KR20190027351A

KR20190027351A - Dual motor and control system thereof

Info

Publication number: KR20190027351A
Application number: KR1020180133490A
Authority: KR
Inventors: 김훈모; 조성식; 강우용; 김현우; 최익수
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2019-03-14

Abstract

The present invention relates to a dual motor and a control system thereof. According to the present invention, the dual motor has a rotor and a stator having the same center as the rotor and arranged on the inside or the outside of the rotor, wherein the stator includes: a plurality of first bobbins arranged on a circumference at regular intervals; a first drive supplying current to the first bobbin; a plurality of second bobbins located to be alternated with the first bobbin on the circumference; and a second drive supplying the current to the second bobbin. To this end, the stator has an extension unit provided in an end unit adjacent to the rotor, and a part of the motor can be operated even if a defect occurs in the part of the motor, thereby securing safety of a device including the motor.

Description

Dual motor and control system < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 듀얼 모터 및 이의 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 일부분에 고장이 발생하더라도 작동할 수 있어 모터를 포함하는 장치의 안전성을 확보하는 것이 가능한 듀얼 모터 및 이의 제어 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dual motor and a control system thereof, and more particularly, to a dual motor and a control system thereof that can operate even if a failure occurs in a part of the motor, .

모터는 기계나 기구 등을 움직이게 하는 구동장치로서 가장 널리 사용된다. 기계 등의 작동 중에 모터에 고장이 발생하여 멈추는 경우 기계 등이 단순히 본래의 기능을 못하게 되는 것 외에 기계 등 자체의 파손이나 안전사고의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 기계 등을 제작함에 있어서는 모터의 고장에 대비할 수 있는 수단을 강구할 필요가 있다.The motor is most widely used as a driving device for moving a machine or a mechanism. If a motor breaks down due to a malfunction during operation of the machine, etc., the machine may not be able to perform its original function merely, and the machine itself may be damaged or a safety accident may occur. Therefore, in manufacturing a machine or the like, it is necessary to take measures to prepare for the failure of the motor.

공개번호 제10-2015-0010078호의 '페일 세이프 동작을 위한 모터 제어 장치 및 이의 제어 방법'은 모터의 운행 중에 고장이 발생하였을 때 모터가 장착된 장치의 운행이 정지되는 문제점을 방지할 수 있는 종래기술 중의 하나로서, 운행중 고장에 따른 MCU(Motor control Unit) 내부 폴트 신호를 감지하여 셋(set)하는 폴트 신호 셋 단계, MCU의 PWM(Pulse Width Modulation) 생성 신호를 오프하는 PWM 신호 오프 단계, 모터를 제어하기 위한 VCU(Vehicle Control Unit) 토크 레퍼런스 신호를 초기화하는 토크 레퍼런스 신호 초기화 단계, 제1 설정값 경과 후 상기 MCU 내부 폴트 신호를 리셋하는 폴트 신호 리셋 단계 및 상기 MCU 내부 폴트 신호의 발생시 MCU의 재시도 횟수를 카운팅하는 MCU 재시도 카운트 단계를 통하여 모터를 제어한다.Open No. 10-2015-0010078 discloses a motor control apparatus for fail safe operation and a control method thereof that can prevent a problem that the operation of a motor-equipped device is stopped when a failure occurs during operation of the motor. A fault signal set step for detecting and setting an internal fault signal of an MCU (motor control unit) in accordance with a fault in operation, a PWM signal off step for turning off a PWM (Pulse Width Modulation) generation signal of the MCU, A resetting step of resetting the internal fault signal of the MCU after a lapse of a first set value, and a fault resetting step of resetting the MCU internal fault signal when the MCU internal fault signal is generated, The motor is controlled through the MCU retry counting step, which counts the number of retries.

그러나 상기 종래기술에 의해서는 노이즈나 제어 불안정으로 인한 고장에 대비할 수는 있지만 모터 자체에 고장이 발생한 경우에는 대비할 수 없다.However, according to the above-described conventional technique, it is possible to prepare for a failure due to noise or control instability, but can not prepare for a failure in the motor itself.

KRKR 10-2015-001007810-2015-0010078 AA KRKR 10-2013-004475610-2013-0044756 AA KRKR 10-2013-009880910-2013-0098809 AA

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모터의 일부 구성이나 모터의 제어와 관련된 구성에 고장이 발생한 경우에 대비할 수 있는 듀얼 모터 및 이의 제어 시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a dual motor and a control system thereof, which can cope with a problem in a configuration related to a part of a motor or a control of a motor.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 회전자, 및 상기 회전자와 동일한 중심을 가지며 상기 회전자의 내측 또는 외측에 배치되는 고정자를 구비하는 모터에 있어서, 상기 고정자는, 원주 상에서 등간격으로 배치되는 다수 개의 제1 보빈; 상기 제1 보빈에 전류를 공급하는 제1 드라이브; 상기 원주 상에서 상기 제1 보빈과 교대로 위치하는 다수 개의 제2 보빈; 및 상기 제2 보빈에 전류를 공급하는 제2 드라이브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모터에 의해 달성된다.According to the present invention, the above object is achieved by a motor comprising a rotor and a stator having the same center as the rotor and disposed inside or outside the rotor, the stator being arranged at regular intervals on the circumference A plurality of first bobbins; A first drive for supplying current to the first bobbin; A plurality of second bobbins positioned alternately with the first bobbin on the circumference; And a second drive for supplying a current to the second bobbin.

상기 제1 보빈과 상기 제2 보빈은, 상기 회전자에 인접하는 단부에 확장부를 각각 구비하는 것이 바람직하다.The first bobbin and the second bobbin may each include an extension at an end adjacent to the rotor.

