KR19990030355U - Hybrid current controller of motor - Google Patents
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Abstract
모터의 구동전류를 효율적으로 제어하기 위한 모터의 하이브리드형 전류 제어장치에 관한 것으로서, 사용자에 의해 입력되는 기준 동작전류와 모터의 검출전류에 따른 오차값을 기설정한 일정 기준값과 비교하여 저전류 명령 또는 고전류 명령을 판별하고, 그 판별된 전류 명령에 따라 각각 PWM 제어부 및 히스테리시스 제어부에 의해 PWM 제어신호 또는 히스테리시스 제어신호를 선택적으로 출력하여 모터의 구동전류를 제어하므로, 저전류 명령 즉, 저속 동작시에는 PWM 제어부에 의한 펄스신호의 온/오프 듀티비에 의해 제어되므로, 정밀제어가 용이할 뿐만 아니라 고전류 명령 즉, 고속 동작시에는 히스테리시스 제어부에 의해 제어되므로 고속에서의 응답특성이 매우 좋다.The present invention relates to a hybrid current control device of a motor for efficiently controlling a driving current of a motor, wherein a low current command is compared by comparing a reference operating current input by a user and an error value according to a detection current of the motor with a predetermined reference value. Alternatively, a high current command is determined, and a PWM control signal or a hysteresis control signal is selectively output by the PWM control unit and the hysteresis control unit to control the driving current of the motor according to the determined current command. Is controlled by the on / off duty ratio of the pulse signal by the PWM control section, so that the precise control is easy and the high current command, that is, controlled by the hysteresis control section at high speed operation, makes the response characteristic at high speed very good.
Description
본 고안은 모터에 관한 것으로서, 특히 모터의 동작 효율성을 향상시키기 위한 모터의 하이브리드형 전류 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor, and more particularly, to a hybrid current control device of a motor for improving the operating efficiency of the motor.
일반적으로 모터는 전기나 기름, 공기, 물 등의 매체에 주로 압력 에너지가 주어져서 기계 에너지, 특히 동력으로서 변환시키는 기계이다.In general, a motor is a machine that converts mechanical energy, in particular power, by applying pressure energy to a medium such as electricity, oil, air, or water.
이와같은 모터는 마그네트(Magnet)로 로터를 구성하는 경우 모터의 용도에 따라 원통형의 마그네트에 회전축을 붙인 이너로터(Inner Rotor)와, 구동코일을 중심으로 컵모양의 마그네트 로터가 회전하는 아우터 로터(Outer Rotor)로 구분된다.Such a motor includes an inner rotor in which a rotating shaft is attached to a cylindrical magnet according to the purpose of the motor, and an outer rotor in which a cup-shaped magnet rotor rotates around a driving coil when the rotor is composed of a magnet. Outer Rotor).
위에서 설명한 이너로터 또는 아우터 로터로 구분되는 모터를 구동하기 위한 종래 기술에 따른 모터 구동 제어장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a motor drive control apparatus according to the related art for driving a motor classified into an inner rotor or an outer rotor described above is as follows.
도 1은 종래 기술에 따른 모터의 PWM 제어장치의 구성 블록도로서, 외부에서 입력되는 사용자의 동작명령에 따라 회전 동작되는 모터(10)와, 동작되는 모터(10)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(11)와, 사용자의 동작명령에 의해 초기에 입력되는 기준 동작전류와 전류 검출부(11)에서 검출되어 피드백되는 전류를 비교하여 그에 따른 전류오차를 검출하는 제어전류 오차 검출부(12)와, 검출된 오차에 따라 모터(10)의 구동을 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 출력하는 PWM 제어부(13)와, PWM 제어부(13)에서 출력되는 PWM 제어신호에 의해 모터(10)를 회전 동작시키는 모터 구동부(14)로 구성된다.1 is a block diagram illustrating a PWM control apparatus for a motor according to the prior art, in which a current for detecting a current flowing through a motor 10 and a motor 10 that is rotated according to an operation command of a user input from the outside is operated. A detection unit 11 and a control current error detection unit 12 which compares a reference operating current initially input by a user's operation command with a current detected and fed back by the current detection unit 11 and detects a current error accordingly; The PWM controller 13 outputs a PWM (Pulse Width Modulation) control signal for controlling the driving of the motor 10 according to the detected error, and the motor 10 by the PWM control signal output from the PWM controller 13. It consists of a motor drive unit 14 for rotating the operation.
