KR20010010868A - Apparatus for sensing rotor position of brushless d.c motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치에 관한 것으로, 특히 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 안전하게 설치할 뿐만 아니라 회전자의 초고속 회전시 회전자의 위치감지에 대한 안정성을 확보할 수 있도록 한 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor position sensing device of a Bieldish motor, in particular to securely install the hall sensor for detecting the position of the rotor, as well as to ensure the stability of the position detection of the rotor during the high-speed rotation of the rotor It relates to a rotor position sensing device of a Bildish motor.
일반적으로 모터는 전기적인 에너지를 운동에너지로 전환시켜 외부로 동력을 출력하게 되는 것으로 그 종류는 다양하다. 도 1은 비엘디씨 모터(BLDC; Brushless DC Motor)의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 비엘디씨 모터는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 모터 케이싱(10)과, 상기 모터 케이싱(10)의 내부에 고정 결합되는 고정자(Stator)(20)와, 상기 고정자(20)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(Rotor)(30)와, 상기 회전자(30)의 내부에 압입되어 회전자(30)의 회전력을 다른 시스템에 전달하는 모터축(40)과, 상기 회전자(30)의 위치를 감지하는 홀 센서(Hall Sensor)(50)를 포함하여 구성된다.In general, a motor converts electrical energy into kinetic energy and outputs power to the outside. FIG. 1 illustrates an example of a brushless DC motor (BLDC). As shown in FIG. 1, the BLC motor includes a motor casing 10 formed to have a predetermined internal space, and the motor casing 10. Stator 20 fixedly coupled to the inside of the rotor, a rotor 30 inserted into the stator 20 so as to be rotatable, and pressed into the rotor 30. It includes a motor shaft 40 for transmitting the rotational force of the rotor 30 to another system, and a Hall sensor 50 for detecting the position of the rotor 30.
상기 고정자(20)는 원통형으로 형성된 코어(21)에 다수개의 권선 코일(22)이 결합되어 이루어지며, 상기 회전자(30)는 상기 고정자(20)의 내부에 삽입되도록 원통형으로 형성되며 그 내부에 영구자석(31)이 삽입되어 구성된다.The stator 20 is formed by coupling a plurality of winding coils 22 to a core 21 formed in a cylindrical shape, and the rotor 30 is formed in a cylindrical shape so as to be inserted into the stator 20 and the inside thereof. The permanent magnet 31 is inserted into the configuration.
상기한 바와 같은 모터는 고정자(20)의 권선 코일(22)에 전류가 인가되면 권선 코일(22)에 흐르는 전류와 회전자(30)를 구성하는 영구자석(31)의 상호작용에 의해 회전자(30)가 회전하게 되며 그 회전력은 회전자(30)에 압입된 모터축(40)에 전달되어 다른 시스템에 전달된다. 상기 홀 센서(50)는 회전자(30)를 구성하는 영구자석(31)의 자장을 감지하여 그에 상응하는 전류를 권선 코일(22)에 인가하게 된다.In the motor as described above, when a current is applied to the winding coil 22 of the stator 20, the rotor is formed by the interaction of the current flowing in the winding coil 22 with the permanent magnet 31 constituting the rotor 30. 30 is rotated and the rotational force is transmitted to the motor shaft 40 is pressed into the rotor 30 is transmitted to another system. The hall sensor 50 detects the magnetic field of the permanent magnet 31 constituting the rotor 30 and applies a current corresponding thereto to the winding coil 22.
한편, 상기 회전자(30)의 위치를 감지하는 홀 센서(50)가 장착되는 구조는 다음과 같다. 먼저 니은자 형태로 형성된 서포터(51)의 일측 단부가 모터 케이싱(10)의 내부에 결합됨과 아울러 타측 단부가 고정자(20)와 회전자(30)사이에 위치하도록 고정된다. 상기 서포터(51)의 타측 단부가 위치하는 회전자(30)부분은 상기 고정자(20)를 구성하는 코어(21)의 폭보다 길게 돌출되도록 오버행부(32)가 형성되고 상기 고정자(20)를 구성하는 코어(21)의 양측에 권선 코일(22)이 돌출되도록 위치하게 된다. 그리고 상기 회전자(30)의 오버행부(32)와 고정자(20)의 권선 코일(22)사이에 위치하는 서포터(51)의 단부에 홀 센서(50)가 장착된다. 상기 홀 센서(50)는 회전자(30)가 고속으로 회전하게 되면 회전자(30)를 구성하는 오버행부(32) 내부에 위치하는 영구자석(31)의 위치를 감지함에 의해 회전자(30)의 위치를 감지하게 된다.On the other hand, the structure in which the Hall sensor 50 for detecting the position of the rotor 30 is mounted as follows. First, one end of the supporter 51 formed in the shape of a needle is coupled to the inside of the motor casing 10 and the other end is fixed to be positioned between the stator 20 and the rotor 30. The rotor 30 portion at which the other end of the supporter 51 is located is formed with an overhang portion 32 so as to protrude longer than the width of the core 21 constituting the stator 20 and the stator 20. The winding coil 22 protrudes on both sides of the constituent core 21. The hall sensor 50 is mounted at an end of the supporter 51 positioned between the overhang portion 32 of the rotor 30 and the winding coil 22 of the stator 20. When the rotor 30 rotates at a high speed, the hall sensor 50 detects the position of the rotor 30 by sensing the position of the permanent magnet 31 located inside the overhang portion 32 constituting the rotor 30. Will be detected.
