KR20010000018A - The control circuit and method for constant velocity of a treadmill - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Constant speed running circuit of run sporting device corrects value changed with high frequency by sensing change on belt for real time, assures comfortable exercise by removing external fatigue and danger factor of athlete in using run sporting device, improves quality of various run sporting device, is import replacement effect by contributing localization of run sporting device. CONSTITUTION: The Constant speed running circuit of run sporting device comprises current detecting part(140) to transmit to error amplifier by detecting flowing electric current in rotor of electromotor to add(IR compensation) in input voltage of electromotor by amplifying and dividing voltage, after changing flowing electric current in rotor to voltage on falling rotational frequency of DC motor; error amplitude part(160) to transmit to compensating terminal of comparative amplitude part(190) by changing to voltage after amplifying current signal detected in current detecting part(140); oscillation part(180) to departure chopping wave as base frequency to control the electromotor; input part(170) to be input voltage to control the electromotor rotation; comparative amplitude part(190) to generate spherical wave to drive switching part(130) by comparing signal transmitted from input part(170) and error amplitude part(160) with chopping wave transmitted from the oscillation part(180); switching part(130) to intermittent-control power source(100) provided to the rotation in accordance with spherical wave signal of comparative amplitude part(190).

Description

달리기 운동기의 정속주행회로 및 방법 {The control circuit and method for constant velocity of a treadmill}The control circuit and method for constant velocity of a treadmill

본 발명은 직류전동기에 의하여 구동하는 달리기 운동기의 회전 속도가 피운동자의 운동상태에 상관없이 늘 일정하게 유지되도록 제어하는 정속제어회로 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a constant speed control circuit and method for controlling the rotational speed of a running motor driven by a DC motor to be constantly maintained regardless of the exercise state of the exerciser.

달리기 운동기는 일정한 간격으로 설치된 2개의 로울러와 상기 로울러에 걸쳐진 벨트와 상기 로울러에 동력을 제공하여 회전토록 하는 전동기로 구성되어 있다. 상기 벨트 하단부에는 나무 또는 유사한 재질의 지지물이 실장되어 있다. 운동기에서 실제 사람이 운동을 시작하면 벨트가 설정된 속도로 회전하게 되는데 이 벨트의 속도에 따라 피운동자의 하중이 벨트와 지지물에 충격을 주게되고 이 충격이 벨트의 회전을 저해하는 마찰을 일으키게 된다. 이 마찰은 피운동자의 발이 벨트에 접촉하면 발생하고 발을 떼면 소멸하게 된다. 이렇게 마찰이 발생하면 전동기의 회전수가 저하되고 마찰이 소멸하면 회전수는 원래 상태로 돌아오게 되는데 피운동자는 이러한 회전수의 변화로 인하여 자세가 불안정해지고 피로가 누적되게 된다.The running exerciser is composed of two rollers installed at regular intervals, a belt spanning the rollers, and an electric motor that rotates by providing power to the rollers. At the lower end of the belt, a support of wood or similar material is mounted. In the exercise machine, when a person starts to exercise, the belt rotates at a set speed. According to the speed of the belt, the weight of the trainee impacts the belt and the support, and the impact causes friction that inhibits the rotation of the belt. This friction occurs when the foot of the athlete touches the belt and disappears when the foot is released. When the friction occurs, the rotational speed of the motor decreases, and when the friction disappears, the rotational speed returns to the original state. The subject becomes unstable and fatigue accumulates due to the change of the rotational speed.

