KR890002190B1

KR890002190B1 - 스텝모우터의 제어신호 검출회로

Info

Publication number: KR890002190B1
Application number: KR1019860009197A
Authority: KR
Inventors: 김용하
Original assignee: 삼성전자부품 주식회사; 임경준
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1989-06-22
Also published as: KR880005736A

Abstract

내용없음.

Description

스텝모우터의 제어신호 검출회로

제1도는 본 발명이 실시되는 스텝모우터 구동제어시스템의 블럭다이어그램.

제2도는 본 발명에 따른 제어신호 검출회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스텝모우터 2 : 검출회로부

3 : 적분회로부 4 : 증폭회로부

5 : 분배회로부 OP1 : 비교기

Q1, Q2 : 트랜지스터 Rs, R1, R4 : 저항

Ls : 상권선 D1, D2 : 다이오드

VR1, VR2 : 가변저항

본 발명은 스텝모우터의 구동회로에 관한 것이다, 특히 스텝모우터의 고정자권선과 병렬로 저항을 설치하여 고정자권선의 역전류를 검출하도록 함으로써 제어신호를 얻을 수 있도록 된 스텝모우터의 제어신호 검출회로에 관한 것이다.

스텝모우터(step motor)는 펄스모우터(pulse motor)라고도하며, 인가되는 펄스신호에 따라 스텝형으로 움직이는 모우터로서 전자토오크나 반작용토오크등의 동기토오크를 이용하여 구동되는데, 일반 동기모우터와 다른 것은 정회전과 역회전이 되풀이 될 뿐만 아니라 그 속도가 서보모우터와 같이 가변되어진다는 점이다.

한편 스텝모우터는 통상적으로 그 속도나 위치를 제어하기 위해서 개방 루우프제어시스템을 사용하나, 최근에는 보다 정밀한 위치제어가 요구되어지는 바, 스텝모우터는 그 스텝회전각이 3.6°나 1.8°와 같은 미세한 각 운동을 해야하기 때문에 보다 정밀한 제어를 위해서 일반 정밀 소형모우터와 같은 폐루우프제어시스템을 사용하게 되었다. 이러한 폐루우프제어시스템으로는 통상 타코제너레이터(Tacho-Generator)나 포토센서(Photo-sensor)를 사용하여 제어신호를 얻는 방법이 실시되고 있으나, 이러한 방법은 자체관성에 따른 제어의 부정확성과 별도 감지기 설치에 따른 비용의 증가 등과 같은 문제점이 있었으며, 또한 스텝모우터에서 발생하기 쉬운 공진현상을 제거시켜주는데 전혀 도움이 되지 못한다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제어신호 검출시스템이 갖는 문제점을 해결하기 위해서 스텝모우터 각상의 고정자권선에다 병렬로 저항을 설치하여 고정자권선에 흐르는 전류변화에 따른 역전류를 검출하도록 함으로써 간단한 방법으로 스텝모우터의 제어신호를 얻을 수 있도록 할 뿐만 아니라 스텝모우터의 공진현상을 제거시켜줄 수 있도록 된 스텝모우터의 제어신호 검출회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명의 구성 및 작용효과를 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 스텝모우터(1)의 각 상권선(Ls)와 저항(Rs)에 병렬로 감지저항(R1)과 상 억제용 다이오드(D1)가 연결되고, 상기 저항(R1)과 다이오드(D1)의 접점과 전원단(V⁺)은 각각 가변저항(VR1)(VR2)을 통해 비교기(OP1)의 입력단에 연결되며, 비교기(OP1)의 출력단은 다이오드(D2) 및 저항(R2)(R3)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결되고, 상기 트랜지스터(Q1)는 콜렉터가 저항(R4)을 통해 전원단(V+)에 연결되면서 에미터가 접지되어진 구조로 되어 있다.

미설명부호 2는 검출회로부, 3은 적분회로부, 4는 증폭회로부, 5는 분배회로부, Q2는 트랜지스터이다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명은 스위칭트랜지스터(Q2)의 구동에 따른 상권선(Ls)의 역전류를 감지하여 스텝모우터(1)의 구동제어회로로 전달해 줌으로써 스텝모우터(1)의 위치 및 속도를 제어해 줄 수 있도록 할 뿐만 아니라 공진현상을 제거하는데 있어서도 매우 유용하다.

제1도는 본 발명의 검출회로가 이용되어지는 스텝모우터 구동제어시스템의 블럭다이어그램으로서 그 제어작용을 설명하면, 스텝모우터(1)에 입력펄스신호가 가해지면 스텝모우터(1)가 구동되고, 스텝모우터(1)의 구동상태는 검출회로부(2)에서 검출되며, 이 검출신호는 적분회로부(3)에서 적당한 수준으로 분압되고 적분되어 삼각파로 변환된 다음 증폭회로부(4)로 인가되어서 제어신호 비교파로 변환되고 증폭되며, 상기 증폭된 신호는 쵸핑/펄스폭 변조회로를 통해 분배회로부(5)에서 스텝모우터(1)의 각 상에 대한 제어신호로 분배되어진다.

제2도는 상기와 같은 스텝모우터의 구동제어시스템에 있어서, 검출회로부(2)에 실시되어지는 본 발명에 따른 제어신호검출회로도로서, 상권선(Ls)과 저항(Rs)에 병렬로 감지저항(R1)과 다이오드(D1)가 설치되어 있고, 상기 저항(R1)과 다이오드(D1)의 접점은 비교기(OP1)의 정입력단에, 전원단(V⁺)은 비교기(OP1)의 부입력단에 각각 연결되어 있으며, 상기 비교기(OP)의 출력단은 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결되어 있는데, 상기 상권선(Ls)에 가해지는 전압은 입력펄스에 따라 구동되는 트랜지스터(Q2)에 의해 제어되어진다.

