KR910005230Y1 - 브러쉬리스 직류모터의 회전자 위치신호감지 검출장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

브러쉬리스 직류모터의 회전자 위치신호감지 검출장치

제 1 도는 종래 브러쉬리스 직류모터의 구조를 나타낸 개략 설명도.

제 2a 도는 본 고안에 의한 회전자 위치신호검출 장치의 구성도, (b)는 센서홀더에 부설된 위치감지소자의 결선회로도.

제 3 도는 본 고안을 4주 2상 모터에 적용된 예시도.

제 4 도는 본 고안을 설명하기 위한 브러쉬리스 직류모터의 전기회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전자 샤프트 2 : 슬리이브형 회전자

3 : 4극 신호감기검출자석 4 : 감지소자홀더

5, 6 : 위치검출소자 5a, 6a : N형 반도체

5b, 6b : S형 반도체

본 고안은 브러쉬리스 직류모터의 회전자 위치를 검출하는 위치신호 감지검출장치에 관한 것이다.

브러쉬리스 직류모터는 제 1 도에서와 같이 회전자 케이스(21a)와 영구자석(2b)으로 된 회전자(21)와, 전기자코일(22a)로 구성되고 전기차코일의 갯수와 배열상태에 따라 2상, 3상으로 대별되며 브러쉬 직류모터의 프린트기판(24)상에 부착된 위치검출 소자(23)는 2개 1조로 설치된 고정자측(22)의 전기차 코일(22a)의 중앙에 위피하여 상기 회전자가 회전하기 시작하면 회전자 샤프트에 고정된 영구자석 N극 또는 S극의 자극으로 상기 위치검출소자가 동착하여 전기자코일(22a)에 전류가 흐르면서 영구자석(21b)과 상호작용으로 토오크가 발생하여 영구자석(21b)이 회전하게 되는 것은 잘 알려져 있다.

그러나 이와같은 종래의 위치검출소자(23)는 회전자(1)의 상면 또는 하면상에 배열되어 있어 회전자샤프트(21c)의 축방향으로 진동이 발생할 경우 회전샤프트(21c)의 일단에 부착된 영구자석(21b)과 위치검추소자(Hall Senser)(23)와의 공극이 좁혀졌다 넓어지면서 기전력이 세거나 약해져 충격적 변동에 의해 감지 소자뿐만 아니라 논리회로 및 부릿지 회로에 충격적인 전류변동을 야기시킴으로써 구성회로를 손상시키게 된다.

또한, 회전자(Rotor)의 샤프트방향으로 같은 평면상에 2개의 개별검출소자를 90°를 유지하도록 설치하여 각상의 계자극 여자코일에 정역의 전류가 흐르도록 하였으나 2개의 검출소자 배치각이 90°미만의 사소한 오차가 있을 경우에 모터 가동중에 2개의 검출소자로 부터 단자출력이 동시에 출력되는 때가 발생하게 되고 이에 따라 브릿지회로에 전류가 양 방향으로 흐르게 되면서 계자극 코일을 여자시키지 못하고 과전류가 직접 회로로 흐르면서 회로의 반도체소자를 손상시키게 된다.

그리고 2개의 검출소자 배치각이 90°보다 큰 각에서 사소한 오차가 발생할 경우에도 모터의 가동중에 순간적이나마 2개의 검출소자로 부터의 단자출력이 출력되지 않는 때가 생겨 이에 따라 계자극여자코일에서 순간적으로 단점됨으로써 저 회전시 심한 토오크리플(Torgue ripple) 현상이 발생하게 된다.

