KR102628771B1 - Motor rotation direction determination device using a single magnetic hall sensor that detects gear tooth - Google Patents
Motor rotation direction determination device using a single magnetic hall sensor that detects gear tooth Download PDFInfo
- Publication number
- KR102628771B1 KR102628771B1 KR1020220041731A KR20220041731A KR102628771B1 KR 102628771 B1 KR102628771 B1 KR 102628771B1 KR 1020220041731 A KR1020220041731 A KR 1020220041731A KR 20220041731 A KR20220041731 A KR 20220041731A KR 102628771 B1 KR102628771 B1 KR 102628771B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- signals
- phase
- gear
- hall sensors
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000011000 absolute method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/249—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/105—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by magnetically sensitive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
- H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
- H02K11/38—Control circuits or drive circuits associated with geared commutator motors of the worm-and-wheel type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/30—Arrangements for controlling the direction of rotation
Abstract
본 발명은 모터 회전 시, 출력되는 2개 신호의 위상차를 항상 90°로 종래보다 일정하게 유지되게 하면서, 종래보다 높은 해상도를 가지도록 개선한 모터 회전 방향 판별장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 내부에 마그네트가 장착되고, 모터의 회전축에 장착된 기어의 원주 방향으로 마그네트에 순차적으로 제1,2,3홀센서가 배치되되, 제1,2,3홀센서의 사이사이는 기어의 기어톱니를 기어톱니의 원주 방향으로 이등분할 수 있는 일정한 간격으로 각각 형성되며, 모터의 회전 시, 제1,2,3홀센서가 마그네트의 자기장의 변화로 기어톱니를 감지하는 마그네틱 홀 센서; 모터의 회전 시, 제1,2홀센서 및 제2,3홀센서에서 각각 입력된 감지신호를 토대로 위상이 다른 제1,2신호를 각각 발생시켜 증폭하는 제1,2증폭부; 제1,2신호를 비교하여 위상이 빠른 신호를 선별하는 비교부; 비교부로부터 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호에 대한 정보와 정보에 해당하는 신호만 입력받고, 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 디스플레이로 출력하면서 신호보다 위상이 90°도 느린 신호를 디스플레이로 출력하는 신호 설정부; 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 체배하여 신호 설정부로 출력하는 주파수 체배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어의 기어톱니를 감지하는 단일 마그네틱 홀 센서를 이용한 모터 회전 방향 판별장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor rotation direction determination device that has been improved to have higher resolution than the prior art while always maintaining the phase difference between the two signals output when the motor rotates at 90°, more specifically, A magnet is installed inside, and the 1st, 2nd, and 3rd hall sensors are sequentially placed on the magnet in the circumferential direction of the gear mounted on the rotation axis of the motor, and the space between the 1st, 2nd, and 3rd hall sensors is the gear teeth of the gear. Magnetic Hall sensors are each formed at regular intervals that can be divided into two in the circumferential direction of the gear teeth, and when the motor rotates, the first, second, and third Hall sensors detect the gear teeth by changes in the magnetic field of the magnet; When the motor rotates, first and second amplification units generate and amplify first and second signals with different phases, respectively, based on detection signals input from the first and second Hall sensors and the second and third Hall sensors, respectively; A comparison unit that compares the first and second signals to select a signal with a faster phase; From the comparator, only information about the signal with a faster phase among the first and second signals and signals corresponding to the information are input, and the signal with a faster phase among the first and second signals is output to the display, and a signal with a phase that is 90° slower than the signal. A signal setting unit that outputs to a display; It relates to a motor rotation direction determination device using a single magnetic Hall sensor that detects the gear teeth of a gear, including a frequency multiplier that multiplies the signal with a faster phase among the first and second signals and outputs it to a signal setting unit.
Description
본 발명은 모터 회전 방향 판별장치에 관한 것으로써, 특히 모터의 회전 시, 단일 마그네틱 홀 센서로 기어의 기어톱니를 감지하여 모터의 회전 방향을 판별해주는 모터 회전 방향 판별장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor rotation direction determination device, and in particular, to a motor rotation direction determination device that detects the gear teeth of a gear with a single magnetic Hall sensor and determines the rotation direction of the motor when the motor rotates.
일반적으로, 모터의 회전 방향 판별장치는 자동차에 적용되는 시트 제어장치 및 선루프 제어장치, 지게차에 적용되는 리프트 제어장치 등 모터를 사용하여 구동되고, 모터의 정, 역회전 방향을 제어하는 장치에 주로 많이 사용되었다.Generally, the rotation direction determination device of the motor is driven using a motor, such as a seat control device and sunroof control device applied to automobiles, and a lift control device applied to forklifts, and is used in devices that control the forward and reverse rotation directions of the motor. It was mainly used.