이와같이 구성되는 종래 기술에 따른 모터의 PWM 제어장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the PWM control apparatus of the motor according to the prior art configured as described above are as follows.
먼저, 사용자의 동작명령에 의해 모터(10)가 구동되고, 전류 검출부(11)는 구동되는 모터(10)의 전류를 검출한다.First, the motor 10 is driven by a user's operation command, and the current detector 11 detects a current of the motor 10 being driven.
그리고, 제어전류 오차 검출부(12)는 전류 검출부(11)에서 검출한 전류와 초기에 모터(10)를 구동하기 위한 사용자의 동작명령에 따른 기준 동작전류를 비교하여, 그 두값의 오차를 검출하여 PWM 제어부(13)에 인가한다.The control current error detection unit 12 compares the current detected by the current detection unit 11 with a reference operating current according to a user's operation command for initially driving the motor 10, and detects an error between the two values. Applied to the PWM control unit 13;
이어, PWM 제어부(13)는 제어전류 오차 겁출부(12)에서 검출한 전류오차에 따라 일정한 주파수를 갖고 발생하는 PWM 펄스신호의 온/오프 듀티비를 변화시켜 그에 따른 제어신호를 출력한다.Subsequently, the PWM controller 13 changes the on / off duty ratio of the PWM pulse signal generated at a constant frequency according to the current error detected by the control current error detection unit 12 and outputs the control signal accordingly.
그리고, 모터 구동부(14)는 PWM 제어부(13)에서 PWM 펄스신호의 온/오프 듀티비가 제어된 제어신호에 의해 모터(10)를 구동하므로 사용자가 원하는 상태로 모터(10)의 회전동작을 제어하게 된다.In addition, since the motor driver 14 drives the motor 10 by a control signal in which the on / off duty ratio of the PWM pulse signal is controlled by the PWM controller 13, the motor driver 14 controls the rotation operation of the motor 10 in a desired state. Done.
이와같이 종래 기술에 따른 모터의 PWM 제어장치는 PWM 펄스신호의 온/오프 듀티비의 조절에 따라 모터의 회전동작을 제어하므로 저속 정밀 동작시에 우수한 동작특성을 나타낸다.As described above, the PWM control apparatus of the motor according to the related art controls the rotation operation of the motor in accordance with the adjustment of the on / off duty ratio of the PWM pulse signal, thereby exhibiting excellent operation characteristics at low speed and precision operation.
그리고, 도 2는 종래 기술에 따른 모터의 히스테리시스 제어장치의 구성 블록도로서, 도 1과 동일한 구성에는 동일번호를 부여하고 동일한 구성 설명을 생략하기로 한다.2 is a block diagram illustrating a hysteresis control apparatus for a motor according to the prior art, in which the same components as those in FIG. 1 are assigned the same numbers, and the description of the same components will be omitted.
도 2를 참조하여 그 구성을 설명하면, 사용자에 의해 초기에 입력되는 기준 동작전류와 전류 검출부(11)에서 검출되어 피드백되는 전류를 비교하여 그에 따른 오차를 검출하는 제어전류 오차 검출부(12)와, 검출된 오차에 따라 모터(10)를 구동하기 위한 히스테리시스 제어신호를 출력하는 히스테리시스 제어부(20)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the control current error detector 12 compares the reference operating current initially input by the user with the current detected by the current detector 11 and fed back, and detects the error. The hysteresis control unit 20 outputs a hysteresis control signal for driving the motor 10 according to the detected error.
이와같이 구성되는 종래 기술에 따른 모터의 히스테리시스 제어장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the hysteresis control device of the motor according to the prior art configured as described above are as follows.
