KR20100043803A

KR20100043803A - 선형 위치 검출용 자기 센서 및 이를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법

Info

Publication number: KR20100043803A
Application number: KR1020080102999A
Authority: KR
Inventors: 김지원; 장정환; 문승렬; 강도현; 정시욱; 이지영; 김광운
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2008-10-21
Publication date: 2010-04-29
Also published as: KR101027935B1

Abstract

본 발명은 선형 위치 검출용 자기 센서 및 이를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영구자석과 코어 및 선형 홀센서로 구성된 자기 센서를 이용하여 전동기 이동시 치차에 의해 발생하는 자속밀도의 변화분을 검출하고, 그 검출된 사인 및 코사인파를 전용 IC나 알고리즘에 적용하여 전동기의 위치를 정확하게 검출할 수 있도록 한 선형 위치 검출용 자기 센서 및 이를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 주기적인 치차를 갖는 전동기 고정자와; 상기 고정자의 일측과 제1공극만큼 이격되고, 상호간에 90°위상차가 나도록 이격 배열되어 각각 사인파와 코사인파를 출력하는 제1 및 제2단일 센서모듈과; 상기 고정자의 타측과 제2공극만큼 이격되고, 상호간에 90°위상차가 나도록 만큼 이격 배열되어 각각 사인파와 코사인파를 출력하는 제3 및 제4단일 센서모듈; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서 및 이를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법을 제공한다.

선형 전동기, 단일 센서모듈, 자기센서, 자속밀도, 선형 홀센서, 사인파, 코사인파, 영구자석, 고정자, 치차

Description

선형 위치 검출용 자기 센서 및 이를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법{The magnetic sensor arrangement and linear position detection method using the same}

일반적으로 선형전동기의 위치를 검출하기 위해서는 스케일 테이프와 헤더로 구성되는 선형 엔코더를 사용하여 직접 전동기의 위치를 검출하거나, 회전형 엔코더에 바퀴를 연결하여 회전형 엔코더의 회전수를 검출한 후, 연결된 바퀴의 반지름을 고려하여 간접적인 방법으로 선형 위치를 검출하고 있다.

그러나, 상기 선형 엔코더를 사용하는 경우 가장 정확한 위치 정보를 얻을 수 있지만, 비용이 많이 들고 정확한 검출을 위해서는 스케일 테이프와 헤더 사이의 공극을 일정하게 유지시켜야 함에 따라, 기계적인 가공 정밀도가 높아야 하거나 추가적인 구조물을 필요로 하는 단점이 있다.

또한, 상기 바퀴와 회전형 엔코더를 이용한 전동기 위치 검출의 경우, 비교적 저렴한 비용으로 구현할 수 있으나, 바퀴의 반지름을 정확하게 알아야 정확한 위치 정보를 검출할 수 있고, 바퀴에 의한 접촉식 방법은 청정지역(반도체, LCD 등의 업체)에서 그 사용이 제한되거나, 또는 지속적인 사용에 따른 바퀴의 마모에 의하여 전동기 위치 정보에 오차가 생길 수 있으며, 또한 슬립에 의한 검출 위치의 오차가 발생하는 단점이 있다.

또한, 다른 종래기술로서 영구자석과 홀센서만을 이용하여 치차가 있는 고정자의 한주기의 위치를 직접 선형적인 출력으로 얻어내어 검출하는 방법도 제시되어 있는데, 이러한 방법은 센서 출력 신호가 선형적인 파형을 갖게 되어 위치 정보를 직접 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 치차의 한주기 내에서만 위치 정보를 파악하게 되어 고정자의 치차 길이가 길어질 경우 적용하기 어렵다는 단점이 있다.

