KR930701855A - 무위치센서·무브러시 직류 모우터와 그 제어장치 - Google Patents

Abstract

무위치센서·무브러시 직류 모우터는 회전자의 각 회전자극면에 있어서의 회전자 극면과 고정자 극면 사이의 거리가 회전자 극면상의 모든 점에서 일정하였다. 그 때문에 회전자와 고정자의 상대적인 위치관계에 따라 계자용 영구 자석의 자속은 회전자극부의 원주방향 중앙부에서 회전방향으로 차이진 위치에 집중하였다. 이에 따라 이 자속에 따라 발생한 역기전력이 실제의 회전자극부의 위치보다 빨리 검지되어, 고정 자극부가 소정의 타이밍보다 빨리 여자되어 회전자의 회전불량을 발생하였다.

또, 요우크에 계자용 영구자석을 삽입하도록 한 종래의 무위치센서·무브러시 직류 모우터는 계자용 영구자석의 횡단면이 대략 구형으로 형성되어 있기 때문에 계자용 영구자석의 바깥쪽의 자극면이 넓은 평면으로 되어 있어, 상기의 계자용 영구자석의 자속의 편위를 발생하기 쉬웠다. 더욱이 요우크와 계자용 영구자석으로 된 회전자에서는 각 회전자극부의 기단부와 선단부를 연결하는 요우크의 브리지부는 가늘고 긴 형상으로 되어있어, 요우크의 강도가 부족하였으며, 종래의 구동방식에 의하면, 기동순서에 기초한 1회의 정류에 의하여 역기전력이 검출되면 정상으로 기동할 수 있는 것이라 판단하여 오우픈 루우프에서 센서 없는 운전으로 전환하였으므로, 부하에 토오크 변도가 있을 경우 등은 회전자의 위치 고정이 충분하지 않아서 회전자가 진동하여 버린다.

진동하고 있어도 모우터로 부터는 역기전력의 신호가 검출되어 그 신호가 무센서 운전에 필요한 레벨 이상이면, 소정의 여자 패턴이 계속 출력되므로 그 결과 모우터는 정상 회전으로 들어가는 것도 재차 기동하는 것도 할 수 없게 된다고 하는 문제가 있었고, 이 구동 방식에서는 모우터의 회전주파수 범위가 넓은 경우 최고 회전주파수에 있어서도 검출 타이밍의 시간 지연이 정류의 타이밍에 영향을 주지 않도록 초퍼주파수를 설정할 필요가 있었다. 그러나 초퍼주파수를 높게 하면 인버어터의 스위칭 손실이 증대함과 동시에 인버어터 소자의 발열이 커지게 되는 문제가 있었다.

또한, 이 구동방식에서는 통전되어 있지 않는 고정자 권선(개방성)에 나타나는 역기전력을 검출함에 따라 고정자 권선과 영구자석 회전자의 상대 위치를 검출하도록 하고 있으나, 영구자석 회전자의 구조에 따라 개방상에 나타나는 역기전력이 직선적으로 변화하지 않을 경우에는 정확한 상대위치를 검출할 수 없게 된다고 하는 문제 등이 있었다. 그래서, 본 발명의 목적은 계자용 영구자석의 자속이 항상 회전자극의 소정의 위치에 집중하도록 회전자의 회전자 극면을 형성하여, 정확한 회전자의 회전자극부의 위치검출이 가능한 무위치센서·무브러시 직류 모우터를 또 회전자가 요우크와 계자용 영구자석등으로 된 무위치센서·무브러시 직류 모우터로서 상기 목적을 달성함과 동시에 구조상의 강도가 충분한 무위치센서·무브러시 직류 모우터를 또한, 기동시에 있어서도 진동등으로 모우터가 정상으로 회전할 수 없을 때에는 오우픈 루우프 최초로 되돌아와서 재차 회전자 위치 고정으로부터 다시하여 정상회전으로 들어갈 때까지 반복하여 오우픈 루우프 제어를 할 수 있는 제어장치를 나아가서 모우터의 회전주파수에 맞추어서 초퍼 주파수를 연속적으로 전환함에 따라서 인버어터의 발열에 의한 스위칭 손실을 최소한 머물게 하는 제어장치를 제공함에 있다.