즉, 제어장치에 모터의 회전 방향을 알려주면서 모터의 회전한 각도 및 속도 및 위치 등을 알 수 있도록 해주었다.In other words, it notifies the control device of the direction of rotation of the motor and allows it to know the rotation angle, speed, and position of the motor.
그래서, 종래에는 모터에 의해 회전하는 회전원판의 슬릿을 통해 발광소자의 빛을 수광소자에서 검출하는 광학식의 로터리 엔코더를 사용하여, 모터의 회전 방향, 속도 등을 측정하였다. Therefore, conventionally, the rotation direction and speed of the motor were measured using an optical rotary encoder that detects the light of the light emitting element in the light receiving element through the slit of the rotating disk rotated by the motor.
그 측정 방식에는 앱솔루트방식과 인크리멘탈 방식이 있는데, 앱솔루트 방식은 각도를 측정할 때 쓰이며, 인크리멘탈 방식은 속도나 회전수를 측정할 때 쓰인다.There are two types of measurement methods: the absolute method and the incremental method. The absolute method is used to measure angles, and the incremental method is used to measure speed or rotation speed.
즉, 로터리 엔코더는 정밀한 모터가 필요한 제어장치에 사용되었다. In other words, rotary encoders were used in control devices that required precise motors.
하지만, 야외의 거친 환경에서 모터를 구동해야 하는 제어장치에 사용될 경우에는 슬릿에 먼지가 끼거나 부식이 발생되어서 빛의 통과를 방해하였다.However, when used in a control device that requires driving a motor in a rough outdoor environment, dust or corrosion occurred in the slit, preventing the passage of light.
또한, 수광소자, 발광소자는 강도가 약하여, 비, 눈, 바람 등에 의한 환경변화에 대응하지 못하여 쉽게 파손되었다.In addition, light-receiving elements and light-emitting elements are weak in strength and cannot respond to environmental changes caused by rain, snow, wind, etc., and are easily damaged.
이로 인해, 해상도가 떨어졌고, 회전원판, 수광소자, 발광소자의 교환이 필요하였다.Because of this, the resolution was lowered and replacement of the rotating disk, light receiving element, and light emitting element was necessary.
또한, 로터리 엔코더는 단가가 비싸다는 문제가 있었다.Additionally, rotary encoders had the problem of being expensive.
이에, 로터리 엔코더를 대신하여, 모터의 회전축에 기어를 장착해 기어의 기어톱니를 2개의 홀센서로 감지하는 방식을 이용했었다.Therefore, instead of a rotary encoder, a method was used where a gear was mounted on the rotating shaft of the motor and the gear teeth of the gear were detected using two Hall sensors.
즉, 2개의 홀센서를 기어의 위상이 다른 곳에 각각 위치시켜서, 모터 회전 시, 위상이 90°다른 2개의 신호가 출력되도록 하였다.In other words, two Hall sensors were placed in different phases of the gear, so that when the motor rotates, two signals with 90° different phases are output.
하지만, 이 방식은 기어톱니의 간격 불균형과 2개의 홀센서의 조립 위치 불량으로 인해, 모터의 rpm이 약간만 높아져도 2개의 신호의 90°위상이 틀어지면서 신호를 정확히 출력하기가 어려웠었다.However, in this method, due to the imbalanced spacing of the gear teeth and the poor assembly position of the two Hall sensors, the 90° phase of the two signals was shifted even if the rpm of the motor increased slightly, making it difficult to output signals accurately.
또한, 이 방식은 로터리 엔코더에 비해, 기어톱니의 숫자 제한에 의해 해상도가 아주 낮다는 근본적인 문제가 있었다.Additionally, compared to rotary encoders, this method had a fundamental problem in that the resolution was very low due to the limited number of gear teeth.
즉, 높은 해상도를 기대하기 어려워 적당한 수준의 모터의 낮은 rpm 영역에서만 사용할 수밖에 없었다.In other words, it was difficult to expect high resolution, so it had no choice but to be used only in the low rpm range of moderate motors.
이와 관련하여, 2개의 홀센서로 기어톱니를 감지하는 특허문헌1도 상기와 같은 문제가 발생될 우려가 있었다.In relation to this, Patent Document 1, which detects gear teeth with two Hall sensors, also had the risk of causing the same problem as above.
이에 본 발명은, 로터리 엔코더보다 단가가 싸고 환경변화에 대응할 정도로 강도가 강한 3개의 홀센서를 하나로 통합하여, 모터 회전 시, 출력되는 2개 신호의 위상차를 항상 90°로 일정하게 유지되게 함으로써, 기어톱니의 간격 불균형과 홀센서의 조립 위치 불량에 따른 2개의 신호의 위상 변동을 종래보다 개선하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention integrates three Hall sensors, which are cheaper than rotary encoders and strong enough to respond to environmental changes, into one, and when the motor rotates, the phase difference between the two output signals is always maintained at a constant 90°, The purpose is to improve the phase variation of two signals due to the imbalance of gear teeth spacing and poor assembly position of the Hall sensor compared to before.