그러나 상기한 바와 같은 종래 회전자(30)의 위치를 감지하는 구조는 홀 센서(50)가 장착되는 서포터(51)가 회전자(30)의 오버행부(32) 부분에 위치하도록 소정의 길이를 갖는 디귿자 형태로 형성되어 있어 회전자(30)가 고속으로 회전할 때 회전자(30)의 회전력에 의해 홀 센서(50)의 지지가 불안정하여 홀 센서(50)와 회전자(30)가 접촉되어 파손될 위험성이 있었다.However, the structure for detecting the position of the conventional rotor 30 as described above has a predetermined length such that the supporter 51 on which the hall sensor 50 is mounted is positioned at the overhang portion 32 of the rotor 30. The hall sensor 50 is unstable due to the rotational force of the rotor 30 when the rotor 30 rotates at a high speed, so that the hall sensor 50 and the rotor 30 come into contact with each other. There was a risk of damage.
상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 안전하게 설치할 뿐만 아니라 회전자의 초고속 회전시 회전자의 위치감지에 대한 안정성을 확보할 수 있도록 한 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above problems is to securely install the Hall sensor for detecting the position of the rotor, as well as to secure the stability of the position detection of the rotor during the high-speed rotation of the rotor The present invention provides a rotor position sensing device for a dish motor.
도 1은 종래 비엘비시 모터의 회전자 위치감지장치가 구비된 비엘디시 모터의 정단면도,1 is a front cross-sectional view of a Bieldich motor with a rotor position sensing device of a conventional Bielbich motor;
도 2는 본 발명의 비엘비시 모터의 회전자 위치감지장치가 구비된 비엘디시 모터의 정단면도,Figure 2 is a front sectional view of the Bieldich motor with a rotor position sensing device of the Bielbi motor of the present invention,
도 3a,3b는 본 발명의 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치를 구성하는 위치감지용 디스크의 측단면도 및 정면도.Figure 3a, 3b is a side cross-sectional view and a front view of the position detecting disk constituting the rotor position detection device of the Bieldich motor of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10 ; 모터 케이싱 20 ; 고정자10; Motor casing 20; Stator
30 ; 회전자 31 ; 영구자석30; Rotor 31; Permanent magnet
40 ; 모터축 50 ; 홀 센서40; Motor shaft 50; Hall sensor
60 ; 위치감지용 디스크 70 ; 지지부재60; Position sensing disk 70; Support member
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 모터 케이싱의 내부에 장착되는 고정자의 내부에 삽입되어 회전하는 회전자에 압입되는 모터축과, 일정 두께를 갖는 원판형에 상기 회전자내부에 삽입된 영구자석과 상응하도록 마그네트가 결합되어 상기 모터축에 고정되는 위치감지용 디스크와, 상기 위치감지용 디스크의 측부에 위치하도록 상기 모터 케이싱에 고정 결합되는 지지부재와, 상기 지지부재에 결합되어 회전자와 함께 회전하는 위치감지용 디스크를 감지함에 의해 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the motor shaft is inserted into the rotor that is inserted into the stator mounted inside the motor casing, and the disc is inserted into the rotor in a disk shape having a predetermined thickness. A magnet for position sensing, the magnet being coupled to the permanent magnet to be fixed to the motor shaft, a support member fixedly coupled to the motor casing to be located at the side of the position sensing disk, and a rotor coupled to the support member. There is provided a rotor position sensing device of a non-ELD motor comprising a Hall sensor for sensing the position of the rotor by sensing the position sensing disk to rotate with.
