KR940003762Y1

KR940003762Y1 - Arrangement for speed regulation of electric motor

Info

Publication number: KR940003762Y1
Application number: KR2019910009889U
Authority: KR
Inventors: 박왕식
Original assignee: 삼성전기 주식회사; 황선두
Priority date: 1991-06-29
Filing date: 1991-06-29
Publication date: 1994-06-09
Also published as: KR930001623U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Regenerative Energy Discharge Circuit of Motor

제1도는 종래의 모터 구동 블럭도.1 is a conventional motor drive block diagram.

제2도는 이 고안에 따른 모터 구동 블럭도.2 is a motor drive block diagram according to the present invention.

제3도는 이 고안에 따른 회생 에너지 방전회로의 상세 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of the regenerative energy discharge circuit according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 정류부 2 : 회생 에너지 방전회로1: rectifier 2: regenerative energy discharge circuit

3 : 전압 검출회로 4 : 드라이브부3: voltage detection circuit 4: drive section

5 : 인버터부 7 : 모터5: inverter 7: motor

8 : 속도 검출기 9 : 제어부8 speed detector 9 control unit

10 : 션트레귤레이터 Q1,Q2 : 트랜지스터10: Shunt regulator Q1, Q2: transistor

C : 평활 콘덴서 R1∼R8 : 저항C: Smoothing capacitor R1-R8: Resistance

이 고안은 모터 제어 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대형모터에서 빈번한 가, 감속 등으로 발생되는 회생 에너지를 일정 전압 이상이 될 때 소모하여 평활 콘덴서와 인버터부를 보호할 수 있도록 하는 모터의 회생 에너지 방전 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a motor control circuit. More specifically, the regenerative energy of a motor that protects the smoothing capacitor and the inverter part by consuming the regenerative energy generated by frequent acceleration or deceleration in a large motor above a certain voltage. It relates to a discharge circuit.

일반적으로 AC 서보 모터나 브러쉬 레스 DC 모터가 대용량인 경우 잦은 가, 감속 또는 온, 오프 동작을 실행할 때 관성력 또는 외부에서 받는 에너지에 의해 발전기의 기능을 갖게 됨으로써 회생 에너지를 발생하게 되며, 이러한 회생 에너지는 모터 제어회로에 막대한 영향을 미치게 된다.In general, when the AC servo motor or brushless DC motor is large, the regenerative energy is generated by the inertia force or the energy received from the outside during frequent acceleration, deceleration, or on / off operation, thereby generating regenerative energy. Has a huge influence on the motor control circuit.

즉, 회생 에너지가 스위칭 기능을 갖는 인버터부와 정류된 상용전원을 평활시키는 콘덴서의 내압 보다도 높을 경우 역전압으로 인한 부품의 파괴 현상이 일어나게 되므로 회생 에너지를 방전시킬 수 있는 회로가 필요하게 된다.In other words, when the regenerative energy is higher than the breakdown voltage of the inverter having a switching function and the rectified commercial power source, the breakdown of components due to reverse voltage occurs, so a circuit capable of discharging the regenerative energy is required.

따라서 종래에는 제1도에 도시된 바와 같이 평활 콘덴서(C)와 회생 트랜지스터(Q1) 사이에 회생 에너지 방전회로(2)가 접속되어 있으며, 회생 에너지 방전회로(2)는 회생 에너지를 감지하는 전압 검출 회로(3)와, 상기 전압 검출 회로(3)의 출력단에 연결되어 회생 트랜지스터(Q1)를 구동하는 드라이브 회로(4)로 구성되며, 또한 드라이브 회로(4)는 전원부(5)로 부터 별도의 구동 전원을 공급받고 있다.Therefore, conventionally, as shown in FIG. 1, the regenerative energy discharge circuit 2 is connected between the smoothing capacitor C and the regenerative transistor Q1, and the regenerative energy discharge circuit 2 is a voltage for sensing the regenerative energy. A detection circuit 3 and a drive circuit 4 connected to an output terminal of the voltage detection circuit 3 to drive the regenerative transistor Q1, and the drive circuit 4 is separate from the power supply unit 5. Is being supplied with driving power.

