KR810002087B1 - 모우터의 구동 제어방식 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

모우터의 구동 제어방식

제1도는 본 발명의 모우터구동제어방식을 실시하기위한 회로도.

제2도는 제1도의 타임차아트.

제3도는 본 발명의 응용을 나타낸 회로도.

제4도는 제3도의 타임차아트.

본 발명은 모우터의 구동제어에 관한 것으로서, 모우터를 정속회전할 수 있도록 한 구동제어방식에 관한 것이다. 일반적으로 모우터 정속구동 기술에 있어서는 모우터의 공급전압으로서 아나로그신호를 사용하고 있다.

예컨데, 다꼬제네레이터 혹은 부리지를 사용하여, 그 출력신호를 모우터에 피이드백시켜 정속회전하도록하고 있다.

그러나 이것들은 아나로그 신호를 쓰기 때문에 모우터 구동제어회로가 복잡하여 고가로되며, 또 파워로스가 크고, 다꼬제네레이터는 고가이고, 부리지회로는 정확도가 불량하여 동작안정성이 나쁜 결점이 있었다.

본 발명은 구동공급신호로서 디지털신호를 사용한 것이므로, 구동회로가 염가로되며 그 구성이 간단해진다.

또 본 발명은 스윗칭(switching)구동을 하기 때문에 파워로스가 없고, 잡음등 외적요인에 대하여서도 매우 안정하다.

본 발명의 구성을 간단히 설명하면 모우터의 회전축에 직결된 스릿트판에, 예컨데 발광소자 및 수광(受光)소자로된 스릿트펄스발생수단을 설치하는 한편, 이것과는 별도로 설치된 발진기로부터의 신호와 위의 스릿트펄스를 비교하여 모우터를 구동하도록 한 것이다.

예컨데, 스릿트판에서의 스릿트펄스가 입력된후 발진기에서 신호를 카운트하게되고, 모우터에 선택된 극성으로 전압이 공급되면 카운트동작이 종료되고나서 다음 스릿트펄스가 입력될때까지의 기간동안 모우터는 구동할 수 있게 되는 것이다.

여기서 만일 모우터의 회전속도가 빨라지면 스릿트판에서의 스릿트펄스주지가 짧아지며, 그 짧아진 비율만큼 모우터의 구동시간, 즉 모우터에 전압을 공급하는 시간이 짧아진다. 따라서 회전속도가 저하한다.

한편, 반대로 회전속도가 늦어지면, 위에서 설명한것과는 반대로스 릿트펄스의 발생주기가 길어지고, 모우터의 구동시간이 길어져 회전속도가 상승한다.

위와 같이 제어함으로써 모우터의 회전속도가 일정하게 유지된다. 또 이 회전속도는 발진기에서의 신호의 카운트수를 변화시킨다든가 아니면 발진주파수를 변화시킴으로써 그 회전속도를 쉽게 선정할수 있다.

그리고, 회전속도가 정상회전속도보다 빨라졌을 경우, 모우터의 구동시간을 짧게하든가, 또는 오프(OFF)하는 것만으로는, 모우터의 광성에 의해 그 응답 특성이 나빠지게 된다. 따라서 이 감속응답 특성을 양호하게 하기 위해서 모우터에 역극성(逆極性)의 전압을 가하게 된다.

즉 스릿트펄스발생주지가 카운트계수 시간보다 짧을 경우, 카운트계수중에 입력된 스릿트펄스가 입력할때부터 카운트계수가 끝날 때 까지의 시간, 모우터에 역극성전압을 가해 모우터를 강제적으로 제동하여, 회전속도를 저하시켜 감속응답성을 양호하게 한다.

이하, 본 발명에 있어서 모우터의 정속구동을 하기 위한 실시예를 첨부도면과 같이 설명한다.

제1도는 본 발명에 있어서의 구동제어방식을 실시하기 위한 회로도이며, 제2도는, 구동타이밍차아트이다.