종래 이러한 문제점을 해결하기 위하여 여러가지 방법이 제시되었다. 첫 번째로 SCR을 이용한 속도조절 회로를 들 수 있다. 이회로는 교류의 위상각과 SCR의 도통각으로 속도의 제어를 행한다. 그런데 이 제어 회로는 상용 전원(60Hz)의 반주기 시간 간격으로 제어를 행하기 때문에 체중의 변화 및 속도의 빠르고 느림에 대한 추종성, 즉 반응 속도가 나빠 균일한 속도 제어를 하기가 어렵다(기본적으로8ms 내지 10ms의 주기로 제어가 됨). 두 번째로 펄스폭변조(PWM)방식을 채택한 속도 조절 회로를 들 수 있다. 이회로는 SCR을 이용한 제어회로의 단점을 보완하기 위하여 사용된 방식으로 비교적 높은 주파수를 기본으로 도통 시간을 제어하기 때문에 SCR방식보다는 우수하지만 근본적으로 부하가 급변하는 조건하에서 전동기에 가해지는 전압의 저하를 방지할 수 없기 때문에 회전속도를 일정하게 유지하기 어렵다. 이 전압의 강하는 전동기의 회전자가 가지고 있는 인덕턴스 성분에 기인한 것이다. 세 번째로 타고메타를 이용한 회전 속도 조절 방식을 들수 있다. 이 방식은 회전 속도를 검출하고 이를 보상할 목적으로 타고미터를 이용하는 방법인데, 이는 경제성 및 환경에 따른 오동작등의 문제점이 있어 채택하기에 바람직하지 않은 점이 있다.In order to solve this problem, various methods have been proposed. First, there is a speed regulation circuit using SCR. This circuit controls the speed by the phase angle of the alternating current and the conduction angle of the SCR. However, since this control circuit performs control at half cycle time intervals of commercial power (60 Hz), it is difficult to perform uniform speed control due to poor trackability of change in weight and speed, that is, fast response speed (basically 8 ms to It is controlled by the cycle of 10ms. Second, the speed regulation circuit adopting the pulse width modulation (PWM) method. This circuit is used to compensate for the shortcomings of the control circuit using SCR. It is superior to the SCR method because it controls the conduction time based on the relatively high frequency, but the voltage drop applied to the motor under radically changing load conditions. It is difficult to keep the rotational speed constant because it cannot be prevented. This drop in voltage is due to the inductance component of the rotor of the motor. Third, there is a rotation speed control method using a ride meter. This method is a method using a ride meter for the purpose of detecting the rotational speed and to compensate for this, there is a problem such as economical and environmental malfunction, which is not preferable to adopt.

이러한 점을 감안한 본 발명의 목적은 직류전동기를 이용하는 달리기 운동기에서 피운동자의 조건 변화(스텝, 하중등)에도 불구하고 벨트의 이동속도가 일정하게 유지되어 피운동자의 자연스럽고 균형있는 자세에서의 운동이 유지될 수 있도록 직류전동기의 회전 속도를 조절하는 제어회로를 제공함에 있다.The object of the present invention in consideration of this point is that in the running exercise machine using a DC motor, the movement speed of the belt is kept constant in spite of the change of the condition (step, load, etc.) of the exerciser, so that the exercise in the natural and balanced posture of the exerciser is maintained. It is to provide a control circuit for adjusting the rotational speed of the DC motor to be maintained.

도 1은 본발명의 일실시례에 따를 달리기운동기의 정속주행회로의 블록도를,1 is a block diagram of a constant speed driving circuit of a running exercise machine according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본발명의 일실시례에 따른 달리기 운동기의 정속 주행 회로의 회로도를,2 is a circuit diagram of a constant speed traveling circuit of a running exercise machine according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 달리기 운동기의 정속 주행 회로의 입력부(170), 오차증폭부(160), 발진부(180), 비교증폭부(190)로 이루어진 하이브리드 IC의 상세 회로도를 각각 나타낸다.3 is a detailed circuit diagram of a hybrid IC consisting of an input unit 170, an error amplifier 160, an oscillator 180, and a comparative amplifier 190 of the constant speed driving circuit of the running exercise machine according to an embodiment of the present invention, respectively. Indicates.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100:전원 110:전원부 115:정류부 120:필터부 130:스위칭부DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Power supply 110 Power supply part 115 Rectification part 120 Filter part 130 Switching part

140:전류검출부150:과속검출부 160:오차증폭부 170:입력부 180:발진부140: current detector 150: overspeed detector 160: error amplifier 170: input 180: oscillator

190:비교증폭부190: Comparative amplification part

위에서 언급한 바와 같이 본 발명은 달리기 운동기의 부하변동이 극심한 직류 전동기의 속도를 일정하게 제어하는 방법에 관한 것이다.As mentioned above, the present invention relates to a method of constantly controlling the speed of a direct-current motor in which the load variation of the running motor is extreme.