또한, 홀센서를 이용하여 정현파 신호를 얻어내는 방법 중, 컴파운드 마그네트(Compound Magnets)의 구조에 의하여 선형 동기전동기의 고정자에 배치된 영구자석 위로 선형 홀 센서가 이동하여 정현적인 출력 파형을 얻는 방법도 있지만, 이 또한 고정자의 길이가 길어질수록 비용이 많이 들게 되고, 현실적으로 고정자에 영구자석을 포함하지 않는 전동기 등에는 적용할 수 없다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 정현적인 자속밀도의 변화를 얻기 위하여 영구자석의 일표면 양쪽에 자성체 코어를 부착하는 동시에 자성체 코어 사이에 선형 홀센서를 부착시킨 단일 센서모듈을 고정자의 양쪽에 최소 두 개 이상 설치함으로써, 고정자의 주기적인 치차를 따라 단일 센서모듈이 선형적인 이동을 할 때, 단일 센서모듈과 고정자의 거리인 공극의 변화가 생기더라도 단일 센서모듈의 출력 신호 크기를 일정하게 유지할 수 있고, 그 출력 신호를 기반으로 하는 연산을 통하여 선형적으로 이동하는 물체의 정확한 위치를 검출할 수 있는 선형 위치 검출용 자기 센서 및 이를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 고정자의 양쪽에 단일 센서모듈의 선형 홀센서의 검출 방향을 필요에 따라 변경 배치하여 오프셋의 영향을 없애도록 함으로써, 최종적으로 선형적으로 이동하는 물체의 정확한 위치를 정확하게 검출할 수 있도록 한 선형 위치 검출용 자기 센서 및 이를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는 주기적인 치차를 갖는 전동기 고정자와; 상기 고정자의 일측과 제1공극만큼 이격되고, 상호간에 90°위상차가 나도록 이격 배열되어 각각 사인파와 코사인파를 출력하는 제1 및 제2단일 센서모듈과; 상기 고정자의 타측과 제2공극만큼 이격되고, 상호간에 90°위상차가 나도록 만큼 이격 배열되어 각각 사인파와 코사인파를 출력하는 제3 및 제4단일 센서모듈; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서를 제공한다.

바람직하게는, 상기 제1 내지 제4단일 센서모듈은 소정 면적의 영구자석과, 상기 영구자석의 일표면에서 그 양쪽에 일체로 배치되는 자성체 코어와, 상기 영구자석의 일표면에서 자성체 코어 사이에 일체로 배치되어 상기 고정자의 치차쪽과 서로 마주보게 되는 선형 홀센서로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 내지 제4단일 센서모듈이 상기 고정자의 치의 한 주기(2τ_p) 거리를 이동하는 경우 상기 선형 홀센서는 그 검출방향과 같은 방향의 자속밀도 성분을 검출하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 고정자의 일측에 이격된 제1 및 제2단일 센서모듈의 각 선형 홀센서의 검출방향과, 상기 고정자의 타측에 이격된 제3 및 제4단일 센서모듈의 검출방향이 180°위상차가 나도록 서로 다른 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 고정자의 일측 및 타측 위치에 동일한 위상을 갖도록 배치된 제1 및 제3단일 센서모듈이 고정자의 치의 한 주기(2τ_p) 거리를 이동할 때, 제1 및 제3단일 센서모듈의 선형 홀센서에서 자속밀도 성분을 검출하면서 사인파를 출력하는 단계와; 상기 제1 및 제3단일 센서모듈과 90°위상차를 가지면서 상기 고정자의 일측 및 타측 위치에 배치된 제2 및 제4단일 센서모듈이 고정자의 치의 한 주기(2τ_p) 거리를 이동할 때, 제2 및 제4단일 센서모듈의 선형 홀센서에서 자속밀도 성분을 검출하면서 코사인파를 출력하는 단계와; 최종적으로 얻어진 사인파 및 코사인파를 이용하여 탄젠트의 역함수인 아크 탄젠트로 구하여 선형적으로 이동하는 물체의 정확한 위치정보를 얻는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 최종적으로 얻어진 사인파는 상기 제1 및 제3단일 센서모듈에서 각각 검출한 사인파들의 평균값이고, 상기 최종적으로 얻어진 코사인파는 상기 제2 및 제4단일 센서모듈에서 각각 검출한 코사인파들의 평균값을 취하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 구현예는: 상기 고정자의 일측에 배치된 제1 및 제2단일 센서모듈의 각 선형 홀센서의 검출과, 상기 고정자의 타측에 배치된 제3 및 제4단일 센서모듈의 각 선형 홀센서의 검출이 180°위상차를 가지며 진행되는 단계와; 상기 제1단일 센서모듈의 선형 홀센서의 출력 신호와, 상기 제3단일 센서모듈의 선형 홀센서의 출력 신호간의 차이를 구하여 오프셋이 제거된 사인파를 얻는 단계와; 상기 제2단일 센서모듈의 선형 홀센서의 출력 신호와, 상기 제4단일 센서모듈의 선형 홀센서의 출력 신호간의 차이를 구하여 오 프셋이 제거된 코사인파를 얻는 단계와; 상기 사인파 및 코사인파를 이용하여 탄젠트의 역함수인 아크 탄젠트로 구하여 선형적으로 이동하는 물체의 정확한 위치정보를 얻는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법을 제공한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 영구자석과 선형 홀센서로만 이루어진 기존의 센서와 달리 자성체 코어를 추가함으로서, 선형적인 출력 파형이 아닌 정현적인 출력 파형을 얻을 수 있도록 하는 자기 센서, 즉 단일 센서모듈을 구현할 수 있다.