상기 확장부는, 인접한 양측 확장부 중 일측에 위치한 확장부 방향으로 기울어지게 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the extension portion is formed to be inclined toward the extension portion located at one side of the adjacent both side extension portions.

상기 확장부는, 일단부가 인접한 양측 확장부 중 일측에 위치한 확장부 방향으로 연장되고, 타단부가 인접한 양측 확장부 중 타측에 위치한 확장부 방향으로 연장되는 것이 바람직하다.It is preferable that the extension portion extends in the direction of the extension portion at one side of one of the adjacent extension portions and the other end portion extends in the direction of the extension portion at the other of the adjacent both extension portions.

상기 확장부는, 호(弧) 형상으로 형성되어, 양단부가 인접한 양측 확장부 중 일측에 위치한 확장부 방향을 향하고, 양단부의 사이부가 인접한 양측 확장부 중 타측에 위치한 확장부 방향을 향하는 것이 바람직하다.Preferably, the expanding portion is formed in an arcuate shape so that both end portions thereof are directed toward the expanding portion located at one side of the adjacent two side expanding portions, and the portion between the both end portions is directed toward the expanding portion located at the other side of the adjacent both side expanding portions.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 듀얼 모터의 제어 시스템에 있어서, 상기 제1 드라이브의 출력단과 상기 제2 드라이브의 출력단에 전류가 흐르는지의 여부를 진단하는 고정자 진단부; 및 상기 고정자 진단부의 진단에 따라 상기 제1 드라이브와 상기 제2 드라이브에 대한 전류의 입력을 제어하는 전류 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모터의 제어 시스템이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, in the dual-motor control system, a stator diagnosis unit diagnoses whether or not a current flows through an output terminal of the first drive and an output terminal of the second drive; And a current controller for controlling input of a current to the first drive and the second drive according to diagnosis of the stator diagnosis unit.

상기 고정자 진단부가 상기 제1 드라이브의 출력단과 상기 제2 드라이브의 출력단에서 전류가 흐르는 것으로 진단한 경우, 상기 전류 제어부는 상기 제1 드라이브와 상기 제2 드라이브에 정상 전류를 입력하는 것이 바람직하다.If the stomach diagnosing unit diagnoses that current flows at the output terminal of the first drive and the output terminal of the second drive, the current controller preferably inputs a steady current to the first drive and the second drive.

상기 고정자 진단부가 상기 제1 드라이브의 출력단과 상기 제2 드라이브의 출력단 중 어느 한 곳에서만 전류가 흐르는 것으로 진단한 경우, 상기 전류 제어부는 상기 제1 드라이브와 상기 제2 드라이브 중 출력단에서 전류가 흐르지 않는 곳에 대하여 전류의 입력을 차단하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 전류 제어부는 상기 제1 드라이브와 상기 제2 드라이브 중 출력단에서 전류가 흐르는 곳에 대하여 비상 전류를 입력하는 것이 바람직하다.When the stator diagnosis unit diagnoses that current flows only in one of the output terminal of the first drive and the output terminal of the second drive, the current control unit controls the current flowing in the output terminal of the first drive and the second drive It is preferable to cut off the input of the current to the place. At this time, it is preferable that the current controller inputs an emergency current in a place where a current flows in the output terminal of the first drive and the second drive.

상기 듀얼 모터의 회전 속도를 측정하는 모터센서의 센싱값을 진단하는 센서 진단부를 더 포함할 수 있다.And a sensor diagnosis unit for diagnosing a sensing value of the motor sensor for measuring the rotation speed of the dual motor.

상기 센서 진단부는 상기 센싱값 중 일정 범위를 벗어난 것을 필터링 하는 것이 바람직하다.And the sensor diagnosis unit may filter the sensing values out of a predetermined range.

상기 제1 드라이브의 출력단과 상기 제2 드라이브의 출력단의 출력 전류값을 측정하고 상기 출력 전류값을 통해 회전자의 회전 속도 추정값을 구하는 센서리스 옵저버를 더 포함하는 것이 바람직하다.And a sensorless observer for measuring an output current value of an output terminal of the first drive and an output terminal of the second drive and obtaining an estimated rotational speed of the rotor through the output current value.

상기 센싱값과 상기 추정값에 일정치 이상의 차이가 있는 경우, 상기 추정값은 상기 센싱값을 대체하는 것이 바람직하다.If the sensed value and the estimated value differ by more than a predetermined value, the estimated value may replace the sensed value.

본 발명의 듀얼 모터는 서로 다른 전기회로에 의해 제어되는 2개 군의 보빈들을 구비하므로, 듀얼 모터가 작동하는 중에 어느 한 군의 보빈에 고장이 발생하더라도 나머지 한 군의 보빈은 작동할 수 있어 듀얼 모터가 장착된 기계장치 등이 갑작스럽게 작동을 멈추는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 기계장치 등이 파손되거나 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Since the dual motor of the present invention includes the two groups of bobbins controlled by different electric circuits, the bobbin of the other group can operate even if the bobbin of one group fails while the dual motor is operating, It is possible to prevent the machine equipped with the motor from suddenly stopping the operation. As a result, it is possible to prevent a mechanical device or the like from being damaged or a safety accident from occurring.

그리고 2개 군의 보빈들이 함께 동작하는 경우에서 어느 한 군의 보빈들만이 동작하는 경우로의 전환이 일시적인 충격이나 멈춤의 발생 없이 매끄럽게 이루어지고, 각 경우에 있어 제어 인자들이 대부분 동일하므로 제어가 용이하다.In the case where two groups of bobbins are operated together, the transition to the case where only one group of bobbins are operated is smoothly performed without occurrence of a temporary shock or stop, and in each case, Do.

