KR20190094510A - Motor electrical angle offset detecting device by sensorless control method - Google Patents

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KR20190094510A KR1020180013749A KR20180013749A KR20190094510A KR 20190094510 A KR20190094510 A KR 20190094510A KR 1020180013749 A KR1020180013749 A KR 1020180013749A KR 20180013749 A KR20180013749 A KR 20180013749A KR 20190094510 A KR20190094510 A KR 20190094510A
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Abstract

The present invention relates to an electrical angle offset measuring device of a motor using sensorless control, which comprises: a BL motor; a motor driver including a drive inverter circuit unit allowing the BL motor to rotate alternately with electric force and inertia and a trigger circuit unit outputting a trigger pulse in synchronization with a predetermined electrical angle at each non-output period of the drive inverter circuit unit; a counter electromotive force measuring unit measuring counter electromotive force at a power terminal of the BL motor; and an oscilloscope receiving a trigger pulse of the trigger circuit unit and the counter electromotive force of the counter electromotive force measuring unit to output a counter electromotive force graph of the BL motor in response to the trigger pulse, and receiving a motor rotor position sensor signal of the BL motor to output a pulse graph so as to allow the electrical angle offset of the BL motor to be recognized. Accordingly, the electrical angle offset measuring device of a motor using sensorless control acquires a pure counter electromotive force waveform without the burden of rotating a rotating shaft of the motor to enable a hall sensor waveform and the counter electromotive force waveform to be compared in the oscilloscope such that an offset position can be accurately adjusted.

Description

센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치{Motor electrical angle offset detecting device by sensorless control method}Motor electrical angle offset detecting device by sensorless control

본 발명은 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치에 관한 것으로서, 자세하게는 BL 모터에 센서리스 제어를 적용하여 구동 PWM 신호를 입력시켜 BL 모터의 거동을 검출하되, 오실로스코프로 BL 모터의 전기각 오프셋을 인지하면서 조정 가능하게 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the electric angle offset of a motor using sensorless control, and in detail, applying a sensorless control to a BL motor to input a driving PWM signal to detect the behavior of the BL motor, but using an oscilloscope to The present invention relates to an electric angle offset measuring apparatus for a motor using sensorless control that enables adjustment while recognizing each offset.

BL 모터(브러시리스 모터(Brushless motor))는 DC모터의 브러시, 정류자 등 기계적인 접촉부를 없애고 이를 위치 센서와 전자적 스위치로 대체한 동기 모터를 말한다. BL motors (brushless motors) are synchronous motors that remove mechanical contacts such as brushes and commutators from DC motors and replace them with position sensors and electronic switches.

BL 모터는 BLDC 모터(brushless DC motor (정사각 또는 사다리꼴 역기전력 파형 모터))와 BLAC 모터(brushless AC motor (정현파 역기전력 파형 모터))로 구분할 수 있으며, 모터의 구동을 위하여 회전자의 정확한 위치 정보를 필요로 하는 특징이 있다.BL motors can be divided into BLDC motors (brushless DC motors (square or trapezoidal back EMF waveform motors)) and BLAC motors (brushless AC motors (sine wave back EMF waveform motors)). There is a characteristic to.

즉, BL 모터는 일반적인 DC 서보 모터와는 달리 고정자에 3상 전류를 회전자의 역기전력과 동기시켜 회전시키는 구동방법을 사용하고 있으므로, 모터의 구동을 위해서 회전자의 위치를 검출하는 것이 필수적이다.That is, unlike a general DC servo motor, the BL motor uses a driving method for rotating a three-phase current in the stator in synchronization with the counter electromotive force of the rotor. Therefore, it is essential to detect the position of the rotor for driving the motor.

BL 모터에 회전자의 현재 위치에 맞는 전류를 공급하기 위한 모터 회전자 위치 감지센서로는 홀센서, 엔코더(Encoder), 혹은 레졸버(Resolver)를 주로 사용한다.As a motor rotor position sensor for supplying the current to the current position of the rotor to the BL motor, Hall sensors, encoders or resolvers are mainly used.

예를 들어 연료전지 자동차, 전기자동차, 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 등을 포함하는 친환경 차량에는 발전 및 주행을 위한 복수 개의 BL 모터가 장착되고, 이들 BL 모터의 구동을 보다 정밀하게 제어하기 위하여 각 BL 모터에는 상기 홀 센서 등의 모터 회전자 위치 감지센서가 장착되는데, 이하, 본 발명의 설명에서는 상기 모터 회전자 위치 감지센서 중에서 홀센서를 일반적인 예로 들어 설명하기로 한다.For example, eco-friendly vehicles, including fuel cell vehicles, electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, etc., are equipped with a plurality of BL motors for power generation and driving, and each BL is more precisely controlled to control the driving of these BL motors. The motor is equipped with a motor rotor position sensor such as the hall sensor. Hereinafter, in the description of the present invention, a hall sensor among the motor rotor position sensor will be described as a general example.

일반적으로 BL 모터에는 홀 센서가 소정의 각도 간격으로 장착되며, BL 모터의 회전자가 회전함에 따라 각 홀 센서에서는 온 오프의 디지털 신호를 발생하여 회전자의 위치 정보를 출력하고, 이 위치 정보를 기반으로 일련의 모터구동제어(여자신호 생성, 모터속도 계산 등)가 실행된다.In general, the BL motor is equipped with a Hall sensor at predetermined angular intervals, and as the rotor of the BL motor rotates, each Hall sensor generates an on-off digital signal to output the position information of the rotor and based on the position information. A series of motor drive controls (excitation signal generation, motor speed calculation, etc.) are executed.

예를 들면, 표면 부착형 영구 자석 동기 모터(SPMSM, Surface Mounted Permanent Magnetic Synchronous Motor)에는 회전자(Rotor) 위치 판별 및 속도 측정을 위하여 위치 센서로서 홀 센서(Hall sensor)를 사용하고 있다.For example, a surface mounted permanent magnet synchronous motor (SPMSM) uses a Hall sensor as a position sensor for rotor position determination and speed measurement.

상기 홀 센서는 일반적으로 원통형 모터하우징의 엔드 플레이트(end-plate) 측에 장착되며, 회전 속도를 측정하기 위해 120˚ 등간격으로 3개가 배치된다.The Hall sensors are generally mounted on the end-plate side of the cylindrical motor housing, and three are arranged at equal intervals of 120 ° to measure the rotational speed.

BL 모터에 연결된 제어기(3상 전압형 인버터, 이하 인버터)에서는 직류전원을 공간벡터 펄스 폭 변조방식(Space Vector Pulse Width Modulation, 이하 SVPWM) 등의 방법을 이용하여 3상 교류 전원으로 변환하여 입력시키고 이에 따라 모터 회전자가 회전되게 된다.In the controller connected to the BL motor (three-phase voltage inverter, inverter), the DC power is converted into three-phase AC power by using a method such as Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM). Accordingly, the motor rotor is rotated.

이때, 상기 SVPWM 제어를 통해 생성된 회전자계로 회전자를 회전시키기 위해서는 회전자의 위치를 정확히 측정해야 한다.At this time, in order to rotate the rotor by the magnetic field generated by the SVPWM control, it is necessary to accurately measure the position of the rotor.

그런데, 회전자의 위치는 모터하우징에 장착된 홀 센서 배치에 따른 출력값에 의해 측정되므로, 홀 센서 장착 시 발생할 수 있는 배치 오차는 회전자의 위치 오차를 결정하는 원인이 되는 문제점이 있다.However, since the position of the rotor is measured by the output value according to the arrangement of the Hall sensors mounted on the motor housing, the arrangement error that may occur when the Hall sensor is mounted has a problem that determines the position error of the rotor.

여기서, 종래의 홀센서를 이용한 BL 모터 회전자 위치 검출 동작을 예를 들어 살펴보면 다음과 같다.Here, look at the BL motor rotor position detection operation using a conventional Hall sensor as an example.

일반적으로 BL모터에는 모터 회전자 감지를 위하여 홀 센서 A, B, C 3개가 120˚ 등간격으로 하우징에 장착된다.Generally, three Hall sensors A, B, and C are mounted in the housing at 120˚ intervals in order to detect the motor rotor.

3상 좌표계의 U상 전류 인가 시, 자계가 생성되는 위치(이하, U상 위치)와 홀 센서 A와의 틀어진 각도 차이가 '모터의 전기각 오프셋(회전자 위치 오프셋)'이며, 이 모터의 전기각 오프셋을 제어기에 저장하여 회전자의 위치 측정시 이용하게 된다.When the U-phase current of the 3-phase coordinate system is applied, the difference between the position at which the magnetic field is generated (hereinafter referred to as the U-phase position) and the Hall sensor A is the `` electric angle offset of the motor (rotor position offset) ''. Each offset is stored in the controller and used to measure the position of the rotor.

이러한 회전자 위치측정 및 모터 제어는 상기 홀 센서 A, B, C가 정확히 120˚ 간격으로 배치된다는 가정과, A와 U상 위치가 정확한 각도 차이(angle offset)을 갖는다는 가정이 전제된다.This rotor positioning and motor control assumes that the Hall sensors A, B, and C are arranged at exactly 120 ° intervals, and that the A and U phase positions have the correct angle offset.

그런데, 상기 홀센서의 120˚ 간격 배치는 기판에 홀센서를 정확히 120˚간격으로 마운트시키는 것으로 해결할 수 있으나, A와 U상 위치가 정확한 각도 차이(angle offset)를 가지는 것은 홀센서 기판을 모터에 조립시킬 때, 조립 공차, 모터 제작시 제작 공차 등에 의해 A와 U상의 각도 차이가 변동되므로 해결하기 곤란한 문제점이 있다.By the way, the arrangement of the 120 ° intervals of the Hall sensor can be solved by mounting the Hall sensor on the substrate exactly 120 ° intervals, but the A and U phase position having the correct angle offset (angle offset) the Hall sensor substrate to the motor When assembling, there is a problem that it is difficult to solve because the angle difference between the A and the U phase is changed by the assembly tolerance, the manufacturing tolerance during motor production, and the like.

이를 해결하기 위하여 종래기술방식에서는 홀센서 기판을 모터에서 회동 가능하게 설치하고, 모터 구동 전에 A와 U상 위치를 조정하여 제어기에 세팅된 정확한 각도 차이(angle offset)가 되도록 조정한다.In order to solve this problem, in the related art, the hall sensor substrate is rotatably installed in the motor, and the A and U phases are adjusted before the motor is driven to adjust the exact angle offset set in the controller.

이를 '모터의 전기각 오프셋 조정'이라 하며, 모터에 회동 가능하게 설치된 홀센서 기판을 설치각 조정판(이하의 본 발명에서는 '모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판'으로 정의함.)이라 한다.This is referred to as adjusting the electric angle offset of the motor, and the hall sensor substrate installed to be rotatable in the motor is referred to as an installation angle adjustment plate (hereinafter, in the present invention, defined as an installation angle adjustment plate of the motor rotor position sensor). .

일반적으로 '모터의 전기각 오프셋 조정' 방식은 도 1에 도시된 바와 같이 BL 모터의 회전축(100)을 기계적으로 회전시켜 모터의 전원입력단에서 역기전력을 획득하고, BL 모터의 홀센서 출력단자(111')에서 홀센서 위치 신호를 획득하여 이들 신호를 오실로스코프(30')로 확인하면서 모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판(110')을 회동시켜 조정하는 방식(이하 본 발명에서는 이를 '직접조정 방식'으로 정의 함.)과 모터의 전원입력단에 전원을 입력하면서 역기전력을 획득하고 홀센서 신호와 상기 역기전력 정보를 연산하여 회전자 위치를 전기적으로 추적하여 제어하는 센서리스 방식이 있다.In general, the 'electric angle offset adjustment method of the motor' is mechanically rotated to rotate the rotating shaft 100 of the BL motor as shown in Figure 1 to obtain a counter electromotive force at the power input terminal of the motor, the Hall sensor output terminal 111 of the BL motor ') By obtaining the Hall sensor position signals and confirming these signals with the oscilloscope 30', while rotating the adjustment angle of the mounting angle adjusting plate 110 'of the motor rotor position sensor (hereinafter referred to as' direct adjustment in the present invention) Method ”) and a sensorless method that acquires back EMF while inputting power to the power input terminal of the motor, and electrically tracks and controls the rotor position by calculating the Hall sensor signal and the back EMF information.

그런데, 상기 직접조정 방식의 경우 모터 하우징을 고정하고 축을 정렬시킨 상태에서, 도 1에 도시된 바와 같이 회전장치(130)를 부착해야 하는 번거러움이 있다.By the way, in the case of the direct adjustment method in the state in which the motor housing is fixed and the shaft is aligned, there is a hassle to attach the rotary device 130 as shown in FIG.

또한, 모터가 대형이거나 모터의 형상이 회전장치(130)와 연결하기 난해한 경우, 또는 검출 센서에 접근이 어려운 경우, 전기각 오프셋 조정작업이 매우 어려운 작업이 되어 쉽사리 전기각 오프셋 조정을 할 수 없는 실질적인 어려움이 있다.In addition, when the motor is large or the shape of the motor is difficult to connect with the rotating device 130, or when the detection sensor is difficult to access, the electric angle offset adjustment is very difficult to perform the electric angle offset adjustment easily. There is a real difficulty.

상기 직접조정 방식에서 모터의 회전축(100)을 회전시켜 역기전력을 얻는 경우에는 깨끗한 순수 정현파 또는 사다리꼴 파를 획득할 수 있으므로, 홀센서 파형과 비교하여 오프셋 조정이 쉽다.In the case of obtaining the counter electromotive force by rotating the rotary shaft 100 of the motor in the direct adjustment method, a pure pure sinusoidal wave or trapezoidal wave can be obtained, so that the offset adjustment is easier than the hall sensor waveform.

그런데, 모터에 직접 전원을 인가하여 역기전력을 얻는 센서리스 방식의 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 역기전력에 PWM 스위칭 파형에 의한 노이즈가 혼입되므로, 오실로스코프에서 홀센서 파형과 비교하며 정확한 오프셋 위치를 알기 어려운 문제점이 있다.However, in the case of the sensorless method of directly applying power to the motor to obtain the counter electromotive force, the noise due to the PWM switching waveform is mixed in the counter electromotive force as shown in FIG. 3, so that the oscilloscope compares with the hall sensor waveform to know the exact offset position. There is a difficult problem.

[특허문헌 0001] 대한민국 특허등록 10-1655548 '모터 위치 검출용 홀 센서의 위치 오차 보정 방법'[Patent Document 0001] Republic of Korea Patent Registration 10-1655548 'Position Error Correction Method of Hall Sensor for Motor Position Detection'

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모터의 회전축을 회전시키는 부담없이 순수 역기전력 파형을 획득하여 오실로스코프에서 홀센서 파형과 역기전력 파형을 비교할 수 있게 하여 정확한 오프셋 위치를 조정할 수 있게 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, the sensorless control to obtain a pure back EMF waveform without the burden of rotating the rotation axis of the motor to compare the Hall sensor waveform and the back EMF waveform in the oscilloscope to adjust the exact offset position An object of the present invention is to provide an electric angle offset measuring apparatus of a motor.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판이 설치되고 모터 회전자 위치 감지센서 신호를 출력시키는 BL 모터와; 상기 BL 모터의 구동 PWM 신호를 주기적으로 출력과 비출력을 반복하여 상기 BL 모터가 전기력과 관성으로 교번 회전되게 하는 구동 인버터 회로부와 상기 구동 인버터 회로부의 비출력주기마다 소정 전기각에 동기시켜 트리거 펄스를 출력시키는 트리거 회로부를 포함하는 모터 드라이버와; 상기 BL 모터의 전원단 역기전력을 측정하는 역기전력 측정부와; 상기 트리거 회로부의 트리거 펄스와 상기 역기전력 측정부의 역기전력을 입력받아 상기 트리거 펄스에 응답하는 상기 역기전력 그래프를 출력시키며, 상기 BL 모터의 모터 회전자 위치 감지센서 신호를 입력받아 상기 역기전력 그래프와 함께 출력시켜, 상기 BL 모터의 역기전력 그래프와 모터 회전자 위치 감지센서 신호를 비교하여 전기각 오프셋을 인지시키는 오실로스코프로; 구성되어 사용자가 상기 오실로스코프를 보면서 상기 모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판을 회전시켜 전기각 오프셋 기준값을 맞출 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치를 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a BL motor for installing the installation angle adjusting plate of the motor rotor position sensor and outputting a motor rotor position sensor signal; Periodically output and non-output the driving PWM signal of the BL motor by repeating the drive motor circuit and the drive inverter circuit portion and the drive inverter circuit portion non-power cycle to rotate alternately with the electric force and inertia, the trigger pulse in synchronization with a predetermined electric angle A motor driver including a trigger circuit unit configured to output a signal; A counter electromotive force measuring unit for measuring a counter electromotive force of the BL motor; Receives a trigger pulse of the trigger circuit unit and the counter electromotive force of the counter electromotive force measuring unit to output the counter electromotive force graph in response to the trigger pulse, and receives the motor rotor position sensor signal of the BL motor and outputs it with the counter electromotive force graph, An oscilloscope that recognizes an electric angle offset by comparing a counter electromotive force graph of the BL motor with a motor rotor position sensor signal; Is configured so that the user rotates the installation angle adjusting plate of the motor rotor position sensor while watching the oscilloscope to meet the electric angle offset reference value, characterized in that the technical angle of the electric angle offset device of the motor using the sensorless control Shall be.

여기서, 상기 구동 인버터 회로부는 상기 BL 모터의 회전자가 관성에 의해 회전 가능한 주기로 펄스 출력시키는 것을 특징으로 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치로 되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the drive inverter circuit unit is an electric angle offset measuring device of a motor using sensorless control, characterized in that the rotor of the BL motor pulses output at a period in which the rotor is rotatable.

또한, 상기 BL 모터는 BLAC(PMSM : Permament Synchronous Motor) 모터로서, 상기 역기전력 측정부는 입력 Ua, Va, Wa 상에 대하여 Ua, Va 상의 선간 역기전력을 측정하는 차동 프로브로 구성되고, 상기 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAa 출력 신호로 구성되어 상기 오실로스코프에는 Ua, Va 상의 선간 역기전력 그래프와 HAa 출력 그래프가 함께 출력되어, 사용자가 전기각 오프셋 기준값을 맞출 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치로 되는 것이 바람직하다.In addition, the BL motor is a BLAC (PMSM: Permament Synchronous Motor) motor, wherein the counter electromotive force measuring unit is configured with a differential probe measuring the line counter electromotive force on the Ua, Va phase relative to the input Ua, Va, Wa phase, the motor rotor position The sensor signal is composed of a HAa output signal, and the oscilloscope outputs a line back electromotive force graph and a HAa output graph on Ua and Va, so that the user can match the electric angle offset reference value. It is preferable to become an electric angle offset measuring apparatus of.

(상기 Ua, Va, Wa 상은 BLAC 모터의 각 상 역기전력이고, Ua 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAa, 나머지 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HBa와 HCa로 함.)(The Ua, Va, Wa phase is the counter electromotive force of each phase of the BLAC motor, the motor rotor position sensor signal corresponding to the Ua phase is HAa, the motor rotor position sensor signals corresponding to the remaining phases are HBa and HCa. )

또한, 상기 BL 모터는 BLDC 모터로서, 상기 역기전력 측정부는 BLDC 모터의 Ub, Vb, Wb 상의 역기전력을 측정하고, 상기 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAb, HBb, HCb 출력 신호로 구성되어 상기 오실로스코프에는 각 Ub, Vb, Wb 상의 역기전력에 대하여 각 모터 회전자 위치 감지센서 신호 HAb, HBb, HCb의 그래프가 함께 출력되어, 사용자가 전기각 오프셋 기준값을 맞출 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치로 되는 것이 바람직하다.In addition, the BL motor is a BLDC motor, the counter electromotive force measuring unit measures the counter electromotive force on the Ub, Vb, Wb of the BLDC motor, the motor rotor position sensor signal is composed of the output signal HAb, HBb, HCb to the oscilloscope Using the sensorless control, the graphs of the motor rotor position sensor signals HAb, HBb and HCb are output together with respect to the counter electromotive force on each Ub, Vb, and Wb. It is preferable to become an electric angle offset measuring apparatus of a motor.

(상기 Ub, Vb, Wb 상은 BLDC 모터의 각 상 역기전력이고, Ub 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAb, 나머지 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HBb, HCb로 함.)(The Ub, Vb and Wb phases are the counter electromotive force of each phase of the BLDC motor, the motor rotor position sensor signal corresponding to the Ub phase is HAb, and the motor rotor position sensor signals corresponding to the remaining phases are HBb and HCb. )

또한, 상기 모터 회전자 위치 감지센서는 홀센서, 엔코더 또는 레볼버 인 것을 특징으로 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치로 되는 것이 바람직하다.The motor rotor position sensor may be an electric angle offset measuring device of a motor using sensorless control, wherein the motor rotor position sensor is a hall sensor, an encoder or a revolver.

상기한 본 발명에 의하여, 모터의 회전축을 회전시키는 부담없이 순수 역기전력 파형을 획득하여 오실로스코프에서 홀센서 파형과 역기전력 파형을 비교할 수 있게 하여 정확한 오프셋 위치를 조정할 수 있게 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치가 제공되는 이점이 있다.According to the present invention described above, it is possible to obtain a pure back EMF waveform without the burden of rotating the rotational axis of the motor and to compare the Hall sensor waveform and the back EMF waveform in the oscilloscope so that the accurate offset position can be adjusted. There is an advantage that each offset measuring device is provided.

도 1은 종래기술방식의 모터의 전기각 오프셋 측정 장치 구조도
도 2는 본 발명의 구조도
도 3은 센서리스 제어시 역기전력 그래프
도 4는 본 발명에 의한 역기전력과 모터 회전자 위치 감지센서 출력, 트리거 펄스의 그래프
도 5는 본 발명에 의해 오실로스코프에 출력되는 역기전력과 모터 회전자 위치 감지센서의 출력 그래프1 is a structural diagram of an electric angle offset measuring device of a conventional motor
2 is a structural diagram of the present invention
3 is a graph of back EMF in sensorless control
4 is a graph of the counter electromotive force and the motor rotor position sensor output, the trigger pulse according to the present invention
5 is an output graph of the counter electromotive force and the motor rotor position sensor output to the oscilloscope according to the present invention

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. will be.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. The terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators, and the definitions should be made based on the contents throughout the specification for describing the present invention.

이하의 도 1은 종래기술방식의 모터의 전기각 오프셋 측정 장치 구조도이며, 도 2는 본 발명의 구조도이며, 도 3은 센서리스 제어시 역기전력 그래프이며, 도 4는 본 발명에 의한 역기전력과 모터 회전자 위치 감지센서 출력, 트리거 펄스의 그래프이며, 도 5는 본 발명에 의해 오실로스코프에 출력되는 역기전력과 모터 회전자 위치 감지센서의 출력 그래프이다.1 is a structural diagram of an electric angle offset measuring apparatus of a conventional motor, FIG. 2 is a structural diagram of the present invention, FIG. 3 is a graph of back EMF during sensorless control, and FIG. 4 is a counter electromotive force and a motor circuit according to the present invention. Figure 5 is a graph of the electronic position sensor output, the trigger pulse, Figure 5 is a graph of the output of the counter electromotive force and motor rotor position sensor output to the oscilloscope according to the present invention.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치에 관한 것으로서, 크게 모터 회전자 위치 감지센서(미도시)와 모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판(110)이 설치된 BL 모터(10)와; 구동 인버터 회로부(400)와 트리거 회로부(410)를 포함하는 모터 드라이버(40)와; 역기전력 측정부(20)와; 오실로스코프(30)로; 구성된다.As shown in the drawings, the present invention relates to an electric angle offset measurement apparatus of a motor using sensorless control, and is largely provided with an installation angle adjusting plate 110 of a motor rotor position sensor (not shown) and a motor rotor position sensor. The BL motor 10 is installed; A motor driver 40 including a drive inverter circuit unit 400 and a trigger circuit unit 410; A counter electromotive force measuring unit 20; Into oscilloscope 30; It is composed.

본 발명의 BL 모터(10)는 BLDC 모터(brushless DC motor (정사각 또는 사다리꼴 역기전력 파형 모터)) 또는 BLAC 모터(brushless AC motor (정현파 역기전력 파형 모터))와 같이 모터의 구동을 위하여 회전자의 정확한 위치 정보가 필요한 동기 모터이다.BL motor 10 of the present invention is the correct position of the rotor for driving the motor, such as BLDC motor (brushless DC motor (square or trapezoidal back EMF waveform motor)) or BLAC motor (brushless AC motor (sinusoidal back EMF waveform motor)) The synchronous motor needs information.

일반적으로 BL 모터(10)의 회전자 위치 정보를 얻기 위해서는 모터의 회전축을 기계적으로 회전하여 모터 각 상의 역기전력과 각 상의 모터 회전자 위치 감지센서(미도시) 정보를 획득하여 이를 비교하는 직접조정 방식이 사용되거나, 센서 없이 모터 각 상에 입력전원을 인가하고 이에 대한 각 상의 전류 정보를 해석하여 전기각을 추정하는 센서리스 제어 방식이 주로 이용되었다.In general, in order to obtain the rotor position information of the BL motor 10, by directly rotating the rotation axis of the motor to obtain the direct electromotive force of each phase of the motor and motor rotor position sensor (not shown) information of each phase to compare the direct adjustment method In this case, a sensorless control method of applying an input power to each motor phase without a sensor and interpreting current information on each phase is estimated.

본 발명에서 상기 BL 모터(10)는 모터 회전자 위치 감지센서(미도시)의 설치각 조정판(110)이 설치된 모터이다.In the present invention, the BL motor 10 is a motor in which the installation angle adjusting plate 110 of the motor rotor position sensor (not shown) is installed.

모터 회전자 위치 감지센서(미도시)는 일반적으로 널리 알려진 홀센서, 엔코더 또는 레볼버를 의미하지만, 기타의 센서라도 모터에 부착되어 설치각 조정이 필요한 것이면 무엇이든 적용 가능하며, 센서 IC 내부의 비휘발성 메모리에 전기각 오프셋을 기록할 수 있는 센서 IC를 사용하는 경우에도 적용될 수 있다.The motor rotor position sensor (not shown) generally means a well-known hall sensor, encoder or revolver, but any other sensor can be applied to the motor if the installation angle needs to be adjusted. The same applies to the use of sensor ICs that can record electrical angle offsets in nonvolatile memory.

이하, 상기 모터 회전자 위치 감지센서(미도시)로 홀 센서를 예로 들어 설명하기로 하며, 도 1과 도 2에서는 상기 홀 센서의 신호가 출력되는 센서출력단자(111)를 표시하여 상기 홀 센서의 존재를 표시하기로 한다.Hereinafter, the motor rotor position sensor (not shown) will be described using a hall sensor as an example. In FIGS. 1 and 2, the sensor output terminal 111 for outputting the signal of the hall sensor is displayed to display the hall sensor. To indicate the presence of.

BL 모터(10)에서 3상 좌표계의 U상 전류 인가 시, 자계가 생성되는 위치(이하, U상 위치)와 홀 센서 A와의 틀어진 각도 차이를 회전자 위치 오프셋 또는 모터의 전기각 오프셋이라 하는데(이하 '모터의 전기각 오프셋'으로 통일적 기재 함.), 이 모터의 전기각 오프셋을 제어기에 저장하여 회전자의 위치 측정시 이용하게 된다.When the U-phase current of the three-phase coordinate system is applied to the BL motor 10, the difference between the position at which the magnetic field is generated (hereinafter, the U-phase position) and the Hall sensor A is referred to as the rotor position offset or the electric angle offset of the motor ( Hereinafter, the electric angle offset of the motor will be uniformly described.) The electric angle offset of the motor is stored in the controller and used for measuring the position of the rotor.

그런데, 이러한 회전자 위치 측정은 상기 홀 센서 A, B, C가 정확히 120˚ 간격으로 배치된다는 가정과, A와 U상 위치가 정확한 각도 차이(angle offset)을 갖는다는 가정이 전제된다.However, such a rotor position measurement assumes that the Hall sensors A, B, and C are arranged at exactly 120 ° intervals, and that the positions of the A and U phases have an accurate angle offset.