특히, 제1 및 제2단일 센서모듈과, 제3 및 제4단일 센서모듈을 주기적인 치차를 갖는 고정자의 양쪽에 각각 배치하고, 각 단일 센서모듈과 고정자간의 거리인 공극이 변하더라도, 제1 및 제3단일 센서모듈의 사인파 출력신호를 평균하고, 제2 및 제4단일 센서모듈의 코사인파 출력신호를 평균하여, 일정한 크기의 출력신호를 발생시킬 수 있다.

또한, 제1 및 제2단일 센서모듈의 선형 홀센서의 검출방향과, 제3 및 제4단일 센서모듈의 선형 홀센서의 검출방향을 출력신호가 180°위상차를 갖도록 상반된 방향으로 배치함으로써, 오프셋에 의한 오차를 없애서, 정확한 전동기의 위치를 검출할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

첨부한 도 1a 및 도 1b는 주기적인 치차를 갖는 선형전동기의 고정자의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 고정자(10)는 횡자속 전동기에 적용 가능한 구조로서 주기적인 치차(11)를 가지며, 또한 도 1a 및 도 1b에 도시된 고정자(10) 모두 공통적으로 치의 한 주기(2τ_p)를 갖는다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 단일 센서모듈을 나타내는 사시도이다.

상기 단일 센서모듈(20)은 소정 면적의 영구자석(21)과, 이 영구자석(21)의 일표면에서 그 양쪽에 일체로 배치되는 자성체 코어(22)와, 상기 영구자석(21)의 일표면에서 그 중앙부분에 일체로 배치되되 자성체 코어(22)와 이격 배치되는 선형 홀센서(23)를 포함하여 구성된다.

상기 단일 센서모듈(20)을 전동기의 고정자(10)에 인접 설치할 때, 선형 홀센서(23) 부분이 고정자(10)의 치차(11)를 바라보도록 설치되어야 하며, 또한 상기 단일 센서모듈(20)이 고정자(10)의 치의 한 주기(2τ_p) 거리를 이동하는 경우 상기 선형 홀센서(23)는 그 검출방향(24)과 같은 방향의 자속밀도 성분을 검출한다.

통상, 자기센서의 영구자석에서 발생하는 자속의 크기와 방향은 자기센서와 치차 구조를 갖는 고정자의 상대 위치에 따라 자기저항이 변하기 때문에 달라진다.

일례로, 상기 선형 홀센서가 고정자의 치와 나란히 일치하거나, 또는 고정자의 치사이 정중앙에 위치한 경우, 영구자석에서 발생한 자속은 자기센서의 코어를 통하여 고정자의 치로 흘러들어가기 때문에 선형 홀센서를 통과하는 자속은 0의 값이 되고, 선형 홀센서에서 발생하는 전압은 이 위치에서 항상 0의 값을 갖는다.

또한, 두 위치의 사이에서, 즉 상기 고정차의 치 위치와 상기 고정차의 치사이 정중앙 위치 사이에서는 선형 홀센서를 통과하는 자속이 그 크기와 방향을 달리하게 되는데, 이러한 점을 감안하여 본 발명은 고정자의 치차간의 극간격에 따라 자기센서의 크기를 조절함으로서, 정현적인 자속 파형을 얻을 수 있도록 한 것이다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 단일 센서모듈을 고정자에 인접 배치시킨 상태를 나타내는 사시도이다.