본 발명에 의한 듀얼 모터 제어 시스템에 의하면, 듀얼 모터에서 한 군의 보빈들만이 동작하는 경우에 공급하는 전류를 조절하여 2개 군의 보빈들이 함께 동작할 때와 유사한 성능을 발휘하도록 할 수 있다.According to the dual motor control system of the present invention, when only one group of bobbins is operated in a dual motor, the current supplied to the two motors can be controlled to exhibit similar performance to that of two groups of bobbins.

또한, 고정자에 고장이 발생한 경우뿐만 아니라 모터센서에 고장이 발생한 경우에도 듀얼 모터를 안정적으로 동작시킬 수 있다.Further, the dual motor can be stably operated not only when a failure occurs in the stator but also when a failure occurs in the motor sensor.

도 1은 본 발명에 의한 듀얼 모터의 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 듀얼 모터의 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 듀얼 모터를 구성하는 확장부에 관한 설명도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 듀얼 모터 제어 시스템의 개략적인 구성도,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 듀얼 모터 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a sectional view of a dual motor according to the present invention,
2 is an exploded perspective view of a dual motor according to the present invention,
3 is an explanatory diagram of an extension part constituting a dual motor according to the present invention,
4 is a schematic configuration diagram of a dual-motor control system according to a first embodiment of the present invention;
5 is a schematic block diagram of a dual motor control system according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명에 의한 듀얼 모터(1)의 단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 상기 듀얼 모터(1)의 분해 사시도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a sectional view of a dual motor 1 according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the dual motor 1. As shown in FIG.

본 발명에 의한 듀얼 모터(1)는 회전자(10)와 고정자(20)를 구비하여 회전자(10)의 영구자석과 고정자(20)의 코일 사이에서 발생하는 인력과 척력의 조절에 의해 동작하는 일반적인 모터의 원리를 기본 원리로 한다.The dual motor 1 according to the present invention includes the rotor 10 and the stator 20 and is operated by adjusting the attractive force and the repulsive force generated between the permanent magnet of the rotor 10 and the coil of the stator 20 The principle of a general motor is set as a basic principle.

회전자(10)는 고정자(20)와의 상호작용에 의해 회전하여 운동에너지가 발생하는 부분으로, 전체적인 형상이 원통형으로 이루어지며 내주면의 둘레 상에서 다수 개의 영구자석(미도시)이 등간격으로 배치된다. 다수 개의 영구자석은 양극(N극과 S극)이 서로 번갈아가며 내부 중심을 향한다. 회전자(10)의 중심부에는 운동에너지를 외부에 전달하기 위한 회전축(11)이 형성된다.The rotor 10 is a part where kinetic energy is generated by the rotation of the stator 20 by interaction with the stator 20. The rotor 10 has a cylindrical shape as a whole and a plurality of permanent magnets (not shown) are arranged at regular intervals on the circumference of the inner circumferential surface . A plurality of permanent magnets alternately face the inner center of the anode (N pole and S pole). A rotating shaft (11) for transmitting kinetic energy to the outside is formed at the center of the rotor (10).

고정자(20)는 상기 회전자(10)와 동일한 중심을 가지는 상태로 상기 회전자(10)의 내부에 배치된다. 고정자(20)의 외측 둘레를 따라서는 다수 개의 보빈이 형성되며, 상기 보빈에는 각각 코일이 감기게 된다. 이러한 고정자(20)는 코일에 전류가 흐르는 보빈의 위치를 계속해서 변화시켜 회전자(10)의 영구자석에 가해지는 척력과 인력의 위치를 변화시킴으로써 회전자(10)를 회전하게 한다.The stator 20 is disposed inside the rotor 10 with the same center as the rotor 10. A plurality of bobbins are formed along the outer circumference of the stator 20, and coils are wound on the bobbins. The stator 20 continuously changes the position of the bobbin through which the current flows in the coils to change the repulsive force applied to the permanent magnets of the rotor 10 and the position of the attracting force, thereby rotating the rotor 10. [

일반적인 모터에서 고정자의 보빈들은 하나의 전기회로에 의해 어느 보빈의 코일에 전류를 흐르게 하는지가 제어되는 것에 비하여, 본 발명에 의한 듀얼 모터(1)에서는 보빈들이 2개 군으로 나뉘고 각 군은 서로 다른 전기회로에 의해 제어된다.The bobbins of the stator in the general motor are controlled to flow current to the coil of one bobbin by one electric circuit, whereas in the dual motor 1 according to the present invention, the bobbins are divided into two groups, It is controlled by an electric circuit.

상기 고정자(20)는 보다 자세하게, 중심대(25), 다수 개의 제1 보빈(21), 제1 드라이브(22), 다수 개의 제2 보빈(23) 및 제2 드라이브(24)를 포함하여 이루어진다. 참고로, 보빈에 전류가 공급된다거나 보빈이 작동한다는 것은, 보빈에 감긴 코일에 전류가 공급되거나 코일에 공급된 전류에 의해 전자기장이 발생한다는 의미이다.The stator 20 includes a center belt 25, a plurality of first bobbins 21, a first drive 22, a plurality of second bobbins 23, and a second drive 24 . For reference, the fact that a current is supplied to the bobbin or that the bobbin is operating means that current is supplied to the coil wound on the bobbin or an electromagnetic field is generated by the current supplied to the coil.

중심대(25)는 고정자(20)의 중심에 위치하며 원통형으로 이루어진다.The center bar 25 is located at the center of the stator 20 and has a cylindrical shape.

다수 개의 제1 보빈(21)은 상기 중심대(25)의 외주면 둘레 상에서 등간격으로 배치되며, 다수 개의 제2 보빈(23)은 마찬가지로 상기 중심대(25)의 외주면 둘레 상에서 등간격으로 배치되되 각각의 제2 보빈(23)은 제1 보빈(21)과 교대로 배치된다.A plurality of first bobbins 21 are arranged at equal intervals around the outer circumference of the center bobbin 25 and a plurality of second bobbins 23 are equally spaced around the outer circumference of the center bobbin 25 Each second bobbin 23 is disposed alternately with the first bobbin 21.

