KR20030000520A

KR20030000520A - Apparatus for sensing rotor position of brushless motor

Info

Publication number: KR20030000520A
Application number: KR1020010036334A
Authority: KR
Inventors: 백인철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2003-01-06
Also published as: KR100425721B1

Abstract

PURPOSE: An apparatus for detecting a position of a rotator in a brushless motor is provided to install easily a position detection sensor by simplifying an assembling and disassembling structure of the brushless motor. CONSTITUTION: A motor casing(11) has a predetermined space. A stator is fixed to the inside of the motor casing(11). A rotator is formed in the inside of the stator. A motor shaft(14) is formed at a center portion of the rotator in order to transmit rotary power. A position detection portion is installed at the outside of the motor casing(11). The position detection portion is formed with a plurality of position detection magnets(15a), a position detection sensor(15b), and a sensor support member(15c). The position detection magnets(15a) is installed at one end portion of the motor shaft(14). The position detection sensor(15b) is installed at the outside of the motor casing(11). The sensor support member(15c) is installed at the outside of the motor casing(11).

Description

Rotor position sensing device of brushless motor {APPARATUS FOR SENSING ROTOR POSITION OF BRUSHLESS MOTOR}

본 발명은 브러시리스 모터의 위치 검출 장치에 관한 것으로, 특히 회전자의위치를 검출하는 위치 검출용 센서의 장착은 물론 유지 보수가 용이한 브러시리스 모터의 위치 검출 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detection device for a brushless motor, and more particularly to a position detection device for a brushless motor that is easy to maintain as well as to mount a position detecting sensor for detecting a position of a rotor.

일반적으로 브러시리스 모터(Brushless Motor, 이하 비엘디시(BLDC) 모터와 혼용함)는 DC모터에서 브러시와 정류자(Commutator)를 없애고 전자적인 정류 기구를 설치한 것으로, 기계적인 노이즈는 물론 전기적인 노이즈도 발생되지 않는 장점을 가진 모터이다. 상기 비엘디시 모터는 대략 구동코일이 원통형으로 형성되고 그 구동코일의 중심에 회전하는 마그네트가 구비되어 이루어져 있다.In general, brushless motors (BLDC motors) are used to remove the brush and commutator from the DC motor and install an electronic commutator. It has a motor that does not occur. The BLD motor has a drive coil having a cylindrical shape and a magnet rotating in the center of the drive coil.

이러한 비엘디시 모터는 정류자가 없기 때문에 이를 대신하는 전자 정류 회로가 필요하게 된다. 이 회로는 홀 센서(hall sensor) 등의 자극(磁極) 센서를 사용하여 마그네트가 어느 위치에 있는가를 검지하고 이 신호를 기초로 전자 회로를 제어하여 회전 자기장을 발생시키게 된다.Since these BLD motors do not have a commutator, an electronic rectifier circuit is required instead. This circuit uses magnetic pole sensors such as hall sensors to detect where the magnets are located and controls the electronic circuits based on these signals to generate a rotating magnetic field.

도 1은 종래 비엘디시 모터의 일례를 보인 종단면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of a conventional Bieldi motor.

이에 도시된 바와 같이 종래의 비엘디시 모터는, 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 모터 케이싱(1)과, 상기 모터 케이싱(1)의 내부에 고정 결합되는 고정자(2)와, 상기 고정자(2)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(3)와, 상기 회전자(3)의 내부에 압입되어 그 회전자(3)의 회전력을 다른 시스템으로 전달하는모터축(4)과, 상기 회전자(3)의 위치를 감지하는 홀 센서(5)를 포함하여 구성되어 있다.As shown in the related art, a conventional BLD motor includes a motor casing 1 formed to have a predetermined internal space, a stator 2 fixedly coupled to the inside of the motor casing 1, and a stator 2. A rotor 3 rotatably inserted therein; a motor shaft 4 press-fitted into the rotor 3 to transmit rotational force of the rotor 3 to another system; and the rotor ( 3) is configured to include a Hall sensor (5) for detecting the position.