더우기, 모우터의 속도나 부하가 변화하여도 정확하게 역기전력을 검출할 수 있는 제어장치를 제공하며, 직류 무브러시 모우터에 흐르는 전류 파형을 검출함에 따라 개방상에 나타나는 역기 전력이 직선적으로 나타나지 않더라도, 안정한 영구자석 회전자의 위치 검출을 가능하게 한 제어장치를 제공하려는 것이다.

이상과 같이 무브러시 직류 모우터는 위치 센서가 없더라도 회전자의 위치를 정확히 검출할 수 있고, 구조상의 강도도 충분히 확보할 수 있을 뿐아니라, 더욱 정밀한 회전제어를 할 수 있으므로 스크로울형 압축기둥과 같이 고온 등 악조전에 사용되는 모우터에 적합하다.

Description

무위치센서·무브러시 직류 모우터와 그 제어장치

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제1도는 본 발명의 제1실시예를 뜻하며, 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 인버어터 회로 등의 회로구성도이다. 제2도는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 축방향과 직교하는 횡단면도이다. 제3도는 본 발명의 제2실시예를 뜻하며, 제어회로의 블록 구성도이다.

Claims (11)

1. 모우터 본체의 안쪽에 고정된 고정자와 고정자의 안족에 회전축을 개재하여 모우터 본체에 의하여 회전이 자유롭도록 지지된 회전자 등으로 되었고, 고정자는 안쪽으로 돌출한 다수의 고정자극부를 구비하여 고정자 극부의 안쪽 선단의 고정자 극면은 회전축으로부터 대략 같은 거리의 원통면상에 위치하였고, 회전자는 외주상에 바깥쪽으로 돌출한 짝수의 회전자 극부를 구비하였으며, 이 회전자극부의 바깥쪽 선단면은 회전자 극면을 형성하였고, 회전자 극면은 회전자의 원주 방향으로 번갈아 다른 자성을 구비하여 고정자 극면과 회전자극면은 약간의 거리를 떨어져서 서로 대향하여 구성되어 있는 무위치센서·무브러시 직류 모우터로서, 회전자극면은 각기 바깥쪽으로 부풀어 나온 곡면으로 형성되었고, 각 회전자극면은 그 원주방향의 소정의 일점에서 회전자 극면과 고정자 극면 사이의 거리가 최소가 되도록 형성되어 있음을 특징으로 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터.
2. 제1항에 있어서, 회전자의 회전자 극면은 각기 원주방향의 양단부에서 고정 자극면과 크게 분리함과 동시에 원주 방향 중앙부의 한 점에서 고정자 극면에 가장 접근하도록 형성되어 있음을 특징으로 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터.
3. 제1항에 있어서, 회전자의 회전자 극면은 각기 회전방향의 단부에서 고정 자극면과 크게 분리함과 동시에 원주 방향으로 중앙부의 한 점에서 고정자 극면에 가장 접근하도록 형성되어 있음을 특징으로 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터.
4. 제1항 - 제3항 중의 어느 한 항에 있어서 회전자는 요우크와 계자용 영구자석 등으로 되었고, 요우크는 반지름 방향 바깥쪽으로 돌출한 짝수의 회전자극부를 구비하였고, 이 회전자극부의 기부에는 회전축과 자극을 대향시킨 계자용 영구자석이 회전축과 평행으로 삽입되었으며, 각 계자용 영구 자석은 바깥쪽의 자극의 자극면이 작은 면적을 갖도록 자석의 측면이 경사져서 형성되어 있음을 특징으로 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터.
5. 무브러시 직류 모우터를 초퍼 제어에 따라 구동하는 인버어터 회로를 구비하여 회전자의 회전에 따라서 각 상의 고정자 코일에 발생하는 역기전력을 이용함에 따라 회전자의 위치를 검지하여 정류 신호를 얻는 무위치 센서·무브러시 직류 모우터의 제어 장치로서, 정류타이밍 신호를 발생하는 정류 타이밍 신호 발생 회로와, 고정자 코일을 여자하는 여러 종류의 출력 패턴 모우드를 발생하는 출력 패턴 모우드 발생회로와, 이것들 쌍방의 회로로부터의 출력되는 출력 신호끼리의 일치를 판정하는 일치판정회로와 이 일치판정회로에 따라 불일치가 판정되었을 때에는 모우터 구동출력을 일단 정지시켜서 재기동을 하게 하는 기동제어회로를 구비한 것을 특징으로 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치.
6. 무브러시 직류 모우터를 초퍼 제어에 따라 구동하는 인버어터 회로를 구비하였고 회전자의 회전에 따라서 각 상의 고정자 코일에 발생하는 역기전력을 이용함에 따라, 회전자의 위치를 검지하여 정류신호를 얻는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치로서 모우터의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단과, 이 회전수 검출수단으로 부터의 출력신호와 모우터 회전수에 따라 정하여지는 기준 신호등을 비교하는 비교수단과 이 비교수단의 출력신호에 따라 초퍼 주파수를 바꾸는 초퍼 주파수 변화수단 등을 구비한 것을 특징으로 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치.
7. 무브러시 직류 모우터를 초퍼 제어에 따라 구동하는 인버어터 회로를 구비하였고 회전자의 회전에 따라서 각 상의 고정자 코일에 발생하는 역기전력을 이용함에 따라, 회전자의 위치를 검지하여 정류신호를 얻는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치로서 모우터의 회전수에 비례한 펄스를 발생하는 펄스발생수단과, 이 펄스발생수단으로부터의 출력되는 펄스 수에 비례한 전압을 발생하는 F/V 변환회로와, 이 F/V 변환회로로 부터의 출력에 따라서 초퍼 주파수를 연속적으로 변화시키는 초퍼 주파수 변화수단 등을 구비한 것을 특징으로 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치.
8. 무브러시 직류 모우터를 초퍼 제어에 따라 구동하는 인버어터 회로를 구비하여 회전자의 회전에 따라서 각 상의 고정자 코일에 발생하는 역기전력을 이용함에 따라 회전자의 위치를 검지하여 정류신호를 얻는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치로서, 모우터에 흐르게 되는 전류의 크기를 검출하는 전류 검출수단과 이 전류 검출수단으로부터의 검출출력에 따라서 정류 직후에 있어서의 회전자의 위치 검출작업을 금지시키는 검출금지 수단등을 구비한 것을 특징으로 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치.
9. 무브러시 직류 모우터를 초퍼 제어에 따라 구동하는 인버어터 회로를 구비하여 회전자의 회전에 따라서 각 상의 고정자 코일에 발생하는 역기전력을 이용함에 따라 회전자의 위치를 검지하여 정류신호를 얻는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치로서 모우터의 회전수를 검출하는 회전수 검출회로와, 이 회전수 검출회로로부터의 검출출력에 따라서 정류 직후에 있어서의 회전자의 위치검출작업을 금지하는 검출금지회로등을 구비한 것을 특징으로 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치.
10. 무브러시 직류모우터의 회전자의 위치를 검출하여 고정자 권선으로의 통전을 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치로서 무브러시 직류 모우터에 흐르는 전류파형을 검출하는 전류파형 검출수단과, 이 전류파형 검출수단으로 검출된 전류파형에 대하여 판단하여 회전자의 위치를 검출하는 회전자 위치 판단수단 등을 구비한 것을 특징으로 하는 무위치센서·무브러시 직류 모우터의 제어장치.
11. ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.