를 1차적으로 피드백 제어한다.

이후, 제어부(1000)는, 인덱스 신호(I)의 펄스(30)의 라이징 에지(rising edge)(31)가 제1 기준점(P)과 정렬되도록 제어되는 상태에서, 모터의 정속 조건을 기준으로, 미리 입력된 PWM 신호의 듀티값과, PWM 신호(S3)의 듀티값을 비교하여 제2 오차(A1,A2,A3,A4)를 구한다. 미리 입력된 PWM 신호의 듀티값에 기초하여, PWM 신호의 펄스의 라이징 에지(rising edge)가 제2 오차(A1,A2,A3,A4)를 구하는 제2 기준점()(L1,L2,L3,L4…)이 될 수 있다.

모터가 회전하고, 제어부(1000)는 제1 펄스(10) 및 제2 펄스(20)의 라이징 에지(rising edge)를 검출한다. 그리고 제어부(100)는 검출된 펄스들의 라이징 에지(rising edge)와 제2 기준점(L1,L2,L3,L4…)를 비교하여 제2 오차(A1,A2,A3,A4)를 구한다.

제어부(1000)는 검출된 PWM 신호(10,20)의 펄스의 라이징 에지(rising edge)가 2 기준점(L1,L2,L3,L4)에 정렬되도록, 모터의 속도를 2차적으로 피드백 제어한다.

이렇게, 실시예에 따른 모터는 PWM 신호(S3)에 기초하여 인덱스 신호(I)를 생성하는 경우, 인덱스 신호(I)가 지연되는 점을 이용하여, 모터의 속도를 제어하는데 있어서, 제2 기준점(L1,L2,L3,L4…) 이외에 제1 기준점(P)을 추가적으로 세팅할 수 있는 이점이 있다. 추가된 제1 기준점(P)을 기준으로, 피드백 제어를 추가함으로써, 제2 마그넷(500)의 동일한 극수대비 모터의 속도 제어의 정밀성을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 샤프트
200: 스테이터
300: 요크
400: 제1 마그넷
500: 제2 마그넷
600: 회로기판
700: 베이스
800: 베어링 하우징
900: 베어링
1000: 제어부

Claims

샤프트;
상기 샤프트와 결합하는 요크;
상기 샤프트와 상기 요크 사이에 배치되는 스테이터;
상기 요크에 배치되는 제1 마그넷 및 제2 마그넷;및
상기 제1 마그넷과 대응되게 배치되는 제1 홀센서와, 상기 제2 마그넷과 대응되게 배치되는 제2 홀센서와, 제어부가 배치되는 회로기판을 포함하고,
상기 제2 마그넷은 복수 개의 분할마그넷과 인덱스마그넷을 포함하고
상기 제어부는,
상기 제2 홀센서에서 검출되는 PWM 신호의 펄스 중 상기 인덱스마그넷에 의한 펄스가 감지된 제1 시점보다 지연된 제2 시점에서 인덱스신호를 생성하고,
모터의 정속 조건을 기준으로 미리 입력된 상기 제2 시점과, 검출된 상기 제2 시점을 비교하여 제1 오차를 구하고,
모터의 정속 조건을 기준으로 미리 입력된 상기 PWM 신호의 듀티값과, 검출된 상기 PWM 신호의 듀티값을 비교하여 제2 오차를 구하고,
상기 제1 오차 및 상기 제2 오차에 기초하여 모터의 속도를 제어하고,
상기 제어부는,
상기 미리 입력된 상기 제2 시점과, 검출된 상기 제2 시점이 일치하도록 피드백 제어한 후,
미리 입력된 상기 PWM 신호의 듀티값과, 검출된 상기 PWM 신호의 듀티값이 일차하도록 피드백 제어하는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 분할마그넷의 폭과 상기 인덱스마그넷의 폭은 동일하고,
상기 분할마그넷 및 상기 인덱스마그넷은 각각 N극과 S극이 조합되어 이루어지고,
상기 분할마그넷의 상기 N극의 폭과 상기 S극의 폭이 동일하고,
상기 인덱스마그넷의 상기 N극의 폭과 상기 S극의 폭이 상이한 모터.
제1 항에 있어서,
상기 제1 시점은 상기 PWM 신호 중 듀티싸이클이 변경되는 펄스의 폴링 에지(falling edge)가 검출되는 시점에 해당하는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 제2 시점은, 상기 PWM 신호가 오프(OFF)인 상태에서 상기 인덱스 신호의 펄스의 라이징 에지(rising edge)가 검출되는 시점에 해당하는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 오차를 구하는데 있어서,
상기 PWM 신호의 펄스의 라이징 에지(rising edge)를 검출하여 비교하는 모터.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 PWM 신호의 펄스의 폭과 상기 인덱스신호의 펄스의 폭은 동일한 모터.
샤프트;
상기 샤프트와 결합하는 요크;
상기 샤프트와 상기 요크 사이에 배치되는 스테이터;
상기 요크에 배치되는 제1 마그넷 및 제2 마그넷;및
상기 제1 마그넷과 대응되게 배치되는 제1 홀센서와, 상기 제2 마그넷과 대응되게 배치되는 제2 홀센서와, 제어부가 배치되는 회로기판을 포함하고,
상기 제2 마그넷은 복수 개의 분할마그넷과 인덱스마그넷을 포함하고
상기 제어부는,
상기 제2 홀센서에서 검출되는 PWM 신호의 펄스 중 상기 인덱스마그넷에 의한 펄스가 감지된 제1 시점보다 지연된 제2 시점에서 인덱스신호를 생성하고,
모터의 정속 조건을 기준으로 미리 입력된 상기 제2 시점과, 검출된 상기 제2 시점을 비교하여 제1 오차를 구하고,
모터의 정속 조건을 기준으로 미리 입력된 상기 PWM 신호의 듀티값과, 검출된 상기 PWM 신호의 듀티값을 비교하여 제2 오차를 구하고,
상기 제1 오차 및 상기 제2 오차에 기초하여 모터의 속도를 제어하고,
상기 PWM 신호의 듀티 구간 중 상기 제1 시점이 포함되는 듀티 구간을 제외한 듀티 구간은 듀티싸이클이 50%인 모터.
제8 항에 있어서,
상기 PWM 신호의 듀티 구간 중 상기 제1 시점이 포함되는 듀티 구간은 듀티싸이클은 50% 초과인 모터.