상기 고정자(2)는 수개의 극수를 갖는 다수개의 환형 코어(2a)가 원통형으로 적층되고, 상기 극수에는 각각 권선 코일(2b)이 결합되며. 상기 고정자(2)의 일측단에는 상기한 홀 센서(5)가 장착되어 있다.The stator 2 has a plurality of annular cores 2a having a plurality of poles stacked in a cylindrical shape, and winding coils 2b are coupled to the poles, respectively. The hall sensor 5 is mounted at one end of the stator 2.

상기 회전자(3)는 고정자(2)의 내부에 위치하도록 모터축(4)의 중앙측 외주면에 수개의 마그네트(3a)가 고정되고, 상기 마그네트(3a)의 외주면에는 그 마그네트(3a)의 이탈을 방지하는 비자성체로 된 마그네트 고정링(3b)이 각각의 마그네트(3a)를 감싸도록 끼워져 결합되어 있다.The magnet 3 is fixed to the outer peripheral surface of the center side of the motor shaft 4 so that the rotor 3 is located inside the stator 2, and the magnet 3a is fixed to the outer peripheral surface of the magnet 3a. Magnet fixing ring (3b) made of a non-magnetic material to prevent separation is fitted to surround each magnet (3a).

상기 마그네트(3a)는 홀 센서(5)가 고정자(2)의 일측단에 장착되는 것을 감안하여 그에 대응하도록 축방향으로 연장되는 오버행부(overhang part)(미부호)가 형성되어 있다.The magnet 3a is formed with an overhang part (unsigned) extending in the axial direction so as to correspond to the hall sensor 5 being mounted at one end of the stator 2.

상기와 같은 종래 비엘디시 모터는 다음과 같이 동작된다.The conventional BLD motor is operated as follows.

즉, 상기 고정자(2)의 권선 코일(2b)에 전류가 인가되면, 그 권선 코일(2b)에 흐르는 전류와 회전자(3)를 이루는 마그네트(3a)의 상호작용에 의해 회전자(3)가 회전을 하게 되고, 이 회전자(3)의 회전력은 모터축(4)에 전달되어 다른 시스템으로 전달된다.That is, when a current is applied to the winding coil 2b of the stator 2, the rotor 3 is formed by the interaction between the current flowing in the winding coil 2b and the magnet 3a constituting the rotor 3. Is rotated, the rotational force of the rotor (3) is transmitted to the motor shaft (4) and transmitted to another system.

이때, 상기 고정자(2)의 일측단에 장착된 홀 센서(5)는 이에 반경방향으로 대응되도록 회전자(3)에 고정된 마그네트(3a)의 자속을 감지하여 그에 상응하는 전류를 권선 코일(2b)에 인가하게 되는 것이었다.At this time, the Hall sensor 5 mounted at one end of the stator 2 detects the magnetic flux of the magnet 3a fixed to the rotor 3 so as to correspond to the radial direction thereof, and transmits a corresponding current to the winding coil ( 2b).

그러나, 상기와 같은 종래 비엘디시 모터에 있어서는, 처음에 홀 센서(5)를 설치할 때는 물론 그 이후 홀 센서(5)의 유지 보수시 비엘디시 모터 전체를 분해하였다가 다시 조립하여야 하므로 모터의 분해 및 조립작업이 난해하여 생산성이 저하되고 유지보수비용이 상승하는 문제점이 있었다.However, in the conventional non-ELD motor as described above, since the entire non-ELD motor is to be disassembled and reassembled when the hall sensor 5 is initially installed as well as the maintenance of the hall sensor 5 thereafter, disassembly of the motor and Difficult assembly work, there is a problem that the productivity is lowered and the maintenance cost increases.

또한, 상기 홀 센서(5)의 조립 및 유지 보수시 베어링(미도시) 등 다른 부품까지 분해와 조립을 수행하여야 하므로 이러한 다른 부품들이 정확하게 세팅되지 못할 경우 모터의 고장을 초래하게 되는 문제점도 있었다.In addition, when assembling and maintaining the hall sensor 5, disassembly and assembly must be performed to other parts such as a bearing (not shown), which may cause a failure of the motor when these other parts are not set correctly.

