KR19990057090A - 브러시리스 모터의 회전자 위치 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러시리스 모터의 회전자 위치 검출장치에 관한 것으로서, 고가인 홀소자를 사용하지 않고서도 회전자의 위치를 검출할 수 있도록 하여 제작비용을 줄이도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 회전자(2)를 구성하는 영구자석(24)의 일측단을 연장하여 그 연장부분이 회전자 코아(23) 및 캔(25)의 일측단 보다 외측으로 노출되게 하고, 고정자(1)를 구성하는 고정자 코아의 일측에는 보조코아(101)를 고정하며, 상기 보조코아에는 영구자석에 의한 유기전력에 의해 상기 영구자석의 배열극을 센싱하도록 세개의 보조코일(102)을 60°간격으로 감아서 된 것이다.

Description

브러시리스 모터의 회전자 위치 검출장치

본 발명은 브라시리스 모터 분야에 관련된 것으로서, 좀더 구체적으로는 구동시 콘트롤러에 의한 고정자의 전류가 회전자의 자극에 맞게 흐르도록 상기 회전자의 자극을 정확하게 판단하는 역할을 하는 브러시리스 모터의 회전자 위치 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 브러시리스 모터는 가변속제어가 가능한 전동기로서, 어느 특정 회전체를 필요에 따라 고속 및 저속으로 회전시켜 주기 위해 주로 사용되므로 그 활용범위가 매우 넓은 장점이 있다.

이러한 브러시리스 모터의 일반적인 구성은 고정자(1)와, 회전자(2)와, 상기 고정자(1)의 전류가 회전자(2)의 자극에 맞게 흐르도록 상기 회전자의 자극을 정확하게 판단하는 회전자 위치 검출장치로 크게 구성되어 있다.

상기 고정자(1)는 일정두께를 가지면서 서로 중첩된 복수개의 고정자 코아(11)와, 상기 고정자 코아의 양측에 압입되어 고정자 코아(11)를 지지하여 주는 브라켓(12)과, 상기 고정자 코아(11)에 감겨져 전원을 공급받아 자기력을 발생시키는 고정자 코일(13)로 구성되어 있다.

또한 회전자(2)는 고정자(1)를 구성하는 브라켓(12)에 지지된 베어링(21)과, 상기 베어링의 구름운동을 받아 회전하도록 양측이 상기 베어링(21)에 끼워진 회전축(22)과, 일정두께를 가지면서 서로 중첩되어 상기 회전축(22)에 압입된 복수개의 회전자 코아(23)와, 상기 회전자 코아의 외측둘레면을 감싼 상태로 접촉되어 N, S자극 배열을 순차적으로 갖는 네개의 영구자석(24)과, 상기 영구자석의 외측둘레면을 감싼 상태로 끼워져 영구자석(24)의 이탈을 방지하여 주는 원통형상의 캔(25)으로 구성되어 있다.

따라서, 전원이 공급되면 회전자 위치 검출장치가 동작하여 회전자(2)를 구성하는 영구자석(24)의 자극 위치를 센싱하고 이 센싱된 값은 곧바로 콘트롤러로 전달되므로 상기 콘트롤러가 영구자석(24)의 N, S자극 배열에 맞도록 고정자(1)를 구성하는 고정자 코일(13)에 전원을 특정 방향으로 흘려줌에 따라 상기 고정자 코일에는 코일의 전류 흐름 방향에 맞는 극성의 자기력이 발생되는데, 이때에는 고정자 코일(13)에서 발생된 자기력과 영구자석(24)의 자극으로 인해 상기 고정자(1)와 회전자(2) 사이에 유도전류가 발생되므로 결국 상기 회전자에 회전력이 가해진다.

이와 같이 하여 회전자(2)에 회전력이 가해지면, 상기 회전자를 구성하는 회전축(22)은 양측이 베어링(21)에 끼워져 있고, 상기 베어링은 고정자(1)를 구성하는 브라켓(12)에 지지되어 있음을 감안할 때 상기 회전축(22)이 베어링(21)의 구름운동을 받으며 회전하므로 동력이 발생되는 것이다.

이와 같은 브러시리스 모터에서 고정자(1)의 전류가 회전자(2)의 자극에 맞게 흐르도록 상기 회전자의 자극을 정확하게 판단하는 회전자 위치 검출장치의 종래 구성은 첨부된 도 1 내지 도 2와 같이 회전자(2)를 구성하는 회전축(22)의 일측에 상기 회전자(2)를 구성하는 영구자석(24)과 동일한 자극 배열을 갖는 센싱자석(3)이 고정되어 있고, 고정자(1)를 구성하는 브라켓(12)의 일측에는 센서 하우징(4)이 고정되어 있으며, 상기 센서 하우징에는 센싱에 필요한 전원을 공급하는 기판(5)이 고정되어 있고, 상기 기판에는 회전자 자속에 의해 센싱자석(3)의 기판 배열을 센싱하는 세개의 홀센서(6)가 60°간격으로 부착되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 회전자 위치 검출장치에 의해 회전자의 위치를 검출하기 까지의 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

전원이 공급되면, 고정자(1)의 브라켓(12) 일측에 고정된 센서 하우징(4)의 기판(5)을 통해 상기 기판에 60°간격으로 부착되어 있는 세개의 홀센서(6)로 구동 전원이 공급되므로 회전자 극성에 따른 자속방향에 의해 상기 각 홀센서의 신호가 하이(High) 또는 로우(Low)로 출력된다.