그리고 다수 개의 제1 보빈(21)은 제1 드라이브(22)에 의해 전류를 공급받고, 다수 개의 제2 보빈(23)은 제2 드라이브(24)에 의해 전류를 공급받는다. 즉, 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23)은 서로 다른 전기회로에 의해 전류의 공급이 제어된다. 참고로, 도 2 상에서 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)는 별도로 도시되어 있지 않고 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)가 지나는 하나의 전력 공급경로부(S)가 도시되어 있다.A plurality of first bobbins 21 are supplied with current by the first drive 22 and a plurality of second bobbins 23 are supplied with current by the second drive 24. That is, the first bobbin 21 and the second bobbin 23 are controlled to supply current by different electric circuits. 2, the first drive 22 and the second drive 24 are not separately shown and one power supply path portion S through which the first drive 22 and the second drive 24 pass is Respectively.

이러한 본 발명의 듀얼 모터(1)는 상기한 바와 같이 서로 다른 전기회로에 의해 제어되는 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23)을 구비하므로, 듀얼 모터(1)가 작동하는 중에 어느 한 보빈의 전기회로에 단선이나 단락 등의 고장이 발생하더라도 나머지 보빈에는 계속해서 전류가 공급될 수 있다. 따라서, 듀얼 모터(1)가 장착된 기계장치 등이 갑작스럽게 작동을 멈추어 기계장치 등이 파손되거나 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Since the dual motor 1 of the present invention includes the first bobbin 21 and the second bobbin 23 that are controlled by different electric circuits as described above, Even if a failure such as a short circuit or a short circuit occurs in the electric circuit of the bobbin, the remaining bobbins can be continuously supplied with current. Therefore, it is possible to prevent the mechanical device or the like equipped with the dual motor 1 from suddenly stopping operation, causing breakage of the mechanical device or the like or occurrence of safety accident.

그리고 제1·2 보빈(21, 23)이 함께 동작하는 경우와 제1·2 보빈(21, 23) 중 어느 한 보빈만이 동작하는 경우 각각에는 동작하는 보빈들 사이의 간격이 다를 뿐 고정자(20)와 회전자(10) 사이의 위치관계가 다른 것은 아니므로 제1·2 보빈(21, 23)이 함께 동작하는 경우에서 어느 한 보빈만이 동작하는 경우로의 전환이 일시적인 충격이나 멈춤의 발생 없이 매끄럽게 이루어지고, 각 경우에 있어 제어 인자들이 대부분 동일하므로 제어가 용이하다.When the first and second bobbins 21 and 23 are operated together with the first and second bobbins 21 and 23, the gap between the first and second bobbins 21 and 23 is different from each other. 20 and the rotor 10 are not different from each other, the first and second bobbins 21, 23 are operated together, so that switching to a case where only one bobbin is operated is a temporary shock or stop Smoothly without occurrence, and the control factors are easy to control since the control factors are almost the same in each case.

회전자(10)와 고정자(20)의 위치는 도 1 등에 도시된 것과는 반대로, 회전자(10)가 내부에 위치하여 회전자(10)의 외주면을 따라 영구자석이 배치되고 회전자(10)의 외부에 배치되는 고정자(20)의 내주면에서 제1·2 보빈(21, 23)이 돌출되도록 형성될 수도 있음은 당연하다.The position of the rotor 10 and the stator 20 are the same as those of the rotor 10 shown in Fig. 1 or the like except that the rotor 10 is positioned inside the rotor 10, the permanent magnets are disposed along the outer circumferential surface of the rotor 10, The first and second bobbins 21 and 23 may be formed to protrude from the inner circumferential surface of the stator 20 disposed outside of the stator 20. [

상기 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23)은 각각 회전자(10)에 인접하는 단부에 확장부(E)를 구비할 수 있다.The first bobbin 21 and the second bobbin 23 may each have an extension E at an end adjacent to the rotor 10.

보빈들 사이의 간격에 의해, 회전자(10)와 고정자(20) 사이에 형성되는 회전자계는 회전자(10)가 회전함에 따라 주기적으로 계속해서 변화하게 되고, 이로 인하여 코깅 토크(cogging torque)가 발생하게 된다. 그리고 코깅 토크는 모터의 작동시 소음과 진동을 유발하게 된다.Due to the gap between the bobbins, the rotor system formed between the rotor 10 and the stator 20 continuously changes periodically as the rotor 10 rotates, thereby causing cogging torque, . And the cogging torque causes noise and vibration during operation of the motor.

상기 확장부(E)는 보빈들(21, 23)의 회전자(10) 방향 단부에서 보빈들(21, 23)의 간격 방향으로 연장되도록 형성되어, 확장부(E)와 인접한 부분에서 보빈들(21, 23) 사이의 간격을 줄여줌으로써 코깅 토크가 발생하는 것을 방지한다.The extension portion E is formed so as to extend in the spacing direction of the bobbins 21 and 23 at the ends of the bobbins 21 and 23 in the direction of the rotor 10, (21, 23), thereby preventing cogging torque from being generated.

상기 확장부(E)는 인접한 양측 확장부 중 일측에 위치한 확장부 방향으로 기울어지게 형성되는 것이 바람직하다. 도 3의 (a)에는 이러한 확장부(E)에 관한 설명도가 도시되어 있다.Preferably, the extension (E) is formed to be inclined in the direction of the extension located at one side of the adjacent both side extensions. Fig. 3 (a) is an explanatory diagram of such an extension E. In Fig.