본 발명의 단일 센서모듈(20)을 선형 홀센서(23) 부분이 고정자(10)의 치차(11)를 바라보도록 최소한 2개(20a,20b)를 전동기의 이동자(미도시됨)에 나란히 설치하되, 제1 및 제2단일 센서모듈(20a,20b)간의 간격을 기계적으로 (τ_p/2) 만큼 이격을 갖도록 함으로써, 전동기 이동에 따라 각 단일 센서모듈(20a,20b)에서 각각 사인파와 코사인파를 출력할 수 있고, 이를 아크 탄젠트로 취하면 전동기의 위치를 얻을 수 있다.

첨부한 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 단일 센서모듈을 고정자에 인접 배치시킨 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4c는 도 4a의 평면도, 도 4d는 도 4b의 평 면도로서, 각각 단일 센서모듈을 4개 이용하는 예를 보여주고 있다.

도 4a 및 도 4c의 도면에서 보듯이, 단일 센서모듈이 고정자(10)의 양쪽 위치에 각각 두 개씩(20a,20b),(20c,20d) 배치되는 바, 제1 및 제2단일 센서모듈(20a,20b)은 상기 고정자(10)의 일측 위치에 선형 홀센서(23) 부분이 치차(11)쪽으로 바라보도록 배치되고, 제3 및 제4단일 센서모듈(20c,20d)은 상기 고정자(10)의 타측 위치에 선형 홀센서(23) 부분이 치차(11)쪽으로 바라보도록 배치된다.

이때, 상기 단일 센서모듈(20a,20b,20c,20d)들은 도 4c에 도시된 고정자(10)의 경우에는 고정자(10)의 길이방향을 따라 제1단일 센서모듈(20a), 제3단일 센서모듈(20c), 제2단일 센서모듈(20b), 제4단일 센서모듈(20d)의 순서로 교번 배열되고, 도 4d에 도시된 고정자(10)의 경우에는 고정자(10)를 사이에 두고 제1단일 센서모듈(20a)과 제3단일 센서모듈(20c)이 서로 마주보고, 제2단일 센서모듈(20b)과 제4단일 센서모듈(20d)이 서로 마주보게 배열된다.

이러한 단일 센서모듈의 배열 상태에 있어서, 상기 제1 및 제3단일 센서모듈(20a,20c)은 사인 파형을 얻기 위해 전동기 이동자의 좌우측에 전기적으로 동일한 각도에 위치하도록 각각 설치되며, 상기 제2 및 제4단일 센서모듈(20b,20d)은 코사인 파형을 얻기 위해 전동기 이동자의 좌우측에 전기적으로 동일한 각도에 위치하도록 각각 설치된다.

이에, 전동기가 이동함에 따라 상기 제1 및 제3단일 센서모듈(20a,20c)이 서로 동일한 사인파형을 출력하고, 상기 제2 및 제4단일 센서모듈(20b,20d)는 서로 동일한 코사인파형을 출력하게 된다.

이상적인 경우로서, 상기 제1 및 제3단일 센서모듈(20a,20c)이 서로 동일한 사인파를 출력하고, 상기 제2 및 제4단일 센서모듈(20c,20d)도 서로 동일한 코사인파를 출력하지만, 실제적으로 기계적 가공 정밀도나 설치 정밀도 등에 의해 상기 제1 및 제2단일 센서모듈(20a,20b)과 상기 고정자(10)의 치(11)와의 거리인 제1공극(41)과, 상기 제3 및 제4단일 센서모듈(20c,20d)과 상기 고정자(10)의 치(11)와의 거리인 제2공극(42)이 달라질 수 있고, 이에 따라 크기가 다른 파형이 출력되게 된다.

이때, 상기 제1 및 제2공극(41,42)에 따른 출력 전압의 크기는 선형적인 관계가 아니지만 제1 및 제2공극(41,42)간의 변화가 미세하다면 부분적으로 선형적인 관계로 볼 수 있고, 두 파형의 평균 값, 즉 상기 제1 및 제3단일 센서모듈(20a,20c)에서 각각 검출한 사인파들의 평균값 또는 상기 제2 및 제4단일 센서모듈(20c,20d)에서 각각 검출한 코사인파들의 평균값을 구하여 사용하면, 제1 및 제2 공극(41,42)의 변화에 따른 출력 신호의 크기 변화로 인한 위치 검출 오차를 줄일 수 있다.