본 발명은 달리기 운동기를 구동하는 직류전동기의 회전자에 흐르는 전류를 검출하여 오차증폭기에 보내주는 전류검출부(140)와,상기 전류검출부(140)에서 검출된 전류신호를 증폭하여 비교증폭부(190)에 필요한 전압으로 변환 전달하는 오차증폭부(160)와, 상기 전동기를 제어하기 위한 기본주파수인 삼각파를 발진하는 발진부(180)와, 상기 전동기 회전을 제어하기 위한 전압을 입력받는 입력부(170)와, 상기 입력부(170)와 오차증폭부(160)에서 전달된 신호와 상기 발진부(180)에서 전달된 삼각파를 비교하여 스위칭부(130)를 구동하는 구형파를 생성하는 비교증폭부(190)와, 상기 비교증폭부(190)의 구형파신호에 따라 상기 전동기에 공급되는 전원(100)을 단속 제어하는 스위칭부(130)로 구성되어 있다.The present invention detects the current flowing in the rotor of the DC motor driving the running motor and sends it to the error amplifier and the current amplifier 140, and amplifies the current signal detected by the current detector 140, the comparative amplifier 190 Error amplification unit 160 for converting and transmitting the voltage necessary for the transmission, oscillation unit 180 for oscillating a triangular wave, which is a fundamental frequency for controlling the motor, and an input unit 170 for receiving a voltage for controlling the rotation of the motor. And a comparison amplifier 190 for generating a square wave driving the switching unit 130 by comparing the signal transmitted from the input unit 170 and the error amplifier 160 with the triangular wave transmitted from the oscillator 180. The switching unit 130 intermittently controls the power supply 100 supplied to the motor according to the square wave signal of the comparison amplifier 190.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 개략적인 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the schematic operation of the present invention having the configuration as described above are as follows.

직류전동기의 회전 속도는 회전자에 가해지는 전압의 대소에 비례하는데 부하가 증가하는 경우 전동기의 회전수는 저하하고 전동기에 흐르는 전류는 증가하지만 역기전력은 감소하게 된다. 이는 전동기의 회전자 권선의 저항 성분과 인덕턴스 성분 때문에 발생하는 현상이다. 따라서 전동기에 흐르는 전류를 감시하면 회전 속도의 저하를 읽을 수 있고 원래 회전수로 환원시킬 수 있는 되먹임 양을 결정할 수 있게 되는데, 이러한 원리를 이용한 회로를 IR보상회로라고 한다. 이회로는 전동기의 회전자에 흐르는 전류가 증가하면 회전자에 인가하는 전압을 증가시키는 방향으로 작용하게 된다. 이 증가된 전압은 회전자의 회전 속도를 증가시키게 되고 결국 전류를 감소하게 된다. 결국 이러한 보상회로를 가지고 있는 달리기 운동기 구동기기는 부하 변동이 급격히 일어나도 일정한 회전속도를 보장하여 피운동자의 편안한 운동을 보장할 수 있는 것이다.The rotation speed of the DC motor is proportional to the magnitude of the voltage applied to the rotor. When the load increases, the rotation speed of the motor decreases and the current flowing to the motor increases, but the counter electromotive force decreases. This is caused by the resistance and inductance components of the rotor windings of the motor. Therefore, by monitoring the current flowing in the motor, it is possible to read the decrease in the rotational speed and determine the amount of feedback that can be reduced to the original rotational speed. A circuit using this principle is called an IR compensation circuit. This circuit acts in a direction to increase the voltage applied to the rotor as the current flowing through the rotor of the motor increases. This increased voltage increases the rotational speed of the rotor and eventually reduces the current. As a result, the running motor driving device having such a compensation circuit can guarantee a constant rotational speed even if the load fluctuates rapidly, thereby ensuring a comfortable movement of the exercised person.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일실시례를 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도1은 본 발명에 따른 달리기 운동기의 정속제어회로의 바람직한 일실시례를 도시한 블록도를, 도2는 본 발명에 따른 달리기 운동기의 정속제어회로의 바람직한 일실시례에 도시한 회로도를, 도3은 본 발명에 따른 달리기 운동기의 정속제어회로의 오차증폭부(160) 입력부(170) 발진부(180) 비교증폭부(190)의 상세 회로도(도3의 회로를 IC화 하여 SS9470HD라 명명함)를 각각 나타낸다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of the constant speed control circuit of the running exerciser according to the present invention, Figure 2 is a circuit diagram showing a preferred embodiment of the constant speed control circuit of the running exerciser according to the present invention, Fig. 3 is a detailed circuit diagram of the error amplifier 160, the input unit 170, the oscillator 180, the comparative amplifier 190 of the constant speed control circuit of the running exercise machine according to the present invention (IC circuitry of Fig. 3 is named SS9470HD) Respectively.

본 발명의 일실시예는 도1에 나타낸 블록도와 같다. 블록도 각부에 대하여 설명하면 다음과 같다.One embodiment of the present invention is the same as the block diagram shown in FIG. The block diagram will be described as follows.