이러한 종래의 회생 에너지 방전 회로는 모터의 잦은 온, 오프 및 가, 감속으로 인해 발생되는 회생 에너지는 전압 검출 회로(3)에서 검출된 후 적정 레벨이 되면 별도의 구동 전원을 공급받는 드라이브 회로(4) 내의 미도시된 포토카플러를 동작시킨 다음 후단의 회로에 의해 방전 트랜지스터(Q1)를 턴온상태로 만들어 모터에서 발생되는 회생 에너지가 저항(R8)과 방전 트랜지스터(Q1)를 통해 소모되게 한 것이다. 그러나 모터의 회생 전압이 설정치 이상으로 초과될 때 짧은 시간내에 방전 트랜지스터를 도통시켜야 하나, 전압 검출 회로와 드라이브 회로가 각각 독립적으로 구성되어 응답 속도가 지연됨에 따라 전압 검출 회로에서 회생 에너지(과전압)를 검출하였다 하더라도 드라이브 회로를 거쳐 방전 트랜지스터를 동작시키기 때문에 설정 전압 보다도 더 높은 전압에서 방전 트랜지스터를 도통되게 하여 높은 방전의 효과를 기대할 수 없을 뿐만 아니라 드라이브 회로를 구동하기 위한 별도의 전원은 제어부에 공급되는 전원을 사용함으로 인해 제어부가 안정된 동작을 하지 못하는 문제점이 야기되었던 것이다.In the conventional regenerative energy discharge circuit, the regenerative energy generated by frequent on, off, acceleration, and deceleration of the motor is detected by the voltage detection circuit 3, and then, when the regenerative energy reaches an appropriate level, the drive circuit receives a separate driving power supply (4). The photocoupler (not shown) is operated, and then the discharge transistor Q1 is turned on by the circuit of the next stage so that the regenerative energy generated from the motor is consumed through the resistor R8 and the discharge transistor Q1. However, when the regenerative voltage of the motor exceeds the set value, the discharge transistor should be turned on within a short time. However, the regenerative energy (overvoltage) is reduced in the voltage detection circuit as the response speed is delayed because the voltage detection circuit and the drive circuit are independently configured. Even if it is detected, the discharge transistor is operated through the drive circuit, so that the discharge transistor is conducted at a voltage higher than the set voltage, so that the effect of the high discharge cannot be expected, and a separate power source for driving the drive circuit is supplied to the controller. The use of a power source caused a problem that the control unit did not operate stably.

이 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 고안의 목적은 모터로 부터 회생 에너지가 발생될 경우 전압 검출 회로의 출력 신호에 의해 구동되어 방전 트랜지스터를 동작시키는 드라이브 회로를 제거하고, 션트 레귤레이터를 사용하여 회생 에너지의 전압 값을 감지한 후 간단한 회로에 의해 방전 트랜지스터를 턴온시킬 때까지의 지연 시간을 최소화 하므로써 순간적으로 발생하는 회생 에너지로 부터 평활 콘덴서 및 인버터부를 보호할 수 있게 하고, 제어부로 인가되는 전원을 회생 에너지 방전 회로에 공급되지 않게 하여 제어부가 안정된 동작을 수행할 수 있도록 하는 모터의 회생 에너지 방전 회로를 제공하는데 있다.This invention aims to solve this problem. The purpose of this invention is to remove the drive circuit which is driven by the output signal of the voltage detection circuit to operate the discharge transistor when the regenerative energy is generated from the motor, and uses the shunt regulator. By sensing the voltage value of the regenerative energy and minimizing the delay time until the discharge transistor is turned on by a simple circuit, it is possible to protect the smoothing capacitor and the inverter unit from the regenerative energy generated instantaneously, The present invention provides a regenerative energy discharge circuit of a motor that prevents power from being supplied to the regenerative energy discharge circuit so that the controller can perform a stable operation.

이러한 목적을 달성하기 위한 이 고안은, 입력 전압을 안정화 시키는 평활 콘덴서와 회생 에너지를 소모시키는 방전 트랜지스터 사이에 연결되어 모터로 부터 회생 에너지 발생시 회생 에너지를 감지하여 방전 트랜지스터를 구동하도록 된 모터의 회생 에너지 방전 회로에 있어서, 회생 에너지(전압)를 분압하여 션트 레귤레이터에 입력전압을 공급하는 저항과, 모터의 회생 에너지를 감지하여 기준 전압보다 높을 경우 도통되는 션트 레귤레이터와, 상기 션트 레귤레이터의 캐소드 단에 연결되어 방전 트랜지스터를 구동하는 트랜지스터와, 상기 방전 트랜지스터 및 션트 레귤레이터에 접속되어 이를 보호하는 저항과로 된 모터의 회생 에너지 방전 회로에 특징이 있다.This invention to achieve this object is connected between the smoothing capacitor to stabilize the input voltage and the discharge transistor consuming the regenerative energy, the regenerative energy of the motor to detect the regenerative energy when generating the regenerative energy from the motor to drive the discharge transistor In the discharge circuit, a resistor for dividing the regenerative energy (voltage) to supply an input voltage to the shunt regulator, a shunt regulator that senses the regenerative energy of the motor and is connected when the regenerative energy is higher than the reference voltage, and is connected to the cathode end of the shunt regulator. And a regenerative energy discharge circuit of the motor, which is connected to the discharge transistor and the shunt regulator and protects the transistor.