제1 보빈(21)과 제2 보빈(23)이 모두 작동할 때에는 확장부(E)에 의해 보빈들(21, 23) 사이의 간격이 줄어들게 되지만, 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23) 중 어느 한 보빈만이 작동하는 경우에는 하나 걸러 하나의 보빈만이 작동하므로 작동하는 보빈들 사이의 간격이 상대적으로 커지게 된다.When the first bobbin 21 and the second bobbin 23 are both operated, the distance between the bobbins 21 and 23 is reduced by the extension E, but the distance between the first bobbin 21 and the second bobbin 23 23, only one bobbin operates, so that the gap between the bobbins is relatively large.

그런데 본 실시예에서와 같이 확장부(E)를 기울어지게 형성하는 경우, 회전자(10)의 한 영구자석이 다수 개의 보빈과 인접하게 되어 보빈들 사이의 간격이 줄어드는 것과 같은 효과가 발생하게 된다. 예를 들어, 도 3의 (a)에서와 같이 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23) 중 제1 보빈(21)만이 작동할 때 하나의 제1 보빈(21)은 상단부가 한 영구자석(12)의 상단부에 접하고 다음 위치의 제1 보빈(21)은 하단부가 한 영구자석(12)의 하단부에 접하게 되어, 제1 보빈(21)들이 이격되어 있음에도 불구하고 회전자(10)에 크기가 크게 변화하지 않는 연속적인 전자기력을 가하게 된다.However, when the extension portion E is formed to be inclined as in the present embodiment, a permanent magnet of the rotor 10 is adjacent to a plurality of bobbins to reduce the interval between the bobbins . For example, when only the first bobbin 21 of the first bobbin 21 and the second bobbin 23 operates as shown in FIG. 3A, one of the first bobbins 21 has one end The first bobbin 21 in contact with the upper end of the magnet 12 and the lower end of the first bobbin 21 in contact with the lower end of the permanent magnet 12 are in contact with the rotor 10 A continuous electromagnetic force whose magnitude does not change greatly is applied.

상기 확장부(E)의 일단부에는 인접한 양측 확장부 중 일측에 위치한 확장부 방향으로 연장되는 제1 연장부(E1)가 형성되고, 확장부(E)의 타단부에는 인접한 양측 확장부 중 타측에 위치한 확장부 방향으로 연장되는 제2 연장부(E2)가 형성될 수도 있다. 도 3의 (a)에서는 제1 연장부(E1)와 제2 연장부(E2)가 확장부(E)의 양단부에서 서로 반대되는 방향으로 꺾이어 형성된 것을 볼 수 있다.A first extension E1 is formed at one end of the extension E and extends in the direction of the extension located at one side of the adjacent extension, and the other end of the extension E is connected to the other A second extending portion E2 extending in the direction of the extension portion may be formed. In FIG. 3A, it can be seen that the first extending portion E1 and the second extending portion E2 are bent at opposite ends of the extending portion E in opposite directions.

서로 반대되는 방향으로 연장 형성된 제1 연장부(E1)와 제2 연장부(E2)는, 확장부(E)를 기울어지게 형성하는 경우와 유사하게 보빈들 사이의 간격을 줄이는 것과 같은 효과를 발휘하게 된다. 즉, 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23) 중 제1 보빈(21)만이 작동할 때 제1 보빈(21)의 상단부에 위치한 제1 연장부(E1)는 한 영구자석(12)의 상단부에 접하고 다음 위치 제1 보빈(21)의 하단부에 위치한 제2 연장부(E2)는 한 영구자석(12)의 하단부에 접하게 된다.The first extended portion E1 and the second extended portion E2 extending in opposite directions exert the effect of reducing the interval between the bobbins similarly to the case of forming the extending portion E to be inclined . That is, when only the first bobbin 21 of the first bobbin 21 and the second bobbin 23 is operated, the first extended portion E1 located at the upper end of the first bobbin 21 is connected to one permanent magnet 12, And the second extended portion E2 located at the lower end of the next first bobbin 21 is brought into contact with the lower end of the permanent magnet 12. [

확장부(E)는 도 3의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 호(弧) 형상으로 이루어질 수도 있다.The extension E may have an arc shape as shown in FIG. 3 (b).

이 경우, 확장부(E)의 양단부(E3)는 인접한 양측 확장부 중 일측에 위치한 확장부 방향을 향하고, 상기 양단부(E3)의 사이에 위치한 사이부(E4)는 인접한 양측 확장부 중 타측에 위치한 확장부 방향을 향하게 된다. 이에 따라, 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23) 중 제1 보빈(21)만이 작동할 때, 제1 보빈(21)의 양단부(E3)는 한 영구자석(12)의 양단부에 접하고 다음 위치 제1 보빈(21)의 사이부(E4)는 한 영구자석(12)의 중간부에 접하게 되므로, 제1 보빈(21)들이 이격되어 있음에도 불구하고 회전자(10)에 크기가 크게 변화하지 않는 연속적인 전자기력을 가할 수 있게 된다.In this case, both end portions E3 of the expanding portion E are directed toward the expanding portion located at one side of the adjacent two side expanding portions, and the interspace E4 located between the both end portions E3 is located at the other side of the adjacent both side expanding portions To the direction of the extension. Accordingly, when only the first bobbin 21 of the first bobbin 21 and the second bobbin 23 operates, both ends E3 of the first bobbin 21 are in contact with both ends of one permanent magnet 12 The intermediate portion E4 of the first bobbin 21 at the next position is in contact with the middle portion of the permanent magnet 12 so that the size of the rotor 10 is greatly changed even though the first bobbins 21 are spaced apart. It is possible to apply a continuous electromagnetic force that is not applied.