도면중 SP는 모우터 M의 회전축에 직결된 스릿트판(도시하지 않았음)에서 얻어진 스릿트펄스, SG는 별도로 설치된 발진기(도시하지 않았음)에서 일정한 주기로 도출되는 신호이다. 위의 스릿트펄스 SP는 프립프롭 FF₁의 셋트단자 S₁및 프립프롭 FF₃의 크록(clock)단자 Cl에 입력되며, 신호 SG는 카운터 C에 입력되어 일정한 수를 카운트한 다음 모노멀티(Mono Multi)MM를 통하여 프립프롭 FF₁의 리셋트단자 R₁및 프립프롭 FF₂의 리셋트단자 R₂에 입력된다. 또 프립프롭 FF₁의 단자 Q₁의 출력을 카운터이네이블(coutenable)신호로서 카운터 C에 입력시킨다.

즉 스릿트펄스 SP가 프립프롭 FF₁에 입력되면 그 프립프롭 FF₁는 셋트되어 단자 Q₁의 출력이 낮은 레벨 ＂L＂로되며 카운터 C는 카운트를 개시하고, 소정의 카운트를 계수한후 모노멀티 MM를 통하여 위의 프립프롭 FF₁를 리셋트함과 동시에 카운트를 정지시킨다.

한편, 프립프롭 FF₂는 그 트리거 입력단자 T에 스릿트펄스 SP가 인버터 In_₁을 통하여 입력되어 있으며, 프프립롭 FF₁이 셋트되어 있는 상태에서 다음의 스릿트펄스 SP가 입력되면, 그 펄스가 트리거로서 입력되어 출력단자 Q₂는 ＂H＂ 그리고 출력단자 Q₂는 ＂L＂로 된다.

이 출력단자 Q₂, Q₂는 Q₂측을 게이트 G₂의 입력단자에, 또, Q₂측을 프립프롭 FF₃의 리셋트단자 R₃에 각각 좁속되어 있다.

여기서, 위 프립프롭 FF₃는 셋트단자 S₃에 프립프롭 FF₂의 셋트출력 Q₂가 입력되고, 또 리셋트단자 R₃에는 프립프롭 FF₂의 출력 Q₃가 입력되어 출력단자 Q₃는 게이트 G₁의 입력단자에 접속되어 있다.

또 게이트 G₁은 또 하나의 입력단자에 프립프롭 FF₁의 출력단자 Q₁에서의 출력이 가해져있어, 그 게이트 G₂의 출력을 인버트 In_₂를 통하여 게이트 G₂의 입변단자에 가하여진다.

본 발명은 모우터 M의 구동제어를 실시하기 위해 위와 같이 회로구성을 하고 있다. 게이트 G₁이 열려있는 동안(게이트 G₁의 출력이 높은 레벨 ＂H＂의 경우)에는 게이트 G₁의 출력이 저항을 통하여 베이스에 입력되는 트랜지스터Tr₁이 ON으로 되며, 트랜지스터 Tr₃, Tr₅도 ON으로 되기 때문에,⁺V인 전압이 저항을 통하여 모우터 M에 가해진다.

즉 정극성의 전압이 게이트 G₁이 열러 있는 시간에만 모우터 M에 가해져 모우터 M는 정방향으로 회전 구동제어 된다. 한편, 게이트 G₂가 열리면, 인버터 In_₃를 통하여 출력되는 ＂L＂ 신호가 베이스에 입력되고, 트랜지스터 Tr₂가 ON되며, 이때 트랜지스터 Tr₄, Tr₆도 ON되어 모우터 M에 -V 전압이 가해진다.

즉 게이트 G₂가 열리면 모우터 M는 위 정극성과는 역극성의 전압이 가해져 구동제어되는데, 이 경우는 제동된 상태가 되는 것이다.

다음으로, 위에서 말한 구성에 있어서의 관련동작을 설명한다. 우선, 모우터 M에 정극성의 전압이 가해져 정상회전을 하고 있는 경우, 그 모우터 M에 직결된 스릿트판을 통하여 스릿트펄스발생수단에 의해 스릿트펄스 SP₁이 출력됨과 동시에 플립프롭 FF₁에 입력되어, 그 프립프롭 FF₁은 셋트된다.

이때 프립프롭 FF₁의 출력단자 Q₁은 ＂L＂로되며, 카운터 C는 카운트상태로 되어, 발진기에서의 신호 SG를 카운트 한다. 그리고 위의 카운터 C는 신호 SG를 소정수카운트하면, 모노멀티 MM를 통해 출력을 프립프롭 FF₁의 리셋트단자 R₁에 입력한다.