먼저, 히스테리시스 제어부(20)를 제외한 동작은 도 1과 동일하므로 상세한 동작 설명을 생략하기로 한다.First, since the operation except for the hysteresis control unit 20 is the same as that of FIG. 1, a detailed description of the operation will be omitted.
히스테리시스 제어부(20)는 제어전류 오차 검출부(12)에서 검출한 오차신호를 인가받아 일정 시간동안의 펄스수를 늘리거나 줄인 히스테리시스 제어신호를 출력한다.The hysteresis control unit 20 receives the error signal detected by the control current error detection unit 12 and outputs a hysteresis control signal which increases or decreases the number of pulses for a predetermined time.
모터 구동부(14)는 히스테리시스 제어부(20)에서 출력되는 제어신호에 의해 모터(10)를 사용자가 원하는 상태로 제어하게 된다.The motor driver 14 controls the motor 10 to a desired state by a control signal output from the hysteresis controller 20.
이와같이 구성되어 동작되는 종래 기술에 따른 모터의 히스테리시스 제어장치는 고속이나 빠른 응답이 요구되는 시스템에 주로 이용된다.The hysteresis control apparatus of the motor according to the related art, which is configured and operated as described above, is mainly used for a system requiring high speed or quick response.
종래 기술에 따른 모터의 구동 제어장치는 다음과 같은 문제점이 있다.The driving control apparatus of the motor according to the prior art has the following problems.
첫째, PWM 제어부에 의한 구동 제어장치는 일정 주파수를 갖는 PWM 신호의 온/오프 듀티비를 변화시켜 모터의 구동을 제어하므로 대전력 구동장치의 고속 동작시에는 제어신호가 길어 응답속도가 느릴 뿐만 아니라 충분한 양의 전류를 흘릴수 없다는 문제점이 있다. 또한, 저속에서나 고속 및 정지시에도 항상 양방향으로 스위칭을 하므로 모터 구동부의 스위칭 소자에 많은 열이 발생하고 그에 따라 스위칭 소자가 파손되는 문제점도 있다.First, the driving control device by the PWM control unit controls the driving of the motor by changing the on / off duty ratio of the PWM signal having a certain frequency, so that the control signal is long in the high speed operation of the large power driving device, so that the response speed is slow. There is a problem that can not flow a sufficient amount of current. In addition, since switching is always performed in both directions even at a low speed, a high speed, and a stop, there is a problem in that a lot of heat is generated in the switching element of the motor driving unit and thus the switching element is broken.
둘째, 히스테리시스 제어부에 의한 구동장치는 일정시간 동안의 펄스수를 변화시켜 모터의 구동을 제어하므로 빠른 응답 특성 때문에 저속 및 정밀 제어가 어려워 떨림 현상이나 튀는 현상이 발생하는 문제점이 있다.Second, since the driving device by the hysteresis control unit controls the driving of the motor by changing the number of pulses for a predetermined time, there is a problem in that a low speed and precision control are difficult due to a fast response characteristic, causing a shaking phenomenon or a splashing phenomenon.
따라서, 본 고안은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 저속 구동 또는 고속 구동을 판별하여 각각 제어하기 위한 모터의 하이브리드형 전류 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a hybrid type current control device for a motor for determining and controlling low speed driving or high speed driving, respectively.