(이하에서 HA, HB, HC는 홀센서 A, B, C의 출력을 의미함.)(Hereinafter, HA, HB, HC means the output of Hall sensor A, B, C.)

이때, 상기 홀센서의 위치는 기판상 배치되므로 설치시 정확한 위치를 정할 수 있으나, A와 U상 위치가 정확한 각도 차이(angle offset)를 갖는 것은 모터의 조립 또는 사용에 의한 진동 등으로 인하여 언제든 가변되므로 모터 세팅시 정밀한 재조정이 필요하다.At this time, the position of the Hall sensor is disposed on the substrate so that the exact position can be determined at the time of installation. However, the position of the A and U phases having an accurate angle offset is variable at any time due to vibration due to assembly or use of a motor. Therefore, precise readjustment is required when setting the motor.

이를 위하여 일반적으로 BL 모터(10)에는 A와 U상 위치가 정확한 각도 차이(angle offset)를 가질 수 있도록 조정하는 홀 센서의 설치각 조정판(이하의 본 발명의 설명에서는 홀 센서 이외의 다른 센서로 사용 가능함을 표시하기 위하여 모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판(110)으로 정의하기로 한다.)이 설치된다.To this end, in general, the BL motor 10 has an installation angle adjusting plate of a Hall sensor for adjusting the A and U phase positions to have an accurate angle offset (in the following description of the present invention, a sensor other than the Hall sensor). In order to indicate that it can be used, the installation angle adjusting plate 110 of the motor rotor position sensor will be defined.

상기 모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판(110)은 모터의 회전축 방향 또는 그 반대 방향에 회전 가능하게 설치된 센서 설치기판으로서, 오실로스코프(30)를 통해 모터의 역기전력 파형과 예시된 홀 센서 위치를 확인하면서 상기 모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판(110)을 회동시켜 A와 U상 위치가 정확한 각도 차이(angle offset)를 가질 수 있도록 조정하며, 이와 같은 조정을 오프셋 조정이라 한다.The mounting angle adjusting plate 110 of the motor rotor position sensor is a sensor mounting board rotatably installed in the direction of the rotation axis of the motor or the opposite direction, and the counter electromotive force waveform of the motor and the illustrated hall sensor position are transmitted through the oscilloscope 30. While confirming, the installation angle adjusting plate 110 of the motor rotor position sensor is rotated to adjust the position of the A and U phases to have an accurate angle offset. Such adjustment is referred to as offset adjustment.

즉, 상기 모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판(110)을 회동시키면 오실로스코프(30) 상에서 예시의 홀 센서 파형(G110)이 좌우 이동되므로 모터의 역기전력 파형의 기준 위치로 홀 센서 파형(G110)을 이동시켜 오프셋 조정을 하게 되는 것이다.That is, when the installation angle adjusting plate 110 of the motor rotor position sensor is rotated, the Hall sensor waveform G110 is moved left and right on the oscilloscope 30, so that the Hall sensor waveform G110 is a reference position of the counter electromotive force waveform of the motor. Move the to adjust the offset.

본 발명의 모터 드라이버(40)는 구동 인버터 회로부(400)와 트리거 회로부(410)로 구성되는 회로부이다.The motor driver 40 of the present invention is a circuit portion composed of the drive inverter circuit portion 400 and the trigger circuit portion 410.

이 중에서 상기 구동 인버터 회로부(400)는 BL 모터(10)의 각 상에 입력전원을 인가하는 회로부로서, 상기 BL 모터(10)의 PWM 전원을 출력주기(A)와 비출력주기(B)로 반복하여 출력시켜, 상기 BL 모터(10)가 PWM 전원에 의한 전기력과 관성으로 교번 회전되게 하는 회로부이다.The driving inverter circuit unit 400 is a circuit unit for applying input power to each phase of the BL motor 10, and the PWM power of the BL motor 10 is converted into an output period A and a non-output period B. The circuit unit is repeatedly outputted so that the BL motor 10 rotates alternately with an electric force and an inertia by a PWM power supply.

이에 따라, 상기 BL 모터(10)의 역기전력 파형은 도 4와 같이 출력주기 역기전력 파형(G20)과 비출력주기 역기전력 파형(G200)으로 구분되어 나타난다.Accordingly, the counter electromotive force waveform of the BL motor 10 is divided into an output cycle counter electromotive force waveform G20 and a non-output cycle counter electromotive force waveform G200 as shown in FIG. 4.

상기 트리거 회로부(410)는 도 4에서 보여지는 바와 같이 상기 구동 인버터 회로부(400)의 비출력 주기마다 소정 전기각에 동기시켜 1개의 트리거 펄스(G410)를 동기 출력시키는 회로부이다.As shown in FIG. 4, the trigger circuit unit 410 is a circuit unit which synchronously outputs one trigger pulse G410 in synchronization with a predetermined electric angle for each non-output period of the driving inverter circuit unit 400.

상기한 바와 같이 본 발명은 BL 모터(10)의 각 상에 PWM 전원을 인가하고, 이에 대한 역기전력을 획득하는 점에 있어서 센서리스 제어 방법과 동일하므로 본 발명을 센서리스 제어를 이용한 발명이라 정의한다.As described above, the present invention is the same as the sensorless control method in that the PWM power is applied to each phase of the BL motor 10 and the counter electromotive force is obtained. Therefore, the present invention is defined as the invention using the sensorless control. .

본 발명의 구동 인버터 회로부(400)가 종래의 센서리스 제어와 다른 점은 본 발명의 구동 인버터 회로부(400)는 상기 BL 모터(10)의 PWM 전원을 주기적으로 출력과 비출력을 반복하여 상기 BL 모터(10)가 전기력과 관성에 의해 교번 구동되게 하는데 있다.The driving inverter circuit unit 400 of the present invention is different from the conventional sensorless control, the driving inverter circuit unit 400 of the present invention periodically outputs and outputs the PWM power of the BL motor 10 by repeating the BL output. The motor 10 is alternately driven by electric force and inertia.

상기 출력과 비출력의 주기는 BL 모터(10)가 관성으로 회전속도를 유지하기 충분한 정도면 족하며, 이에 따라 BL 모터(10)의 역기전력 파형은 도 4와 같이 출력주기(A)와 비출력 주기(B)에서 달리 나타난다.The period between the output and the non-output is sufficient to the BL motor 10 to maintain the rotational speed inertia, so that the counter electromotive force waveform of the BL motor 10 is the output period (A) and the non-output as shown in FIG. It appears different in period B.

즉, BL 모터(10)의 출력주기(A)에서 출력주기 역기전력 파형(G20)은 PWM 전원에 대한 응답이으로 노이즈가 복합된 정현파 출력이 나타나며, 비출력주기(B)에서 비출력주기 역기전력 파형(G200)은 회전자의 관성회전에 대한 응답으로 순수 정현파 출력이 나타난다.That is, in the output period A of the BL motor 10, the output period counter electromotive force waveform G20 shows a sinusoidal output in which noise is mixed in response to the PWM power supply, and in the non-output period B, the non-output period counter electromotive force waveform appears. (G200) shows a pure sine wave output in response to the rotor's inertia rotation.