또한, 홀센서에서 출력되는 신호를 고주파수로 출력되도록 변조하여 해상도를 높힘으로써, 기어톱니의 숫자 제한에 의해 낮은 해상도를 가지는 종래의 홀센서의 단점을 개선하는데 목적이 있다.In addition, the purpose is to improve the shortcomings of the conventional Hall sensor, which has low resolution due to the limited number of gear teeth, by increasing resolution by modulating the signal output from the Hall sensor to be output at a high frequency.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 마그네트가 장착되고, 모터의 회전축에 장착된 기어의 원주 방향으로 마그네트에 순차적으로 제1,2,3홀센서가 배치되되, 제1,2,3홀센서의 사이사이는 기어의 기어톱니를 기어톱니의 원주 방향으로 이등분할 수 있는 일정한 간격으로 각각 형성되며, 모터의 회전 시, 제1,2,3홀센서가 마그네트의 자기장의 변화로 기어톱니를 감지하는 마그네틱 홀 센서; 모터의 회전 시, 제1,2홀센서 및 제2,3홀센서에서 각각 입력된 감지신호를 토대로 위상이 다른 제1,2신호를 각각 발생시켜 증폭하는 제1,2증폭부; 제1,2신호를 비교하여 위상이 빠른 신호를 선별하는 비교부; 비교부로부터 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호에 대한 정보와 정보에 해당하는 신호만 입력받고, 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 디스플레이로 출력하면서 신호보다 위상이 90°도 느린 신호를 디스플레이로 출력하는 신호 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어의 기어톱니를 감지하는 단일 마그네틱 홀 센서를 이용한 모터 회전 방향 판별장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention has a magnet installed inside, and first, second, and third Hall sensors are sequentially arranged on the magnet in the circumferential direction of the gear mounted on the rotation axis of the motor. The space between the 3-hole sensors is formed at regular intervals that can divide the gear teeth of the gear into two in the circumferential direction of the gear teeth. When the motor rotates, the 1st, 2nd, and 3rd hall sensors change the gear's magnetic field by changing the magnet's magnetic field. Magnetic Hall sensor to detect teeth; When the motor rotates, first and second amplification units generate and amplify first and second signals with different phases, respectively, based on detection signals input from the first and second Hall sensors and the second and third Hall sensors, respectively; A comparison unit that compares the first and second signals to select a signal with a faster phase; From the comparator, only information about the signal with a faster phase among the first and second signals and signals corresponding to the information are input, and the signal with a faster phase among the first and second signals is output to the display, and a signal with a phase that is 90° slower than the signal. Provided is a motor rotation direction determination device using a single magnetic Hall sensor that detects gear teeth of a gear, including a signal setting unit that outputs to a display.
또한, 본 발명은 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 체배하여 신호 설정부로 출력하는 주파수 체배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어의 기어톱니를 감지하는 단일 마그네틱 홀 센서를 이용한 모터 회전 방향 판별장치를 제공한다.In addition, the present invention is a motor rotation direction determination device using a single magnetic Hall sensor to detect gear teeth of a gear, including a frequency multiplier that multiplies the signal with a faster phase among the first and second signals and outputs it to a signal setting unit. provides.
본 발명은 모터 회전 시, 마그네틱 홀 센서에서 출력되는 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호와, 상기 신호보다 90°느린 신호가 신호 설정부에서 출력되기 때문에, 출력되는 2개 신호의 위상차가 항상 90°로 일정하게 유지되는 효과가 있다.In the present invention, when the motor rotates, a signal with a faster phase among the first and second signals output from the magnetic Hall sensor and a
또한, 마그네틱 홀 센서에 3개의 홀센서가 통합되기 때문에, 동일한 시점의 동일한 위치에서 위상이 90°다른 제1,2신호가 출력되는 효과가 있다.In addition, because three Hall sensors are integrated into the magnetic Hall sensor, the first and second signals with a phase difference of 90° are output at the same location at the same time.
즉, 종래의 기어톱니의 간격 불균형과 홀센서의 조립 위치 불량에 따른 2개의 신호의 위상 변동을 막아주는 효과가 있다.In other words, it has the effect of preventing phase fluctuations of the two signals due to the imbalanced spacing of the conventional gear teeth and poor assembly position of the Hall sensor.
또한, 신호 설정부에서 출력되는 2개 신호의 위상차가 항상 90°로 일정하게 유지되기 때문에, 모터의 속도와 상관없이, 모터의 회전 방향을 정확하게 알려주는 효과가 있다.Additionally, because the phase difference between the two signals output from the signal setting unit is always maintained at a constant 90°, there is an effect of accurately indicating the rotation direction of the motor, regardless of the speed of the motor.