본 발명에 의한 듀얼 모터(1)는 상기한 것과 같은 구성들 외에 회전자(10)의 회전축(11)이 일정 위치에서 회전할 수 있도록 지지하는 지지부(80)와 같이 일반적인 모터가 가지는 구성들을 더 구비할 수 있음은 당연하다.The dual motor 1 according to the present invention has the same structure as the conventional motor such as the support portion 80 for supporting the rotation shaft 11 of the rotor 10 so as to rotate at a predetermined position It is obvious that the present invention can be provided.

이하에서는 상기 듀얼 모터의 제어 시스템에 대하여 설명한다.Hereinafter, the control system of the dual motor will be described.

도 4에는 본 발명의 제1 실시예에 의한 듀얼 모터의 제어 시스템과 관련된 개략적인 구성도가 도시되어 있다.Fig. 4 is a schematic block diagram showing a control system for a dual motor according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 실시예에 의한 듀얼 모터의 제어 시스템은 고정자 진단부(30)와 전류 제어부(40)를 포함한다.The control system of the dual motor according to the first embodiment of the present invention includes a stator diagnosis unit 30 and a current control unit 40.

고정자 진단부(30)는 듀얼 모터(1)의 고정자(20)에 단선이나 단락 등의 하드웨어적 고장이 없는지 확인하는 역할을 한다. 보다 구체적으로 상기 고정자 진단부(30)는 제1 드라이브(22)의 출력단과 제2 드라이브(24)의 출력단에 전류가 흐르는지의 여부를 진단하여 고정자(20)에 하드웨어적 고장이 발생하였는지 확인한다.The stator diagnosis unit 30 serves to check whether the stator 20 of the dual motor 1 has a hardware fault such as disconnection or short circuit. More specifically, the stator diagnosis unit 30 diagnoses whether a current flows in the output terminal of the first drive 22 and the output terminal of the second drive 24, and checks whether a hardware failure has occurred in the stator 20 .

전류 제어부(40)는 상기 고정자 진단부(30)의 진단에 따라 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)에 대한 전류의 입력을 제어한다.The current controller 40 controls the current input to the first drive 22 and the second drive 24 according to the diagnosis of the stator diagnosis unit 30. [

도 4의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 고정자(20)에 어떠한 하드웨어적 고장도 발생하지 않아 상기 고정자 진단부(30)가 제1 드라이브(22)의 출력단과 제2 드라이브(24)의 출력단에서 전류가 흐르는 것으로 진단한 경우, 전류 제어부(40)는 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24) 각각에 일정한 크기의 정상 전류를 입력한다. 이에 따라, 고정자(20)의 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23) 모두가 회전자(10)에 전자기력을 가하여 회전자(10)가 회전하게 된다.The stator diagnosis unit 30 detects the output of the first drive 22 and the output of the second drive 24 as shown in Figure 4 (b) The current controller 40 inputs a steady current of a predetermined magnitude to each of the first drive 22 and the second drive 24. This causes both the first bobbin 21 and the second bobbin 23 of the stator 20 to apply an electromagnetic force to the rotor 10 to rotate the rotor 10.

그리고 도 4의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이, 고정자(20)의 제1 보빈(21) 또는 제2 보빈(23)의 전기회로에 하드웨어적 고장이 발생하여 고장자 진단부가 제1 드라이브(22)의 출력단과 제2 드라이브(24)의 출력단 중 어느 한 곳에서만 전류가 흐르는 것으로 진단한 경우에는, 전류 제어부(40)가 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24) 중 출력단에서 전류가 흐르지 않는 곳에 대하여 전류의 입력을 차단한다. 이에 따라, 이미 고장이 발생한 보빈으로 전류가 공급되는 것을 방지할 수 있다. 전류 제어부(40)가 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24) 중 어느 한 드라이브에 대하여 전류의 입력을 차단하더라도, 나머지 드라이브에는 전류가 입력되고 적어도 어느 하나의 보빈은 작동할 수 있으므로 듀얼 모터(1)는 계속해서 구동력을 발생시킬 수 있고, 듀얼 모터(1)가 장착된 기계장치 등이 갑작스럽게 멈추는 것을 방지할 수 있다.As shown in Fig. 4 (c), a hardware failure occurs in the electric circuit of the first bobbin 21 or the second bobbin 23 of the stator 20, The current controller 40 controls the currents flowing through the output terminals of the first drive 22 and the second drive 24 at the output terminals of the first drive 22 and the second drive 24, The input of the current is cut off where the current does not flow. Thus, current can be prevented from being supplied to the bobbin in which the failure has already occurred. Even if the current control unit 40 interrupts the current input to any one of the first drive 22 and the second drive 24, the current is input to the remaining drive, and at least one of the bobbins can operate, The motor 1 can continuously generate the driving force and can prevent the mechanical device or the like equipped with the dual motor 1 from suddenly stopping.

제1 보빈(21)과 제2 보빈(23) 중 어느 한 보빈의 전기회로에 하드웨어적 고장이 발생하였을 때, 상기 전류 제어부(40)는 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24) 중 출력단에서 전류가 흐르는 곳, 즉 고장이 발생하지 않은 부분에 대하여 정상 전류보다 1.5 ~ 2배 정도 크기의 비상 전류를 입력하는 것이 바람직하다.When a hardware failure occurs in an electric circuit of the bobbin of either the first bobbin 21 or the second bobbin 23, the current control unit 40 controls the drive of the first drive 22 and the second drive 24 It is desirable to input an emergency current having a magnitude of about 1.5 to 2 times larger than a steady current at a place where a current flows at the output terminal, that is, a portion where no fault has occurred.

제1 보빈(21)과 제2 보빈(23) 중 어느 한 보빈만이 작동하는 경우에 어느 한 보빈에 정상 전류를 입력하면, 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23)이 모두 작동하는 경우에 비하여 듀얼 모터(1)가 발생시키는 구동력이 작아지게 된다.When only one bobbin of the first bobbin 21 and the second bobbin 23 operates, when a normal current is inputted to a bobbin, both the first bobbin 21 and the second bobbin 23 operate The driving force generated by the dual motor 1 becomes smaller.

