KR20010037717A - An inverter with signal generating ability for driving of motor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A signal generating inverter device for driving a motor is provided to improve the program processing speed of a microcomputer by separately installing a signal generating section which processes a three phase sinusoidal wave signal for driving a motor. CONSTITUTION: A voltage rectifying section(10) rectifies an AC power. A smoothing section(20) smoothes the rectified voltage and transfers the smoothed voltage to a system. A switching section(30) is connected to the smoothing section(20). The switching section(30) comprises a plurality of transistors to transfer a three phase sinusoidal wave signal to a motor(M). A hall sensor section(40) detects the present position in the motor(M), and generates a position detecting signal. A microcomputer(50) extracts the position information of a rotor through the position detecting signal transferred through the hall sensor(40). The microcomputer(50) sets the magnitude of the sinusoidal signal, and transfers the position information of the rotor and the magnitude information of the sinusoidal signal. A signal generating section(60) generates signal data about the three phase sinusoidal wave signal. A driving section(70) generates a switching driving signal, and transfers the switching driving signal to the switching section(30) to drive transistors.

Description

모터구동용 신호 발생 인버터장치{An inverter with signal generating ability for driving of motor}An inverter with signal generating ability for driving of motor}

본 발명은 세탁기나 냉장고, 에어컨과 같은 가전제품에 설치되어 있는 모터에 일정한 전압을 제공하기 위한 모터구동용 신호 발생 인버터장치에 관한 것으로서, 특히 모터의 권선에 인가되는 사인(sine)파 전류의 연산을 하드웨어적으로 병렬 연산 처리함으로써 사인파 전류의 연산시 마이컴이 계속적으로 다음 작업을 수행할 수 있어 마이컴의 작업 수행 기능을 향상시킴과 동시에 프로그래밍 시간 단축, 프로그램 폭주 예방 기능이 향상될 수 있는 모터구동용 신호 발생 인버터장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor driving signal generating inverter device for providing a constant voltage to a motor installed in a home appliance such as a washing machine, a refrigerator, or an air conditioner. In particular, the present invention calculates a sine wave current applied to a winding of a motor. Parallel processing in hardware allows the microcomputer to continuously perform the next operation when calculating the sine wave current, improving the performance of the microcomputer's work, reducing programming time and preventing program runaway. A signal generating inverter device.

일반적으로, 인버터 장치는 상용 교류 전원을 직류 전압으로 변환하여 이를 다시 원하는 주파수나 전압으로 바꾸어 모터에 인가해 주는 장치로서 모터의 속도를 가변시켜 가전제품의 성능 향상이나 에너지 절약을 수행할 수 있는 장치이다.In general, an inverter device is a device that converts commercial AC power into a DC voltage and converts it into a desired frequency or voltage and applies it to a motor. The device can change the speed of the motor to perform performance improvement or energy saving of home appliances. to be.

종래 기술에 따른 인버터장치가 도 1에 도시되어 있는데 이를 참고하면, 외부에서 전달되는 대개 220V, 60㎐의 교류 전원을 브리지 다이오드(미도시)를 통해 정류시키는 전압정류부(1)와, 상기 전압정류부(1)에서 정류된 전압을 커패시터(C)와 코일(L)을 통해 평활하여 직류 전압을 생성 출력시키는 전압평활부(2)와, 상기 전압평활부(2)와 연결되는 동시에 다수의 트랜지스터로 이루어져 모터(M)의 권선에 모터구동용 전류를 전달하는 스위칭부(3)와, 상기 모터(M)를 구동시키기 위해 필요한 전압 및 주파수를 결정하고 그에 따른 스위칭 제어신호를 생성 출력시키는 마이컴(4)과, 상기 마이컴(4)의 스위칭 제어신호를 전달받아 상기 스위칭부(3)를 구동시키기 위한 스위칭 구동신호를 생성 출력시키는 구동부(5)로 구성된다.The inverter device according to the prior art is shown in FIG. 1. Referring to this, a voltage rectifying unit 1 for rectifying 220 V, 60 kW AC power transmitted from the outside through a bridge diode (not shown), and the voltage rectifying unit The voltage rectified in (1) is smoothed through the capacitor (C) and the coil (L) to generate a DC voltage and a voltage smoothing unit (2), and the plurality of transistors connected to the voltage smoothing unit (2) and simultaneously. And a switching unit 3 for transmitting a motor driving current to the winding of the motor M, and a microcomputer 4 for determining a voltage and frequency necessary for driving the motor M and generating and outputting a switching control signal accordingly. And a driving unit 5 receiving the switching control signal of the microcomputer 4 to generate and output a switching driving signal for driving the switching unit 3.