- 전원부(110) : 상용 전력을 받아 전압을 적당히 강압한 후 정류하여 각부에 필요한 전압으로 변화하여 공급한다. 이부분은 본 발명에만 특유한 요소는 아니다.-Power supply unit 110: Receives the commercial power, the voltage is appropriately stepped down and rectified and supplied to the voltage required for each part. This part is not unique to the present invention.

- 정류부(115) : 직류전동기에 직류 전원(100)을 공급하여 동력원으로 쓰이도록 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 주는 부분이다. 이부분은 모든 직류전동기에 공통된 요소이다.-Rectifier 115: This part converts an AC voltage into a DC voltage to be used as a power source by supplying the DC power supply 100 to the DC motor. This part is common to all DC motors.

- 필터부(120) : 정류된 전압을 평활하게 리플을 제거하여 스위칭부(130)에 공급한다. 이 부분도 모든 직류 전동기에 공통된 요소이다.Filter unit 120: The rectified voltage is smoothly removed to supply the switching unit 130. This part is also common to all DC motors.

- 스위칭부(130) : 실제 전동기를 제어하는 부분으로, 비교증폭기(190)의 구형파 신호에 따라 모터에 공급되는 직류전원(100)을 연결하기도 하고 차단하기도 하여 모터에의 전압인가 시간을 제어하는 부분으로 FET 또는 IGBT등 전력 소자로 구성된다.-Switching unit 130: Controls the actual motor, and controls the voltage applied time to the motor by connecting or disconnecting the DC power supply 100 supplied to the motor in accordance with the square wave signal of the comparative amplifier 190 Part consists of power devices such as FET or IGBT.

- 전류검출부(140) : 전동기에 흐르는 전류를 검출하며 이검출량은 증폭부(160) 및 과속검출부(150)에 보내진다. 이 전류검출부(140)를 포함하여 이하 각부(150, 160, 170, 180, 190)는 본 발명의 특징을 구성하는 요소로서 본 발명의 핵심이 된다.Current detection unit 140: detects the current flowing in the motor, this detection amount is sent to the amplifier 160 and the speed detection unit 150. Each of the following portions 150, 160, 170, 180, and 190, including the current detecting unit 140, is the core of the present invention as an element constituting the features of the present invention.

- 오차증폭부(160) : 전류검출부(140)에서 검출된 전류 신호를 증폭하여 비교증폭기(190)에 필요한 전압으로 변환 전달한다. 또한 전류 제한치 보다 과전류가 흐르면 이를 억제하는 신호도 생성하여 비교증폭부(190)에 전달한다.Error amplification unit 160: amplifies the current signal detected by the current detector 140 to convert the transfer to the voltage required for the comparison amplifier 190. In addition, if an overcurrent flows more than the current limit, a signal is also generated to suppress it and transmitted to the comparison amplifier 190.

- 입력부(170) : 전동기 회전을 제어하기 위한 전압을 입력 받는 부분으로 최대 속도 설정을 위한 MAX 조정자를 구비하고 있다.-Input unit 170: The part that receives the voltage for controlling the motor rotation is equipped with a MAX adjuster for setting the maximum speed.

- 발진부(180) : 전동기를 제어하기 위한 기본 주파수를 발진하는 부분으로 삼각 파형을 만들어 비교증폭부(190)에 전달한다. 기본주파수는 18KHz로 한다.Oscillator 180: The oscillation unit 180 is a portion that oscillates the fundamental frequency for controlling the motor makes a triangular waveform and transmits to the comparison amplifier 190. The basic frequency is 18KHz.

- 비교증폭부(190) : 상기 입력부(170)와 오차증폭부(160)에서 전달된 신호와 상기 발진부(180)에서 전달된 삼각파를 상호 비교하여 상기 스위칭부(130)를 구동하는 구형파를 생성한다. 이 신호는 실제적으로 전동기를 구동하는 신호가 된다.Comparative amplifier 190: generating a square wave to drive the switching unit 130 by comparing the signal transmitted from the input unit 170 and the error amplifier 160 with the triangular wave transmitted from the oscillator 180. do. This signal is actually a signal for driving the motor.