따라서, 본 발명의 구동 인버터 회로부(400)에 의한 센서리스 제어의 역기전력 응답 특성은 도 4와 같이 노이즈 정현파와 순수 정현파의 반복으로 나타난다.Therefore, the counter electromotive force response characteristic of the sensorless control by the drive inverter circuit unit 400 of the present invention is represented by the repetition of the noise sine wave and the pure sine wave as shown in FIG. 4.

상기 트리거 회로부(410)는 상기 구동 인버터 회로부(400)의 비출력주기(B)마다 동조하여 특정 전기각에 맞춰 1개의 트리거 펄스(G410)를 출력시키는 회로부이므로, 오실로스코프(30)에서는 상기 트리거 펄스(G410)에 의해 상기 BL 모터(10)의 비출력주기(B) 부하 특성이 응답되어 도 5에 도시된 바와 같이 순수 정현파 파형이 출력된다.Since the trigger circuit unit 410 is a circuit unit that outputs one trigger pulse G410 according to a specific electric angle by tuning for each non-output period B of the driving inverter circuit unit 400, the oscilloscope 30 generates the trigger pulse. The non-output period B load characteristic of the BL motor 10 is responded to by G410 to output a pure sine wave waveform as shown in FIG. 5.

상기 역기전력 측정부(20)는 상기 BL 모터(10)의 전원단에서 역기전력을 측정하는 회로부이다.The counter electromotive force measuring unit 20 is a circuit unit for measuring the counter electromotive force at the power terminal of the BL motor 10.

상기 역기전력 측정부(20)는 상기 BL 모터(10)의 각 상 역기전력을 독립적으로 측정하는 경우에는 오실로스코프(30)와 상기 BL 모터(10)의 각 상 접점 결선이 될 것이다.When the counter electromotive force measuring unit 20 independently measures each phase counter electromotive force of the BL motor 10, each of the phase contact connections of the oscilloscope 30 and the BL motor 10 will be connected.

예를 들어 BLDC 모터에서 임의의 1상에 해당되는 U상과 HA의 출력을 비교하는 경우에는 상기 역기전력 측정부는 U상의 역기전력을 측정하는 접점 결선이 된다.For example, when comparing the output of U phase and HA corresponding to any one phase in a BLDC motor, the counter electromotive force measuring unit becomes a contact connection for measuring the counter electromotive force of the U phase.

그러나, BLAC 모터의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 U상과 V상의 선간 역기전력으로 홀센서 전기각 오프셋을 맞추는 기성 제품이 일반적이므로 이 경우에 상기 역기전력 측정부(20)는 U상과 V상의 선간 역기전력을 측정하는 차동 프로브로 형성될 수 있다.However, in the case of a BLAC motor, as shown in FIG. 1, since the conventional products are generally used to match the Hall sensor electric angle offset with the back EMF between the U and V phases, in this case, the back EMF measuring unit 20 has a U phase and a V phase. It can be formed as a differential probe for measuring the back EMF.

본 발명의 오실로스코프(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 트리거 회로부(410)의 트리거 펄스(G410)에 응답하는 상기 역기전력 측정부(20)의 역기전력 파형(G200-1) 및 상기 센서출력단자(111)에서 BL 모터(10)의 홀 센서 파형(G110)을 입력받아 동기 출력시킨다.As shown in FIG. 5, the oscilloscope 30 of the present invention has a counter electromotive force waveform G200-1 and the sensor output terminal of the counter electromotive force measuring unit 20 in response to the trigger pulse G410 of the trigger circuit unit 410. At 111, the hall sensor waveform G110 of the BL motor 10 is input and synchronized.

상기한 바와 같이 상기 트리거 펄스(G410)는 상기 구동 인버터 회로부(400)의 비출력주기(B)의 특정 전기각에 동기 출력되므로, 상기 오실로스코프(30)에는 비출력주기의 BL 모터(10) 부하 특성이 트리거 펄스(G410)에 응답 출력되므로 도 5에 도시된 바와 같은 순수 역기전력 파형(G200-1) 신호로 나타난다.As described above, since the trigger pulse G410 is synchronously output at a specific electric angle of the specific output period B of the driving inverter circuit unit 400, the oscilloscope 30 loads the BL motor 10 having a non-output period. Since the characteristic is output in response to the trigger pulse G410, the characteristic is represented as a pure back EMF waveform G200-1 signal as shown in FIG. 5.

한편, 상기 BL 모터(10)의 홀 센서 신호(G110)는 상기 홀 센서의 설치각 조정판(110)을 회동시키면 상기 오실로스코프(30)에서 좌우 방향으로 이동된다.On the other hand, when the Hall sensor signal G110 of the BL motor 10 rotates the installation angle adjusting plate 110 of the hall sensor, the hall sensor signal G110 is moved in the left and right directions in the oscilloscope 30.

따라서, 본 발명에 의하면 상기 오실로스코프(30)에 BL 모터(10)의 회전자 역기전력 파형이 노이즈 없이 순수 역기전력 신호로만 출력되면서, 홀 센서(모터 회전자 위치 감지센서) 파형(G110)이 동기 출력되므로, 모터의 전기각 오프셋을 깨끗한 그래프 상태로 인지하면서 조정할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, while the rotor back electromotive force waveform of the BL motor 10 is output as the pure back electromotive force signal without noise, the Hall sensor (motor rotor position sensor) waveform G110 is synchronously output to the oscilloscope 30. In addition, the electric angle offset of the motor can be adjusted while recognizing it as a clean graph.

즉, 본 발명에 의하면 사용자는 센서리스 방식으로 BL 모터를 쉽게 회전시키면서도 도 5에 도시된 바와 같이 오실로스코프(30)를 통해 회전자의 순수 역기전력 파형(G200-1)신호와 홀 센서 파형(G110)을 보면서 정확한 오프셋 조정을 할 수 있게 된다.That is, according to the present invention, while the user easily rotates the BL motor in a sensorless manner, the pure back EMF waveform G200-1 signal and the Hall sensor waveform G110 of the rotor through the oscilloscope 30 as shown in FIG. 5. You can make accurate offset adjustment while watching.

예를 들어, 정확한 오프셋 값이 오실로스코프에서 역기전력 파형(G200-1) 신호의 0값에 홀 센서의 출력값을 맞추는 것이라고 가정할 때, 도 5에 도시된 바와 같이 역기전력 파형(G200-1) 신호의 0값과 홀 센서 파형(G110)의 출력값이 X 만큼 차이를 가지면, 상기 모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판(110)을 회동시켜 홀 센서 파형(G110)의 출력값을 X 만큼 이동시킴으로써, 정확한 오프셋 위치에 맞출 수 있게 된다.For example, assuming that the correct offset value matches the output value of the Hall sensor to the zero value of the back EMF waveform G200-1 signal in the oscilloscope, zero in the back EMF waveform G200-1 signal as shown in FIG. 5. If the value and the output value of the Hall sensor waveform G110 have a difference by X, the installation angle adjusting plate 110 of the motor rotor position sensor is rotated to move the output value of the Hall sensor waveform G110 by X, thereby providing an accurate offset. You can adjust the position.