이와같은 문제를 해결하기 위하여 본 고안의 목적은 회전자 샤프트의 축방향 진동이 발생하더라도 기전력의 변동없이 정코오크, 정속 할 수 있도록 하고 회로부에 과대전류가 흐르지 않토록한 회전자 위치신호감지검출장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 브러쉬리스 직류모터의 회전자샤프트의 일단에 슬라이브형 회전자를 고정하고 상기 회전자의 표면에 4극 신호감지 검출자석을 부착하되 회전자의 외측으로 프린트기판상에 고정된 감지소자를 홀더 부재를 이용하여 회전자의 축방향 진동이 발생하더라도 자석과 회전자와의 공극이 일정하도록 회전자축의 회전방향으로 상기 감지소자 홀더부재내면에 N형 및 S형 반도체가 동일 직선상에 위치하도록 1조 위치검출소자를 고정하고 상기 회전하는 4극 신호감지검출자석의 극성에 따라 위치 검출소자의 박편면에 수직인 방향으로 자계를 가하면 1조의 N형 S형 반도체에 전압이 발생하고 이 신호 출력은 각상의 계자극 코일에 순차적으로 정역 방향의 전류가 충전되도록 논리회로와 브릿지회로를 특징으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 이하 첨부된 도면에 의거 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다. 제 2 도는 본 고안에 의한 브러쉬리스 직류모터의 회전자 위치신호검출장치를 나타낸 구서오로서 회전자 샤프트(1)의 일단에 고정된 슬리이브형 회전자(2) 표면에 S극과 N극을 교호로 배치한 4극 신호감지검출자석(3)과 이와대응하여 프린트기판의 감지소자홀더 부재(4) 내면에 회전자샤프트(1)의 축회전방향으로 자석 N극에 의해 감지되어 신호가 송출되는 N형 반도체(5a)(6a) 및 자석 S극에 의해 감지되어 신호가 송출하는 S형 반도체(5b)(6b)를 1조로 위치검출소자가 부착되어 있다.

상기 회전자 샤프트(1)의 일단에 부착된 4극 신호감지 검출자석(3)의 자력으로 N형 반도체(5a)(6a)와 S형 반도체(5b)(6b)를 감응시켜 신호를 송출하는 홀소자의 고유특성을 갖는다.

즉 N형 및 S형 반도체는 동일적선상에 반듯이 신호검출 소자(3)의 극성에 따라서 감지송출되며 상기 위치검출소자(5)(6)에서 송출되는 위치신호에 따라 논리회로부와 양극성(BIPOLAR) 브릿지 회로구동부가 작동되어 모터가 구동 또는 제어되도록 구성된다.

미 설명부호 7은 각 위치검출소자의 리이드선이 연결되는 단자이고, 8은 프린트기판에 감지소자홀더를 고정하는 구멍이다.

제 3 도는 본 고안의 실시예로서 예를들어 브러쉬리스 직류모터가 4극 2상일때 모터의 A상에 N형, S형 반도체(5a)(5b)로 구성된 위치검출소자(5)를 그리고 B상에는 N형, S형 반도체(6a)(6b)를 슬리이브형화 전자(2)의 축회전방향으로 감지소자홀더(4) 내면에 부착한 위치검출소자(6)를 각각 배치하되 상기의 위치검출소자(5)(6)의 위상각을 135°가 되도록 하여 A상 게자극코일(9)에 전류가 흐르며 슬리이브형회전자(2) 표면의 4극 신호감지검출자석(3)이 위치검출소자(5)의 박편면에 수직인 방향으로 자계를 가하면 1조의 N형 S형 반도체에 각각 전압이 발생하면서 회전자(2)의 회전각위치신호를 A상의 위치검출소자(5)에 의하여 감지하여 송출하고 A상 회전공정의 1/2(45°)를 종료하게 되면 B상 위치 검출소자(6)에 의해 회전자의 회전위치각을 감지함으로써 위치검출소자가 동작하여 A상, B상의 계자극 코일(9)(10)에 전류가 흐르면서 토오크가 발생하여 회전자가 회전력으로 구동하게 된다.

제 4 도는 본 고안에 의한 브러쉬리스 직류모터의 전기회로도이다.

도시된 바와같이 브러쉬리스 직류모터의 스위칭동작으로 신호감지검출부(가)의 슬라이브형회전자(2)가 화살표방향으로 회전하기 시작하면 상기 회전자의 축회전방향으로 감지소자홀더(4) 내면에 N형 반도체(5a)(6a) 및 S형 반도체(5b)(6b)를 1조로 부착한 위치검출소자(5)(6)와 회전자표면에 부착된 4극 신호감지검출자석(3)의 N극성에 따라서 상기 위치검출소자(5)의 N형 반도체(5a)가 감응되어 회전각위치신호를 발생하여 신호감지검출부(가)의 출력단자(T1)에서 신호가 송출되면 논리회로부(가)를 통하여 (나)의 브릿지회로(다)에 도달하고 브릿지 양극성회로의 a-a'방향으로 통전되어 계자극코일을 여자시켜 회전자를 회전시킨다.