본 발명은 상기와 같은 종래 비엘디시 모터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 홀 센서의 설치와 이의 유지 보수시 분해 조립이 용이한 비엘디시 모터의 회전자 위치 감지 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems of the conventional BLD motor, and an object of the present invention is to provide a rotor position sensing device of a BLD motor, which is easily disassembled and assembled during installation and maintenance of a hall sensor. .

도 1은 종래 비엘디시 모터의 일례를 보인 종단면도.1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of a conventional Bieldi motor.

도 2는 도 1의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line "I-I" of FIG.

도 3은 본 발명 비엘디시 모터의 일례를 보인 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing an example of the present invention Bildish motor.

도 4는 도 3의 "A"부를 확대하여 보인 상세도.4 is an enlarged detail view of part “A” of FIG. 3.

도 5는 본 발명 비엘디시 모터의 회전자 위치 감지 장치에서 위치 검출용 마그네트의 결합상태를 보인 사시도.Figure 5 is a perspective view showing a coupling state of the position detecting magnet in the rotor position sensing apparatus of the present invention Bildish motor.

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

11 : 모터 케이싱 12 : 고정자11: motor casing 12: stator

13 : 회전자 13a : 마그네트13: rotor 13a: magnet

14 : 모터축 15a : 위치 검출용 마그네트14: motor shaft 15a: magnet for position detection

15b : 위치 검출용 센서15b: Position detection sensor

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 모터 케이싱의 내부에 구비된 회전자의 회전력을 모터 케이싱의 외곽에 배치된 소정의 시스템으로 전달하도록 상기한 회전자에 일체로 결합되어 모터 케이싱의 외곽으로 관통 노출되는 모터축과, 상기 회전자에 결합된 마그네트에 상응하도록 모터축의 단부에 고정되는 위치 검출용 마그네트와, 상기 위치 검출용 마그네트에 대응되도록 배치되어 회전자와 함께 회전하는 위치 검출용 마그네트의 자속을 검출하는 위치 검출용 센서로 구성한 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터의 회전자 위치 감지 장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, integrally coupled to the rotor to transmit the rotational force of the rotor provided inside the motor casing to a predetermined system disposed on the outside of the motor casing exposed through the outside of the motor casing The magnetic flux of the position detecting magnet fixed to the end of the motor shaft to correspond to the magnet coupled to the rotor, and the position detecting magnet arranged to correspond to the position detecting magnet to rotate together with the rotor. Provided is a rotor position sensing device for a brushless motor, comprising a sensor for detecting position.

이하, 본 발명에 의한 브러시리스 모터의 회전자 위치 감지 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the rotor position sensing apparatus of the brushless motor according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.

도 3은 본 발명 비엘디시 모터의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3의 "A"부를 확대하여 보인 상세도이며, 도 5는 본 발명 비엘디시 모터의 회전자 위치 감지 장치에서 위치 검출용 마그네트의 결합상태를 보인 사시도이다.Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of the present invention Bieldi motor, Figure 4 is a detailed view showing an enlarged portion "A" of Figure 3, Figure 5 is a position detection in the rotor position detection apparatus of the present invention Bieldi motor It is a perspective view showing the coupling state of the dragon magnet.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 회전자 위치 감지 장치가 구비된 비엘디시 모터는, 소정의 내부 공간을 갖는 모터 케이싱(11)과, 상기 모터 케이싱(11)의 내부에 고정되는 고정자(12)와, 상기 고정자(12)의 내부에 회전 가능하게 결합되는 회전자(13)와, 상기 회전자(13)의 중심에 일체로 결합되어 회전력을 다른 시스템에 전달하는 모터축(14)과, 상기 모터 케이싱의 외곽에 배치되는 위치검출수단(15)으로 구성된다.As shown therein, the BLD motor including the rotor position sensing device according to the present invention includes a motor casing 11 having a predetermined internal space and a stator 12 fixed inside the motor casing 11. And a rotor 13 rotatably coupled to the inside of the stator 12, a motor shaft 14 integrally coupled to the center of the rotor 13 to transmit rotational force to another system, and It consists of a position detecting means 15 arranged outside the motor casing.