이로 인해, 모터의 회전한 각도 및 속도 및 위치 등을 알 수 있어서, 자동차, 지게차 등에 사용되는 제어장치를 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.Because of this, the rotation angle, speed, and position of the motor can be known, which has the effect of precisely controlling control devices used in automobiles, forklifts, etc.
본 발명은 종래의 로터리 엔코더보다 강도가 강한 마그네틱 홀 센서를 사용하기 때문에, 비, 눈, 바람 등에 의한 환경변화에 대응하지 못하여 쉽게 파손되는 것을 종래보다 막아주는 효과가 있다.Since the present invention uses a magnetic Hall sensor that is stronger than the conventional rotary encoder, it has the effect of preventing the sensor from being easily damaged by failing to respond to environmental changes due to rain, snow, wind, etc.
또한, 로터리 엔코더보다 단가가 싸기 때문에, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.Additionally, since the unit price is lower than that of a rotary encoder, it has the effect of reducing costs.
본 발명은 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 주파수 체배기로 체배하기 때문에, 신호 설정부에서 출력되는 2개의 신호가 고주파수로 변조되어 해상도가 높아지는 효과가 있다.In the present invention, since the signal with a faster phase among the first and second signals is multiplied by a frequency multiplier, the two signals output from the signal setting unit are modulated to a high frequency, which has the effect of increasing resolution.
즉, 기어톱니의 숫자 제한에 의해 낮은 해상도를 가지는 종래의 홀센서의 단점을 개선한 효과가 있다.In other words, it has the effect of improving the disadvantages of the conventional Hall sensor, which has low resolution due to the limited number of gear teeth.
또한, 체배 설정부를 통해 해상도를 조절할 수 있는 효과가 있다.Additionally, there is an effect of being able to adjust the resolution through the multiplication setting unit.
본 발명은 신호 설정부에서 출력되는 위상이 90°다른 2개의 신호가 버퍼를 통해 안정적으로 디스플레이로 출력되는 효과가 있다.The present invention has the effect of stably outputting two signals with 90° different phases output from the signal setting unit to the display through a buffer.
즉, 위상이 90°다른 2개의 신호가 버퍼에 의해 끊김없이 디스플레이에 표시되는 효과가 있다.In other words, two signals that are 90° out of phase are displayed seamlessly on the display by the buffer.
도 1은 본 발명의 실시예를 따른 모터 회전 방향 판별장치의 구성도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예를 따른 모터 회전 방향 판별장치의 상세도,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예를 따른 본 발명의 실시예를 따른 모터 회전 방향 판별장치의 사용상태도이다.1 is a configuration diagram of a motor rotation direction determination device according to an embodiment of the present invention;
2 and 3 are detailed views of a motor rotation direction determination device according to an embodiment of the present invention;
4 to 7 are diagrams showing a state of use of a motor rotation direction determination device according to an embodiment of the present invention.
이에, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Accordingly, the embodiment of the present invention as described above will be described in detail based on the accompanying drawings as follows.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예를 따른 모터 회전 방향 판별장치(1000)는 모터(1)의 회전축(1a)에 장착된 기어(2)의 주변에 설치되며, 자동차, 지게차 등에 사용되는 제어장치의 디스플레이(3)와 연결된다.As shown in Figures 1 to 7, the motor rotation direction determination device 1000 according to an embodiment of the present invention is installed around the gear 2 mounted on the rotation shaft 1a of the motor 1, and , It is connected to the display (3) of the control device used in forklifts, etc.
그리고, 상기 모터 회전 방향 판별장치(1000)는 내부에 마그네트(110)가 장착되고, 모터(1)의 회전축(1a)에 장착된 기어(2)의 원주 방향으로 상기 마그네트(110)에 순차적으로 제1,2,3홀센서(120)(130)(140)가 배치되되, 상기 제1,2,3홀센서(120)(130)(140)의 사이사이는 기어(2)의 기어톱니(2a)를 상기 기어톱니(2a)의 원주 방향으로 이등분할 수 있는 일정한 간격으로 각각 형성되며, 상기 모터(1)의 회전 시, 제1,2,3홀센서(120)(130)(140)가 마그네트(110)의 자기장의 변화로 기어톱니(2a)를 감지하는 마그네틱 홀 센서(100)가 포함된다.In addition, the motor rotation direction determination device 1000 is equipped with a