그런데 고장이 발생하지 않은 보빈에 비상 전류를 입력하면 한 군의 보빈으로, 고장이 발생하지 않은 듀얼 모터(1)가 발생시키는 구동력과 거의 같은 크기의 구동력을 발생시키는 것이 가능하다.However, when the emergency current is inputted to the bobbin in which the failure has not occurred, it is possible to generate a driving force of approximately the same magnitude as the driving force generated by the dual motor 1 in which failure has not occurred, by the bobbin of one group.

모터에서 원하는 크기의 구동력을 얻기 위해서는 모터의 회전자(10)가 회전하는 속도를 측정하면서 목표 속도와 실제 속도의 차이를 줄이는 방법을 사용하게 되고, 회전자(10)의 회전 속도는 모터센서(50)를 이용하여 측정할 수 있다.In order to obtain a desired driving force from the motor, a method of reducing the difference between the target speed and the actual speed is used while measuring the rotating speed of the rotor 10 of the motor. 50).

본 발명의 제2 실시예에 의한 듀얼 모터의 제어 시스템은 이러한 모터센서(50)에 고장이 발생한 경우에도 듀얼 모터(1)가 안전하게 작동할 수 있도록 한다. 도 5에는 본 발명의 제2 실시에에 의한 듀얼 모터 제어 시스템의 개략적인 설명도가 도시되어 있다.The control system of the dual motor according to the second embodiment of the present invention enables the dual motor 1 to operate safely even when a failure occurs in the motor sensor 50. [ 5 is a schematic explanatory diagram of a dual motor control system according to a second embodiment of the present invention.

제2 실시예에 의한 듀얼 모터의 제어 시스템은 센서 진단부(60)를 더 포함한다.The control system of the dual motor according to the second embodiment further includes a sensor diagnosis unit 60. [

모터센서(50)는 앞서 설명한 바와 같이 회전자(10)의 회전 속도를 측정하는 역할을 하며, 고정자(20) 부분에 배치된다.The motor sensor 50 serves to measure the rotational speed of the rotor 10 as described above, and is disposed in the stator 20 portion.

센서 진단부(60)는 상기 모터센서(50)에서 측정한 회전자(10)의 회전 속도에 관한 센싱값을 측정한다.The sensor diagnosis unit 60 measures the sensed value of the rotational speed of the rotor 10 measured by the motor sensor 50.

상기 센싱값은 일반적인 경우에는 전류 제어부(40)에서 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)로 입력하는 전류값을 정하는 데 그대로 사용된다. 즉, 센싱값과 목표값을 비교하여 센싱값이 목표값보다 작은 경우에는 전류 제어부(40)에서 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)에 더 큰 전류값을 입력하고, 센싱값이 목표값보다 큰 경우에는 전류 제어부(40)에서 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)에 더 작은 전류값을 입력한다.In general, the sensing value is used to determine the current value input to the first drive 22 and the second drive 24 by the current controller 40. That is, when the sensed value is compared with the target value and the sensed value is smaller than the target value, the current controller 40 inputs a larger current value to the first drive 22 and the second drive 24, If the current value is larger than the target value, the current controller 40 inputs a smaller current value to the first drive 22 and the second drive 24.

그런데 상기 모터센서(50)가 고정자(20) 부분에 배치되는 이유로 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)에서 출력되는 전류의 영향을 받아 모터센서(50)가 일시적으로 오작동하고 센싱값이 정상 범위를 벗어나는 경우가 발생할 수 있다. 그리고 이처럼 정상 범위를 벗어난 센싱값을 그대로 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)에 입력되는 전류값을 구하는 데 사용하는 경우 듀얼 모터(1)에 고장이 발생할 수 있다.However, because the motor sensor 50 is disposed on the stator 20, the motor sensor 50 is temporarily malfunctioned due to the influence of the currents output from the first and second drives 22 and 24, May deviate from the normal range. If the sensed value outside the normal range is used to obtain the current value input to the first drive 22 and the second drive 24 as such, the failure of the dual motor 1 may occur.

따라서, 상기 센서 진단부(60)가 센싱값 중 정상 범위를 벗어난 값을 필터링 하여, 정상 범위에 있지 않은 센싱값이 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)에 입력되는 전류값을 구하는 데 사용되지 않도록 할 수 있다.Therefore, the sensor diagnosis unit 60 may filter the values out of the normal range of the sensed values, and a sensed value that is not in the normal range may be used to obtain a current value input to the first drive 22 and the second drive 24 Can be avoided.

제2 실시예에 의한 듀얼 모터의 제어 시스템은 센서리스 옵저버(70)를 더 구비할 수 있다.The control system of the dual motor according to the second embodiment may further include a sensorless observer 70.

센서리스 옵저버(70)는 상기 모터센서(50)와는 별도로 회전자(10)의 회전 속도를 구한다. 사양이 정해진 듀얼 모터(1)에서 회전자(10)의 회전 속도에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)에서 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23)으로 전달되는 전류의 크기이다.The sensorless observer 70 obtains the rotational speed of the rotor 10 separately from the motor sensor 50. The factors that have the greatest influence on the rotational speed of the rotor 10 in the speci fi ed dual motor 1 are the first bobbin 21 and the second bobbin 21 in the first drive 22 and the second drive 24 23). &Lt; / RTI >

상기 센서리스 옵저버(70)는 제1 드라이브(22)의 출력단과 제2 드라이브(24)와 출력단에서 출력 전류값을 측정하고 상기 출력 전류값을 통해 회전자(10)의 회전 속도를 추정하여 추정값을 구한다.The sensorless observer 70 measures the output current value at the output terminal of the first drive 22, the second drive 24 and the output terminal, estimates the rotational speed of the rotor 10 through the output current value, .

