KR930004650Y1 - 브러시리스 DC모우터(Brushless DC Motor)의 속도 검출장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

브러시리스 DC모우터(Brushless DC Motor)의 속도 검출장치

제1도는 브러시리스 DC모우터의 일부 절단사시도.

제2도는 종래의 (a)FG마그네트와 (b)FG코일에 대한 예시도.

제3도는 종래의 브러시리스 DC모우터의 속도검출회로 블럭도.

제4도는 본 고안의 (a)FG마그네트와 (b)FG코일에 대한 예시도.

제5도는 본 고안 속도검출회로의 블럭도.

제6a, b도 및 (c)는 속도검출회로에서 나타내는 파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전자 2 : FG자석(또는 영구자석)

3 : FG기판 4 : 코어

5(5a,5b,5c) : FG코일 6,6′ : 연결선

7,7 : 파형정형기 8,8′ : 비교측정기

9 : 배타적논리합(Exclusive-OR) : 게이트 10 : F/V콘버터

본 고안은 브러시리스 DC모우터(Brushless Dc Motor)의 속도 검출장치에 관한 것으로, 구체적으로는 속도검출을 위한 FG코일을 여러개로 나누고 이들을 일정한 위치에 배열하여 FG자석을 다극으로 착자하지 않아도 속도측정의 정밀도를 높이도록 안출된 브러시리스 DC모우터의 속도검출장치에 관한 것이다.

종래 브러시리스 DC모우터의 FG코일은 제1도 및 제2도와 같이 FG자석의 착자각도와 같은 각도로 FG코일이 하나 배열되어 있어서, 이렇게 구성된 FG자석과 FG코일의 속도검출정도를 높이기 위해서는 FG코일의 구성각도(θ)와 FG자석의 착자각도(θ)를 줄여주어야 한다. 여기서, 착자각도를 더욱 줄여나가면 다극착자를 하여야 하는데 현기술상 일정한 극수이상의 착자는 어려워 속도검출의 정밀도를 높이는데는 어려움이 있었다.

위와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 고안에서는 FG코일의 서로 인접한 직선코일이 이루는 각도를 FG자석의 한극이 이루는 각도와 같도록 FG기판(3)위에 배치하고 두 FG코일의 직선코일을 이루는 각도는가 되도록 배치하여 구성하는 한편, FG자석이 회전하여 FG코일에 유도되는 전압파형을 처리하여 속도를 전압의 크기로 변환하기 위하여 미소한 파형을 증폭시키고 불필요한 노이즈를 제거하는 파형정형기, 정현파를 구형파로 만들어 주는 비교측정기(Comparator), 위상이 다른 두개의 구형파를 하나의 구형파로 만들어주는 논리회로(Exclusive-OR), 주파수를 전압으로 변환시키는 F/V 콘버터로써 회로를 구성시킨다.

따라서, FG자석의 N, S극이 FG코일의 직선코일위를 고대로 지나가면 이 코일양단에는 전압이 유도된다. 그런데 이 전압은 FG자석이 N극 S극의 순서로 지나갈때와 S극 N극의 순서로 지나갈 때 유도되는 전압은 그 부호가 반대가 된다. 따라서, 회전자가 회전하면 일정파형의 전압이 FG코일양단에 유도된다.

한편, 두개의 FG코일에는 직선코일이 이루는 각도가이므로 유도된 전압은 90°차를 가진다. 정현파로 유도된 전압파형은 파형정형기를 거치고 비교측정기(Comparator)를 통과하면 90°의 위상차를 가진 구형파를 얻게되고 이 두개의 구형파를 얻어 이를 F/V콘버터로 통과시키면 회전자의 회전속도에 비례하는 전압이 얻어지므로써 속도측정이 정밀도를 높인 브러시리스 DC모우터의 속도검출장치가 얻어진다.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 고안을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 회전자(1)가 FG자석(또는 영구자석 2)과 더불어 FG기판(3)상에 설치되고, 코어(4)와 FG코일(5) 및 연결선(6)이 조합되어진 브러시리스 DC모우터에 있어서, FG코일(5)을 FG기판(3)상에 대칭으로 배치하여, 각 FG코일(5a, 5b)의 직선코일(5c)이 FG자석(2)의 한극(2a)으로부터 θ를 이루는 각도로 설치하고, 각 직선코일(5c)간의 각도(α)는되도록 하며, 상기 각 FG코일(5a, 5b)의 연결선(6, 6′)에는 각각 FG자석이(2)이 회전하여 유도되는 전압파형을 처리하여 속도를 전압의 크기로 변환시켜줌과 더불어 증폭 및 노이즈를 제거하는 파형정형기(7, 7′)를 설치한다.