특히, 상기 스위칭부(3)에서는 구동부(5)의 스위칭 구동신호를 전달받아 모터(M)의 3상(U상, V상, W상)에 공급되는 전원을 생성시키게 된다. 또한, 시스템에는 상기 스위칭부(3)의 각 트랜지스터 파손을 방지하기 위해 각종 보호회로가 구비되지만 도 1에서는 생략되어 있다.In particular, the switching unit 3 receives the switching driving signal of the driving unit 5 to generate power supplied to three phases (U phase, V phase, W phase) of the motor M. In addition, the system is provided with various protection circuits to prevent breakage of each transistor of the switching section 3, but is omitted in FIG.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 인버터장치의 동작은, 먼저 외부에서 교류 전원이 인가되면 전압정류부(1) 및 전압평활부(2)를 거쳐 직류 전압으로 변환되어 시스템에 공급되게 된다. 그 후, 마이컴(4)에서는 모터(M)를 구동시키기 위해 일정한 주파수 및 전압을 갖는 사인파 신호를 생성하게 되는데 도 2에는 마이컴(4)의 사인파 신호의 연산 과정이 자세히 도시되어 있다.The operation of the inverter device according to the related art, which is configured as described above, is first converted into a DC voltage through the voltage rectifying unit 1 and the voltage smoothing unit 2 when AC power is applied from the outside, and is supplied to the system. Subsequently, the microcomputer 4 generates a sinusoidal signal having a constant frequency and voltage to drive the motor M. FIG. 2 illustrates the operation of the sinusoidal signal of the microcomputer 4 in detail.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단계에서는 상기 마이컴(4)에서 모터(M)의 회전에 따른 로터의 위치를 파악하여 위치검출신호를 생성 출력하게 된다.(S1 참조) 그리고, 제2 단계에서는 상기 제1 단계(S1)의 위치검출신호를 전달받아 모터(M) 내에 로터가 특정 위치에 있는지를 판단하게 된다.(S2 참조)As shown in FIG. 2, in the first step, the position of the rotor according to the rotation of the motor M is detected by the microcomputer 4 to generate and output a position detection signal (see S1). In step S1, the position detection signal received from the first step S1 determines whether the rotor is located at a specific position in the motor M (see S2).

상기 제2 단계(S2)의 판단 결과가 '아니오'인 경우에는 다시 제1 단계(S1)로 되돌아가지만, 상기 제2 단계(S2)의 판단 결과가 '예'인 경우에는 제3 단계에서 모터(M)의 회전수를 계산한 후에 사인파 신호의 영점(zero point)을 검출하게 된다.(S3 참조)If the determination result of the second step S2 is no, the process returns to the first step S1, but if the determination result of the second step S2 is YES, the motor After calculating the number of revolutions (M), the zero point of the sine wave signal is detected (see S3).

다음에, 제4 단계에서는 모터(M)를 구동시키기 위해 정상 상태의 사인파 신호를 생성하기 위해 상기 제3 단계(S3)에서 검출된 사인파 신호의 영점에서 정점 전류의 크기를 올려주어야 하므로 타이머가 동작되는 동시에 캐리어(carrier) 주파수를 20㎑로 하여 주기가 50㎲마다 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, 이하 PWM이라고 함) 방식을 사용하게 된다.(S4 참조)Next, in the fourth step, since the peak current must be increased at the zero point of the sinusoidal signal detected in the third step S3 to generate a steady state sinusoidal signal to drive the motor M, the timer operates. At the same time, the carrier frequency is set to 20 kHz, and a pulse width modulation (PWM) method is used every 50 kHz (see S4).

즉, 50㎲마다 펄스의 크기를 결정하여 적당히 펄스 크기를 증, 감하고, 이를 구동부(5) 및 스위칭부(3)를 통해 모터(M)에 전달한 후 다시 모터(M)의 전류를 측정해보면 사인파 신호가 된다.That is, after determining the magnitude of the pulse every 50㎲, increase and decrease the pulse size appropriately, transfer it to the motor M through the driving unit 5 and the switching unit 3, and then measure the current of the motor M again. It becomes a sine wave signal.