여기서, 상기 제1,2,3홀센서(120)(130)(140)는 모터(1)의 회전 시, 기어톱니(2a)가 마그네트(110)에 접근하여 자기장의 세기가 강해질 때 감지하게 되면서 High 신호를 출력하게 되며, 상기 기어톱니(2a)의 사이에 형성된 홈이 마그네트(110)에 접근하여 자기장의 세기가 약해질 때 감지하지 못하게 되면서 Low 신호를 출력하게 된다. Here, the first, second, and
또한, 상기 마그네트(110)는 영구 자석으로 이루어진다.Additionally, the
그리고, 상기 모터 회전 방향 판별장치(1000)는 모터(1)의 회전 시, 제1,2홀센서(120)(130) 및 제2,3홀센서(130)(140)에서 각각 입력된 감지신호를 토대로 위상이 다른 제1,2신호를 각각 발생시켜 증폭하는 제1,2증폭부(200)(210); 상기 제1,2신호를 비교하여 위상이 빠른 신호를 선별하는 비교부(300)가 포함된다.In addition, the motor rotation direction determination device 1000 detects input from the first and
여기서, 상기 제1증폭부(200)는 제1,2홀센서(120)(130)에서 입력되는 감지신호를 비교하여, 증폭된 High, low 신호를 연속적으로 출력하게 된다.Here, the
즉, 상기 제1증폭부(200)는 펄스 형태의 증폭된 제1신호를 출력하게 된다.That is, the
또한, 상기 제2증폭부(210)는 제2,3홀센서(130)(140)에서 입력되는 감지신호를 비교하여, 증폭된 High, low 신호를 연속적으로 출력하게 된다.In addition, the
즉, 상기 제2증폭부(210)는 제1신호와 위상이 다른 펄스 형태의 증폭된 제2신호를 출력하게 된다.That is, the
또한, 상기 비교부(300)는 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호에 대한 정보와, 상기 정보에 해당하는 신호만 신호 설정부(400)에 제공하게 된다.In addition, the
그리고, 상기 모터 회전 방향 판별장치(1000)는 비교부(300)로부터 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호에 대한 정보와 상기 정보에 해당하는 신호만 입력받고, 상기 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 디스플레이(3)로 출력하면서 상기 신호보다 위상이 90°도 느린 신호를 디스플레이(3)로 출력하는 신호 설정부(400)가 포함된다.In addition, the motor rotation direction determination device 1000 receives only information about the signal with a faster phase among the first and second signals and a signal corresponding to the information from the
여기서, 상기 신호 설정부(400)는 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 기준으로 상기 신호보다 위상이 90°도 느린 신호를 생성하여 출력하게 된다.Here, the
그리고, 상기 모터 회전 방향 판별장치(1000)는 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 체배하여 신호 설정부(400)로 출력하는 주파수 체배기(500)가 포함된다.In addition, the motor rotation direction determination device 1000 includes a
여기서, 상기 주파수 체배기(500)는 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 정수배로 체배하게 되면서 상기 신호를 고주파수로 변조시키며, 체배된 상기 신호를 신호 설정부(400)로 출력하게 된다.Here, the
또한, 상기 주파수 체배기(500)는 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호의 주파수와 Vco에서 출력되어 Frequency divider를 통과한 신호의 주파수를 비교하는 Phase detector와, 상기 Phase detector에서 입력되는 신호의 주파수를 Vco에 입력되는 전압으로 변환시키면서 노이즈를 제거해주는 Low pass filter와, 상기 Low pass filter에서 입력된 전압에 의해 발생되는 신호의 주파수를 신호 설정부(400)로 출력하는 Vco와, 상기 Vco에서 출력되는 신호의 주파수를 정수 n으로 나눠서 Phase detector에 제공하여 상기 Vco에서 출력되는 신호의 주파수를 가변시키는 Frequency divider 등이 포함된다.In addition, the
즉, 상기 주파수 체배기(500)는 PLL 방식으로 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 체배하게 된다.That is, the
그리고, 상기 모터 회전 방향 판별장치(1000)는 주파수 체배기(500)의 체배를 설정하는 체배 설정부(510)가 포함된다.In addition, the motor rotation direction determination device 1000 includes a
여기서, 상기 체배 설정부(510)는 주파수 체배기(500)의 Frequency divider와 연결되어 정수 n을 설정함으로써, 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 정수배 즉, 2배, 3배 등 몇 배로 체배할 지를 결정하게 되며, 모터 회전 방향 판별장치(1000)의 외부에 설치된다.Here, the
그리고, 상기 모터 회전 방향 판별장치(1000)는 신호 설정부(400)에서 출력되는 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호와 90°도 느린 신호를 각각 입력받아 디스플레이(3)로 출력해주는 한 쌍의 버퍼(600)가 포함된다.In addition, the motor rotation direction determination device 1000 receives a signal with a fast phase and a signal with a 90° slow phase among the first and second signals output from the
여기서, 상기 버퍼(600)는 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호와, 90°도 느린 신호를 저장했다가, 디스플레이(3)로 한번에 출력해주는 효과가 있다.Here, the