이 때문에 프립프롭 FF₁의 출력단자 Q₁가 ＂H＂로 되며, 위의 카운터 C는 카운트를 정지한다.

그후, 다음의 스릿트펄스 SP₂가 프립프롭 FF₁의 셋트단자 S₁에 입력되면, 위와 같은 동작을 반복된다.

이때 프립프롭 FF₂는 앞에 있는 프립프롭 FF₁이 셋트상태로 될 때에, 트리거입력단자 T에 스릿트펄스 SP가 입력되지 않기 때문에 아무런 반전(反轉)동작도 하지 않으며, 출력단자 Q₂는 ＂H＂상태를 지속하게 된다. 또 프립프롭 FF₃도 반전동작을 하지 않고 그 상대를 지속하게 되며 출력단자 Q₃를 통하여 높은 레벨 ＂H＂로 출력신호를 제공하는 것은 명백한 것이다.

한편, 카운트 C가 소정의 카운트를 한다음 프립프롭 FF₁는 리셋트되어 출력단자 Q₁이 ＂H＂로 되기 때문에 게이트 G₁는 출력 ①이 ＂H＂로되 된다.

이로 말미암아 모우터 M에는 정극성의⁺V 전압이 가해져 구동제어 된다.

그다음, 프립프롭 FF₁의 셋트단자 S₁에 스릿트펄스 SP₂가 입력되면, 출력잔자Q ₁ 가 ＂L＂로 되어, 게이트 G₁이 닫쳐져 출력측 ①은 ＂L＂로 되기 때문에 모우터 M에는 전압이 가하여지지 않는다.

이것과 동시에 카운터 C는 카운트를 개시하여 소정수를 카운트한다음, 프립프롭 FF₁이 리셋트되어 게이트 G₁이 다시 열린다. 요는 모우터 M가 정상으로 회전하게되면 프립프롭 FF₂및 FF₃는 반전동작을 하지 않고 게이트 G₁만 개폐 제어된다.

이 게이트 G₁의 개폐제어는 프립프롭 FF₁의 출력단자 Q₁의 출력에 의해 결정된다.

즉, 프립프롭 FF₁이 리셋트된 시점(카운터 C가 소정수를 카운트한 다음)에서, 프립프롭 Ff₁의 셋트단자 S₁에 스릿트펄스 SP가 입력될때까지의 시간에 게이트 G₁이 열린다.

요약하면, 회전수가 감소될 경우 스릿트펄스 SP의 발생주기가 더 길어진다.

따라서, 프립프롭 FF₁이 리셋트할때부터 다음의 리셋트펄스 SP가 입력될때까지 게이트 G₁가 열리는 시간이 더 길어지고, 모우터 M에 전압공급시간이 길어져 모우터 M의 회전속도를 증가시킨다.

또 회전속도가 증가하게되면 스릿트펄스 SP가 발생주기가 짧아져 위와 반대로, 게이트 G₁이 열리는 시간이 짧아지기 때문에 모우터 M에는 전압공급시간이 짧아져, 모우터 M의 회전속도는 감소한다.

이상의 동작을 반복하여 행함으로써 모우터 M는 정속도로 회전구동 제어되는 것이다.

여기에, 또 발진기의 발진주파수를 변화시키거나 혹은 카운터 C의 카운트수를 변화시킨 것으로서 쉽게 회전속도의 제어도 할 수 있다. 또 스윗칭구동이므로 모우터 M의 파워로스는 없게 된다.

다음에 모우터 M의 회전속도가 지나치게 빨라질 경우, 위에서 언급한 바와 같이 모우터 M에의 공급전압을 정지하는것 만으로는 모우터의 관성에 의하여 그 반응특성이 나빠진다.

따라서, 모우터 M에 위와는 달리 역극성전압을 가해서 제동하여, 응답 특성을 좋게한다.

이것은 스릿트펄스 SP₃가 프립프롭 FF₁에 입력하여 그 프립프롭 FF₁이 셋트됨과 동시에 카운터 C는 카운트를 개시하게 되는데, 이때 모우터 M에 회전속도가 지나치게 빨라지기 때문에, 카운터 C의 카운트 도중에 다음의 스릿트펄스 SP₄가 스릿트펄스 FF₂발생수단에 의해 출력된다.

프립프롭 SP₂의 트리거펄스로서 작용하는 스릿트펄스 SP₄가 입력단자 T에 입력되어, 그 프립프럽 FF₂의 각 출력단자 Q₂, Q₂를 통과하는 각 출력신호는 반전(反轉)되어 출력단자 Q₂의 출력신호는 높은 레벨 ＂H＂로, 또 출력단자 Q₂의 출력신호는 낮은 레벨 ＂L＂로 된다.

이 때문에 게이트 G₂의 출력측 ②는 높은 레벨 ＂H＂로 된다. 이로 말미암아 트랜지스터 Tr₂가 ON되어 트랜지스터 Tra, Trb도 ON으로 되고 모우터 M에는 -V 전압이 공급된다. 그 다음 카운터 C가 카운트를 종료한후, 각 프립프럽 FF₁및 FF₂가 리셋트되어, 프립프롭 FF₂의 출력단자 Q₂의 출력신호는 반전되어 낮은 레벨 ＂L＂로 되기 때문에 게이트 G₂가 닫쳐져, 모우터 M에는 -V 전압이 공급되지 않는다.

요컨데, 카운터 C가 카운트 도중 다음의 스릿트펄스가 입력된다고 하는 것은 모우터 M의 회전속도가 매우 상승되어 있다는 것을 뜻하며 이때, 스릿트펄스 SP가 입력할때부터 카운트계수종료까지의 시간에, 게이트 G₂는 열려져 모우터 M는 역극성의 전압이 공급되어 구동제어(제동)된다.

이상과 같이 모우터 M는 정속회전이되며, 또 회전수가 지나치게 빨라지는 경우에는 역극성의 전압을 공급하여 제동하게되어 감속응답 특성을 양호하게하며 충실한 정속도 구동을 하게한다. 그리고, 인버터 In_₂는 게이트 G 및 G₂의 출력측 ① 및 ②가 ＂H＂인 경우, 출력단 트랜지스터가 파괴되지 않도록하기 위해 삽입되는 것이다.

위의 구동방식의 응용으로서, 각각 전후 이동하는 회전수를 변화시켜 전후 이동을 발생시킴으로서 프린터등을 가진 캐리지(carrage)가 구동하는 것을 안출할 수 있다.

위의 캐리지는 인자(印字, printerhead)헤드를 가지며 기록지에 대향하여, 기록지의 인자행영역(印字行領域)의 전후로 왕복 이동할수 있게되어 있다.

이 응용회로는 제3도에, 또 제4도에는 그 신호파형을 표시하고 있는데, 이 도면에서 LM, RM 및 ISTC는 각각 좌측단, 우측단 및 파아스트캐랙터 위치를 캐리지가 빠져나왔을 때 발생하는 신호로서, 캐리지의 위치를 출력하고 있는 신호이다.

즉, 신호 LM는 캐리지가 기록면을 향해 좌측 끝에 있을 때 출력되는 신호, RM은 캐리지가 우측 끝에 있을 때 출력된다.

다시, 파아스트캐랙터 ISTC는 캐리지가 제1인자위치에 있을 때에 출력되는 신호이다.

캐리지는 좌측단에서 우측단사이를 왕복이동하게 된다.

제3도의 회로는 포오드(좌측에서 우측에 향한 방향)에서 리버스(우측에서 좌측에 향하는 방향), 리버스에서 포오드에의 응답을 빨리하기 위해 캐리지가 각 머신에 들어갈 때, 즉, 각 머신 LM, RM이 ＂L＂일 때 모우터 M는 풀파워로서, 구동되어 캐리지를 작동시켜 머신에서 떨어지게되면 속도 제어된다. 또 이 경우 리버스의 속도는 포오드속도의 4배로 되며, 제1인자 위치까지 되돌아가면 포어드와 동일한 속도까지 감속된다. 이것은 캐리지를 좌측단 위치까지 정지시키는 것을 용이하게하기 위해서다.

제4도의 파형도와 함께 간단하게 동작을 설명한다. SW는 모우터 구동스위치로서 ＂H＂상태에서는 캐리지가 좌측단 위치에서 정지한다. 캐리지는 낮은 레벨 ＂L＂방향으로 신호를 지연시키면서 이동을 개시하며 이 신호는 스위치 SW에 의해 제공되고, 기록지의 좌측단(Leftmargin)과 우측단(right margin)사이를 왕복이동하며 이 스위치 SW의 작동에 의해 높은 레벨 ＂H＂까지 신호가 상승한 다음 최초의 좌측단에서 정지한다.