또한, 상기 파형정형기(7, 7′)에는 정현파를 구형파로 만들어주는 비교측정기(Comparator, 8, 8′)가 연결되며, 상기 두 비교측정기(8, 8′)는 위상이 다른 두개의 구형파를 하나의 구형파로 만들어주는 배타적논리합게이트(9)는 주파수를 전압으로 변화시켜주는 F/V콘버터(10)에 연결된 구성을 이루는 것이다.

제4도는 본 고안의 구성예시도로써, (a)는 FG코일(5a, 5b)상에서 회전하여 기전력을 발생케하는 FG자석(2)의 예시도이며, (b)는 FG기판(3)상에 대칭되게 FG코일(5a, 5b)이 설치된 예를 보여준다. 특히, 각 FG코일(5a, 5b)의 말단에서 직선코일(5c)이 이루는 각도는 θ를 이루며, 각 직선코일(5c)간의 각은 α가 되도록 한다. 따라서, 각 코일(5a, 5b)로부터 두 개의 연결선(6, 6′)이 도출되어져 각각 파형정형기(7, 7′)에 입력되도록 연결되어 있다.

제5도는 파형정형기(7, 7′)에 비교측정기(8, 8′)와 배타적놀리합게이트(9) 및 F/V콘버터(10)의 회로구성예를 보여준다.

상기한 구성에 따라 본 고안의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.

모우터의 동작이 시작되며 FG자석(2)과 N, S극이 FG코일(5)위로 번갈아 지나면서 전압을 발생시킨다. 물론, 이 전압은 FG자석이 N→S극으로 지날때와 S→N극으로 지날때에는 반대의 부호를 갖게되며 이에따라 제6(a)도와 같은 장현파가 FG코일(5) 양단, 즉 연결선(6, 6′)에 유기된다.

여기서, 제4도는 두 FG코일(5a, 5b)에는 직선코일(5c)이 이루는 각도가이므로 제6(a)도와 같은 유기전압은 90°의 위상차를 갖게된다.

이러한, 정현파는 파형정형기(7, 7′)와 비교측정기(8, 8′)를 통과하면서 제6(b)도와 같은 구형파로 변형되고, 이 파형은 배타적논리합게이트(9)를 거치면서 주파수가 2배로 증가된 제6(c)도와 같은 구형파를 얻게된다. 이 구형파는 F/V콘버터(10)로 통과되어서 회전자(1)의 회전속도에 비례하는 전압이 얻어지게 되는 것이다.

상기와 같은 구성과 작동에 따른 본 고안을 사용하므로서 주파수를 높혀 회전속도측정의 정도를 높이고자 할 때에도 FG자석(2)을 다극으로 형성시키지 않아도 되며, 또한 FG자석(2)의 같은 극수로도 회전속도측정의 정밀도가 높아지는 효과를 얻게되는 것이다.

Claims (2)

1. FG자석과 FG기판위에 직선코일부를 가지는 FG코일을 부설시킨 장치에 속도검출장치를 부가시켜 회전자의 회전속도를 측정토록 구성시킨 브러시리스 DC모우터의 회전속도 검출장치에 있어서, FG코일(5)을 대칭의 두 FG코일(5a, 5b)로써 FG기판(3)상에 설치하되, 상기 직선코일(5c)은 FG자석(2)의 한극(2)과 θ의 각을 이루도록 하고, 두 FG코일(5a, 5b)의 직선코일(5c)간 각도(α)를로 배치하며, 상기 FG코일(5a, 5b)의 연결선(6, 6′)에는 속도검출장치를 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 브러쉬리스 DC모우터의 속도검출장치.
2. 제1항에 있어서, 속도검출장치는 FG코일(5a, 5b)의 연결선(6, 6′)에 연결되는 파형정형기(7, 7′)와 비교측정기(8, 8′)와 배타적논리합게이트(9) 및 상기 배타적논리합게이트(9)에 연결되는 F/V콘버터(10)로 구성되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC모우터의 속도검출장치.