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 따른 상기 모터 회전 방향 판별장치(1000)의 작동을 설명하면 다음과 같다.The operation of the motor rotation direction determination device 1000 according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described as follows.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 모터(1)를 시계 방향 즉, 정방향으로 회전시키면, 마그네틱 홀 센서(100)의 제1,2,3홀센서(120)(130)(140)는 마그네트(110)의 자기장의 변화로 기어톱니(2a)를 감지하게 되면서, 감지신호를 제1,2증폭부(200)(210)에 각각 출력하게 된다.As shown in Figures 1 to 5, when the motor 1 is rotated clockwise, that is, in the forward direction, the first, second, and
그러면, 상기 제1증폭부(200)는 제1,2홀센서(120)(130)에서 각각 입력되는 감지신호를 토대로 펄스 형태의 제1신호를 발생시켜 증폭하게 되며, 제2증폭부(210)는 제2,3홀센서(130)(140)에서 입력되는 감지신호를 토대로 제1신호보다 위상이 90°도 느린 펄스 형태의 제2신호를 발생시켜 증폭하게 된다.Then, the
그리고, 상기 비교부(300)는 제1,2증폭부(200)(210)에서 입력되는 제1,2신호를 비교하여 위상이 빠른 신호 즉, 제2신호보다 위상이 90°도 빠른 제1신호를 선별하게 된다.In addition, the
여기서, 상기 비교부(300)는 제2신호보다 위상이 빠른 제1신호에 대한 정보를 신호 설정부(400)로 출력하게 된다.Here, the
그리고, 상기 제2신호보다 위상이 빠른 제1신호는 주파수 체배기(500)에 의해 체배되어 신호 설정부(400)로 입력된다.And, the first signal, which is faster in phase than the second signal, is multiplied by the
여기서, 상기 제1신호는 체배 설정부(510)에 설정된 정수배로 체배된다.Here, the first signal is multiplied by an integer multiple set in the
그러면, 상기 신호 설정부(400)는 제2신호보다 위상이 빠른 제1신호에 대한 정보와, 체배된 제1신호만 입력받게 된다.Then, the
그리고, 상기 신호 설정부(400)는 체배된 제1신호를 정방향 신호로 버퍼(600)를 통해 디스플레이(3)로 출력하게 되면서, 상기 제1신호보다 위상이 90°도 느린 역방향 신호를 생성하여 버퍼(600)를 통해 디스플레이(3)로 출력하게 된다.In addition, the
즉, 상기 디스플레이(3)에는 고해상도로 정방향 신호와, 상기 정방향 신호보다 위상이 90°도 느린 역방향 신호가 표시되면서, 모터(1)가 정방향으로 회전한 것이 표시된다. That is, the
또한, 상기 디스플레이(3)에는 모터(1)의 회전한 각도 및 속도 및 위치 등이 표시된다.Additionally, the
한편, 도 1 내지 도 3, 도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 모터(1)를 반시계 방향 즉, 역방향으로 회전시키면, 마그네틱 홀 센서(100)의 제1,2,3홀센서(120)(130)(140)는 마그네트(110)의 자기장의 변화로 기어톱니(2a)를 감지하게 되면서, 감지신호를 제1,2증폭부(200)(210)에 각각 출력하게 된다.Meanwhile, as shown in FIGS. 1 to 3, 6, and 7, when the motor 1 is rotated counterclockwise, that is, in the reverse direction, the first, second, and third Hall sensors of the magnetic Hall sensor 100 (120) (130) (140) detects the gear teeth (2a) due to a change in the magnetic field of the
그러면, 상기 제1증폭부(200)는 제1,2홀센서(120)(130)에서 각각 입력되는 감지신호를 토대로 펄스 형태의 제1신호를 발생시켜 증폭하게 되며, 제2증폭부(210)는 제2,3홀센서(130)(140)에서 입력되는 감지신호를 토대로 제1신호보다 위상이 90°도 빠른 펄스 형태의 제2신호를 발생시켜 증폭하게 된다.Then, the
그리고, 상기 비교부(300)는 제1,2증폭부(200)(210)에서 입력되는 제1,2신호를 비교하여 위상이 빠른 신호 즉, 제1신호보다 위상이 90°도 빠른 제2신호를 선별하게 된다.In addition, the
여기서, 상기 비교부(300)는 제1신호보다 위상이 빠른 제2신호에 대한 정보를 신호 설정부(400)로 출력하게 된다.Here, the
그리고, 상기 제1신호보다 위상이 빠른 제2신호는 주파수 체배기(500)에 의해 체배되어 신호 설정부(400)로 입력된다.And, the second signal, which is faster in phase than the first signal, is multiplied by the
여기서, 상기 제2신호는 체배 설정부(510)에 설정된 정수배로 체배된다.Here, the second signal is multiplied by an integer multiple set in the
그러면, 상기 신호 설정부(400)는 제1신호보다 위상이 빠른 제2신호에 대한 정보와, 체배된 제2신호만 입력받게 된다.Then, the
그리고, 상기 신호 설정부(400)는 체배된 제2신호를 역방향 신호로 버퍼(600)를 통해 디스플레이(3)로 출력하게 되면서, 상기 제2신호보다 위상이 90°도 느린 정방향 신호를 생성하여 버퍼(600)를 통해 디스플레이(3)로 출력하게 된다.In addition, the
즉, 상기 디스플레이(3)에는 고해상도로 역방향 신호와, 상기 역방향 신호보다 위상이 90°도 느린 정방향 신호가 표시되면서, 모터(1)가 역방향으로 회전한 것이 표시된다.That is, the
또한, 상기 디스플레이(3)에는 모터(1)의 회전한 각도 및 속도 및 위치 등이 표시된다.Additionally, the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been shown and described by taking specific preferred embodiments as examples, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and is within the scope of the spirit of the present invention and is within the scope of common knowledge in the technical field to which the invention pertains. Various changes and modifications will be possible by those who have it.