이와 같이 이 고안에 따른 모터의 회생 에너지 방전 회로의 일실시예에 대하여 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.As described above with reference to the accompanying drawings an embodiment of the regenerative energy discharge circuit of the motor according to the present invention as follows.

제2도는 이 고안에 따른 회생 에너지 방전 회로(2)가 연결되는 상태를 나타낸 블럭도로서 평활 콘덴서(C)와 방전 트랜지스터(Q1) 사이에 연결되어 있으며, 회생 에너지 방전 회로(2)의 최종 출력단은 방전 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 접속되어 있고, 전원부(5)로 부터 별도의 구동 전원을 공급받지 않고 있다.2 is a block diagram showing a state in which the regenerative energy discharge circuit 2 according to the present invention is connected, which is connected between the smoothing capacitor C and the discharge transistor Q1, and has a final output terminal of the regenerative energy discharge circuit 2. Is connected to the base end of the discharge transistor Q1 and is not supplied with a separate driving power supply from the power supply unit 5.

제3도는 이 고안에 따른 회생 에너지 방전 회로(2)의 상세회로도로서, 모터(7)의 회생 전압은 저항(R1), (R2)에 의해 분압된 후, 저항(R3)을 통해 션트 레귤레이터(10)의 게이트단에 인가되고, 상기 션트 레귤레이터(10)의 캐소드단은 저항(R5)과 트랜지스터(Q2) 베이스단이 접속되며, 상기 트랜지스터(Q2) 콜렉터 축은 저항(R7)과 방전 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 연결되고, 또한 션트 레귤레이터(10) 애노드단과, 트랜지스터(Q2) 에미터 측은 저항(R4), (R6)이 각각 접속되도록 한다.3 is a detailed circuit diagram of the regenerative energy discharge circuit 2 according to the present invention. The regenerative voltage of the motor 7 is divided by the resistors R1 and R2, and then the shunt regulator is connected through the resistor R3. 10 is applied to the gate terminal of the shunt regulator 10, and a resistor R5 and a transistor Q2 base terminal are connected, and the collector axis of the transistor Q2 is connected to the resistor R7 and the discharge transistor Q1. Is connected to the base end of the shunt and the anode end of the shunt regulator 10 and the emitter side of the transistor Q2 so that the resistors R4 and R6 are respectively connected.

이와 같이 이루어진 이 고안에 따른 모터의 회생 에너지 방전 회로는, 먼저 모터가 구동되는 상태를 설명하면, AC 입력 전압이 인가되면 정류부(1)에서 정파 정류시킨 후 평활 콘덴서(C)에 의해 안정되어 스위칭 기능의 인버터부(6)로 공급되어짐과 동시에 전원부(5)서 제어부(9)로 구동 전원을 공급하게 되므로서, 상기 제어부(9)로 인해 인버터부(6)를 콘트롤 함에 따라 모터(7)에 3상의 전원이 공급되어 회전하고, 모터(7)의 회전속도를 감지하는 속도 검출기(8)의 출력 신호를 제어부(9)에서 인지하게 되어 모터(7)의 회전 속도를 조절하도록 되어 있다.The regenerative energy discharge circuit of the motor according to the present invention made as described above, when the motor is first driven, is rectified by the rectifying unit 1 when the AC input voltage is applied, and then stabilized and switched by the smoothing capacitor C. In addition to being supplied to the inverter unit 6 of the function and at the same time to supply the driving power from the power supply unit 5 to the control unit 9, the motor (7) by controlling the inverter unit 6 by the control unit 9 The power supply of the three phases is rotated, and the controller 9 recognizes the output signal of the speed detector 8 for detecting the rotational speed of the motor 7 to adjust the rotational speed of the motor 7.

한편, 모터(7)의 회전 속도를 가, 감속하거나, 잦은 온, 오프 동작으로 인해 모터(7)로 부터 회생 에너지(전압)가 발생할 경우 이의 전압은 인버터부(6)를 통해 평활 콘덴서(C)에 역으로 흐르게 된다.On the other hand, when regenerative energy (voltage) is generated from the motor 7 due to acceleration or deceleration of the rotational speed of the motor 7, or frequent on / off operations, the voltage thereof is smoothed through the inverter unit 6 (C). ) Is reversed.