- 과속검출부(150) : 전동기에 인가하는 전압이 사용 최대 전압보다 높아지면 설정 속도 보다 전동기의 회전속도가 빨라지게 되어 안전상 문제가 야기되므로 이때는 전원부(110)의 릴레이를 끓어 주어 전원(100)을 차단케 하는 회로이다.-Overspeed detection unit 150: When the voltage applied to the motor is higher than the maximum voltage used, the rotational speed of the motor is faster than the set speed causes a safety problem, so in this case boil the relay of the power supply unit 110 to supply power (100) It is a circuit to block.

위와 같은 구성을 갖는 본 발명을 실제로 회로로 구현한 일실시례가 도2 및 도3에 나타나 있다. 도면을 참조하면서 작용을 설명하면 아래와 같다.An embodiment in which the present invention having the above configuration is actually implemented as a circuit is shown in FIGS. 2 and 3. The operation will be described below with reference to the drawings.

도2의 전원부(110)의 전원(100)공급선(L1,L2)를 통하여 공급된 교류 전원(100)은 트랜지스터 T1을 통해 강압되고 다이오드 D3,4,5,6을 통하여 정류된 후 커패시터 C8에서 평활되어 각부에 공급된다. 또 전동기의 구동을 위한 전력은 릴레이 RY1을 경유하여 다이오드 BD1에서 정류된 다음 맥동 제거를 위하여 필터부(120)에 공급된다.The AC power supply 100 supplied through the power supply lines L1 and L2 of the power supply unit 110 of FIG. 2 is stepped down through the transistor T1 and rectified through the diodes D3, 4, 5, and 6, in the capacitor C8. It is smoothed and supplied to each part. In addition, electric power for driving the motor is rectified by the diode BD1 via the relay RY1 and then supplied to the filter unit 120 for pulsation removal.

정류된 입력 전원(100)은 필터부(120)의 커패시터 C3에 충전된 잔류 전하를 방전시키기 위한 것으로 점검 및 보수시에 전기 충격등을 예방한다.The rectified input power supply 100 is for discharging the residual charges charged in the capacitor C3 of the filter unit 120 to prevent electric shock and the like during inspection and repair.

도2의 하이브리드 IC (SS9470470HD, 200)의 입력단자(S1,S2,S3)에 연결된 가변저항 VR1에서 공급된 전압이 분압되어 도3의 입력부(170)의 저항R8과 커패시커C3을 거쳐서 저항 R9와 도2의 상기 하이브리드부(200)단자 13에 연결된 커패시터 C4에서 적분되어 도3의 입력부(170)의 연산증폭기 U2B에 공급된다. 이 전압은 전동기를 최초에 구동하는 기준 신호가 되며 이후 전동기의 회전 속도에 반응하여 연결된 각부의 신호에 따라서 증감되어진다.The voltage supplied from the variable resistor VR1 connected to the input terminals S1, S2, and S3 of the hybrid IC (SS9470470HD, 200) of FIG. 2 is divided to obtain a resistor R9 through the resistor R8 and the capacitor C3 of the input unit 170 of FIG. And integrated in the capacitor C4 connected to the hybrid terminal 200 terminal 13 of FIG. 2 and supplied to the operational amplifier U2B of the input unit 170 of FIG. This voltage becomes a reference signal for initially driving the motor, and then increases and decreases according to the signal of each part connected in response to the rotational speed of the motor.