도 1은 종래 기술에 따른 모터의 PWM 제어장치의 구성 블록도,1 is a block diagram illustrating a PWM control apparatus for a motor according to the prior art;
도 2는 종래 기술에 따른 모터의 히스테리시스 제어장치의 구성 블록도,2 is a block diagram illustrating a hysteresis control apparatus for a motor according to the prior art;
도 3은 본 고안에 따른 모터의 하이브리드형 전류 제어장치의 구성 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a hybrid current control device for a motor according to the present invention.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣
40 : 모터 41 : 전류 검출부40: motor 41: current detector
42 : 제어전류 오차 검출부 43 : 비교부42: control current error detection unit 43: comparison unit
44 : PWM 제어부 45 : 히스테리시스 제어부44: PWM control section 45: hysteresis control
46 : 선택 출력부 47 : 모터 구동부46: selective output unit 47: motor drive unit
본 고안에 따른 모터의 하이브리드형 전류 제어장치는 모터의 동작전류와 기준 제어전류의 연산에 따라 오차전류를 검출하여 상기 모터를 제어하는 구동장치에 있어서, 검출된 오차전류에 의해 모터의 제어명령이 저전류 명령인지 또는 고전류 명령인지를 나타내는 신호를 출력하는 비교부와, 제어명령이 저전류 명령이면 오차전류를 제어하기 위한 펄스폭 변조 제어신호를 출력하는 PWM 제어부와, 제어명령이 고전류 명령이면 오차전류를 제어하기 위한 히스테리시스 제어신호를 출력하는 히스테리시스 제어부와, PWM 제어부 또는 히스테리시스 제어부의 제어신호를 선택적으로 출력하는 선택 출력부와, 선택적으로 출력되는 제어신호에 의해 모터를 구동하는 모터 구동부를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.The hybrid current control device for a motor according to the present invention is a driving device for controlling the motor by detecting an error current according to the operation of the motor operating current and the reference control current, the control command of the motor by the detected error current A comparator for outputting a signal indicating whether it is a low current command or a high current command, a PWM controller for outputting a pulse width modulation control signal for controlling the error current if the control command is a low current command, and an error if the control command is a high current command A hysteresis control unit for outputting a hysteresis control signal for controlling current, a selection output unit for selectively outputting a control signal of a PWM control unit or hysteresis control unit, and a motor driving unit for driving a motor by a control signal selectively outputted; It is characterized by being constructed.
이하, 본 고안에 따른 모터의 하이브리드형 전류 제어장치의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the hybrid current control device of the motor according to the present invention will be described in detail as follows.
도 3은 본 고안에 따른 모터의 하이브리드형 전류 제어장치의 구성 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a hybrid current control device for a motor according to the present invention.
도 3을 참조하여 그 구성을 설명하면, 외부에서 입력되는 사용자의 동작명령에 따라 회전 동작되는 모터(40)와, 회전 동작되는 모터(40)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(41)와, 사용자가 동작명령에 의해 초기에 입력되는 기준 동작전류와 전류 검출부(41)에서 검출되어 피드백되는 전류를 연산하여 그에 따른 오차전류를 검출하는 제어전류 오차 검출부(42)와, 제어전류 오차 검출부(42)에서 출력되는 오차전류와 기설정된 일정값을 비교하여 그에 따른 비교신호를 출력하는 비교부(43)와, 비교부(43)에서 출력되는 비교신호에 따라 PWM 제어신호 및 히스테리시스 제어신호를 각각 출력하는 PWM 제어부(44) 및 히스테리시스 제어부(45)와, PWM 제어부(44) 또는 히스테리시스 제어부(45)의 제어신호를 선택적으로 출력하는 선택 출력부(46)와, 선택 출력부(46)에서 출력되는 PWM 제어신호 또는 히스테리시스 제어신호에 의해 모터(40)를 구동하는 모터 구동부(47)로 구성된다.Referring to FIG. 3, the configuration of the present invention includes: a motor 40 rotating in response to a user's operation command input from the outside, a current detector 41 detecting a current flowing through the motor 40 rotating, and A control current error detector 42 for calculating a reference operating current initially input by an operation command and a current detected and fed back by the current detector 41 to detect an error current according thereto, and a control current error detector 42 Outputs a comparison signal according to the comparison of the error current output from the predetermined value and the predetermined value according to the output signal, and outputs a PWM control signal and a hysteresis control signal according to the comparison signal output from the comparator 43, respectively In the PWM control section 44 and the hysteresis control section 45, the selection output section 46 for selectively outputting the control signal of the PWM control section 44 or the hysteresis control section 45, the selection output section 46 For driving the motor 40 by the PWM control signal or a hysteresis control signal output comprises a motor drive (47).
