KR20000048544A - 부하전류 검측용 전기회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프리 휠링 회로에 결합된 적어도 하나의 인덕턴스 부품을 갖는 기록 제어된 부하용 부하전류를 검측하기 위한 전기회로에 관한 것이다. 회로는 전류를 검측하기 위해서 전압강하가 고려된 분로 레지스터를 포함한다. 본 발명에 따라서 분로 레지스터(SH)는 부하전류(모터 전류(IM))를 결정하기 위한 측정으로서 취하여진 프리휠링전류(IF)를 검측하기 위해서 프리 휠링 회로(4)내에 위치된다. 다른 실시예에서 분로는 부하와 직렬접속되며 프리 휠링 회로는 부하와 분로의 직렬접속에 대해 병렬접속된다.
Description
오옴 및 인덕턴스 레지스터부품을 갖는 부하는 기록 구동된 출력단계에 의하여 제공되는 것으로 알려져 있다. 출력단계는 시리얼 레지스터들이 직렬접속된 적어도 하나의 고레벨 트랜지스터를 가지며, 그 결과 시리얼 레지스터들에서의 전압강하는 출력단계를 통하여 흐르는 전류의 측정으로서 고려될 수 있다. 부하는 인덕턴스 부품을 갖기 때문에, 프리 휠링 회로(free wheeling circuit)가 결합된다면, 기록작동에 기초하여 공급전압이 중단될 때도 부하전류는 프리 휠링 회로를 통해서 계속해서 흐를 수 있다. 프리 휠링 회로는 부하에 병렬로 접속되며 시리얼 레지스터에는 직렬로 접속되기 때문에, 시리얼 레지스터는 부하전류를 측정하지 않고 오히려 공급라인의 전류만을 측정할 수 있으며, 다시 말해서 프리 휠링 회로에 흐르는 전류는 검측되지 않게 되며, 이로 인하여 출력단계는 부정확하게 된다.
본 발명은 독립항의 종류에 따르며, 기록 제어된 적어도 하나의 인덕턴스 부품을 갖는 부하의 부하전류를 검측하기 위한 전기회로에 관한 것이다.
도 1은 부하전류 검측회로를 도시한 도면.
도 2는 다른 부하전류 검측회로를 도시한 도면.
도 3은 도 1 및 도 2의 회로들에 따른 분로 레지스터의 전압을 도시한 다이어그램.
도 4는 도 1 및 도 2의 회로들에 따른 분로 레지스터에서 전력손실을 도시한 다이어그램.
도 5는 도 1 및 도 2의 회로들에 따른 분로에서의 전력손실을 제곱의 부하특성곡선으로 도시한 다이어그램.
분로가 형성되어 있으며 전류검측을 위해 고려된 레지스터가 프리 휠링 회로내에 위치된다면, 레지스터는 프리휠링전류를 검측하며, 이로 인하여 프리휠링전류는 부하전류를 결정하기 위한 측정기구로서 고려된다. 프리 휠링 회로에 부하전류를 결합하다는 것은, 프리휠링부품, 예를 들어 프리휠링다이오드와 분로의 직렬회로가 부하에 병렬접속되며, 공급전압이 부하에 대해 병렬접속하여 적절한 스위치, 예를 들어 트랜지스터에 의하여 공급전압이 부하에 기록되는 것을 의미한다. 이 때문에 키잉율(keying ratio: D)의 인지하에서 검측된 프리휠링전류(IF)로부터 모터전류(IM)가 검측될 수 있다. 또한 분로는 부하에 직렬접속되며 프리 휠링 회로는 부하와 분로의 직렬회로에 병렬접속될 수도 있다. 공급전압은 부하와 분로의 직렬회로에 병렬접속된다. 이러한 배치를 통하여 부하전류, 즉 모터전류(IM)는 분로를 통하여 흐르며, 프리휠링상태동안에 프리휠링전류(IF)가 분로를 통하여 흐르며, 그 결과 정확한 측정이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 부하로서는 전기모터, 특히, 영구 여자 직류모터가 제공된다.
또한 분로 레지스터의 저항은 부하의 오옴성분보다 훨씬 더 낮게 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 키잉율은 부하전압, 특히 모터전압과 공급전압의 비율을 통하여 정의되는 것이 바람직하다.
부하전류, 특히, 모터전류(IM)는 프리휠링시간동안에 동일한 또는 거의 동일한 양으로 계속해서 흐르도록, 다시 말해서 부하전류가 프리 휠링 회로를 통과하도록 설정되는 것이 바람직하다.