또한 도3의 발진부(180)의 트랜지스터 Q3 과 저항R19,R21 및 커패시터 C9는 비교증폭부(190)와 함께 기준 주파수 발진기로 작동하며 상기 비교증폭부(190)의 3번 단자에 삼각 파형(기본주파수 18KHz)을 공급한다. 상기 비교증폭부(190)는 상기 삼각파 신호를 상기 입력부(170)에서 전달된 신호와 비교한 후 결과에 따라 도2 의 스위칭부(130)의 FET Q1,Q2,Q6에 공급하여 전동기의 회전자에 공급되는 전력을 단속하는 하게 된다. 이렇게 스위칭된 전력은 도2의 전류검출부(140)의 저항 R1을 통과하게 되는데 옴의 법칙에 따라 흐르는 전류의 양에 따른 기전력이 저항 R1양단에서 발생하고 이전압을 저항 R10 및 R14로 분압하여 도3의 오차증폭부(160)내의 연산증폭기 U1B에 공급되고 저항 R22 및 도2의 전류검출부(140)의 저항 R12로 설정된 최대 전류 제한치와 비교되어 만약 과전류로 판단되면 비교증폭부(190)의 입력전압을 흡수하여 출력을 제한하게 된다. 여기에서 중요한 것은 소오스 플로워 형태의 스위칭을 하기 때문에 기준 전위가 도2의 전류검출부(140)의 저항 R1후단이 된다는 것인데 이는 이후 보상회로 동작의 기준점이 된다. 이런 수순으로 전동기가 회전하게 되면 부하의 변동에 따른 전류의 흐름을 도2의 전류검출부(140)의 저항 R2에서 검출하게 되는데 부하가 증가하면 회전수는 저하하고 전동기에 흐르는 전류가 증가한다. 이는 스위칭부(130)의 임피던스와 전류검출부(140)의 저항 R1 및 R2 그리고 전동기 회전자의 저항성분에서 기인한다. 만약 전동기가 정상적으로 회전하고 있다면 L/R의 시간 지연 후에 실효 전류가 흐르게 됨으로 적은 전류가 흐르게 되지만, 회전수가 저하하면 회전자의 회전수가 감소한 경우이므로 도2의 전류검출부(140)의 저항 R2에 흐르는 전류도 증가하고 그 양단 전압도 증가하게 된다. 이 전압을 오차증폭부(160)의 U2A로 읽어 증폭한 후에 도2의 하이브리드부(200) 4번 및 5번 단자에 연결된 저항 R18,VR2,R17로 분압하여도3의 입력부(170)에 전달하게 된다. 이전압이 상기 입력부(170)에서 기존 입력전압과 가산되어 회전자의 속도를 증가시키게 된다. 또 반대로 회전자가 설정된 속도 보다 빠르게 회전한다면 도2의 전류 검출부(240)의 A+1 및 A-1단에 회전자의 인덕턴스에 기인하여 렌쯔의 법칙에 따라 L*di/dt에 비례한 역기전력이 발생하게 되는데, 이 전압이 증가하게 되면 이전압을 도2의 하이브리드부(200)의 3번단자에 연결된 저항 R8과 도3의 입력부(170)의 커패시터C5로 평활하여 입력전압과 감산을 하게 되어 회전자의 속도를 저하시키게 된다. 도2의 전류검출부(140)의 휴즈F1의 끝단과 하이브리드부(200)의 3번단자의 끝단이 커먼 단자로 되어 있기 때문에 가능하다.In addition, the transistor Q3 and the resistors R19, R21 and the capacitor C9 of the oscillator 180 of FIG. 3 operate as a reference frequency oscillator together with the comparison amplifier 190 and a triangular waveform (basic) at the third terminal of the comparison amplifier 190. Frequency 18KHz). The comparison amplifier 190 compares the triangular wave signal with the signal transmitted from the input unit 170 and supplies it to the FETs Q1, Q2, Q6 of the switching unit 130 of FIG. It is to control the power supplied to. The switched power passes through the resistor R1 of the current detector 140 of FIG. 2, and according to Ohm's law, an electromotive force is generated across the resistor R1 and the voltage is divided by the resistors R10 and R14. The input of the comparison amplifier 190 is supplied to the operational amplifier U1B in the error amplifier 160 of 3 and compared with the maximum current limit set by the resistor R22 and the resistor R12 of the current detector 140 of FIG. It absorbs the voltage and limits the output. The important thing here is that the source potential is after the resistor R1 of the current detector 140 of FIG. 2 because of the source follower type switching, which is then a reference point of the compensation circuit operation. When the motor rotates in this manner, the current flow according to the load change is detected by the resistance R2 of the current detector 140 of FIG. 2. When the load increases, the rotation speed decreases and the current flowing to the motor increases. This is due to the impedance of the switching unit 130, the resistances R1 and R2 of the current detector 140 and the resistance components of the motor rotor. If the motor rotates normally, the effective current flows after the time delay of L / R, but a small current flows. However, if the rotation speed decreases, the rotation speed of the rotor decreases, so that the current flows through the resistance R2 of the current detector 140 of FIG. The current increases and the voltage across it also increases. This voltage is read and amplified by the U2A of the error amplifier 160 and divided by the resistors R18, VR2, and R17 connected to the terminals 4 and 5 of the hybrid part 200 of FIG. 2 and transferred to the input unit 170 of FIG. Done. This voltage is added to the existing input voltage in the input unit 170 to increase the speed of the rotor. On the contrary, if the rotor rotates faster than the set speed, due to the inductance of the rotor at the A + 1 and A-1 stages of the current detector 240 of FIG. If this voltage is increased, this voltage is smoothed by the resistor R8 connected to the third terminal of the hybrid unit 200 of FIG. 2 and the capacitor C5 of the input unit 170 of FIG. This slows down the rotor. This is possible because the end of the fuse F1 of the current detecting unit 140 of FIG. 2 and the end of the third terminal of the hybrid unit 200 are common terminals.