이하, 본 발명의 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the rotor position detection apparatus of the Bildish motor of the present invention will be described according to an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치는 먼저 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 모터 케이싱(10)의 내부에 고정자(20)가 고정 결합된다. 상기 고정자(20)는 원통형으로 형성된 코어(21)와 상기 코어(21)에 권선되는 권선 코일(22)을 포함하여 구성되며 상기 코어(21)가 모터 케이싱(10)내부에 고정 결합된다.Figure 2 shows an example of the rotor position sensing device of the Bildish motor of the present invention, as shown in this, the rotor position sensing device of the Bildish motor of the present invention is a motor first formed to have a predetermined internal space The stator 20 is fixedly coupled to the inside of the casing 10. The stator 20 includes a core 21 formed in a cylindrical shape and a winding coil 22 wound around the core 21, and the core 21 is fixedly coupled to the inside of the motor casing 10.
그리고 상기 회전자(30)는 원통형으로 형성되며 그 내부에 영구자석(31)이 삽입되어 이루어지고 그 회전자(30)는 상기 고정자(20)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되어 결합된다. 그리고 상기 회전자(30)의 가운데 소정의 길이를 갖는 모터축(40)이 압입되며, 그 모터축(40)은 회전자(30)의 회전력을 다른 시스템에 전달하게 된다.And the rotor 30 is formed in a cylindrical shape is made of a permanent magnet 31 is inserted therein and the rotor 30 is inserted and coupled to be rotatable inside the stator 20. And the motor shaft 40 having a predetermined length of the rotor 30 is press-fitted, the motor shaft 40 is to transmit the rotational force of the rotor 30 to another system.
그리고 상기 위치감지용 디스크(60)는, 도 3a, 3b에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 갖는 원판 형태로 형성되며 그 내부에 복수개의 삽입공(61a)이 형성되어 상기 모터축(40)에 고정되는 회전체(61)와, 상기 회전체의 삽입공(61a)에 각각 삽입되는 마그네트(62)와, 상기 회전체(61)에 결합되어 상기 마그네트(62)의 자로를 형성하는 백요크(63)로 구성된다. 상기 회전체(61)에 형성되는 삽입공(61a)은 회전자(30)에 삽입된 영구자석(31)의 위치와 상응하도록 형성된다. 그리고 상기 삽입공(61a)을 공유하는 일정 깊이를 갖는 링 형태의 백요크홈(61b)이 형성되고 상기 백요크(63)는 상기 백요크홈(61b)의 깊이와 상응하는 두께로 형성됨과 아울러 그 백요크홈(61b)의 형상과 상응하도록 링 형태로 형성된다. 상기 회전체(61)는 알루미늄으로 형성됨이 바람직하다.3A and 3B, the position detecting disk 60 is formed in a disc shape having a predetermined thickness, and a plurality of insertion holes 61a are formed therein so as to be provided on the motor shaft 40. The rotating body 61 is fixed, the magnet 62 inserted into the insertion hole 61a of the rotating body, respectively, and the back yoke coupled to the rotating body 61 to form a magnetic path of the magnet 62 ( 63). The insertion hole 61a formed in the rotor 61 is formed to correspond to the position of the permanent magnet 31 inserted into the rotor 30. In addition, a ring-shaped back yoke groove 61b having a predetermined depth sharing the insertion hole 61a is formed, and the back yoke 63 is formed to have a thickness corresponding to the depth of the back yoke groove 61b. It is formed in a ring shape so as to correspond to the shape of the back yoke groove 61b. The rotating body 61 is preferably formed of aluminum.
상기 지지부재(70)는 소정의 길이를 갖도록 형성되며 그 일측이 상기 위치감지용 디스크(60)의 측부에 위치하도록 상기 모터 케이싱(10)에 고정 결합된다. 그리고 상기 지지부재(70)의 단부에 홀 센서(50)가 장착되며 상기 홀 센서(50)는 위치감지용 디스크(60)를 구성하는 마그네트(62)의 측부에 위치하도록 장착된다.The support member 70 is formed to have a predetermined length and is fixedly coupled to the motor casing 10 so that one side thereof is positioned at the side of the position detecting disk 60. The hall sensor 50 is mounted at an end of the support member 70, and the hall sensor 50 is mounted on the side of the magnet 62 constituting the position detecting disk 60.
이하, 본 발명의 비엘디시 모터 회전자 위치감지장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effect of the Bieldich motor rotor position detection device of the present invention will be described.