제5 단계에서는 타이머를 이용하여 매 50㎲마다 인터럽트 신호를 발생하게 되는지를 감시하게 된다.(S5 참조) 이때, 상기 제5 단계(S5)의 감시 결과가 '아니오'인 경우에는 제6 단계에서 펄스 크기와 같은 사인파 신호를 연산하게 되고, 제7 단계에서 상기 제6 단계(S6)에서 연산된 사인파 신호를 통해 온(ON) 구간과 오프(OFF) 구간을 결정하게 된다.(S6 및 S7 참조)In the fifth step, a timer is used to monitor whether an interrupt signal is generated every 50 ms. (See S5.) In this case, if the monitoring result of the fifth step S5 is no, the sixth step is performed. A sine wave signal such as a pulse magnitude is calculated, and in the seventh step, an ON period and an OFF period are determined through the sine wave signal calculated in the sixth step S6 (see S6 and S7). )

그런데, 상기 제5 단계(S5)의 감시 결과가 '예'인 경우에는 제8 단계에서 마이컴(4)의 출력포트를 통해 온 구간 시에는 하이(High) 신호를, 오프 구간 시에는 로우(Low) 신호를 출력시키게 된다. 또한, 상기 제7 단계(S7)에서도 온 구간과 오프 구간을 결정한 후에는 상기 제8 단계(S8)로 넘어와 적정한 신호를 출력시키게 된다.However, when the monitoring result of the fifth step (S5) is 'Yes' in the eighth step through the output port of the microcomputer 4, the high signal in the on-section, low in the off period (Low) ) Outputs a signal. In addition, in the seventh step S7, after the on period and the off period are determined, the process proceeds to the eighth step S8 to output an appropriate signal.

마지막으로, 제9 단계에서는 모터(M)를 정지시켜야 되는지를 판단하게 되는데, 상기 제9 단계(S9)의 판단 결과가 '예'인 경우에는 마이컴(4)의 사인파 신호의 연산 과정을 종료한 후에 다음 작업을 수행하게 되고, 상기 제9 단계(S9)의 판단 결과가 '아니오'인 경우에는 상기 제1 단계(S1)로 되돌아가 다시 사인파 신호의 연산 과정을 수행하게 된다.(S9 참조)Finally, in the ninth step, it is determined whether the motor M should be stopped. If the determination result of the ninth step S9 is YES, the calculation process of the sine wave signal of the microcomputer 4 is terminated. After the next operation is performed, if the determination result of the ninth step (S9) is no, the process returns to the first step (S1) to perform the operation of the sine wave signal again (see S9).

이렇게, 상기 마이컴(4)의 사인파 신호의 연산 과정을 통해 스위칭 구동신호가 생성되어 구동부(5)로 출력되게 되면 상기 구동부(5)에서는 상기 스위칭부(3)의 각 트랜지스터를 구동시키기 위해 스위칭부(3)로 스위칭 신호를 전달하게 된다. 그러면, 상기 스위칭부(3)에서는 스위칭 신호에 의해 모터(M)의 권선에 사인파 전류를 전달하게 된다.As such, when a switching driving signal is generated through the operation of the sine wave signal of the microcomputer 4 and output to the driving unit 5, the driving unit 5 switches the driving unit to drive each transistor of the switching unit 3. The switching signal is transmitted to (3). Then, the switching unit 3 transmits a sine wave current to the winding of the motor M by the switching signal.

그러나, 종래 경우에는 상기 마이컴(4)이 프로세싱(processing) 도중에 사인파 신호를 연산하기 위해 다른 작업을 중지하고 도 2에 도시된 바와 같은 사인파 신호의 연산 과정을 수행하게 된다. 이때, 상기 마이컴(4)이 사인파 신호를 연산하기 위해 총 수행시간의 60%를 소비하고, 나머지 40%의 수행시간에는 디스플레이, 센서의 입력 신호 처리, 키 입력 처리와 같은 다른 작업을 수행하게 되는데, 이를 인버터 구동부하율이라고 하고 현재 가장 빠른 마이컴으로도 인버터의 구동부하율이 70% 이상을 넘고 있는 실정이다.However, in the conventional case, the microcomputer 4 stops other operations to calculate the sine wave signal during processing and performs the calculation process of the sine wave signal as shown in FIG. At this time, the microcomputer 4 consumes 60% of the total execution time to calculate the sine wave signal, and performs other operations such as display, input signal processing of the sensor, and key input processing at the remaining 40% of the execution time. In other words, this is called inverter drive load ratio, and even the fastest microcomputer now has a drive load ratio of more than 70%.

이와 같이, 상기 마이컴(4)의 소프트웨어에 의한 인버터의 3상 사인파 구동은 소프트웨어의 프로그램 수행시간의 대부분을 사인파 신호의 연산에 사용되기 때문에 다른 작업을 제대로 수행할 수 없다는 문제점이 있다.As described above, the three-phase sine wave driving of the inverter by the software of the microcomputer 4 has a problem in that other tasks cannot be properly performed because most of the program execution time of the software is used for calculation of the sine wave signal.