여기서 스윗치 SW가 ＂L＂로 되면 모우터 M는 정방향(포어드방향)으로 구동되며 캐리지가 이동한다.

그리고 캐리지가 좌측단을 통과할때까지의 사이에, 모우터 M가 풀파워로 구동된다.

이것은 회전방향을 변화시킬 경우에, 정속제어(점선으로 두른부분)만으로는 모우터 M의 관성에 의해 지나치게 통과하기 때문이다. 그리고 캐리지가 좌측단을 지나치게 통과하면 신호 LM은 ＂H＂로 되며, 모우터 M가 신호 RDRIV로 구동되어 감속된다.

그 다음 제1인자 위치에 캐리지가 오면 신호 ISTC가 도출되어, 신호 FDRID로 모우터 M의 정속회전이 이뤄진다.

다음에 모우터 M가 정속회전하여 캐리지가 주행하고 우측단에 오면 신호 RM가 출력되며 모우터 M가 신호 RDRIV로서 풀파워로 구동되어 역전한다.

이와 동시에 절환수단 DS₂에 의해 속도제어회로의 출력측 ①, ②가 역접속된 상태로되어, 신호 FDRIV 및 RDRIV과는 역으로된 상태로 된다.

또 절환수단 DS₁에 의해 카운터 C의 카운트 계수는 4분의 1로 변경된다.

따라서 신호 RM이 입력되어 ＂H＂로 되면 정회전의 4배의 회전수로서 역회전으로 정속 제어된다.

여기서 모우터가 역회전으로 속도제어되어 제1인자위치에 오면 신호 ISTC가 입력되어 다시 카운터 C는 절환수단 DS₁로서 최초카운트계수로 되돌아와서 정회전방향과 동일한 회전수가 될때까지 감속된다.

다음으로 신호 LM가 입력되어 스윗치 SW가 ＂H＂로 되면 좌측단 위치에서 캐리지(모우터 M)는 스톱하며, ＂L＂로되면 다시 모우터 M는 정회전으로되어, 캐리지의 왕복이동이 반복된다.

또, 신호 ISTC는 제1인자위치를 표시하기위해서 또한, 캐리지를 용이하게 스톱할수 있도록 설치한 것이다. 또 MM₁는 캐리지 스톱용신호를 발생시키는 모노멀리, Co는 모우터의 구동음을 작게하기 위해 삽입된 콘덴서이다.

제3도에 있어서 FF₄, FF₅및 FF₆는 각각 프립프롭이며, S₄, S₅및 S₆는 각 프립프롭 FF₄, FF₅, FF₆의 셋트단자이고, R₄, R₅및 R₆는 그 리셋트단자,

₄,

₅및

₆는 그 출력단자이다.

위에서 밝힌바와 같이, 본 발명은 모우터의 회전축에 고정된 스릿트판에서 펄스발생수단을 통해 발생하는 신호를 기본으로하여 모우터의 공급전압을 스윗칭하고, 모우터의 정속회전을 제어하는 것이므로 간단한 회로구성으로 정속제어를 실시할수 있고, 파워 로스가 적고 안정하기 때문에 모우터의 구동제어로서 널리 응용될수 있다.

또 속도제어도 극히 간단하게 행할수 있다.

Claims (1)

1. 모우터축에 취부된 스릿트판에서 신호를 발생시키는 스릿트펄스발생수단과,

   이 스릿트펄스발생수단의 제1스릿트펄스에 대응해서 클록신호를 일정수만 계수하는 카운터와,

   이 카운터가 일정수를 계수한 스릿트펄스발생수단의 제1스릿트펄스 발생시에 일정시간이 경과한후를 기준으로 하여, 이 기준에서 스릿트펄스발생수단의 제2스릿트펄스발생시까지 정극성전압을 모우터에 공급하고,

   위 기준전에 스릿트펄스발생 수단의 제2스릿트펄스가 발생하였을 때 제2스릿트펄스발생에서 위 기준까지의 사이에 역극성전압을 모우터에 공급하여 카운터가 계수할때에는 모우터에 여하한 전압도 공급하지 아니함으로써 모우터를 정속회전시킬 수 있게한 모우터의 구동제어방식.

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