과속검출부(150)는 회전자의 양단(도2의 전류검출부(140)의 A+1과 A-1)의 전압을 검출하여 제어 회로가 제어능력을 상실한 경우(스위칭 소자의 합선,과입력으로 인한 과속등이 원인이 됨)전하가 과속검출부(150)의 저항 R20 및 R22, 트랜지스터 PC1과 커패시터 C10에 축적되고 축적된 전압이 과속검출부(150)제너다이오드 ZD3전압보다 크게 되면 전원부(110) 릴레이 RY1과 일체로 된 과속검출부(150)의 릴레이 RY1의 연결을 끓어 전원(100)을 차단하게 되어 전동기를 정지시키고 이로 인한 피해를 최소화 한다. 이회로는 주전원(100)을 제거하기 전까지는 자동으로 복구되지 않도록 구성되어 구주 각국의 여러 안전 규격과도 일치한다.The speed detecting unit 150 detects the voltages at both ends of the rotor (A + 1 and A-1 of the current detecting unit 140 of FIG. 2) and the control circuit loses control (short circuit of the switching element and over input). The charge is accumulated in the resistors R20 and R22 of the overspeed detection unit 150, the transistor PC1 and the capacitor C10, and when the accumulated voltage is greater than the overspeed detection unit 150 and the zener diode ZD3 voltage, the power supply unit 110 relays. Boiling the connection of the relay RY1 of the speed detection unit 150 integrated with RY1 cuts off the power supply 100 to stop the motor and minimize the damage caused by this. This circuit is configured not to automatically recover until the main power source 100 is removed, which is consistent with several safety standards of the Savior countries.

달리기 운동기 벨트상에서 생기는 변화를 실시간으로 감지하여 높은 주파수로 변화된 값을 보정하여 줌으로써 달리기 운동기를 사용할 때 피운동자의 운동 외적인 피로 및 위험 요소를 제거하여 편안한 운동을 보장하고 각종 달리기 운동기의 품질을 향상시킬 수 있으며, 현재 수입일로에 있는 달리기 운동기의 국산화에 기여하여 수입 대체 효과를 거둘 수 있다. 또 이 기술을 부하변동이 심한 전동기 산업부문에 응용함으로써 회전 속도의 제어를 더욱 정밀화한 각종 기기를 구현할 수 있다.By detecting the change on the running exercise belt in real time and correcting the changed value at high frequency, it eliminates the fatigue and risk factors of the exerciser's exercise and ensures comfortable exercise and improves the quality of various running exercise equipment. It can also contribute to the localization of running sports that are currently imported. In addition, this technology can be applied to the motor industry where load fluctuations are severe, enabling various devices with more precise control of rotation speed.

Claims (5)