또한, 이러한 프로그램 수행속도를 상승시키기 위해서는 발진 클록을 매우 빠르게 사용해야 하는데, 현재 마이컴(4)으로는 약 5㎑, 200㎲ 주기 정도의 낮은 스위칭 주파수밖에 사용할 수 없다는 문제점도 있다.In addition, in order to increase the program execution speed, the oscillation clock must be used very quickly. However, the microcomputer 4 has a problem that only a low switching frequency of about 5 kHz and 200 kHz cycles can be used.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 인버터장치 내에 모터를 구동시키기 위해 3상 사인파 신호를 하드웨어적으로 병렬 연산 처리하여 발생시키는 신호발생부를 별도로 설치함으로써 마이컴의 프로그램 수행속도를 월등히 향상시킴을 물론이고, 프로그래밍 시간을 단축시키는 동시에 프로그램의 폭주를 사전에 예방할 수 있는 모터구동용 신호 발생 인버터장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the object of the microcomputer by installing a separate signal generator for generating a three-phase sine wave signal in parallel to the hardware to drive the motor in the inverter device The present invention provides a motor driving signal generating inverter device that not only significantly improves the program execution speed but also shortens the programming time and prevents program runaway in advance.

도 1은 종래 기술에 따른 인버터장치의 구성이 도시된 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of an inverter device according to the prior art;

도 2는 도 1의 일부 구성요소인 마이컴의 사인파 신호의 연산 과정이 도시된 순서도,FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of calculating a sine wave signal of a microcomputer, which is a part of FIG. 1;

도 3은 본 발명에 따른 모터구동용 신호 발생 인버터장치의 구성이 도시된 블록도,3 is a block diagram showing the configuration of the signal generation inverter device for driving a motor according to the present invention;

도 4는 도 3의 일부 구성요소인 신호발생부가 도시된 블록도.4 is a block diagram illustrating a signal generator that is a part of FIG. 3;

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of code about main part of drawing>

10 : 전압 정류부 20 : 평활부10: voltage rectifying part 20: smoothing part

30 : 스위칭부 40 : 홀센서부30: switching unit 40: Hall sensor unit

50 : 마이컴 60 : 신호발생부50: microcomputer 60: signal generator

61 : 인터페이스부 62, 63 : 제1 및 제2 레지스터61: interface unit 62, 63: first and second register

64 : 데이터 테이블 65 : 곱셈기64: data table 65: multiplier

66 : 사인파 분배부 70 : 구동부66: sine wave distribution unit 70: drive unit

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 모터구동용 신호 발생 인버터장치의 제1 특징에 따르면, 외부에서 교류 전원을 전달받아 이를 정류 및 평활하여 직류 전압으로 변환 출력시키는 전압변환부와; 모터의 현재 위치를 검출하여 이를 위치검출신호로 생성 출력시키는 위치검출부와; 상기 위치검출신호를 전달받아 현재 로터의 위치정보를 추출하고, 원하는 회전수대로 모터를 구동시키기 위해 필요한 신호 크기에 관한 정보를 생성하여 각 정보를 시스템에 전달하는 마이컴과; 상기 마이컴의 각 정보를 전달받아 이를 연산 처리하여 일정 크기와 주파수를 갖는 모터구동용 신호에 대한 신호데이터로 생성 출력시키는 신호발생부와; 상기 신호발생부의 신호데이터를 전달받아 그에 따라 모터의 권선에 모터구동용 신호 전류를 전달하기 위해 스위칭 동작을 수행하는 스위칭부를 포함한다.According to a first aspect of the motor driving signal generating inverter device according to the present invention for solving the above problems, a voltage converter for rectifying and smoothing the AC power from the outside to convert the output into a DC voltage; A position detector for detecting a current position of the motor and generating the same as a position detection signal; A microcomputer that receives the position detection signal, extracts current position information of the rotor, generates information on a signal magnitude required to drive the motor at a desired rotational speed, and transmits each information to the system; A signal generator for receiving and receiving each information of the microcomputer to generate and output signal data for a motor driving signal having a predetermined size and frequency; And a switching unit configured to receive the signal data of the signal generator and perform a switching operation to transfer a signal current for driving the motor to the winding of the motor.

한편, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 신호발생부는 모터구동용 신호에 대한 데이터가 저장되어 일정한 데이터 간격마다 제1 신호데이터를 생성 출력시키는 데이터 테이블과; 상기 마이컴에서 인터페이스를 통해 전달받은 모터구동용 신호의 크기 정보에 따라 제2 신호데이터를 생성 출력시키는 제1 레지스터 및, 상기 마이컴에서 전달받은 로터의 위치정보에 따라 상기 데이터 테이블의 데이터를 취하기 위한 데이터 간격이 결정되는 동시에 현재의 데이터 번지값과 다음 데이터 번지값이 계산되는 제2 레지스터와; 상기 제1 및 제2 신호데이터를 곱하여 제3 신호데이터를 생성 출력시키는 곱셈부와; 상기 곱셈부의 제3 신호데이터를 전달받아 이를 일정 듀티를 갖는 펄스 파형으로 변환된 구동데이터로 생성 출력시키는 신호 분배부를 포함한다.On the other hand, according to an additional feature of the present invention, the signal generator is a data table for storing the data for the motor drive signal to generate the first signal data at a predetermined data interval and outputs; Data for taking the data of the data table according to the position information of the first register for generating and outputting the second signal data according to the size information of the motor driving signal received through the interface from the micom, and the rotor received from the micom A second register at which an interval is determined and at which a current data address value and a next data address value are calculated; A multiplier for generating and outputting third signal data by multiplying the first and second signal data; And a signal distribution unit configured to receive the third signal data of the multiplier and generate and output the driving data converted into the pulse data having a predetermined duty.

본 발명의 다른 부가적인 특징에 따르면, 상기 신호발생부는 신호 분배부의 구동데이터를 전달받아 이를 스위칭부의 구동을 제어할 수 있는 스위칭 구동신호로 생성 출력시키는 스위칭 구동부를 포함한다.According to another additional feature of the present invention, the signal generator includes a switching driver for receiving the driving data of the signal distribution unit to generate and output the switching driving signal for controlling the driving of the switching unit.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 모터구동용 신호 발생 인버터장치의 구성이 도시된 블록도이고, 도 4는 도 3의 일부 구성요소인 신호발생부가 도시된 블록도이다.First, FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a signal generator for driving a motor according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing a signal generator which is a part of FIG.

다음, 도 3 및 도 4를 참조하면 본 발명은, 외부에서 상용 교류전원이 전달되면 정류 및 평활하여 직류 전압으로 변환하여 시스템에 전달하는 전압 정류부(10) 및 평활부(20)와; 상기 평활부(20)와 연결되어 모터(M)에 3상 사인파 신호를 전달하기 위해 다수의 트랜지스터로 이루어져 스위칭 동작을 수행하는 스위칭부(30)와; 상기 모터(M) 내의 현재 위치를 검출하고, 그 검출 결과로 인해 위치검출신호를 생성 출력시키는 홀센서부(40)와;Next, referring to FIGS. 3 and 4, the present invention provides a voltage rectifying unit 10 and a smoothing unit 20 which convert and convert a DC voltage into a DC voltage when the commercial AC power is transmitted from the outside to the system; A switching unit (30) connected to the smoothing unit (20) to perform a switching operation made up of a plurality of transistors to transfer a three-phase sine wave signal to a motor (M); A hall sensor unit 40 for detecting a current position in the motor M and generating and outputting a position detection signal due to the detection result;

상기 홀센서부(40)를 통해 전달받은 위치검출신호를 통해 로터의 위치정보를 추출하고, 원하는 회전수대로 모터(M)를 구동시키기 위해 사인파 신호의 크기를 설정하는 동시에 그 로터의 위치정보와 사인파 신호의 크기 정보를 시스템에 전달하는 마이컴(50)과;Extract the position information of the rotor through the position detection signal received through the Hall sensor unit 40, and set the size of the sine wave signal to drive the motor (M) at a desired rotational speed and the position information of the rotor A microcomputer 50 for transmitting the magnitude information of the sine wave signal to the system;

상기 마이컴(50)의 각 정보를 전달받아 그에 따른 주파수 및 신호 크기를 갖는 3상 사인파 신호에 대한 신호데이터를 생성 출력시키는 신호발생부(60)와; 상기 신호발생부(60)를 통해 전달받은 3상 사인파 신호에 대한 신호데이터에 따라 스위칭 구동신호를 생성하여 이를 상기 스위칭부(30)내로 전달하여 각 트랜지스터를 구동시키는 구동부(70)를 포함하여 구성된다.A signal generator 60 which receives each information of the microcomputer 50 and generates and outputs signal data for a three-phase sine wave signal having a frequency and a signal magnitude according thereto; And a driving unit 70 for generating a switching driving signal according to the signal data of the three-phase sine wave signal received through the signal generator 60 and transferring the same to the switching unit 30 to drive each transistor. do.

특히, 상기 신호발생부(60)는 도 4에 도시된 바와 같이 로터가 특정 위치에 도달하게 되면 상기 마이컴(50)에서 전달되는 정보를 신호발생부(60) 내로 전달하는 인터페이스부(61)와; 상기 인터페이스부(61)에 의해 사인파 신호의 크기 정보와 로터의 위치정보가 각각 전달되면 그에 따라 신호 크기에 대한 8비트(bit)의 제1 신호데이터를 생성 출력시키는 제1 레지스터(62) 및, 신호의 주파수가 결정되도록 데이터 간격을 결정하는 동시에 현재 데이터 번지값과 다음 데이터 번지값을 계산하는 제2 레지스터(63)와;In particular, the signal generator 60 is an interface unit 61 for transmitting the information transmitted from the microcomputer 50 into the signal generator 60 when the rotor reaches a specific position as shown in FIG. ; A first register 62 for generating and outputting 8-bit first signal data corresponding to a signal size when the size information of the sine wave signal and the position information of the rotor are respectively transmitted by the interface unit 61; A second register 63 for determining a data interval such that a frequency of the signal is determined and calculating a current data address value and a next data address value;

3상 사인파 신호에 대한 데이터가 이미 저장되어 있어 상기 제2 레지스터(63)에서 취하는 데이터 간격에 따라 8비트의 제2 신호데이터를 생성 출력시킴으로써 신호의 주파수가 결정될 수 있도록 하는 데이터 테이블(64)과; 상기 데이터 테이블(64)에서 출력되는 제2 신호데이터와 제1 레지스터(62)의 제1 신호데이터를 곱하여 그 곱셈 결과인 16비트의 제3 신호데이터를 시스템에 전달하는 곱셈기(65)와; 상기 곱셈기(65)를 통해 제3 신호데이터를 전달받아 PWM 파형으로 변환함으로써 구동 데이터를 생성하여 상기 구동부(70)로 전달하는 사인파 분배부(66)로 구성된다.A data table 64 having data for a three-phase sine wave signal is already stored and generating and outputting 8-bit second signal data according to the data interval taken by the second register 63 so that the frequency of the signal can be determined; ; A multiplier (65) which multiplies the second signal data output from the data table (64) by the first signal data of the first register (62) and delivers 16 bits of third signal data as a result of the multiplication to the system; The third signal data is received through the multiplier 65 and converted into a PWM waveform to generate a driving data, and the sinusoidal distribution unit 66 transmits the driving data to the driving unit 70.

한편, 상기 데이터 테이블(64)은 구동주파수에 따라 달라지지 않는 1개의 사인파 데이터 테이블로서 360°의 테이블 중에서 0∼90°의 테이블만 있어 이 0∼90°의 테이블을 이용하여 0∼360°의 테이블을 연산해 낼 수 있게 된다.On the other hand, the data table 64 is one sine wave data table which does not vary depending on the driving frequency, and there are only 0-90 ° tables among 360 ° tables. You can compute the table.

또한, 상기 신호발생부(60)는 마이컴(50)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있는데, 본 발명에서는 신호발생부(60)가 마이컴(50)의 외부에 설치되어 상기 신호발생부(60)와 마이컴(50)이 하나로 클립(clip)화 되어 있어 전체적으로 비동기(Asynchronous, ASK) 마이컴으로 작동되게 된다.In addition, the signal generator 60 may be installed inside or outside of the microcomputer 50. In the present invention, the signal generator 60 is installed outside the microcomputer 50 so that the signal generator 60 And micom 50 is clipped into one, so that it is operated as asynchronous (ASK) microcomputer as a whole.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은, 홀센서부(40)에서 모터(M)의 현재 위치를 검출하여 위치검출신호를 생성하고 그 위치검출신호를 마이컴(50)에 전달하게 된다. 그러면, 상기 마이컴(50)에서는 모터(M) 내의 로터 위치를 파악하여 사인파 신호의 영점을 확인하고, 모터(M)를 원하는 회전수대로 구동시키기 위해 모터(M)에 인가되는 사인파 신호의 크기를 결정하여 각 로터의 위치정보 및 신호의 크기 정보를 인터페이스부(61)를 통해 신호발생부(60)에 전달하게 된다.According to the operation of the present invention configured as described above, the hall sensor unit 40 detects the current position of the motor M, generates a position detection signal, and transmits the position detection signal to the microcomputer 50. Then, the microcomputer 50 checks the position of the rotor in the motor M, checks the zero point of the sine wave signal, and measures the magnitude of the sine wave signal applied to the motor M to drive the motor M at a desired rotational speed. By determining the position information of each rotor and the size information of the signal is transmitted to the signal generator 60 through the interface unit 61.

상기 신호발생부(60)는 인터페이스부(61)를 거쳐 제1 및 제2 레지스터(62, 63)에 각 신호의 크기 정보 및 로터의 위치정보를 저장시키게 된다. 이때, 상기 제1 레지스터(62)에서는 신호의 크기 정보에 따라 제1 신호데이터를 생성하게 되고, 상기 제2 레지스터(63)에서는 모터의 구동주파수(예를 들면, 10㎐/40㎐ 구동)에 따라 데이터 테이블(64)에서 일정한 데이터 간격마다 데이터를 취하게 되며, 현재의 번지값과 다음에 취해야할 데이터 번지값을 계산하게 된다.The signal generator 60 stores the size information of each signal and the position information of the rotor in the first and second registers 62 and 63 via the interface unit 61. In this case, the first register 62 generates the first signal data according to the signal size information, and the second register 63 generates the first signal data at a driving frequency (for example, 10 Hz / 40 Hz driving) of the motor. Accordingly, the data is taken from the data table 64 at regular data intervals, and the current address value and the next data address value to be taken are calculated.

상기 데이터 테이블(64)에서는 제2 레지스터(63)의 데이터 간격에 따라 일정한 주파수의 사인파 신호가 결정되어 제2 신호데이터를 생성 출력시키게 된다. 한편, 곱셈기(65)에서는 제1 레지스터(62)와 데이터 테이블(64)에서 출력되는 제1 및 제2 신호데이터를 곱셈하여 제3 신호데이터 형태로 사인파 분배부(66)에 전달하게 된다.In the data table 64, a sine wave signal having a constant frequency is determined according to the data interval of the second register 63 to generate and output second signal data. Meanwhile, the multiplier 65 multiplies the first and second signal data output from the first register 62 and the data table 64 and transmits the multiplied signal to the sine wave distributor 66 in the form of a third signal data.

그러면, 상기 사인파 분배부(66)는 스위칭부(30) 내의 6개 트랜지스터에 각각 어느 정도의 듀티를 갖는 펄스를 내줄 것인가를 계산하고, 상기 제3 신호데이터를 PWM 파형으로 변환하여 구동부(70)에 구동 데이터 형태로 인가하게 된다.Then, the sinusoidal distribution unit 66 calculates how much duty each pulse of the six transistors in the switching unit 30 gives, and converts the third signal data into a PWM waveform to drive the driver 70. Is applied in the form of driving data.

상기 구동부(70)는 그 구동데이터에 따라 스위칭 구동신호를 생성 출력하여 스위칭부(30)의 각 트랜지스터를 구동시키게 되고, 상기 스위칭부(30)는 전압정류부(10) 및 평활부(20)에서 직류 형태로 전달되는 전류가 모터(M)의 권선(U상, V상, W상)에 사인파 형태의 전류로 인가될 수 있도록 한다.The driving unit 70 generates and outputs a switching driving signal according to the driving data to drive each transistor of the switching unit 30, and the switching unit 30 is provided at the voltage rectifying unit 10 and the smoothing unit 20. The current transmitted in the direct current form can be applied to the winding (U phase, V phase, W phase) of the motor M as a sinusoidal current.

상기 스위칭 구동신호는 인터럽트 신호로서 50㎲(=500)을 주기로 발생하게 되는데, 상기 곱셈기(65)를 통해 출력되는 16비트의 제3 신호데이터가 250일 경우에는 25㎲의 턴온(Turn ON), 나머지 25㎲의 턴오프(Turn OFF) 구간을 갖게 되는 반면에 상기 제3 신호데이터가 450일 경우에는 45㎲의 턴온, 5㎲의 턴오프 구간을 갖게 된다.The switching driving signal is generated as an interrupt signal at a cycle of 50 ms (= 500). When the 16-bit third signal data output through the multiplier 65 is 250, 25 ON turns (Turn ON), When the third signal data is 450, the third signal data has a turn-off interval of 45 ms and a turn-off interval of 5 ms.