이와같이 구성되는 본 고안에 따른 모터 구동 제어장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the motor drive control apparatus according to the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 사용자에 의한 구동명령에 의해 모터(40)에 전원(도시되지 않음)이 인가되면 모터(40)를 회전동작을 수행하고, 전류 검출부(41)는 회전동작을 수행하는 모터(40)의 전류를 검출한다.First, when a power (not shown) is applied to the motor 40 by a driving command by the user, the motor 40 performs a rotation operation, and the current detector 41 of the motor 40 performs the rotation operation. Detect the current.
그리고, 제어전류 오차부(42)는 전류 검출부(41)에서 검출된 전류와 사용자에 의해 외부에서 인가되는 기준 동작전류를 연산하여 그에 따른 전류 오차값을 검출한다.The control current error unit 42 calculates the current detected by the current detection unit 41 and the reference operating current applied from the outside by the user, and detects the current error value accordingly.
비교부(43)는 기준값과 제어전류 오차 검출부(42)에서 출력되는 전류 오차값을 비교하여 그에 따른 비교신호를 출력하는데, 기준값보다 전류 오차값이 크면 고전류 명령임을 나타내는 신호를 출력한다. 또한, 비교부(43)는 기준값보다 전류 오차값이 작으면 저전류 명령임을 나타내는 신호를 출력한다. 이때, 기준값은 제어하고자 하는 전류 오차값을 저전류 및 고전류로 판단하기 위해 사용자가 초기에 설정한 전류값이다.The comparator 43 compares the reference value with the current error value output from the control current error detector 42 and outputs a comparison signal accordingly. If the current error value is larger than the reference value, the comparator 43 outputs a signal indicating a high current command. In addition, the comparator 43 outputs a signal indicating a low current command when the current error value is smaller than the reference value. In this case, the reference value is a current value initially set by the user to determine the current error value to be controlled as the low current and the high current.
이어, PWM 제어부(44)는 비교부(43)에서 저전류 명령임을 나타내는 신호가 출력될 때 동작되어 검출된 전류 오차값을 제어하기 위한 PWM 제어신호를 출력한다. 이를 좀더 상세히 설명하면, PWM 제어부(43)는 전류 검출부(41)에서 검출한 전류값이 작아서 발생한 전류 오차이면 사용자가 원하는 속도보다 모터(40)의 구동속도가 느린 것으로 판단하여 PWM 펄스신호의 온 시간을 길게하므로 모터(40)의 구동전류를 증가시킨다.Subsequently, the PWM controller 44 is operated when the signal indicating that the low current command is output from the comparator 43 outputs a PWM control signal for controlling the detected current error value. In more detail, the PWM control unit 43 determines that the driving speed of the motor 40 is slower than the speed desired by the user when the current error generated by the current detection unit 41 is small, thereby turning on the PWM pulse signal. Since the time is long, the driving current of the motor 40 is increased.
또한, PWM 제어부(44)는 전류 검출부(41)에서 검출한 전류값이 커서 발생한 오차이면 사용자가 원하는 속도보다 모터(40)의 구동속도가 너무 빠른 것으로 판단하여 PWM 펄스신호의 오프 시간을 길게하므로 모터(40)의 구동전류를 감소시켜 모터(40)의 구동을 제어하게 된다.In addition, the PWM controller 44 determines that the driving speed of the motor 40 is too faster than the speed desired by the user when the current value detected by the current detector 41 is large, thereby prolonging the off time of the PWM pulse signal. The driving current of the motor 40 is reduced to control the driving of the motor 40.