특히, 모터전류(IM)는 다음 수학식,으로 정의된다. 이 수학식은 청구항 1항과 2항에 따른 해결책을 제공하기에 유효하다.
또한 청구항 1항에 따른 형태를 위해서, 프리 휠링 회로내에서의 분로의 설치는 다음 수학식,으로 정의된다.
도 1은 스위치(S)를 통하여 부하(2)에 연결될 수 있는 공급전압(UB)을 갖는 회로(1)를 도시한다. 스위치(S)는, 예를 들어 고레벨 트랜지스터를 통하여 실현될 수 있다. 부하(2)는 오옴 및 인덕턴스 부품을 갖는다. 오옴부품은 저항(RA)과 코일(LA)을 통한 인덕턴스성분으로 구성된다. 부하는, 예를 들어 전기모터, 특히, 영구 여자 직류모터로 형성된다. 전선(3: 예를 들어 전선(3) 중에서 공급전압(UB)의 전극과 스위치(S) 사이)에는 공급전류(IB)가 흐른다. 부하(2)를 통하여, 즉, 저항(RA)과 코일(LA)의 직렬회로를 통하여 부하전압이 형성되며, 다시 말해서 이 경우에는 모터전압(UM)이 형성된다. 프리휠링전류가 한쪽 방향으로만 흐르는 프리휠링부품(F)을 갖는 프리 휠링 회로(4)는 부하(2)에 병렬로 형성된다. 특히 프리휠링부품(F)은 프리휠링다이오드로서 형성된다. 또한 프리 휠링 회로(4)에는 오옴저항(RS)으로서 형성된 분로 레지스터(SH)가 배치된다. 프리휠링부품(F)과 분로 레지스터(SH)로 구성된 직렬회로는 부하(2)의 저항(RA)과 코일(LA)의 직렬회로에 병렬로 접속된다. 프리 휠링 회로(4)의 전도성 프리휠링부품(F)에는 분로 레지스터(SH)에 전압강하, 즉, 분로-전압(URS)을 유도하는 프리휠링전류(IF)가 흐른다.
기본적으로, 모든 전류 및 전압데이터는 평균값을 의미한다. 그러므로 모터전압(UM)은 부하(2)에 형성된 전압의 평균값이며, 공급전압(IB)은 공급을 통하여 얻어진 전류의 평균값이며, 모터전류(IM)는 모터전류의 평균값이며, 프리휠링전류(IF)는 프리휠링전류의 평균값을 의미한다. 본 발명에서는 다음, 즉, 분로 레지스터(SH)의 저항(RS)이 부하(2)의 오옴저항(RA)에 비하여 무시할 수 있을 정도로 낮게 선택되는 것으로 가정한다. 전압강하도 마찬가지로 프리휠링부품(F)을 통하여, 즉, 프리휠링다이오드를 통하여 무시된다. 또한 계속되는 작동상태동안에 부하전류, 즉, 모터전류(IM)는 고레벨로 유지되며, 다시 말해서 0보다 더 큰 키잉율을 위해서 각 시점에 대해 0보다 더 높게 유지된다. 키잉율로서는 0 내지 1 사이의 값을 취할 수 있으며, 이때 키잉율(D)은 모터전압(UM)과 공급전압(UB)의 비율이나 모터전류(IM)에 대한 공급전류(IB)의 비율이다.
프리휠링상태동안에, 또한 스위치(S)가 개방위치에 있을 때도, 모터전류(IM)는 계속해서 흐르기 때문에, 프리휠링전류는 다음 수학식 1을 형성한다.
그리하여 키잉율(D)의 인지하에서 부하전류(모터전류(IM))는 프리휠링전류(IF)로부터 다음 수학식 2에 따라서 검측될 수 있다.
도 1(첨자 "1"을 사용함)의 회로에서 분로 레지스터의 전력손실은 다음 수학식 3으로 표현된다.
도 2는 본 발명에 따른 다른 회로를 도시한다. 여기에는 고레벨 트랜지스터로서 형성될 수 있는 스위치(S)를 통하여, 부하(2)의 오옴성분(저항(RA)) 및 인덕턴스성분(코일(LA))과, 분로 레지스터(SH)의 저항(RS)으로 구성된 직렬회로(5)에 공급전류(IB)를 전달하는 공급전압(UB)이 설정된다. 부하(2)에는 모터전압(UM)이 발생되며 분로 레지스터(SH)에는 전압(URS)이 발생된다. 직렬회로(5)에는 프리휠링부품(F)을 갖는 프리 휠링 회로(4)가 병렬접속된다. 또한 프리휠링부품(F)도 저항(RA)과, 코일(LA)과, 저항(RS)이 형성된 직렬회로(5)에 대해 병렬로 연결된다. 프리휠링부품(F)이 폐쇄되고 스위치(S)가 개방될 때, 프리 휠링 회로에는 프리휠링전류(IF)가 흐른다.