100 : 마그네틱 홀 센서 110 : 마그네트
120 : 제1홀센서 130 : 제2홀센서
140 : 제3홀센서 200 : 제1증폭부
210 : 제2증폭부 300 : 비교부
400 : 신호 설정부 500 : 주파수 체배기
510 : 체배 설정부 600 : 버퍼
1000 : 모터 회전 방향 판별장치100: magnetic hall sensor 110: magnet
120: 1st Hall sensor 130: 2nd Hall sensor
140: 3rd Hall sensor 200: 1st amplification unit
210: second amplification unit 300: comparison unit
400: signal setting unit 500: frequency multiplier
510: Multiplication setting unit 600: Buffer
1000: Motor rotation direction determination device
Claims (4)
상기 모터(1)의 회전 시, 제1,2홀센서(120)(130) 및 제2,3홀센서(130)(140)에서 각각 입력된 감지신호를 토대로 위상이 다른 제1,2신호를 각각 발생시켜 증폭하는 제1,2증폭부(200)(210);
상기 제1,2신호를 비교하여 위상이 빠른 신호를 선별하는 비교부(300);
상기 비교부(300)로부터 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호에 대한 정보와 상기 정보에 해당하는 신호만 입력받고, 상기 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 디스플레이(3)로 출력하면서 상기 신호보다 위상이 90°도 느린 신호를 디스플레이(3)로 출력하는 신호 설정부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어의 기어톱니를 감지하는 단일 마그네틱 홀 센서를 이용한 모터 회전 방향 판별장치.A magnet 110 is mounted inside, and the first, second, and third Hall sensors 120 ( 130) (140) are arranged, and the gear teeth (2a) of the gear (2) are positioned between the first, second, and third hall sensors (120, 130, and 140) along the circumference of the gear teeth (2a). They are each formed at regular intervals that can be divided into two directions, and when the motor 1 rotates, the first, second, and third Hall sensors 120, 130, and 140 are geared by changes in the magnetic field of the magnet 110. A magnetic Hall sensor (100) that detects the teeth (2a);
When the motor 1 rotates, the first and second signals with different phases are generated based on the detection signals input from the first and second Hall sensors 120 and 130 and the second and third Hall sensors 130 and 140, respectively. First and second amplification units 200 and 210 respectively generate and amplify;
a comparison unit 300 that compares the first and second signals to select a signal with a faster phase;
From the comparator 300, information on the signal with a faster phase among the first and second signals and only signals corresponding to the information are input, and the signal with a faster phase among the first and second signals is output to the display 3. A motor rotation direction determination device using a single magnetic Hall sensor for detecting gear teeth of a gear, comprising a signal setting unit (400) that outputs a signal whose phase is 90° slower than the signal to the display (3).
상기 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호를 체배하여 신호 설정부(400)로 출력하는 주파수 체배기(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어의 기어톱니를 감지하는 단일 마그네틱 홀 센서를 이용한 모터 회전 방향 판별장치.According to paragraph 1,
Motor rotation using a single magnetic Hall sensor that detects the gear teeth of the gear, comprising a frequency multiplier 500 that multiplies the signal with a faster phase among the first and second signals and outputs it to the signal setting unit 400. Direction discrimination device.
상기 주파수 체배기(500)의 체배를 설정하는 체배 설정부(510)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어의 기어톱니를 감지하는 단일 마그네틱 홀 센서를 이용한 모터 회전 방향 판별장치.According to paragraph 2,
A motor rotation direction determination device using a single magnetic Hall sensor for detecting gear teeth of a gear, comprising a multiplication setting unit 510 that sets the multiplication of the frequency multiplier 500.