한편, 히스테리시스 제어부(45)는 비교부(43)에서 고전류 명령임을 나타내는 신호일 때 동작되어 검출된 전류 오차값에 따라 모터(40)의 회전을 빠르게 하기 위해서는 일정시간 동안의 펄스수를 증가시키고, 모터(40)의 회전속도를 감소시키기 위해서는 일정시간 동안의 펄스수를 감소시킨 히스테리시스 제어신호를 출력한다.On the other hand, the hysteresis control unit 45 is operated when the signal indicating that the high current command in the comparator 43 is to increase the number of pulses for a predetermined time in order to accelerate the rotation of the motor 40 according to the detected current error value, In order to reduce the rotation speed of 40, a hysteresis control signal with a reduced number of pulses for a predetermined time is output.
이어, 선택 출력부(46)는 PWM 제어부(44) 또는 히스테리시스 제어부(45)에서 출력되는 제어신호를 선택적으로 출력하여 모터 구동부(47)에 인가하고, 모터 구동부(47)는 인가된 제어신호에 의해 모터(40)를 사용자가 원하는 상태로 구동시킨다.Subsequently, the selection output unit 46 selectively outputs a control signal output from the PWM control unit 44 or the hysteresis control unit 45 to the motor driving unit 47, and the motor driving unit 47 is applied to the applied control signal. As a result, the motor 40 is driven in a state desired by the user.
그러므로, 본 고안에 따른 모터의 하이브리드형 전류 제어장치는 사용자에 의해 입력되는 기준 동작전류와 모터의 검출전류에 따른 오차값을 기설정한 일정 기준값과 비교하여 저전류 명령 또는 고전류 명령을 판별하고, 그 판별된 전류 명령에 따라 각각 PWM 제어부 및 히스테리시스 제어부에 의해 PWM 제어신호 또는 히스테리시스 제어신호를 선택적으로 출력하여 모터의 구동전류를 제어하게 된다.Therefore, the hybrid current control device of the motor according to the present invention determines a low current command or a high current command by comparing a reference operating current input by a user and an error value according to a detection current of the motor with a predetermined reference value. According to the discriminated current command, the PWM control signal and the hysteresis control signal are selectively output by the PWM control unit and the hysteresis control unit to control the driving current of the motor.
본 고안에 따른 모터의 하이브리드형 전류 제어장치는 사용자에 의해 입력되는 기준 동작전류와 모터의 검출전류에 따른 오차값을 기설정한 일정 기준값과 비교하여 저전류 명령 또는 고전류 명령을 판별하고, 그 판별된 전류 명령에 따라 각각 PWM 제어부 및 히스테리시스 제어부에 의해 PWM 제어신호 또는 히스테리시스 제어신호를 선택적으로 출력하여 모터의 구동전류를 제어하게 된다.The hybrid current control device for a motor according to the present invention compares an error value according to a reference operating current and a detection current of a motor input by a user with a predetermined reference value to determine a low current command or a high current command, and discriminate the same. The PWM control signal and the hysteresis control signal are selectively output by the PWM control unit and the hysteresis control unit to control the driving current of the motor according to the current command.
따라서, 본 고안은 저전류 명령 즉, 저속 동작시에는 PWM 제어부에 의한 펄스신호의 온/오프 듀티비에 의해 제어되므로, 정밀제어가 용이한 효과가 있다.Therefore, the present invention is controlled by the on / off duty ratio of the pulse signal by the PWM controller during the low current command, that is, low-speed operation, it is easy to precise control.
또한, 본 고안은 고전류 명령 즉, 고속 동작시에는 히스테리시스 제어부에 의해 제어되므로 고속에서의 응답특성이 매우 좋은 효과도 있다.In addition, since the present invention is controlled by the hysteresis control unit at the time of high current command, that is, high speed operation, the response characteristic at high speed also has a very good effect.
Claims (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100659347B1 (en) * | 2004-08-23 | 2006-12-19 | 학교법인 울산공업학원 | Hysteresis controller used in Matrix converter |
| KR20060131440A (en) * | 2005-06-16 | 2006-12-20 | 대덕대학산학협력단 | An induction motor controlling device |
| KR100720357B1 (en) * | 2004-12-20 | 2007-05-22 | 삼성전자주식회사 | Method for control velocity of motor |
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1997
- 1997-12-30 KR KR2019970043047U patent/KR19990030355U/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |