KR930001782Y1 - 디지탈 방식 리졸버 변환 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 방식 리졸버 변환 시스템

제1도는 종래 디지탈 방식 리졸버 변환 시스템 구성도.

제2도 (a) 및 (b)는 제1도에 따른 샘플 홀더파형 및 전압비교기 출력 파형도.

제3도는 제1도에 다른 외란 잡음이 실린 파형도.

제4도는 본 고안에 다른 디지탈 방식 리졸버 변환 시스템 구성도.

제5도는 본 고안에 따른 동기정류 필터부의 상세도.

제6도 (a) 내지 (c)는 본 고안에 따른 동기정류 필터부의 파형도.

제7도 (a) 및 (b)는 본 고안에 따른 기준파형 및 전압 비교기 출력파형도.

제8도 (a) 및 (b)는 본 고안에 따른 정류필터부의 다른 실시예 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기준파형 발생기 2 : 리졸버

7 : 아날로그 멀티플렉서 8 : A/D변환기

9 : 디지탈 시그날 프로세서 10 : 전압비교기

21,22 : 동기정류 필터부 31 : 아날로그 스위치

23,32',32" : 저역통과필터부 31' : 차동입력형 아날로그 승산기

Bl,B2 : 버퍼 및 반전버퍼

본 고안은 전동기 등의 회전각도를 검출하는 리졸버의 각도신호를 디지탈신호로 제어부에 공급하는 시스템에 관한 것으로, 특히 외란잡음 등의 영향에 안정된 리졸버변환이 가능하도록 한 디지탈 방식 리졸버 변환 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전동기의 위치(각도)나 속도를 제어하기 위해서는 위치나 속도 검출이 필요한데, 고속응답 특성을 요구하는 서보제어계에서는 검출기의 성능이 전체제어계의 성능을 결정하는 요소가 된다. 따라서, 리졸버(resolver)등으로 전동기의 위치나 속도를 검출한 후 리졸버출력변환을 거쳐 디지탈신호로 제어부에 입력시킨다.

이때, 리졸버 변환 원리는 위상동기루프(PLL)방식, 트래팅(TRACKING)방식 및 직접연산방식 등이 사용되는데, 종래의 디지탈 연산 방식 리졸버 변환 시스템은 제1도에 도시된 바와 같이 기준파형발생기(1)로 부터 정현파인 기준파형(V1;V1=Vo sin wt)을 발생시켜 리졸버(2)의 1차측 권선(N1)에 인가함과 아울러 전압비교기(10)의 비반전입력으로 인가하면, 리졸버(2)의 1차측 권선(N1)이 여자되면서, 현재 각도()에 따라 그의 2차측 권선(N2), (N3)에 각각 임의의 신호 V2(V2=Vo'sinwt sinθ), V3 (V3=Vo'sinwt sinθ)전압이 유기된다.

이 리졸버(2)의 출력 V2, V3은 각기 차동증폭기(3) (4)에서 차동 증폭된 후 각각 샘플홀더(5), (6)에서 전압 비교부(10)의 출력에 따라 샘플링됨과 아울러 각각 일정위상(wt=90°)에서 홀드되면, 상기 V2, V3의 senwt성분이 제거되므로, 샘플홀더(5). (6)는 각기 V4=Vo'sinθ, V5=Vo'sinθ로 출력하고, 아날로그 멀티플렉서(7)를 통한 후 아날로그/디지탈 변환기(8)를 통해 디지탈신호로 변환되어 디지탈 시그날 프로세서 (DSP) (9)에 입력된다.

이 디지탈 시그날 프로세서(9)에서는 V4, V5의 디지탈 신호값으로 부터 연산을 거쳐 각(θ)의 디지탈값을 제2도 (a) 및 (b)는 제1도에 따른 샘플홀더 및 전압비교기 파형도로서, 전압비교기(10)가 기준파형발생기(1)의 기준파형(V1)고 설정전압(Vc)을 비교하여 제2도의 (b)와 같은 신호로 샘플 신호를 발생시켜 샘플홀더(5), (6)에 인가한다. 이 제2도의 (b)와 같은 샘플신호에 따라 샘플홀더(5), (6)는 제2도의 (a)에서와 같이 각기 V2, V3의 샘플링신호파형 V4=Vo'sinθ, V5=Vo'sinθ로 출력한다.

각(θ)을 구하기 위해 고속을 요구하므로 보통 디지탈 시그날 프로세서(9)를 사용하여 상기 V4, V5의 디지탈 값을 삼각함수 연산에 의해 각(θ)을 산출한다.

그러나, 리졸버는 전기적으로 매우 나쁜 환경에서 사용되는 것이 보통이므로, 리졸버(2)의 출력(V2), (V3)은 외부잡음이 실려있는 경우가 대부분이다. 제3도는 진동등에 의한 잡음인 외란 잡음이 실린 파형도로서, 리졸버(2)의 출력 (V2), (V3)이 외란잡음이 실린 경우 샘플홀더(5), (6)의 출력(V4), (V5)도 같은 비율의 잡음이 실려 디지탈화된 후 디지탈 시그날 프로세서(9)에서 각(θ)계산에서도 상기 외란 잡음 비율에 대해 최대 두배의 오차율이 발생되므로 리졸버 변환기의 정확성에 악영향을 미치게 된다.

본 고안은 이와같은 문제점을 감안하여 외란잡음성분을 현저히 줄일 수 있도록 동기 정류 필터를 사용한 고정도 리졸버 변환회로를 안출한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조해 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 고안에 따른 디지탈 방식 리졸버 변환 시스템 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 기준파형(V1=Vo sinwt)을 발생시키는 기준파형 발생기(1)와, 그 기준파형발생기(1)의 기준파형(V1)을 1차권선(N1)에 인가 받아 현재 각(θ)에 따라 2차권선(N2), (N3)에 유기되는 신호(V2), (V3)를 출력하는 리졸버(2)와, 상기 기준파형(V1)과 설정기준전압(접지)을 비교하는 전압비교기(10)와 아날로그 멀티플렉서(7)와, 그 아날로그 멀티플렉서(7)의 출력을 디지탈변환하는 아날로그/디지탈 변환기(8)와, 그 아날로그/디지탈 변환기(8)의 디지탈 신호를 입력받아 연산에 의해 각(θ)값을 산출하는 디지탈 시그날 프로세서(9)로 구성된 리졸버 변환회로에 있어서, 상기 리졸버(2)의 2차권선(N2), (N3)의 출력(V2), (V3)을 인가받은 후 상기 전압비교기(10)의 출력에 따라 위상선택을 하고 저역통과필터링 하여 외란잡음 성분을 감소시킨 신호(V4), (V5)로 상기 아날로그 멀티플렉서(7)에 입력시키는 동기정류필터부(21), (22)로 구성하였다.

이와같이 구성한 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

제5도는 본 고안에 따른 동기정류필터부의 상세회로도로서, 리졸버(2)의 출력(V2)을 저항(R1), (R2)을 통해 아날로그 스위치(31)에 입력받고, 이 아날로그 스위치(31)는 상기 입력신호(V2)의 위상에 따른 스위칭을 전압비교기(10)의 출력에 의해 제어한 후 필터부(32)에서 저역통과필터링하여 외란잡음을 감소시킨 출력(V4)을 하도록 한다.

제6도 (a) 내지 (c)는 본 고안에 따른 동기정류필터부의 출력 파형도이고, 제7도 (a) 및 (b)는 기준파형과 전압비교기 출력파형도이다.

즉, 제7도의 (a)와 같은 기준파형(V1)에 대해 전압비교기(10)에서 접지의 설정전압과 비교하면 제7도의 (b)와 같은 0-180°위상은 고전위 180-360°위상운 저전위가 되는 펄스 제어신호가 출력된다.

따라서, 동기정류필터부(21), (22)에서는 제6도의 (a)와 같은 입력신호(V2 또는 V3)파형을 제6도의 (b)와 같은 파형의 신호로 아날로그스위치(31)에서 스위칭하는데, 제7도의 (b)파형인 전압비교기(10)의 출력에 따라 입력신호의 0-180°위상은 180-360°위상은 역위상을 선택하도록 스위칭한다.