따라서, 본 발명에 의하면 모터가 대형이거나, 회전장치(130)의 연결이 난해한 환경 또는 검출 센서의 접근이 어려운 경우에도 회전장치(130)를 부착하는 번거러움없이 모터를 전동으로 회전시키면서 깨끗한 역기전력 파형을 획득하여 쉽게 오프셋 위치를 조정할 수 있는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치가 제공된다.Therefore, according to the present invention, even when the motor is large, the environment in which the connection of the rotary device 130 is difficult, or the access of the detection sensor is difficult, the clean counter electromotive force waveform is generated while the motor is rotated electrically without the hassle of attaching the rotary device 130. An electric angle offset measuring apparatus of a motor using sensorless control that can be easily obtained by adjusting an offset position is provided.

이하 본 발명의 상기 BL 모터가 BLAC(PMSM : Permament Synchronous Motor) 모터인 경우를 일 실시예로 살펴보기로 한다.Hereinafter, a case in which the BL motor of the present invention is a Permanent Synchronous Motor (BLSM) motor will be described.

BLAC(PMSM : Permament Synchronous Motor) 모터에서 BLAC 모터의 각 상을 Ua, Va, Wa 상으로 정의하고, 상기 Ua, Va, Wa 상은 BLAC 모터의 각 상 역기전력이고, Ua 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAa, 나머지 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HBa와 HCa로 정의하면(일반적으로 홀 신호 HA는 역기전력 U-V에 동기되고, HB는 W-U, HC는 V - W에 동기되므로 이와 같이 정의하였음.), 상기 역기전력 측정부는 입력 Ua, Va, Wa 상에 대하여 Ua, Va 상의 선간 역기전력을 측정하는 차동 프로브로 구성되고, 상기 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAa 출력 신호로 구성되어 상기 오실로스코프에는 Ua, Va 상의 선간 역기전력 그래프와 HAa 출력 그래프가 함께 출력되어, 사용자가 전기각 오프셋 기준값을 맞출 수 있게 된다.In the BLAC (PMSM: Permament Synchronous Motor) motor, each phase of the BLAC motor is defined as Ua, Va, Wa phase, and the Ua, Va, Wa phase is the counter electromotive force of each phase of the BLAC motor, and the motor rotor position corresponding to the Ua phase. If the sensor signal is defined as HAa and the motor rotor position sensor signal corresponding to the rest of the phase is defined as HBa and HCa (generally, hall signal HA is synchronized to back EMF UV, HB is synchronized to WU and HC to V-W). As defined above, the counter electromotive force measuring unit includes a differential probe measuring the line counter electromotive force on the Ua and Va phases with respect to the input Ua, Va, and Wa phases, and the motor rotor position sensor signal is configured as an HAa output signal. The oscilloscope outputs a line back electromotive force graph on the Ua and Va and a HAa output graph so that the user can match the electric angle offset reference value.

이는 기성 BLAC 모터의 경우 Ua, Va 상의 선간 역기전력과 HAa 출력 신호를 비교하여 전기각 오프셋 기준값을 맞추는 것이 일반적이므로 이를 적용한 것으로서, 본 발명에 의하면 모터의 회전축에 별도의 회전장치를 부가하여 회전축을 회전할 필요없이 모터에 본 발명의 모터 드라이버로 PWM 전원을 인가하여 회전시키면서 순수 정현파로 출력되는 Ua, Va 상의 선간 역기전력과 HAa 출력 신호를 비교할 수 있으므로 전기각 오프셋 기준값을 쉽게 조정하여 맞출 수 있게 된다. In the case of a conventional BLAC motor, it is common to set the electric angle offset reference value by comparing the back electromotive force on the Ua and Va phases with the HAa output signal, and according to the present invention, a separate rotating device is added to the motor shaft to rotate the shaft. It is possible to easily adjust and adjust the electric angle offset reference value because it is possible to compare the line back EMF and Ua output signals on Ua and Va output by pure sine wave while rotating by applying PWM power to the motor with the motor driver of the present invention.

본 발명에 의하면 오실로스코프에서 BLAC 모터의 역기전력 파형은 순수 정현파 신호로 획득된다.According to the present invention, the back EMF waveform of the BLAC motor in the oscilloscope is obtained as a pure sinusoidal signal.

이하 본 발명의 상기 BL 모터가 BLDC 모터인 또 다른 실시예를 살펴보기로 한다.Hereinafter, another embodiment in which the BL motor of the present invention is a BLDC motor will be described.

BLDC 모터에서 각 상은 상기 Ub, Vb, Wb 상은 BLDC 모터의 각 상 역기전력이고, Ub 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAb, 나머지 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HBb, HCb로 정의하면(일반적으로 홀 신호 HA는 역기전력 U-V에 동기되고, HB는 W-U, HC는 V - W에 동기되므로 이와 같이 정의하였음.), 상기 역기전력 측정부는 BLDC 모터의 Ub, Vb, Wb 상의 역기전력을 측정하고, 상기 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAb, HBb, HCb 출력 신호로 구성된다.In the BLDC motor, each phase of the Ub, Vb, and Wb phases is a counter electromotive force of each phase of the BLDC motor, the motor rotor position sensor signal corresponding to the Ub phase is HAb, and the motor rotor position sensor signal corresponding to the remaining phases is HBb, When defined as HCb (generally, Hall signal HA is synchronized with back EMF UV, HB is defined as WU, HC is synchronized with V-W), and the counter electromotive force measurement unit is the counter electromotive force on Ub, Vb, Wb of BLDC motor. And the motor rotor position sensor signal is composed of the output signal HAb, HBb, HCb.

이는 기성의 BLDC 모터에서는 단상 역기전력과 모터 회전자 위치 감지센서 신호를 비교하여 전기각 오프셋을 조정하는 것이 일반적이기 때문이다.This is because in conventional BLDC motors, it is common to adjust the electric angle offset by comparing the single-phase back EMF and the motor rotor position sensor signal.

이에 따라, 상기 오실로스코프에는 각 Ub, Vb, Wb 상의 역기전력에 대하여 각 모터 회전자 위치 감지센서 신호 HAb, HBb, HCb의 그래프가 함께 출력되어, 사용자가 전기각 오프셋 기준값을 맞출 수 있게 된다.Accordingly, the oscilloscope outputs a graph of the motor rotor position sensor signals HAb, HBb, and HCb with respect to the counter electromotive force on each Ub, Vb, and Wb, so that the user can adjust the electric angle offset reference value.

그러나, 본 발명이 BLAC 모터와 BLDC 모터에서 반드시 상기 실시예와 같이 적용된다는 의미는 아니며, 이는 상기 전기각 오프셋 기준값이 제어값에 따라 얼마든지 변동될 수 있기 때문이다.However, the present invention is not necessarily applied to the BLAC motor and the BLDC motor as in the above embodiment, since the electric angle offset reference value can vary as much as the control value.

본 발명에 의하면 오실로스코프에서 BLDC 모터의 역기전력 파형은 순수 정사각 또는 사다리꼴 역기전력 파형신호로 획득된다.According to the present invention, the back EMF waveform of the BLDC motor in the oscilloscope is obtained as a pure square or trapezoidal back EMF waveform signal.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.As shown in the drawings for the description of the present invention as an embodiment of the present invention can be seen that various forms of combinations are possible to realize the subject matter of the present invention as shown in the drawings.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. It will be said that the technical spirit of this invention is to the extent possible.