상기 회전자(3)는 고정자(2)의 내부에 위치하도록 모터축(14)의 중앙측 외주면에 수개의 마그네트(13a)가 고정되고, 상기 마그네트(13a)의 외주면에는 그 마그네트(13a)가 원심력에 의해 이탈되는 것을 방지하도록 비자성체로 된 마그네트 고정링(13b)이 삽입 결합되어 이루어진다.The magnet 3 is fixed to the outer peripheral surface of the center side of the motor shaft 14 so that the rotor 3 is located inside the stator 2, and the magnet 13a is fixed to the outer peripheral surface of the magnet 13a. The magnet fixing ring 13b made of a nonmagnetic material is inserted and coupled to prevent the separation by the centrifugal force.

상기 위치검출수단(15)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 모터축(14)의 일단에 장착되는 수 개의 위치 검출용 마그네트(15a)와, 상기 위치 검출용 마그네트(15a)에 대응되도록 모터 케이싱(1)의 외곽에 고정되는 위치 검출용 센서(15b)로 이루어진다.The position detecting means 15 corresponds to several position detecting magnets 15a mounted on one end of the motor shaft 14 and the position detecting magnets 15a, as shown in FIGS. 4 and 5. It consists of a position detecting sensor 15b fixed to the outside of the motor casing 1 as much as possible.

상기 위치 검출용 마그네트(15a)는 회전자(13)를 이루도록 고정자(1)의 내부에서 모터축(14)의 외주면에 장착되는 수개의 마그네트(13a)에 극수와 구조가 상응하도록 동일 축상에 고정되는 것으로, 그 두께는 가능한한 얇게 형성하는 것이 바람직 하다.The position detecting magnet 15a is fixed on the same axis so that the number of poles and the structure correspond to several magnets 13a mounted on the outer circumferential surface of the motor shaft 14 in the stator 1 to form the rotor 13. It is desirable to form the thickness as thin as possible.

상기 위치 검출용 센서(15b)는 모터 케이싱(11)의 양측면 중에서 위치 검출용 마그네트(15a)가 장착되는 측면에 일단이 볼트 등으로 고정되는 "ㄱ"자 형상의 센서 지지부재(15c)의 타단에서 상기한 위치 검출용 마그네트(15a)에 대면되도록 고정 결합된다.The other end of the position detecting sensor 15b of the “a” shaped sensor support member 15c having one end fixed to a side of the motor casing 11 on which the position detecting magnet 15a is mounted with a bolt or the like. Is fixedly coupled to face the position detecting magnet (15a) in.

도면중 미설명 부호인 12a는 환형코어, 12b는 권선 코일이다.In the figure, reference numeral 12a denotes an annular core, and 12b denotes a winding coil.

상기와 같은 본 발명에 의한 브러시리스 모터의 회전자 위치 감지 장치는 다음과 같은 작용효과를 갖는다.The rotor position sensing device of the brushless motor according to the present invention as described above has the following effects.

즉, 상기 고정자(12)의 권선 코일(12b)에 전류가 인가되면, 그 권선 코일(12b)에 흐르는 전류와 회전자(13)를 이루는 마그네트(13a)의 상호작용에 의해 회전자(13)가 회전을 하게 되고, 이 회전자(13)의 회전력은 모터축(14)에 전달되어 다른 시스템으로 전달된다.That is, when a current is applied to the winding coil 12b of the stator 12, the rotor 13 is formed by the interaction between the current flowing in the winding coil 12b and the magnet 13a constituting the rotor 13. Is rotated, and the rotational force of the rotor 13 is transmitted to the motor shaft 14 and transmitted to another system.