직류전동기에 의해 구동되는 달리기 운동기에 있어서,상기 직류전동기의 회전수 저하시 회전자에 흐르는 전류를 검출하여 전압으로 변환한 후 증폭 분압하여 상기 전동기의 입력전압에 가산(IR보상)하기 위하여 전동기의 회전자에 흐르는 전류를 검출하여 오차증폭기에 보내주는 전류검출부(140)와; 상기 전류검출부(140)에서 검출된 전류신호를 증폭한 후 전압으로 변환하여 비교증폭부(190)의 보상단자에 전달하는 오차증폭부(160)와;상기 전동기를 제어하기 위한 기본주파수인 삼각파를 발진하는 발진부(180)와;상기 전동기 회전을 제어하기 위한 전압을 입력받는 입력부(170)와;상기 입력부(170)와 오차증폭부(160)에서 전달된 신호와 상기 발진부(180)에서 전달된 삼각파를 비교하여 스위칭부(130)를 구동하는 구형파를 생성하는 비교증폭부(190)와;상기 비교증폭부(190)의 구형파신호에 따라 상기 전동기에 공급되는 전원(100)을 단속 제어하는 스위칭부(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 달리기 운동기의 정속제어회로.In a running exerciser driven by a direct current motor, when the rotation speed of the direct current motor decreases, the current flowing through the rotor is detected and converted into a voltage, and then amplified and divided to add (IR compensation) to the input voltage of the motor. A current detector 140 which detects a current flowing in the rotor and sends the current to the error amplifier; An error amplifier unit 160 which amplifies the current signal detected by the current detector 140 and converts it into a voltage and transmits the voltage to the compensation terminal of the comparison amplifier 190; An oscillator 180 oscillating; an input unit 170 receiving a voltage for controlling the motor rotation; a signal transmitted from the input unit 170 and the error amplifier 160 and a signal transmitted from the oscillator 180 Comparative amplifier 190 for generating a square wave to drive the switching unit 130 by comparing the triangular wave; Switching to intermittently control the power supply 100 supplied to the motor in accordance with the square wave signal of the comparison amplifier 190 Constant speed control circuit of the running exercise machine, characterized in that comprising a unit (130). 제1항에 있어서, 상기 직류전동기의 속도가 설정된 속도보다 클 경우 상기 직류전동기의 회전자 양단의 역기전력을 상기 직류전동기의 입력전압에 감산 보상할 수 있도록 상기 입력부(170)에는 상기 전류검출부(140)의 회전자 양단(A+1,A-1)의 역기전력을 검출하여 평활한 후 입력받을 수 있는 저항(R8) 및 커패시터(C5)로 형성된 필터가 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 달리기 운동기의 정속제어회로.According to claim 1, When the speed of the DC motor is greater than the set speed, the current detection unit 140 in the input unit 170 to compensate for the reverse electromotive force of the both ends of the rotor of the DC motor to the input voltage of the DC motor Running filter characterized in that the filter formed of a resistor (R8) and a capacitor (C5) that can be received after smoothing by detecting the counter electromotive force of both ends (A + 1, A-1) of the rotor) Constant speed control circuit. 제1항에 있어서, 상기 전류검출부(140)의 전동기 회전자 양단(A+1,A-1)에 전기적으로 연결되어,상기 회전자 양단(A+1,A-1)의 전압이 사용 최대 전압 보다 높아지면 전동기의 전원부(110)의 릴레이를 자동으로 차단하여 전원(100)을 끓어 주는 과속검출부(150)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 달리기 운동기의 정속제어회로.According to claim 1, It is electrically connected to both ends (A + 1, A-1) of the motor rotor of the current detector 140, the voltage of the both ends (A + 1, A-1) of the maximum When the voltage is higher than the constant speed control circuit of the running exercise machine, characterized in that it comprises a speed detection unit 150 for boiling the power supply 100 by automatically blocking the relay of the power supply unit 110 of the motor. 제1항에 있어서, 상기 전류검출부(140)에는 상기 스위칭부(130)에서 스위칭된 전류를 검출하는 저항(R1)을 포함하고, 상기 저항(R1)에서 검출된 전류를 상기 오차증폭부(160)에 공급하되, 상기 전류검출부(140) 및 오차증폭부(160)에는 상기 전류 검출 저항(R1)에 과전류가 흐를 경우 상기 오차증폭부(160)로부터 비교증폭부(190)에로의 입력전압을 흡수할 수 있도록 상기 전류검출 저항(R1)에 흐르는 최대 전류를 제한하는 저항(R12,R22)이 설치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 달리기 운동기의 정속제어회로.The current detecting unit 140 includes a resistor R1 for detecting a current switched by the switching unit 130, and the current detected by the resistor R1 includes the error amplifying unit 160. And the input voltage from the error amplifier 160 to the comparison amplifier 190 when an overcurrent flows through the current detection resistor R1 to the current detector 140 and the error amplifier 160. And a resistor (R12, R22) for limiting the maximum current flowing through the current detection resistor (R1) so as to be absorbed. 직류전동기에 의해 구동되는 달리기 운동기에 있어서, 상기 직류전동기의 회전수 저하시 회전자에 흐르는 전류를 검출하여 전압으로 변환한 후 증폭하여 상기 전동기의 입력전압에 가산하고, 상기 직류전동기의 회전수 증가시 상기 회전자 양단의 역기전력을 검출하여 상기 전동기의 입력전압에 감산하여 정속주행을 유지하는 달리기 운동기의 정속제어방법.In a running motor driven by a DC motor, when the rotation speed of the DC motor decreases, the current flowing through the rotor is detected, converted into a voltage, amplified, and added to the input voltage of the motor, and the rotation speed of the DC motor increases. The constant speed control method of the running exercise machine to maintain the constant speed running by detecting the counter electromotive force of both ends of the rotor during the subtraction.
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