상기 트랜지스터(Q2)의 베이스에 펄스가 가해지면 트랜지스터(Q2)가 온되면서 전원단(V⁺)으로부터 상권선(Ls) 및 저항(Rs)에 전류가 흐르고, 그에 따라 스텝모우터(1)는 1스텝회전하게 되며, 입력펄스가 종료되면 트랜지스터(Q2)가 오프되면서 상권선(Ls) 및 저항(Rs)에는 전원공급이 차단되어지게 된다. 그러나 이와 같이 전원이 차단될 경우 상권선(Ls)에는 일부 전계가 축적되었다가 역전류로 흐르게 되는바, 상건선(Ls)과 저항(Rs) 및 감지 저항(R1)을 통해 흐르면서 감지저항(R1)에서 전압강하를 일으키게 된다. 이 전압강하 신호는 가변저항(VR1)을 통해 비교기(OP1)의 정입력단으로 인가되어서 가변저항(VR2)을 통해 부입력단으로 인가될 전원단(V⁺)전압과 비교되어지며, 상기 비교기(OP1)의 출력은 다이오드(D1)와 저항(R2)(R3)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가된다.

이때 상기 트랜지스터(Q1)는 비교기(OP1)의 출력에 따라 온, 오프되면서 적분회로부(2)로 제어신호를 전달해주게 되는바, 상기 감지저항(R1)에서 감지된 신호가 전원단(V⁺) 으로부터 인가된 신호보다 클 경우에는 비교기(OP1)의 출력이 하이가 되어 트랜지스터(Q1)를 턴온시켜주게 되므로 감지저항(R1)의 감지기간 동안은 적분회로부(2)로 인가되는 신호가 "0"상태로 된다.

여기서 다이오드(D1)는 상전류를 억제해 주고, 다이오드(D2)는 비교기(OP2)로 역전류가 유입되는 것을 방지해주며, 가변저항(VR1) (VR2)은 비교기(OP1)로 인가되는 전압이 적정수준이 되도록 조절해주는 작용을 한다.

상기한 바와 같은 본 발명은 감지저항(R1)을 이용하여 상권선(Ls)에 가해지는 전류변화를 감지함으로써 구동제어회로를 얻을 수 있게 되는데, 이러한 방법은 스텝모우터(1)의 공진현상을 감지하여 그 현상을 제거하는데도 큰 효과가 있다.

스텝모우터의 공진현상은 동작이 불안정하여 발생하는 지속적인 진동상태로서 관성모멘트와 동기화토오크에 의해서 공진주파수를 가지면서 가해지는 역동토오크의 주파수가 공진주파수에 가까울 경우에 발생하게 되는데, 이러한 공진현상은 특히 스텝모우터(1)의 중속영역에서 문제시되는 것으로 통상 안정영역을 이용하도록 설계되어지나 부하에 따라 공진영역을 피할 수 없는 경우도 생기게 된다.

그런데 본 발명에서는 감지저항(R1)을 이용하여 상권선(Ls) 및 저항(Rs)에 흐르는 전류변화를 직접 감지하게 되므로 공진현상이 발생할 경우 이를 용이하게 감지할 수 있다. 즉, 공진형상이 발생하여 스텝모우터(1)가 진동할 경우에는 부하전루가 진동하게 되고 그에 따라 역전류가 진동하여 감지신호를 진동시켜줌으로써 트랜지스터(Q1)를 통해 구동제어회로부로 인가되는 제어신호의 펄스폭을 변화시켜 주게 된다. 이와 같은 펄스폭 변조신호는 적분회로부(3)에서 적당히 분압되고 적분되어 삼가파로 변환된 다음 증폭회로부(4)에서 제어신호 비교파로 변환되고 증폭되며, 쵸핑/펄스폭변조회로를 통해 그 크기가 변화되어서 분배회로부(5)를 통해 스위칭트랜지스터(Q2)를 제어해주게 된다.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 본 발명은 스텝모우터(1)의 각 상권선(Ls) 및 저항(Rs)에 가해지는 전류변화를 감지저항(R1)을 통해 직접 감지하여 제어신호를 검출하도록 함으로써, 타코제너레이터나 광감지기와 같은 별도의 위치 및 속도감지장치를 사용할 필요가 없을뿐만 아니라 스텝모우터(1)의 공진현상을 용이하게 감지하여 제어회로를 통해 제거시켜줌으로써 안정된 구동특성을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims

검출회로부(2)와 적분회로부(3), 증폭회로부(4) 및 분배회로부(5)로 구성된 스텝모우터(1)의 구동제어 회로에 적용되어지는 제어신호 검출회로에 있어서, 상기 스텝모우터(1)의 각 상권선(Ls)과 저항(Rs)에 병렬로 감지저항(R1)과 상억제용다이오드(D1)가 연결되고, 상기 감지저항(R1)과 다이오드(D1) 사이의 접점은 가변져항(VR1)을 통해 비교기(OP1)의 정입력단에, 전원(V⁺)은 가변저항(VR2)을 통해 비교기(OP1)의 부입력단에 각각 연결되며, 상기 비교기(OP1)의 출력단은 다이오드(D2) 및 저항(R2)(R3)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결되고, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터가 저항(R4)을 통해 전원단(V⁺)에 연결되면서 에미터가 접지되어짐으로써 스텝모우터(1)의 상전류 변화를 감지하여 제어신호를 검출할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 스텝모우터의 제어신호검출회로.