10 : BL 모터 20 : 역기전력 측정부
30 : 오실로스코프 40 : 모터 드라이버
100 : 모터의 회전축 110 : 설치각 조정판
111 : 센서 출력단자 130 : 회전장치
400 : 구동 인버터 회로부 410 : 트리거 회로부
G20 : 출력주기 역기전력 파형 G110 : 홀센서 파형
G200 : 비출력주기 역기전력 파형 G200-1 : 오실로스코프의 역기전력 파형
G410 : 트리거 펄스 10: BL motor 20: counter electromotive force measuring unit
30: oscilloscope 40: motor driver
100: rotation axis of the motor 110: mounting angle adjustment plate
111: sensor output terminal 130: a rotating device
400: drive inverter circuit portion 410: trigger circuit portion
G20: Output period back EMF waveform G110: Hall sensor waveform
G200: Non-Output Period Back EMF Waveform G200-1: Oscilloscope Back EMF Waveform
G410: trigger pulse

Claims (5)

모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판이 설치되고 모터 회전자 위치 감지센서 신호를 출력시키는 BL 모터와;
상기 BL 모터의 구동 PWM 신호를 주기적으로 출력과 비출력을 반복하여 상기 BL 모터가 전기력과 관성으로 교번 회전되게 하는 구동 인버터 회로부와 상기 구동 인버터 회로부의 비출력주기마다 소정 전기각에 동기시켜 트리거 펄스를 출력시키는 트리거 회로부를 포함하는 모터 드라이버와;
상기 BL 모터의 전원단 역기전력을 측정하는 역기전력 측정부와;
상기 트리거 회로부의 트리거 펄스와 상기 역기전력 측정부의 역기전력을 입력받아 상기 트리거 펄스에 응답하는 상기 역기전력 그래프를 출력시키며, 상기 BL 모터의 모터 회전자 위치 감지센서 신호를 입력받아 상기 역기전력 그래프와 함께 출력시켜, 상기 BL 모터의 역기전력 그래프와 모터 회전자 위치 감지센서 신호를 비교하여 전기각 오프셋을 인지시키는 오실로스코프로;
구성되어 사용자가 상기 오실로스코프를 보면서 상기 모터 회전자 위치 감지센서의 설치각 조정판을 회전시켜 전기각 오프셋 기준값을 맞출 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치.A BL motor for installing an angle adjusting plate of the motor rotor position sensor and outputting a motor rotor position sensor signal;
Periodically output and non-output the driving PWM signal of the BL motor by repeating the drive motor circuit and the drive inverter circuit portion and the drive inverter circuit portion non-power cycle to rotate alternately with the electric force and inertia, the trigger pulse in synchronization with a predetermined electric angle A motor driver including a trigger circuit unit configured to output a signal;
A counter electromotive force measuring unit for measuring a counter electromotive force of the BL motor;
Receives a trigger pulse of the trigger circuit unit and the counter electromotive force of the counter electromotive force measuring unit to output the counter electromotive force graph in response to the trigger pulse, and receives the motor rotor position sensor signal of the BL motor and outputs it with the counter electromotive force graph, An oscilloscope that recognizes an electric angle offset by comparing a counter electromotive force graph of the BL motor with a motor rotor position sensor signal;
Is configured to allow the user to rotate the installation angle adjustment plate of the motor rotor position sensor while watching the oscilloscope to match the electric angle offset reference value, characterized in that the electric angle offset of the motor using the sensorless control. 제1항에 있어서 상기 구동 인버터 회로부는
상기 BL 모터의 회전자가 관성에 의해 회전 가능한 주기로 펄스 출력시키는 것을 특징으로 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치.According to claim 1, wherein the drive inverter circuit portion
The electric angle offset measuring device of the motor using the sensorless control, characterized in that the rotor of the BL motor pulse output in a cycle capable of rotation by inertia. 제2항에 있어서
상기 BL 모터는 BLAC(PMSM : Permament Synchronous Motor) 모터로서
상기 역기전력 측정부는 입력 Ua, Va, Wa 상에 대하여 Ua, Va 상의 선간 역기전력을 측정하는 차동 프로브로 구성되고,
상기 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAa 출력 신호로 구성되어
상기 오실로스코프에는 Ua, Va 상의 선간 역기전력 그래프와 HAa 출력 그래프가 함께 출력되어
사용자가 전기각 오프셋 기준값을 맞출 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치.
(상기 Ua, Va, Wa 상은 BLAC 모터의 각 상 역기전력이고, Ua 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAa, 나머지 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HBa와 HCa로 함.)The method of claim 2
The BL motor is a BLAC (PMSM: Permament Synchronous Motor) motor.
The counter electromotive force measuring unit is composed of a differential probe for measuring the line back electromotive force on the Ua, Va phase with respect to the input Ua, Va, Wa phase,
The motor rotor position sensor signal is composed of a HAa output signal
The oscilloscope outputs a line back EMF graph and a HAa output graph on Ua and Va.
Electrical angle offset measurement apparatus for a motor using sensorless control, characterized in that the user can match the electrical angle offset reference value.
(The Ua, Va, Wa phase is the counter electromotive force of each phase of the BLAC motor, the motor rotor position sensor signal corresponding to the Ua phase is HAa, the motor rotor position sensor signals corresponding to the remaining phases are HBa and HCa. ) 제2항에 있어서
상기 BL 모터는 BLDC 모터로서
상기 역기전력 측정부는 BLDC 모터의 Ub, Vb, Wb 상의 역기전력을 측정하고,
상기 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAb, HBb, HCb 출력 신호로 구성되어
상기 오실로스코프에는 각 Ub, Vb, Wb 상의 역기전력에 대하여 각 모터 회전자 위치 감지센서 신호 HAb, HBb, HCb의 그래프가 함께 출력되어
사용자가 전기각 오프셋 기준값을 맞출 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치.
(상기 Ub, Vb, Wb 상은 BLDC 모터의 각 상 역기전력이고, Ub 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HAb, 나머지 상에 대응하는 모터 회전자 위치 감지센서 신호는 HBb, HCb로 함.)The method of claim 2
The BL motor is a BLDC motor
The counter electromotive force measuring unit measures the counter electromotive force on the Ub, Vb, Wb of the BLDC motor,
The motor rotor position sensor signal is composed of a HAb, HBb, HCb output signal
The oscilloscope outputs a graph of each motor rotor position sensor signal HAb, HBb, HCb with respect to the counter electromotive force on each Ub, Vb, and Wb.
Electrical angle offset measurement apparatus for a motor using sensorless control, characterized in that the user can match the electrical angle offset reference value.
(The Ub, Vb and Wb phases are the counter electromotive force of each phase of the BLDC motor, the motor rotor position sensor signal corresponding to the Ub phase is HAb, and the motor rotor position sensor signals corresponding to the remaining phases are HBb and HCb. ) 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서
상기 모터 회전자 위치 감지센서는
홀 센서, 엔코더 또는 레볼버 인 것을 특징으로 하는 센서리스 제어를 이용한 모터의 전기각 오프셋 측정 장치.The method according to any one of claims 1 to 4
The motor rotor position sensor
Electric angle offset measuring device of the motor using sensorless control, characterized in that the Hall sensor, encoder or revolver.
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