이렇게, 상기와 같이 제1 및 제3단일 센서모듈(20a,20c)에 의하여 검출된 사인파와, 상기 제2 및 제4단일 센서모듈(20c,20d)에 의하여 검출된 코사인파를 일정한 크기의 출력신호로 얻을 수 있고, 이렇게 얻어진 사인 파형과 코사인 파형을 아크 탄젠트로 취하여 전동기의 위치를 정확하게 검출할 수 있다.

첨부한 도 5는 본 발명에 따른 단일 센서모듈이 도 4에 도시된 것과 동일한 배치 구조를 이루되, 고정자(10)의 양쪽에 이격 설치된 단일 센서모듈의 출력 신호 를 그 위상이 180도가 되도록 선형 홀센서(24)의 설치 방향을 변경한 것을 나타내고 있다.

상기 고정자(10)의 일측에 이격된 제1 및 제2단일 센서모듈(20a,20b)의 각 선형 홀센서(23)의 검출방향(24)과, 상기 고정자(10)의 타측에 이격된 제3 및 제4단일 센서모듈(20c,20d)의 검출방향(24)을 서로 다른 방향이 되도록 함으로써, 단일 센서모듈 제작상의 오차로 인하여 오프셋이 발생하는 경우 이를 해결할 수 있다.

즉, 상기 제1단일 센서모듈(20a)의 선형 홀센서(23)의 출력 신호를

라고 하고, 상기 제3단일 센서모듈(20c)의 선형 홀센서(23)의 출력 신호를

이라고 하면, 이들 두 신호의 차이를 구하면 아래의 수학식1로 표현될 수 있다.

따라서, 위의 수학식1로부터 오프셋이 제거된 출력 신호를 구할 수 있게 된다.

이에, 첨부한 도 5에 도시된 단일 센서모듈들의 배치 구조에서는 출력신호의 크기가 두 신호 크기의 합으로 나타나게 되어 충분한 크기의 출력 신호를 얻을 수 있다.

이에 반하여, 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2단일 센서모 듈(20a,20b)과, 상기 제3 및 제4단일 센서모듈(20c,20d)이 그 출력 신호(24)가 동일한 위상을 갖도록 배치되는 경우에는 최종식이

이 되고, 이렇게 출력 신호의 크기가 두 신호 크기의 차 즉, 상기 제1 및 제3단일 센서모듈(20a,20c)에 의한 출력 신호 크기 차이, 또는 상기 제2 및 제4단일 센서모듈(20b,20d)에 의한 출력 신호 크기 차이로 나타나게 되어 매우 작은 신호를 얻을 수 밖에 없다는 단점이 있을 수 있다.

첨부한 도 6은 최종적으로 얻어진 사인파형과 코사인 파형을 이용하여 위치 정보를 얻도록 하는 과정을 나타내는 모식도이다.

상기와 같은 단일 센서모듈에 의한 검출과정을 통해 최종 얻어진 사인파형(61)과 코사인 파형(62)을 이용하되, 동일한 크기의 사인 파형과 코사인 파형이 있는 경우 이때의 사인과 코사인의 비는 탄젠트(64)로 표시되고, 탄젠트의 역함수인 아크 탄젠트(65)를 취하면, 최종적으로 선형적으로 이동하는 물체의 정확한 위치정보(63)를 얻을 수 있다.

한편, 상기 사인 파형(61)과 코사인 파형(62)의 입력신호를 이용하여 아크 탄젠트 값을 구하는 연산 부분(66)은 상용품인 보간법(interpolation) 전용 IC를 이용할 수도 있고, 사인 파형과 코사인 파형의 입력신호를 AD 컨버터를 이용하여 마이크로 프로세서로 입력한 후 연산 처리하여 위치정보를 얻을 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 주기적인 치차를 갖는 선형전동기의 고정자의 일례를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 단일 센서모듈을 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 단일 센서모듈을 고정자에 인접 배치시킨 상태를 나타내는 사시도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 단일 센서모듈을 고정자에 인접 배치시킨 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4c는 도 4a의 평면도, 도 4d는 도 4c의 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 단일 센서모듈이 도 4a 및 도 4c에 도시된 것과 동일한 배치 구조를 이루되, 고정자의 양쪽에 이격 설치된 단일 센서모듈간의 출력 신호에 대한 위상이 180도가 되도록 선형 홀센서의 검출방향을 변경한 것을 나타내는 평면도,