모터센서(50)가 정상적으로 작동하는 경우 상기 센싱값과 추정값의 거의 차이가 없지만, 모터센서(50)에 고장이 발생한 경우에는 센싱값과 추정값에 차이가 발생하고 이러한 차이를 통해 모터센서(50)에 고장이 발생한 것을 확인하는 것이 가능하다.In the case where the motor sensor 50 operates normally, there is almost no difference between the sensing value and the estimated value. However, when a failure occurs in the motor sensor 50, a difference occurs between the sensed value and the estimated value, It is possible to confirm that a failure has occurred in the system.

그리고 센싱값과 추정값에 일정치 이상의 차이가 있는 경우, 추정값으로 센싱값을 대체하여 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)의 입력 전류값을 구한다. 이에 따라, 모터센서(50)에 고장이 발생한 경우에도 듀얼 모터(1)가 계속해서 안정적으로 작동할 수 있다.If there is a difference between the sensed value and the estimated value, the input value of the first drive 22 and the second drive 24 is obtained by replacing the sensed value with the estimated value. As a result, even when a failure occurs in the motor sensor 50, the dual motor 1 can continue to operate stably.

추정값에 의한 듀얼 모터(1)의 안정적인 작동은, 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)의 출력 전류에 의해 모터센서(50)에 일시적인 고장이 발생한 경우뿐만 아니라 모터센서(50)에 영구적인 고장이 발생하여 모터센서(50)가 센싱값을 만들어내지 못하는 경우에도 유효하다.The stable operation of the dual motor 1 based on the estimated value can be realized not only when a temporary failure occurs in the motor sensor 50 due to the output currents of the first drive 22 and the second drive 24, Even when a permanent failure occurs and the motor sensor 50 can not generate a sensing value.

듀얼 모터(1)에서 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23) 중 어느 하나에 고장이 발생하는 경우를 대비하여, 모터센서(50)는 2개가 구비되어 제1 보빈(21)과 제2 보빈(23) 각각에서 회전자(10)의 회전 속도를 측정하고, 센서리스 옵저버(70) 또한 2개가 구비되어 제1 드라이브(22)와 제2 드라이브(24)의 출력 전류값을 각각 측정하도록 한다.Two motor sensors 50 are provided so as to prevent the first bobbin 21 and the second bobbin 23 from being damaged when a failure occurs in any one of the first bobbin 21 and the second bobbin 23 in the dual motor 1. [ The rotational speed of the rotor 10 is measured in each of the two bobbins 23 and two sensorless observers 70 are provided to measure the output current values of the first drive 22 and the second drive 24 .

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

1 : 듀얼 모터
10 : 회전자 20 : 고정자
21 : 제1 보빈 22 : 제1 드라이브
23 : 제2 보빈 24 : 제2 드라이브
30 : 고정자 진단부 40 : 전류 제어부
50 : 모터센서 60 : 센서 진단부
70 : 센서리스 옵저버
E : 확장부1: Dual motor
10: rotor 20: stator
21: first bobbin 22: first drive
23: second bobbin 24: second drive
30: stator diagnosis unit 40: current control unit
50: motor sensor 60: sensor diagnosis part
70: Sensorless observer
E: Extension

Claims

A motor comprising a rotor and a stator having the same center as the rotor and disposed inside or outside the rotor,
The stator comprises:
2M bobbins (M is a natural number) arranged at regular intervals on the circumference and each having an extension at an end adjacent to the rotor;
A first drive for supplying a current to an odd-numbered first bobbin among the 2M bobbins; And
And a second drive for supplying current to an even-numbered second bobbin among the 2M bobbins,
The extension portion may include a first region extending in the direction of the extension portion located at one side of the adjacent extension portions and a second region extending in the direction of the extension portion located at the other of the adjacent extension portions at a portion of the other end portion and,
The distance between the first area of the extension part provided in the Nth bobbin of the 2M bobbins and the second area of the extension part provided in the (N + 2) th bobbin in the rotation direction of the rotor is larger than the distance Th bobbin or a second region of the extension portion provided in the (N + 2) -th bobbin, and a second region of the extension portion provided in the (N + Are overlapped with each other.

The method according to claim 1,
Wherein the extension portion has an arc shape when viewed from the rotor side.

The method according to claim 1,
Wherein the expanding portion comprises:
And is formed to be inclined toward an extension portion located at one side of the adjacent both side expanding portions.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,
A stator diagnosis unit for diagnosing whether a current flows through an output terminal of the first drive and an output terminal of the second drive;
A current controller for controlling input of a current to the first drive and the second drive according to diagnosis of the stator diagnosis unit;
A sensor diagnostic unit for diagnosing a sensing value of a motor sensor for measuring a rotation speed of the dual motor; And
And a sensorless observer measuring an output current value of an output terminal of the first drive and an output terminal of the second drive and obtaining an estimated rotational speed of the rotor through the output current value,
Wherein the estimated value replaces the sensed value when the sensed value and the estimated value are different from each other by a predetermined value or more.

5. The method of claim 4,
If the stomach diagnosing unit diagnoses that current flows at the output terminal of the first drive and the output terminal of the second drive,
Wherein the current controller inputs a steady current to the first drive and the second drive.

5. The method of claim 4,
If the stomach diagnosing unit diagnoses that current flows only in one of the output terminal of the first drive and the output terminal of the second drive,
Wherein the current control unit cuts off the input of a current in a place where no current flows in the output terminal of the first drive and the second drive.

The method according to claim 6,
Wherein the current controller inputs an emergency current to a place where a current flows in an output terminal of the first drive and the second drive.

5. The method of claim 4,
Wherein the sensor diagnosis unit filters the sensing values out of a predetermined range.