먼저, 상기 위치감지용 디스크(60)에 결합된 마그네트(62)의 위치를 홀 센서(50)가 감지함과 동시에 그에 상응하는 전류를 고정자(20)의 권선 코일(22)에 인가하게 된다. 상기 권선 코일(22)에 흐르는 전류와 회전자(30)를 구성하는 영구자석(31)의 상호작용에 의해 회전자(30)가 회전하게 되며 상기 회전자(30)의 회전에 의해 회전자(30)에 압입된 모터축(40)이 회전자(30)와 함께 회전하게 된다. 이와 동시에 모터축(40)과 함께 고속 회전하는 위치감지용 디스크(60)의 마그네트(62) 위치를 홀 센서(50)가 지속적으로 감지하면서 그에 상응하는 전류를 번갈아 인가하게 되면서 회전자(30)가 지속적으로 회전하게 된다. 상기 회전자(30)의 회전력은 그에 압입된 모터축(40)을 통해 다른 시스템에 전달된다.First, the Hall sensor 50 detects the position of the magnet 62 coupled to the position detecting disk 60 and applies a current corresponding thereto to the winding coil 22 of the stator 20. The rotor 30 is rotated by the interaction of the current flowing through the winding coil 22 and the permanent magnet 31 constituting the rotor 30, and the rotor is rotated by the rotation of the rotor 30. The motor shaft 40 pressed into the 30 is rotated together with the rotor 30. At the same time, while the Hall sensor 50 continuously detects the position of the magnet 62 of the position detecting disk 60 that rotates with the motor shaft 40 at high speed, the corresponding current is alternately applied to the rotor 30. Will rotate continuously. The rotational force of the rotor 30 is transmitted to another system via the motor shaft 40 pressed into it.
본 발명은 모터축(40)에 별도의 위치감지용 디스크(60)를 고정 결합하게 되므로 위치감지용 디스크(60)의 설치 공간에 대한 제약이 없으며 또한 홀 센서(50)가 장착되는 지지부재(70)를 짧고 간단하게 구성하게 되어 회전자(30)가 고속으로 회전할 때 회전자(30)의 회전력에 의해 변형 발생이 억제되어 홀 센서(50)가 다른 부품과 접촉되는 것을 방지하게 된다. 즉, 종래에는 회전자(30)의 영구자석(31) 위치를 감지하기 위하여 회전자(30)의 오버행부(33)와 권선 코일(22)사이에 홀 센서(50)를 위치시키기 위해 서포터(51)의 형상을 길게 형성하고 그 단부에 장착하게 되므로 회전자(30)의 고속 회전시 그 회전력에 의해 홀 센서(50)가 다른 부품과 접촉되어 파손될 우려가 있으나 본 발명은 홀 센서(50)가 장착되는 지지부재(70)가 짧게 되므로 고정 결합상태가 견고하게 된다. 그리고 상기 회전자(30)에 삽입되는 영구자석(31)과 상응하도록 마그네트(62)가 결합된 별도의 위치감지용 디스크(60)를 위치를 홀 센서(50)가 감지함에 의해 회전자(30)의 위치를 감지하게 되므로 회전자(30)가 초고속으로 회전할 경우 그 위치감지의 안정성을 높이게 된다.Since the present invention is fixedly coupled to the separate position detecting disk 60 to the motor shaft 40, there is no restriction on the installation space of the position detecting disk 60 and also the support member on which the Hall sensor 50 is mounted ( The short and simple configuration of the 70 is such that deformation of the rotor 30 is suppressed by the rotational force of the rotor 30 when the rotor 30 rotates at a high speed, thereby preventing the hall sensor 50 from contacting other parts. That is, in the related art, in order to position the hall sensor 50 between the overhang portion 33 of the rotor 30 and the winding coil 22 in order to detect the position of the permanent magnet 31 of the rotor 30, a supporter ( Since the shape of 51 is long and is mounted at the end thereof, the Hall sensor 50 may be in contact with other components due to the rotational force when the rotor 30 rotates at high speed. However, the present invention provides the Hall sensor 50. Since the support member 70 is shortened to be mounted is firmly fixed. In addition, the rotor sensor 30 detects the position of the separate position detecting disk 60 to which the magnet 62 is coupled to correspond to the permanent magnet 31 inserted into the rotor 30. Since the position of the rotor 30 is rotated at high speed, the stability of the position detection is increased.
그리고 위치감지용 디스크(60)에 삽입되는 마그네트(62)의 숫자를 적절하게 조절함에 의해 회전자(30)의 극수에 따라 가변적으로 대응이 가능하게 된다.And by appropriately adjusting the number of the magnets 62 inserted into the position detecting disk 60, it is possible to variably correspond to the number of poles of the rotor 30.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치는 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 안전하게 설치할 뿐만 아니라 회전자의 초고속 회전시 회전자의 위치감지에 대한 안정성을 확보하게 됨으로써 부품의 파손을 방지하게 되어 시스템의 안전성을 높이고 아울러 속도 감지를 정확하게 할 수 있는 효과가 있다.As described above, the rotor position detecting apparatus of the BMD motor according to the present invention securely installs a hall sensor for detecting the position of the rotor and secures the stability of the position sensing of the rotor during the high speed rotation of the rotor. By doing so, it is possible to prevent component breakage, thereby increasing the safety of the system and accurately detecting the speed.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| AMND | Amendment | ||
| B701 | Decision to grant | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |