KR200156497Y1 - Rotation number detection device using hall sensor for position detection of motor - Google Patents
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Abstract
본 고안은 회전수검출장치에 관한 것으로, 특히 무정류자 모터의 회전자의 회전위치를 검출하기 위한 홀센서(hall sensor)를 이용하여 3체배된 신호를 발생시킬 수 있는 회전수검출장치에 관한 것이다. 엔코더방식의 회전수 검출장치는 비용이 많이 들고 설치가 까다롭다. 종래의 단순 홀센서방식의 회전수 검출장치는 정도가 떨어진다는 문제점이 있다. 본 고안의 회전수 검출장치는 3개의 홀센서를 이용하여 3체배된 회전수 검출신호를 출력한다. 본 고안의 장치는 모터의 구동속도를 제어하는데 이용된다.The present invention relates to a rotation speed detection device, and more particularly, to a rotation speed detection device capable of generating a tripled signal using a hall sensor for detecting the rotational position of the rotor of the non-commutator motor. . The encoder speed detection device is expensive and difficult to install. Conventional simple Hall sensor rotation speed detection device has a problem that the degree is low. The rotation speed detection device of the present invention outputs a three times multiplied rotation speed detection signal using three Hall sensors. The device of the present invention is used to control the drive speed of the motor.
Description
제1도는 엔코더방식의 회전수검출장치를 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining the rotation speed detection device of the encoder method,
제2도는 종래의 단순 홀센서방식의 회전수검출장치를 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining a conventional speed detection device of a simple Hall sensor method,
제3도는 본 고안에 따른 홀센서를 이용한 회전수검출장치를 나타낸 도면이고,3 is a view showing a rotation speed detection device using a Hall sensor according to the present invention,
제4도는 제3도장치에서의 출력신호들을 나타낸 도면,4 is a view showing output signals from the third FIG. Device;
제5도는 제3도 입력값처리부에서의 출력전압을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing an output voltage of the input value processor of FIG. 3.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
116 : 회전자 140 : 마이콤116: rotor 140: micom
150 : 홀센서 160 : 제1비교기150: Hall sensor 160: first comparator
170 : 입력값처리부 172 : 제1저항170: input value processor 172: first resistor
174 : 전원 176 : 제2저항174: power supply 176: second resistor
180 : 제2 비교기180: second comparator
본 고안은 회전수검출장치에 관한 것으로, 특히 무정류자 모터의 회전자의 회전위치를 검출하기 위한 홀센서(hall sensor)를 이용하여 3체배된 신호를 발생시킬 수 있는 회전수검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rotation speed detection device, and more particularly, to a rotation speed detection device capable of generating a tripled signal using a hall sensor for detecting the rotational position of the rotor of the non-commutator motor. .
일반적으로 모터 회전자의 회전수 검출에는 필요에 따라 여러가지 방식이 이용된다. 예를 들어 모터의 구동속도를 정밀하게 제어할 필요가 있는 경우에는 엔코더(encoder)방식이, 그렇지 않은 경우에는 홀센서의 신호를 단순히 로직(logic)처리하는 방식이 이용된다.Generally, various methods are used for the rotation speed detection of a motor rotor as needed. For example, when it is necessary to precisely control the driving speed of the motor, an encoder method is used. Otherwise, an encoder method that simply logics a signal of a hall sensor is used.
제1도는 엔코더방식의 회전수검출장치를 설명하기 위한 도면으로, 전체적인 모양과 중요부분 및 출력신호가 제1(a)도 내지 제1(d)도에 각각 도시되어 있다. 제1(a)도 모터(10)의 모터축(12)에는 엔코더판(20)이 설치되어 있다. 이 엔코더판(20)은 모터축(12)이 회전되면 같은 방향으로 회전된다. 이 엔코더판(20)은 제1(b)도에 도시된 바와같이 일정 각도 간격으로 규칙적으로 배열된 다수의 슬릿(22)을 구비하고 있다. 이 슬릿(22)으로는 빛이 통과되는 부분이다.FIG. 1 is a diagram for explaining an encoder-type rotation speed detecting apparatus, in which an overall shape, a critical part, and an output signal are shown in FIGS. 1 (a) to 1 (d), respectively. The encoder plate 20 is provided in the motor shaft 12 of the motor 10 also in 1st (a). The encoder plate 20 is rotated in the same direction when the motor shaft 12 is rotated. The encoder plate 20 has a plurality of slits 22 arranged regularly at regular angular intervals as shown in FIG. 1 (b). This slit 22 is a portion through which light passes.
엔코더판(20) 부근에는 엔코더검출기(30)가 배치되어 있다. 이 엔코더검출기(30)는 엔코더판(20)의 일측을 수용하고 있으며, 엔코더판(20)의 회전에 따라 소정의 펄스신호를 출력하는 부분이다. 이 엔코더검출기(30)에는 제1(c)도에 나타낸 바와같이 발광소자(32)와 수광소자(34)가 설치되어 있다. 발광소자(32)와 수광소자(34)의 사이에 엔코더판(20)이 위치하고 있다. 발광소자(32)의 빛은 엔코더판(20)에 형성되어 있는 슬릿(22)을 통해 수광소자(34)로 전달되게 된다. 엔코더판(20)이 회전되면 발광소자(32)에서 발생되는 빛은 소정 시간간격으로 수광소자(34)에 전달되게 된다. 즉, 수광소자(34)는 엔코더판(20)의 회전속도에 따른 이진신호를 출력한다. 이러한 엔코더 검출기(30)를 통해 출력되는 이진신호의 일예가 제1(d)도에 도시되어 있다.An encoder detector 30 is arranged near the encoder plate 20. The encoder detector 30 accommodates one side of the encoder plate 20 and outputs a predetermined pulse signal in accordance with the rotation of the encoder plate 20. The encoder detector 30 is provided with a light emitting element 32 and a light receiving element 34 as shown in FIG. 1 (c). The encoder plate 20 is positioned between the light emitting element 32 and the light receiving element 34. Light of the light emitting device 32 is transmitted to the light receiving device 34 through the slit 22 formed in the encoder plate 20. When the encoder plate 20 is rotated, light generated from the light emitting device 32 is transmitted to the light receiving device 34 at predetermined time intervals. That is, the light receiving element 34 outputs a binary signal according to the rotational speed of the encoder plate 20. An example of a binary signal output through the encoder detector 30 is shown in FIG. 1 (d).
엔코더검출기(30)에는 마이콤(40)이 연결되어 있다. 이 마이콤(40)은 모터(10)의 구동속도를 제어하기 위한 것으로 엔코더검출기(30)를 통해 모터(10)의 구동속도정보를 얻는다.The microcomputer 40 is connected to the encoder detector 30. The microcomputer 40 controls the driving speed of the motor 10 and obtains driving speed information of the motor 10 through the encoder detector 30.
제1도를 통해 설명한 바와같은 엔코더방식에서는 엔코더판, 엔코더검출기 등을 만들기가 힘들고 취급과 설치에 제약이 따르며 비용도 많이 들어간다.In the encoder method as described with reference to FIG. 1, it is difficult to make an encoder plate, an encoder detector, etc., and it is expensive to handle and install.
제2도는 종래의 단순 홀센서방식의 회전수검출장치를 설명하기 위한 도면으로, 전체적인 모양과 출력신호가 제2(a)도와 제2(b)도에 각각 도시되어 있다. 제2(a)도에는 고정자(14)와 회전자(16)를 갖는 모터(10)가 도시되어 있다. 회전자(16)의 일측면 부근에는 홀센서(50)가 설치되어 있다.2 is a view for explaining a conventional simple hall sensor rotation speed detection device, the overall shape and the output signal is shown in Figures 2 (a) and 2 (b), respectively. In figure 2 (a) a motor 10 with a stator 14 and a rotor 16 is shown. The hall sensor 50 is provided near one side of the rotor 16.
이 홀센서(50)는 회전자(16)의 회전위치를 검출하기 위한 것이다. 이 홀센서(50)는 회전자(16)의 회전속도에 따라 홀신호를 출력한다. 이러한 홀센서(50)에는 비교기(60)가 연결되어 있다. 이 비교기(60)는 홀신호를 기준레벨과 비교하여 제2(b)도에 나타낸 바와 같은 정형화된 이진신호를 출력하기 위한 것이다. 이 비교기(60)에는 마이콤(40)이 연결되어 있다. 마이콤(40)은 회전자(16)의 회전속도를 제어하기 위한 것으로 비교기(60)에서의 이진신호에서 회전자(16)의 위치와 회전속도정보를 얻는다.This hall sensor 50 is for detecting the rotational position of the rotor 16. The hall sensor 50 outputs a hall signal in accordance with the rotational speed of the rotor 16. The comparator 60 is connected to the hall sensor 50. This comparator 60 compares the hall signal with the reference level and outputs a standardized binary signal as shown in FIG. 2 (b). The microcomputer 40 is connected to this comparator 60. The microcomputer 40 is for controlling the rotational speed of the rotor 16 and obtains the position and rotational speed information of the rotor 16 from the binary signal from the comparator 60.
제2도를 통해 설명한 바와같은 회전수검출장치에서는 신호검출주기가 느리기 때문에 모터의 구동속도를 정밀하게 제어할 수 없다는 단점이 따르게 된다.In the rotation speed detection device as described with reference to FIG. 2, since the signal detection cycle is slow, the driving speed of the motor cannot be precisely controlled.
본 고안의 목적은 고정자 및 고정자 내부에 수용되어 전원이 인가되면 회전되는 회전자를 구비하는 모터의 상기 회전자의 회전수를 검출하기 위한 회전수검출장치에 있어서, 상기 회전자 주위에 120도 간격으로 배치되어 상기 회전자의 회전각도에 따라 서로 다른 위상의 홀신호를 각각 출력하여 상기 회전자의 회전위치정보를 제공하는 홀센서들, 상기 홀센서들에서 출력되는 각 홀신호를 제1기준레벨과 비교하여 정형화된 서로 다른 위상의 제1, 제2, 제3이진신호를 각각 출력하는 제1비교기들, 상기 제1, 제2, 제3이진신호의 하이, 로우상태에 따라 소정의 전압을 출력하기 위한 전원전압과 저항들로 구성된 입력값처리부 및 상기 입력값처리부의 출력전압을 제2기준레벨과 비교하여 3체배된 제4이진신호를 출력하는 제2비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전수검출장치에 의해 달성 가능하다.An object of the present invention is a rotation speed detection device for detecting the rotational speed of the rotor of the motor having a stator and a rotor accommodated inside the stator is rotated when the power is applied, 120 degrees spaced around the rotor Hall sensors arranged to output hall signals of different phases according to the rotation angle of the rotor to provide rotation position information of the rotor, and each hall signal output from the hall sensors to a first reference level. Compared to the first comparators for outputting the first, second, third binary signals of different phases, respectively, the predetermined voltage according to the high, low state of the first, second, third binary signals And a second comparator configured to output a fourth binary signal multiplied by three times by comparing an input value processor consisting of a power supply voltage and resistors for output and an output voltage of the input value processor with a second reference level. Can be achieved by a rotation speed detection device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
제3도는 본 고안에 따른 홀센서를 이용한 회전수검출장치를 나타낸 도면이고, 제4도는 제3도장치에서의 출력신호들을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a rotation speed detection device using a Hall sensor according to the present invention, Figure 4 is a view showing the output signals from the third FIG.
제3도에는 모터의 회전자(116)와 이 회전자(116)의 회전속도를 제어하기 위한 마이콤(140)이 도시되어 있다. 회전자(140) 주위에는 120도 간격으로 3개의 홀센서(150)들이 배치되어 있다. 이 홀센서(150)들은 회전자(116)의 회전위치에 따라 서로 다른 위상의 홀신호를 각각 출력한다. 홀센서(150)들은 마이콤(140)으로 연결되어 있으며, 여기에서 출력되는 각각의 홀신호는 마이콤(140)으로 인가되어 회전자(116)의 회전위치정보를 제공한다.3 shows a rotor 116 of a motor and a microcomputer 140 for controlling the rotational speed of the rotor 116. Three Hall sensors 150 are disposed around the rotor 140 at intervals of 120 degrees. The Hall sensors 150 output Hall signals of different phases according to the rotational position of the rotor 116, respectively. Hall sensors 150 are connected to the microcomputer 140, and each hall signal output from the microcomputer 140 is applied to the microcomputer 140 to provide rotation position information of the rotor 116.
또한, 홀센서(150)들에는 제1비교기(160)들이 각각의 홀센서(150)에 연결되어 있다. 제1비교기(160)들은 각각의 홀신호들을 제1기준레벨과 비교하여 서로 다른 위상의 제1, 제2, 제3이진신호(s1, s2, s3)를 각각 출력한다. 제1, 제2, 제3이진신호(s1, s2, s3)는 제4(a)도, 제4(b)도, 제4(c)도에 각각 도시되어 있다. 이 제1, 제2, 제3 이진신호(s1, s2, s3)들은 120도의 위상차를 갖는다. 이 제1, 제2, 제3이진신호(s1, s2, s3)들중 2개의 신호가 하이상태이면 나머지 하나의 신호는 로우상태를 유지하게 되고, 2개의 신호가 로우상태이면 나머지 하나의 신호는 하이상태를 유지하게 된다. 여기서, 하이상태라 함은 일정 크기의 전압이 인가됨을 의미하고, 로우상태라 함은 전압이 0이라 것을 의미한다.In addition, the first comparators 160 are connected to the hall sensors 150 in the hall sensors 150. The first comparators 160 output the first, second, and third binary signals s1, s2, and s3 having different phases by comparing the respective hall signals with the first reference level. The first, second and third binary signals s1, s2 and s3 are shown in Figs. 4 (a), 4 (b) and 4 (c), respectively. These first, second and third binary signals s1, s2 and s3 have a phase difference of 120 degrees. If two of the first, second, and third binary signals s1, s2, and s3 are high, the other one remains low. If the two signals are low, the other one remains low. Will remain high. Here, the high state means that a voltage of a predetermined magnitude is applied, and the low state means that the voltage is zero.
제1비교기(160)들에는 입력값처리부(170)가 연결되어 있다. 입력값처리부(170)는 제1비교기(160)들에 각각 연결된 제1저항(172)들을 구비하고 있다. 이 제1저항(172)들은 모두 동일한 크기의 저항값을 갖는다. 이러한 제1전항(172)들에는 일정 크기의 전압을 갖는 전원(174)과 제2저항(176)이 연결되어 있다. 이러한 입력값처리부(170)는 제1비교기(160)에서 출력되는 제1, 제2, 제3이진신호들의 하이, 로우상태에 따라 소정의 전압을 출력한다. 즉, 제1, 제2, 제3이진신호들중 2개의 신호가 하이상태이고, 나머지 하나의 신호가 로우상태이면 하이신호를 출력한다. 이때의 제1, 제2저항(172, 176)들과 전원(174)의 연결상태는 제5(a)도에 나타낸 바와같은 상태로 된다. 반대로 2개의 신호가 로우상태이고 나머지 하나의 신호가 하이상태이면 로우신호를 출력한다. 이때의 제1, 제2저항(172, 176)들과 전원(174)의 연결상태는 제5(b)도에 나타낸 바와같은 상태로 된다. 이러한 상태는 회전자(116)가 30도 회전될때마다 바뀌게 된다. 이러한 입력값처리부(170)에서의 출력전압에 관해서는 제5도 설명시 더 상세히 설명된다.The input comparator 170 is connected to the first comparators 160. The input value processor 170 includes first resistors 172 connected to the first comparators 160, respectively. The first resistors 172 all have the same resistance value. The first term 172 is connected to a power source 174 having a predetermined magnitude and a second resistor 176. The input value processor 170 outputs a predetermined voltage according to the high and low states of the first, second, and third binary signals output from the first comparator 160. That is, when two signals among the first, second, and third binary signals are high and the other signal is low, the high signal is output. At this time, the connection state between the first and second resistors 172 and 176 and the power source 174 is in a state as shown in FIG. 5 (a). On the contrary, when two signals are low and the other one is high, a low signal is output. At this time, the connection state between the first and second resistors 172 and 176 and the power source 174 is as shown in FIG. 5 (b). This state changes every time the rotor 116 is rotated 30 degrees. The output voltage of the input value processor 170 will be described in more detail with reference to FIG. 5.
입력값처리부(170)에는 제2비교기(180)가 연결되어 있다. 제2비교기(180)는 입력값처리부(170)에서 인가되는 전압을 제2기준레벨과 비교하여 3체배된 제4이진신호(s4)를 출력한다. 제4이진신호(s4)는 제4(d)도에 도시되어 있다. 이러한 제4이진신호(s4)는 마이콤(140)으로 인가되고, 마이콤(140)은 보다 정확한 회전자(116)의 회전수정보를 얻게 된다.The second comparator 180 is connected to the input value processor 170. The second comparator 180 outputs the fourth binary signal s4 multiplied by three times by comparing the voltage applied from the input value processor 170 with the second reference level. The fourth binary signal s4 is shown in FIG. 4 (d). The fourth binary signal s4 is applied to the microcomputer 140, and the microcomputer 140 obtains more accurate rotation speed information of the rotor 116.
제5도는 제3도 입력값처리부에서의 출력전압을 설명하기 위한 도면으로, 상태에 따라 제5(a)도와 제5(b)도에 각각 도시되어 있다. 제5(a)도는 2상이 하이이고, 1상이 로우일때의 상태를 나타낸 도면이고, 제5(b)도는 2상이 로우이고 1상이 하이일때의 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram for explaining the output voltage of the input value processor of FIG. 3, and is shown in FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b) according to the state. FIG. 5 (a) shows a state when two phases are high and one phase is low, and FIG. 5 (b) shows a state when two phases are low and one phase is high.
제5(a)도에서 제1저항(172)은 R이고, 제2저항(176)은 3/4·R이다.In FIG. 5A, the first resistor 172 is R and the second resistor 176 is 3/4 · R.
여기서,here,
가 된다.Becomes
제5(b)도에서는 다음과 같다.In Figure 5 (b) is as follows.
이러한 두 출력전압값은 제3도 제2비교기에서 제2기준레벨과 비교되고, 제2비교기에서는 제4(d)도와 같은 3체배된 제4이진신호를 출력할 수 있게 된다. 제2기준레벨로는 두 출력전압값의 평균치를 사용하면 된다.These two output voltage values are compared with the second reference level in FIG. 3 and the second comparator, and the second comparator can output the third multiplied fourth binary signal as shown in FIG. As the second reference level, an average value of two output voltage values may be used.
이상, 제3도 내지 제5도를 통해 설명한 바와같은 본 고안에 따른 회전수검출장치는 회전자의 위치를 검출하기 위한 홀센서만을 사용하여 비교적 정도가 뛰어난 회전자의 회전수를 검출할 수 있다.As described above, the rotation speed detection device according to the present invention as described with reference to FIGS. 3 to 5 can detect the rotation speed of a relatively superior rotor using only a Hall sensor for detecting the position of the rotor. .
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Cited By (3)
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KR20040074292A (en) * | 2003-02-17 | 2004-08-25 | 주식회사 만도 | Speed sensor for vehicle |
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1996
- 1996-01-12 KR KR2019960000355U patent/KR200156497Y1/en not_active IP Right Cessation
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KR20040074292A (en) * | 2003-02-17 | 2004-08-25 | 주식회사 만도 | Speed sensor for vehicle |
KR100911722B1 (en) | 2007-11-30 | 2009-08-10 | 한국전기연구원 | Apparatus For Measuring Velocity And Angle Of Rotator Using Hole Device |
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