도 2의 회로의 분로 레지스터의 전력손실은 다음 수학식 4에 따라 검측된다.
도 3 내지 도 5는 도 1과 도 2의 회로들의 특정 파라미터를 나타낸 다이어그램이며, 여기서 첨자 "1"은 도 1의 회로를 나타내고 첨자 "2"는 도 2의 회로를 나타낸다.
도 3의 횡축은 키잉율(D)을 나타낸다. 종축에는 도 1과 도 2의 회로에 따른 분로에서 최대값(URS1)에 대한 전압을 나타낸다. 도 1의 회로의 분로의 저항(RS1)의 최대전력손실은 도 2의 회로의 분로의 저항(RS2)보다 16배 크게 선택될 수 있으며, 이로 인하여 도 2에서는 4배의 신호백분율을 갖게 된다.
도 4는 도 1과 도 2의 회로들에 따른 분로 레지스터(SH)의 저항(RS1, RS2)들에서 전력손실의 과정을 도시한다. 횡축은 키잉율(D)을 나타내며 종촉은 최대값(PRS1)에 대한 전력손실(PRS1, PRS2)들을 각각 나타낸다. 도 1의 최대전력손실은 도 2의 최대전력손실보다 명백히 16배 적다.
도 5는 횡축에 키잉율(D)을 나타내며 종축에 도 4에 해당하는 전력손실을 나타낸 다이어그램이다. 도 5의 다이어그램은 점진적 특성곡선(IM= f(UM))을 갖는 부하에 대해서 유효하다. 예를 들면, 제곱의 부하특성곡선(IM= k·UM 2)이 제시될 때, 또한 이 부하특성곡선이 예를 들어 팬특성곡선에 거의 일치할 때, 결과적으로 명확한 특성곡선이 형성된다. 도 1에 따른 프리휠링측정결과, 분로(SH)에서 전력손실이 도 2에 따른 회로에서보다 45 만큼 적다는 것은 명백하다.
Claims (9)
- 프리 휠링 회로에 결합되며 하나 이상의 인덕턴스 부품을 갖는 기록 제어된 부하의 전류를 검측하며, 이때 프리 휠링 회로는 전류를 검측하기 위해서 전압강하가 고려된 분로 레지스터를 포함하는 전기회로에 있어서,상기 분로 레지스터(SH)는 부하전류(모터 전류(IM))를 결정하기 위한 측정으로서 취하여진 프리휠링전류(IF)를 검측하기 위해서 프리 휠링 회로(4)내에 위치되는 것을 특징으로 하는 전기회로.
- 프리 휠링 회로에 결합되며 하나 이상의 인덕턴스 부품을 갖는 기록 제어된 부하의 전류를 검측하며, 이때 프리 휠링 회로는 전류를 검측하기 위해서 전압강하가 고려된 분로 레지스터를 포함하는 전기회로에 있어서,상기 분로 레지스터(SH)는 부하(2)와 직렬접속되며 프리 휠링 회로(4)는 부하(2)와 분로(SH)의 직렬접속에 대해 병렬접속되는 것을 특징으로 하는 전기회로.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 측정으로서는 기록 제어의 키잉율(keying ratio: D)이 고려되는 것을 특징으로 하는 전기회로.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부하(2)는 전기모터, 특히, 영구 여자 직류모터인 것을 특징으로 하는 전기회로.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분로 레지스터(SH)의 저항(RS)은 부하(2)의 오옴성분(저항(RA))보다 훨씬 낮게 선택되는 것을 특징으로 하는 전기회로.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 키잉율(D)은 부하전압, 특히, 모터전압(UM)과 공급전압(UB)의 비율을 통하여 정의되는 것을 특징으로 하는 전기회로.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 부하전류, 특히, 모터전류(IM)는 프리휠링시간동안에 동일한 양으로 계속해서 흐르도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전기회로.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 모터전류(IM)는 다음 수학식,으로 정의되는 것을 특징으로 하는 전기회로.
- 제 1 항에 있어서, 모터전류(IM)는 다음 수학식,으로 정의되며, 여기서 URS1은 분로 레지스터에서의 전압이며, RSI은 분로 레지스터의 전압이고 D는 키잉율인 것을 특징으로 하는 전기회로.
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