한편, 상기 홀센서부(40)를 통해 검출된 로터의 위치는 사인파의 영점 데이터로서 스위칭 시간마다 잡아서 변경함으로써 모터(M)를 40㎐/10㎐로 구동시킬 수 있는데, 특히 40㎐ 동작 시에는 홀센서부(40)의 위치검출신호가 자주 나타나서 그 때마다 영점을 보상하게 된다.On the other hand, the position of the rotor detected by the Hall sensor unit 40 can be driven by 40 서 / 10 ㎐ by grasping and changing the position of the rotor as the zero point data of the sine wave, especially during 40 특히 operation The position detection signal of the hall sensor unit 40 frequently appears to compensate for the zero point each time.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 모터구동용 신호 발생 인버터장치는 인버터장치 내에 모터를 구동시키기 위한 3상 사인파 신호를 하드웨어적으로 병렬 연산 처리하여 생성시키는 신호발생부를 별도로 설치함으로써 마이컴의 프로그램 수행속도를 월등히 향상시킴은 물론이고, 프로그래밍 시간 및 개발 기간을 단축시키는 동시에 프로그램의 폭주를 사전에 예방할 수 있고, 무엇보다도 마이컴의 수행속도 및 성능이 향상될 수 있는 효과가 있다.The motor drive signal generation inverter device of the present invention configured as described above provides a program execution speed of the microcomputer by separately installing a signal generation unit for generating parallel operation processing of a three-phase sine wave signal for driving a motor in the inverter device. In addition to significantly improving the programming time and development period, it is possible to prevent congestion of the program in advance, and above all, the performance and performance of the microcomputer can be improved.

Claims (3)

외부에서 교류 전원을 전달받아 이를 정류 및 평활하여 직류 전압으로 변환 출력시키는 전압변환부와; 모터의 현재 위치를 검출하여 이를 위치검출신호로 생성 출력시키는 위치검출부와; 상기 위치검출신호를 전달받아 현재 로터의 위치정보를 추출하고, 원하는 회전수대로 모터를 구동시키기 위해 필요한 신호 크기에 관한 정보를 생성하여 각 정보를 시스템에 전달하는 마이컴과; 상기 마이컴의 각 정보를 전달받아 이를 연산 처리하여 일정 크기와 주파수를 갖는 모터구동용 신호에 대한 신호데이터로 생성 출력시키는 신호발생부와; 상기 신호발생부의 신호데이터를 전달받아 그에 따라 모터의 권선에 모터구동용 신호 전류를 전달하기 위해 스위칭 동작을 수행하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터구동용 신호 발생 인버터장치.A voltage converter configured to receive AC power from the outside and rectify and smooth the converted AC voltage to output a DC voltage; A position detector for detecting a current position of the motor and generating the same as a position detection signal; A microcomputer that receives the position detection signal, extracts current position information of the rotor, generates information on a signal magnitude required to drive the motor at a desired rotational speed, and transmits each information to the system; A signal generator for receiving and receiving each information of the microcomputer to generate and output signal data for a motor driving signal having a predetermined size and frequency; And a switching unit configured to receive the signal data of the signal generator and perform a switching operation to transfer the signal current for driving the motor to the winding of the motor accordingly. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 신호발생부는 모터구동용 신호에 대한 데이터가 저장되어 일정한 데이터 간격마다 제1 신호데이터를 생성 출력시키는 데이터 테이블과; 상기 마이컴에서 인터페이스를 통해 전달받은 모터구동용 신호의 크기 정보에 따라 제2 신호데이터를 생성 출력시키는 제1 레지스터 및, 상기 마이컴에서 전달받은 로터의 위치정보에 따라 상기 데이터 테이블의 데이터를 취하기 위한 데이터 간격이 결정되는 동시에 현재의 데이터 번지값과 다음 데이터 번지값이 계산되는 제2 레지스터와; 상기 제1 및 제2 신호데이터를 곱하여 제3 신호데이터를 생성 출력시키는 곱셈부와; 상기 곱셈부의 제3 신호데이터를 전달받아 이를 일정 듀티를 갖는 펄스 파형으로 변환된 구동데이터로 생성 출력시키는 신호 분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터구동용 신호 발생 인버터장치.The signal generator is a data table for storing the data for the motor driving signal to generate and output the first signal data at a predetermined data interval; Data for taking the data of the data table according to the position information of the first register for generating and outputting the second signal data according to the size information of the motor driving signal received through the interface from the micom, and the rotor received from the micom A second register at which an interval is determined and at which a current data address value and a next data address value are calculated; A multiplier for generating and outputting third signal data by multiplying the first and second signal data; And a signal distributor configured to receive the third signal data of the multiplier and generate the same as driving data converted into a pulse waveform having a predetermined duty. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 신호발생부는 신호 분배부의 구동데이터를 전달받아 이를 스위칭부의 구동을 제어할 수 있는 스위칭 구동신호로 생성 출력시키는 스위칭 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터구동용 신호 발생 인버터장치.And the signal generator includes a switching driver configured to receive driving data of the signal distributor and generate the same as a switching driving signal capable of controlling driving of the switching unit.
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