즉 위치검출소자(5)의 N형 반도체(5a)에서 "0" S형 반도체(5b)에서 1의 기전력이 출력되면 논리회로부(나)의 낸드게이트(NAND1)에서는 "1" 신호가 낸드게이트(NAND2)에서는 "0"신호가 출력된다.

따라서 낸드게이트(NAND1)에서 출력된 "1" 신호는 브릿지회로(다) 내의 파워트랜스 a-a' 방향으로 통전되면서 계자극코일을 여자시켜 모터가 구동되기 시작한다.

아울러 회전자(2)의 4극 신호감지검출자석(3)이 90° 회전공정을 종료하게됨과 동시에 4극신호 감지검출자석(3)의 S극성에 의해 위치검출소자(5)의 S형 반도체(5b)에 감응되어 단자(T2)에서 출력신호가 송출되면 브릿지회로(다)의 b-b' 방향으로 통전되어 계자극코일(9)을 역방향으로 여자시킴으로써 계속적으로 회전력이 발생되어 신호 감지검출자석(3)이 180°회전하게되고 이와같이 회전공정이 반복되어 회전자는 계속 구동하게된다.

즉 신호감지검출부(가)의 N형 반도체(5a)에서 "1" S형 반도체에서 "0"의 기전력이 출력되면 논리회로부(나)의 낸드게이트(NAND1)에서는 "0" 신호가, 낸드게이트(NAND2)에서는 "1" 신호가 출력된다.

상기 낸드게이트(NAND2)에서 출력된 "1" 신호는 브릿지회로(다)의 파워트랜지스터 b-b' 방향으로 충전되고 계자극코일(9)을 여자시켜 모터가 계속 구동하게 된다.

이와같이 신호감지검출부(가)에서 송출되는 신호출력은 반듯이 출력단자(T1)에서 (T2)로 출력되도록 종료와 시작이 순차적으로 이어져 브릿지양극성회로를 분명하고 확실하게 동작되도록 각상의 계자코일에 4차적 정, 역방향의 전류를 통전시켜 회로에 손상을 주지 않는 것이다.

이상과 같이 본 고안은 회전자샤프에 고정된 4극 신호감지검출자석과 회전자의 축회전방향으로 감지소자 홀더 내면에 소자를 배치하여회전자샤프트의 축방향 진동이 발생하더라도 4극 신호감지검출자석과 위치검출소자 사이에 일정한 공극이 유지되어 기전력의 변동없이 정 코오크과 정속도의 효율을 향상시킬 수 있고 각상의 계자극코일에 반듯이 정, 역방향의 전류를 통전시킬수 있도록 회로를 구성하여 회로에 손상을 주지 않는 특징이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 브러쉬리스직류모터의 회전자샤프트의 일단에 고정된 슬리이브형 회전자와; 상기 회전자의 표면에 부착된 4극 신호감지검출자석(3)과; 회전자의 외측으로 부설된 프린트기판등에 고정된 감지소자홀더부재(4)와; 회전자샤프트의 축방향 진동이 발생하더라도 회전자와의 공극이 일정하도록 회전자 축회전방향으로 상기 감지소자 홀더부재 내면에 N형, S형 반도체를 동일직선상에 위치하게 고정하되 결선회로를 형성하여 이룩한 위치검출소자(5)(6)와; 위치검출소자의 박편감지면에 수직인 방향으로 자계를 가하면 1조의 N형, S형 반도체에 전력이 발생하고 이 신호 출력은 각상의 계자극 코일에 순차적으로 정역 방향의 전류가 통전되도록 논리회로와 양극성 브릿지 회로를 포함하는 브러쉬리스 직류모터의 회전자위치 신호감지검출장치.