도 6은 본 발명에 따른 선형 전동기 위치 검출을 위해 얻어진 사인파형과 코사인 파형을 이용하여 위치 정보를 얻는 과정을 나타내는 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 고정자 11 : 치차

20 : 단일 센서모듈 21 : 영구자석

22 : 자성체 코어 23 : 선형 홀센서

24 : 선형 홀센서의 검출방향

20a : 제1단일 센서모듈 20b : 제2단일 센서모듈

20c : 제3단일 센서모듈 20d : 제4단일 센서모듈

41 : 제1공극 42 : 제2공극

61 : 사인파형 62 : 코사인 파형

63 : 위치 정보 64 : 탄젠트

65 : 아크 탄젠트 66 : 연산 부분

Claims

주기적인 치차를 갖는 전동기 고정자와;

상기 고정자의 일측과 제1공극만큼 이격되고, 상호간에 90°위상차가 나도록 이격 배열되어 각각 사인파와 코사인파를 출력하는 제1 및 제2단일 센서모듈과;

상기 고정자의 타측과 제2공극만큼 이격되고, 상호간에 90°위상차가 나도록 만큼 이격 배열되어 각각 사인파와 코사인파를 출력하는 제3 및 제4단일 센서모듈;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 내지 제4단일 센서모듈은,

소정 면적의 영구자석과;

상기 영구자석의 일표면에서 그 양쪽에 일체로 배치되는 자성체 코어와;

상기 영구자석의 일표면에서 자성체 코어 사이에 일체로 배치되어 상기 고정자의 치차쪽과 서로 마주보게 되는 선형 홀센서;

로 구성된 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1 내지 제4단일 센서모듈이 상기 고정자의 치의 한 주기(2τ_p) 거리를 이동하는 경우 상기 선형 홀센서는 그 검출방향과 같은 방향의 자속밀도 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 고정자의 일측에 이격된 제1 및 제2단일 센서모듈의 각 선형 홀센서의 검출방향과, 상기 고정자의 타측에 이격된 제3 및 제4단일 센서모듈의 검출방향이 180°위상차가 나도록 서로 다른 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서.
고정자의 일측 및 타측 위치에 동일한 위상을 갖도록 배치된 제1 및 제3단일 센서모듈이 고정자의 치의 한 주기(2τ_p) 거리를 이동할 때, 제1 및 제3단일 센서모듈의 선형 홀센서에서 자속밀도 성분을 검출하면서 사인파를 출력하는 단계와;

상기 제1 및 제3단일 센서모듈과 90°위상차를 가지면서 상기 고정자의 일측 및 타측 위치에 배치된 제2 및 제4단일 센서모듈이 고정자의 치의 한 주기(2τ_p) 거리를 이동할 때, 제2 및 제4단일 센서모듈의 선형 홀센서에서 자속밀도 성분을 검출하면서 코사인파를 출력하는 단계와;

최종적으로 얻어진 사인파 및 코사인파를 이용하여 탄젠트의 역함수인 아크 탄젠트로 구하여 선형적으로 이동하는 물체의 정확한 위치정보를 얻는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 최종적으로 얻어진 사인파는 상기 제1 및 제3단일 센서모듈에서 각각 검출한 사인파들의 평균값이고, 상기 최종적으로 얻어진 코사인파는 상기 제2 및 제4단일 센서모듈에서 각각 검출한 코사인파들의 평균값을 취하는 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법.
고정자의 일측에 이격된 제1 및 제2단일 센서모듈의 각 선형 홀센서의 검출과, 상기 고정자의 타측에 이격된 제3 및 제4단일 센서모듈의 각 선형 홀센서의 검출이 180°위상차를 가지며 진행되는 단계와;

상기 제1단일 센서모듈의 선형 홀센서의 출력 신호와, 상기 제3단일 센서모듈의 선형 홀센서의 출력 신호간의 차이를 구하여 오프셋이 제거된 사인파를 얻는 단계와;

상기 제2단일 센서모듈의 선형 홀센서의 출력 신호와, 상기 제4단일 센서모 듈의 선형 홀센서의 출력 신호간의 차이를 구하여 오프셋이 제거된 코사인파를 얻는 단계와;

상기 사인파 및 코사인파를 이용하여 탄젠트의 역함수인 아크 탄젠트로 구하여 선형적으로 이동하는 물체의 정확한 위치정보를 얻는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 위치 검출용 자기 센서를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법.