이 제6도의 (b)와 같은 파형의 신호가 필터부(32)에서 필터링되면 제6도의 (c)와 같이 외란잡음이 제거된 신호파형으로 필터링된다.

여기서, 제6도 (a) 내지 (c)의 (a), (b), (c)는 외란잡음파형을 보인 것으로, 제6도 (c)의 (C)에서 보는 바와 같이 필터링되어 외란잡음이 제거된 파형이 된다.

그러므로, 리졸버(2)의 회전측이 어떤 속도로 회전하고 있을때 순간순간의 회전각도(θ)에 따른 리졸버(2)의 출력은 V2=Vo'sinwt sinθ, V3=Vo'sinwt cosθ로 제6도의 (a) 파형과 같은 신호이며, 이신호(V2), (V3)는 동기정류필터부(21), (22)에서 위상제어스위칭 및 필터링되어 제6도의 (c)와 같은 신호로 아날로그 멀티플렉서(7) 및 아날로그/디지탈변환기(8)를 통한 후 디지탈신호로 디지탈 시그날 프로세서(9)에 압력된다. 이에따라 이 디지탈 시그날 프로세서(9)가 현재 각도(θ)를 연산하여 구하게 된다.

제8도 (a) 및 (b)는 본 고안에 따른 동기정류 필터부의 또다른 실시예를 보인 것으로, 제8도 (a)는 리졸버의 출력을 입력받아 차동입력형 아날로그 승산기(31')를 통한 후 저역통과필터부(32')에서 필터링하도록 하고, 제8도 (b)는 리졸버의 출력을 입력받아 버퍼(B1) 및 반전버퍼 (B2)에서 버퍼링하고 스위치 (SW1)를 통해 전압비교기의 제어출력에 따라 스위칭한 후 저역통과필터부(32")에서 필터링하여 출력한다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 동기정류필터부를 통해 위상제어 스위칭후 지역통과 필터링하여 외란잡음성분을 대폭 감소시켜 각도(θ)연산의 오차를 줄일 수 있으므로 고정도 리졸버 변환이 가능한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 기준파형 발생기(1)의 기준파형(V1)을 인가받는 리졸버(2)가 현재 각도(θ)에 따른 출력(V2), (V3)을 하고, 상기 기준파형(V1)을 설정전압과 비교하는 전압비교기(10)가 제어출력하며, 아날로그멀티플렉서(7) 및 아날로그/디지탈 변환기(8)를 통해 디지탈 시그날 프로세서(9)에서 현재 각도(θ)를 연산하도록 하는 디지탈 방식 리졸버 변환 시스템에 있어서, 상기 리졸버(2)의 출력(V1), (V2)을 상기 전압비교기(10)의 제어출력에 의해 제어를 받는 동기정류필터부(21), (22)를 각기 통해 상기 아날로그 멀티플렉서(7)에 입력시키도록 하는 것을 특징으로 하는 디지탈방식 리졸버 변환 시스템.
2. 제1항에 있어서, 리졸버(2)의 출력을 인가받는 아날로그 스위치(31)가 전압비교기(10)의 제어출력에 따라 위상제어스위칭하고, 그 아날로그스위치(31)의 출력을 필터부(32)에서 저역통과 필터링하여 출력하도록 동기정류 필터부를 구성한 것을 특징으로 하는 디지탈 방식 리졸버 변환 시스템.
3. 제1항에 있어서, 리졸버(2)의 출력을 버퍼(B1) 및 반전버퍼(B2)에 공통 입력하고, 전압비교기(10)의 제어출력에 따라 상기 버퍼(B2) 및 반전버퍼(B2)의 출력을 스위치(SW1)를 통해 스위칭하여 저역통과필터(32")를 통해 출력하도록 위상 정류필터부를 구성한 것을 특징으로 하는 디지탈 방식 리졸버 변환 시스템.