따라서 이 출력값에 의해 회전자의 위치가 검출되고, 이때의 회전자 위치에 대해 적합한 고정자상을 여자시켜 모터를 구동하게 된다.

그러나 종래 이와 같은 브러시리스 모터의 회전자 위치 검출장치는 고가의 홀센서를 사용하고 있음은 물론 상기 홀센서를 사용함에 따라 반드시 별도로 만들어진 센싱자석을 필요로 하므로 제작비용이 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 고가인 홀센서를 사용하지 않고도 회전자의 위치를 센싱할 수 있도록 구성하여 제작비용을 줄이는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 형태에 따르면, 회전자를 구성하는 영구자석의 일측단을 연장하여 그 연장부분이 회전자 코아 및 캔의 일측단 보다 외측으로 노출되게 하고, 고정자를 구성하는 고정자 코아의 일측에는 보조코아를 고정하며, 상기 보조코아에는 회전자의 자속변화에 의한 유기전력에 의해 전압이 검출되면서 영구자석의 배열극을 센싱하도록 세개의 보조코일을 60°간격으로 감아서 된 브러시리스 모터의 회전자 위치 검출장치가 제공된다.

도 1은 종래 회전자 위치 검출장치를 갖는 브러시리스 모터를 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 A-A선 요부 단면도

도 3은 도 1의 회전자를 나타낸 B-B선 단면도

도 4는 본 발명 회전자 위치 검출장치를 갖는 브러시리스 모터를 나타낸 종단면도

도 5는 본 발명 회전자 위치 검출장치를 구성하는 보조코아에 보조코일이 감겨진 상태를 나타낸 정면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 고정자 2. 회전자

11. 고정자 코아 23. 회전자 코아

24. 영구자석 25. 캔

101. 보조코아 102. 보조코일

이하 본 발명을 일 실시예로 도시한 첨부된 도 4 내지 도 5를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 4는 본 발명 회전자 위치 검출장치를 갖는 브러시리스 모터를 나타낸 종단면도이고, 도 5는 본 발명 회전자 위치 검출장치를 구성하는 보조코아에 보조코일이 감겨진 상태를 나타낸 정면도로서, 본 발명은 회전자(2)를 구성하는 영구자석(24)의 일측단을 연장하여 그 연장부분이 회전자 코아(23) 및 캔(25)의 일측단 보다 외측으로 노출되게 하고, 고정자(1)를 구성하는 고정자 코아(11)의 일측에는 보조코아(101)를 고정하며, 상기 보조코아에는 회전자의 영구자석(24)에 의한 자속변화를 센싱하도록 세개의 보조코일(102)을 60°간격으로 감아서 된 구조이다.

이와 같이 구성된 본 발명 회전자 위치 검출장치에 의해 회전자의 위치를 검출하기 까지의 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

회전자에는 N, S극의 영구자석(24)이 있으므로 상기 회전자가 회전하게 되면 그 극성에 따른 자속방향과 회전속도에 따른 유기전력이 세개의 보조코일(102)에 작용하여 전압이 +, -로 출력되는데, 이때 출력되는 전압의 극성에 의해 회전자(2)의 위치를 검출하게 된다.

이와 같이 하여 회전자(2)의 위치가 정확히 검출되면, 콘트롤러는 회전자(2)를 구성하는 영구자석(24)의 N, S자극 배열에 맞도록 고정자(1)를 구성하는 고정자 코일(13)에 특정 방향으로 전원을 흘려줌에 따라 상기 고정자 코일에는 고정자 코일(13)의 전류 흐름 방향에 맞는 극성의 자기력이 발생되므로 회전자(2)를 구성하는 영구자석(24)에 의한 자기력과의 상호작용에 의해 토오크가 발생된다.

또한 상기 토오크에 의해 회전자(2)의 위치가 계속해서 변화되는데, 이때 상기 회전자의 위치변화에 따라 계속적으로 고정자 상의 코일 전류를 제어하여 연속적인 회전이 가능하게 된다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명 브러시리스 모터의 회전자 위치 검출장치는 종래에서 사용되는 고가의 홀센서를 사용하지 않고서도 회전자의 위치를 검출하게 되므로 제작비용이 절감되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 회전자를 구성하는 영구자석의 일측단을 연장하여 이 연장부분이 회전자 코아 및 캔의 일측단 보다 외측으로 노출되게 하고, 고정자를 구성하는 고정자 코아의 일측에는 보조코아를 고정하며, 상기 보조코아에는 영구자석에 의한 유기전력에 의해 상기 영구자석의 배열극을 센싱하도록 세개의 보조코일을 60°간격으로 감아서 됨을 특징으로 하는 브러시리스 모터의 회전자 위치 검출장치.