이때, 상기 모터축(14)의 일단에 장착된 위치 검출용 마그네트(15a)가 모터축(14)과 함께 회전을 하게 되고, 이를 위치 검출용 마그네트(15a)에 대향되게 고정된 위치 검출용 센서(15b)가 그 위치 검출용 마그네트(15a)의 자속을 감지하여 피시비(PCB)(미도시)에 전달하게 되며, 이를 전달받은 피시비에서는 위치 검출용 마그네트(15a)의 위치를 토대로 하여 회전자(13)를 이루는 마그네트(13a)의 위치를 추정함으로써 회전자(13)의 자기장을 발생시키게 되는 것이다.At this time, the position detecting magnet 15a mounted at one end of the motor shaft 14 rotates together with the motor shaft 14, and the position detecting sensor is fixed to face the position detecting magnet 15a. 15b detects the magnetic flux of the position detecting magnet 15a and transmits the magnetic flux to the PCB (not shown). In the received PCB, the rotor (based on the position of the position detecting magnet 15a) is rotated. The magnetic field of the rotor 13 is generated by estimating the position of the magnet 13a forming the 13.

여기서, 상기 회전자(13)의 위치를 감지하기 위한 위치 검출용 센서(15b)가모터 케이싱(11)의 외곽에 설치됨에 따라 그 위치 검출용 센서(15b)를 처음 장착할 때는 물론, 이 후 상기 센서(15b)의 유지 보수시에도 별도로 모터 케이싱(11)을 분해할 필요가 없게 되고 이를 통해 모터의 유지 보수가 용이하게 됨과 아울러 특히 위치 검출용 센서(15b)의 보수를 목적으로 한 모터 케이싱(11)을 포함한 각 부재의 분해 조립시 오조립으로 인해 모터 자체가 파손될 소지를 미연에 방지할 수 있게 된다.Here, since the position detecting sensor 15b for detecting the position of the rotor 13 is installed outside the motor casing 11, the position detecting sensor 15b is first mounted, as well as afterwards. In the maintenance of the sensor 15b, there is no need to disassemble the motor casing 11 separately, thereby facilitating the maintenance of the motor, and in particular, the motor casing for the purpose of repairing the position detecting sensor 15b. When disassembling and assembling each member, including (11), it is possible to prevent the motor itself from being damaged due to incorrect assembly.

본 발명에 의한 브러시리스 모터의 회전자 위치 감지 장치는, 모터 케이싱의 외곽으로 인출되는 모터축의 단부에 위치 검출용 마그네트를 장착함과 아울러 상기 위치 검출용 마그네트에 대응되는 위치 검출용 센서를 모터 케이싱의 외곽에 장착함으로써, 상기 위치 검출용 센서의 설치시는 물론 유지 보수시 모터 케이싱을 분해할 필요가 없이 곧바로 설치 및 보수를 실시할 수 있게 됨에 따라 모터의 생산성이 향상된다.In the rotor position detecting apparatus of a brushless motor according to the present invention, a position detecting magnet is mounted at an end portion of a motor shaft which is drawn out of the motor casing, and a position detecting sensor corresponding to the position detecting magnet is mounted on the motor casing. By mounting on the outside of the motor, the productivity of the motor can be improved by immediately performing installation and maintenance without having to disassemble the motor casing during the installation and maintenance of the position detection sensor.

또한, 상기 위치 검출용 센서의 유지 보수시에도 모터 케이싱을 포함한 각 부재를 분해할 필요가 없어 분해후 오조립으로 인한 모터의 파손을 미연에 방지할 수 있다.In addition, even during maintenance of the position detecting sensor, it is not necessary to disassemble each member including the motor casing, thereby preventing damage to the motor due to misassembly after disassembly.

Claims

A motor shaft integrally coupled to the rotor so as to transmit the rotational force of the rotor provided in the motor casing to a predetermined system disposed outside the motor casing and penetratingly exposed to the outside of the motor casing;

A position detecting magnet fixed to an end of the motor shaft to correspond to the magnet coupled to the rotor;

And a position detecting sensor arranged to correspond to the position detecting magnet and configured to detect a magnetic flux of the position detecting magnet rotating together with the rotor.

The apparatus of claim 1, wherein the position detecting magnet is mounted on the same axis as the magnet forming the rotor.