상기 신호 설정부(400)에서 출력되는 제1,2신호 중 위상이 빠른 신호와 90°도 느린 신호를 입력받아 디스플레이(3)로 출력해주는 버퍼(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어의 기어톱니를 감지하는 단일 마그네틱 홀 센서를 이용한 모터 회전 방향 판별장치.According to paragraph 1,
A gear of a gear, characterized in that it includes a buffer 600 that receives a signal with a faster phase and a signal that is 90° slower in phase among the first and second signals output from the signal setting unit 400 and outputs them to the display 3. A motor rotation direction determination device using a single magnetic Hall sensor that detects cogs.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220041731A KR102628771B1 (en) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | Motor rotation direction determination device using a single magnetic hall sensor that detects gear tooth |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220041731A KR102628771B1 (en) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | Motor rotation direction determination device using a single magnetic hall sensor that detects gear tooth |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230142991A KR20230142991A (en) | 2023-10-11 |
KR102628771B1 true KR102628771B1 (en) | 2024-01-23 |
Family
ID=88295408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220041731A KR102628771B1 (en) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | Motor rotation direction determination device using a single magnetic hall sensor that detects gear tooth |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102628771B1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101280241B1 (en) | 2012-03-13 | 2013-07-05 | (재)대구기계부품연구원 | Apparatus and method for detecting velocity and rotational direction of rotator |
JP2015213424A (en) | 2014-05-06 | 2015-11-26 | ジョンソン エレクトリック ソシエテ アノニム | Controller for driving stepper motor |
JP2016208749A (en) | 2015-04-24 | 2016-12-08 | オムロン株式会社 | Brushless motor |
JP2018068048A (en) | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 村田機械株式会社 | Linear motor system, mobile body system, and method of estimating electrical angle |
KR101988589B1 (en) | 2017-12-15 | 2019-06-12 | 계명대학교 산학협력단 | Device and method for generating a faulty hall sensor signal using a phase shift circuit |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980037103A (en) * | 1996-11-20 | 1998-08-05 | 김광호 | Index Detection Circuit of Three-Phase BCD Motor Using 1-Hole Signal |
KR20050012602A (en) * | 2003-07-26 | 2005-02-02 | (주)애드테크 | Motor driving control apparatus using hall sensor |
KR101483826B1 (en) | 2012-12-20 | 2015-01-16 | 주식회사 현대케피코 | Steering angle sensor for vehicle |
KR101610634B1 (en) * | 2014-09-15 | 2016-04-11 | 현대모비스 주식회사 | Apparatus and method for measuring speed of mdps drive motor |
KR102299626B1 (en) * | 2019-12-30 | 2021-09-08 | 주식회사 주원테크놀러지 | Batteryless Absolute Encoder |
-
2022
- 2022-04-04 KR KR1020220041731A patent/KR102628771B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101280241B1 (en) | 2012-03-13 | 2013-07-05 | (재)대구기계부품연구원 | Apparatus and method for detecting velocity and rotational direction of rotator |
JP2015213424A (en) | 2014-05-06 | 2015-11-26 | ジョンソン エレクトリック ソシエテ アノニム | Controller for driving stepper motor |
JP2016208749A (en) | 2015-04-24 | 2016-12-08 | オムロン株式会社 | Brushless motor |
JP2018068048A (en) | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 村田機械株式会社 | Linear motor system, mobile body system, and method of estimating electrical angle |
KR101988589B1 (en) | 2017-12-15 | 2019-06-12 | 계명대학교 산학협력단 | Device and method for generating a faulty hall sensor signal using a phase shift circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230142991A (en) | 2023-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3161420B1 (en) | Rotation angle measuring apparatus and measuring method | |
JP5480967B2 (en) | Multi-period absolute position detector | |
US8825439B2 (en) | Multiturn rotary encoder | |
US8680847B2 (en) | Semiconductor chip and method for generating pulse edges, assigned synchronously to the movement of a mechanical part | |
JPS63163213A (en) | Position transducer | |
EP2965093B1 (en) | Speed sensor | |
US9692341B2 (en) | Apparatus for detecting speed of motor | |
JP4612577B2 (en) | Rotation angle detector | |
US9817085B2 (en) | Frequency doubling of xMR signals | |
US8810239B2 (en) | Angle sensor | |
US20080143323A1 (en) | Method of detecting rotational position by using hall element and hall element resolver | |
US11725964B2 (en) | Position sensor system, particularly for detecting rotary movement and method for detecting errors in a position sensor system | |
KR102628771B1 (en) | Motor rotation direction determination device using a single magnetic hall sensor that detects gear tooth | |
US20020171417A1 (en) | Angle detector with magnetoresistive sensor elements | |
JP2009168679A (en) | Rotation detector | |
KR20180114743A (en) | Absolute encoder, method for generating look-up table of sinusoidal wave, and method for detecting absolute angle using the same | |
JP3860324B2 (en) | Motor speed control device | |
KR200324476Y1 (en) | encoder for motor | |
CN116499501B (en) | Magnetic sensor | |
JPH09229957A (en) | Rotation controller | |
EP1742021B1 (en) | A readhead for an optical measuring device. | |
KR102170435B1 (en) | The pulse generator abnormality detection method of the auto transmission | |
JP4600748B2 (en) | Servo motor control method | |
JPS62175613A (en) | Absolute encoder | |
JP2020134183A (en) | Signal processing apparatus of encoder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right |