이때, 회생 전압은 회생 에너지 방전회로(2)인 저항(R1), (R2)에 의해 분압되어 션트 레귤레이터(10)의 게이트 단에 인가되며, 이의 전압이 션트 레귤레이터(10)에 설정되어진 기준 전압(통상 2.5V) 보다 높을 경우 상기 션트 레귤레이터(10)가 도통하여 캐소드 측이 그라운드 레벨이 됨에 따라 트랜지스터(Q2)를 턴온 시키게 되어 회생 에너지는 전류 제한용 저항(R6)과 트랜지스터(Q2)를 통해 흘러 방전 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가하여 도통상태로 만들게 되므로서 모터(7)에서 발생되는 회생 에너지는 저항(R8)과 방전 트랜지스터(Q1)를 통해 회생 에너지를 소모시키게 된다. (여기에서 저항(R7)은 방전 트랜지스터(Q1)의 베이스와 에미터간 전압 조정용 저항이다)At this time, the regenerative voltage is divided by the resistors R1 and R2 which are the regenerative energy discharge circuits 2 and applied to the gate terminal of the shunt regulator 10, and the voltage thereof is a reference voltage set in the shunt regulator 10. When the voltage is higher than 2.5V, the shunt regulator 10 conducts and the transistor Q2 is turned on as the cathode side becomes the ground level. The regenerative energy is supplied through the current limiting resistor R6 and the transistor Q2. The regenerative energy generated by the motor 7 consumes the regenerative energy through the resistor R8 and the discharge transistor Q1 by being applied to the base of the discharge transistor Q1 to bring it into a conductive state. (Here, the resistor R7 is a voltage adjusting resistor between the base and the emitter of the discharge transistor Q1)

또한, 방전 트랜지스터(Q1)가 도통된 상태에서 일정시간이 경과한 후 회생 에너지가 소모되어 션트 레귤레이터(10)의 기준 전압보다 게이트단에 인가되는 전압이 낮게 되면 상기 션트 레귤레이터(10)는 오프 상태로 전환하여 트랜지스터(Q2), 베이스에는 상승된 전압이 걸리게 되어 차단상태가 됨과 동시에 방전 트랜지스터(Q1)에 바이어스 전압을 인가할 수 없게 되므로서 회생 에너지의 소모를 중단하게 되는 것이다.In addition, when a certain time elapses while the discharge transistor Q1 is turned on, when regenerative energy is consumed and the voltage applied to the gate terminal is lower than the reference voltage of the shunt regulator 10, the shunt regulator 10 is in an off state. By switching to the transistor Q2 and the base, an elevated voltage is applied to the circuit, and a blocking state is prevented and a bias voltage cannot be applied to the discharge transistor Q1, thereby consuming the regenerative energy.

이상에서와 같이 이 고안에 따른 모터의 회생 에너지 방전 회로에 의하면, 회생 에너지(전압)을 분압하여 션트 레귤레이터 입력 전압을 공급하는 저항과, 모터의 회생 에너지를 감지하여 기준 전압보다 높을 경우 도통되는 션트 레귤레이터와, 상기 션트 레귤레이터의 캐소드단에 연결되어 방전 트랜지스터를 구동하는 트랜지스터와, 상기 방전 트랜지스터 및 션트 레귤레이터에 접속되어 이를 보호하는 저항을 구비하여서 된 것이므로, 모터의 잦은 가, 감속 및 온, 오프 동작으로 관성력 또는 외부 요인에 의해 발생되는 회생 에너지가 일정 레벨을 초과하면 자동으로 에너지를 소모시키고, 회생 에너지가 적정 레벨까지 소모되면 방전을 중지토록 되어 스위칭 기능의 인버터부와 입력측의 평활 콘덴서를 보호할 뿐만 아니라 회생 에너지 방전회로는 제어부로 인가되는 전원을 공급받지 않고 정류부 및 평활 콘덴서의 출력 전압으로 구동되므로 제어부가 안정된 전원으로 동작할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.As described above, according to the regenerative energy discharge circuit of the motor according to the present invention, a resistor for supplying a shunt regulator input voltage by dividing the regenerative energy (voltage) and a shunt that is conducted when the regenerative energy of the motor is higher than the reference voltage is sensed. A regulator, a transistor connected to the cathode terminal of the shunt regulator to drive a discharge transistor, and a resistor connected to and protected from the discharge transistor and the shunt regulator, the motor frequently moves, decelerates and turns on and off. When the regenerative energy generated by inertia force or external factors exceeds a certain level, the energy is automatically consumed. When the regenerative energy is consumed to an appropriate level, the discharge is stopped to protect the inverter and the smoothing capacitor of the switching function. In addition, the regenerative energy discharge circuit Without the power supply portion is applied is driven by the output voltage of the rectifying and smoothing capacitor which will provide the effect that the control unit can operate in a stable power supply.

Claims

A motor connected between the smoothing capacitor (C) for stabilizing the input voltage and the discharge transistor (Q1) for consuming the regenerative energy to sense the regenerative energy when generating the regenerative energy from the motor (7) to drive the discharge transistor (Q1). In the regenerative energy discharge circuit of the present invention, the regenerative energy discharge circuit (2) divides the regenerative energy (voltage) and supplies the input voltages to the shunt regulator (10) (R1), (R2), and the motor (7). Detects the regenerative energy of the shunt regulator 10 which is turned on when it is higher than the reference voltage, the transistor Q2 connected to the cathode terminal of the shunt regulator 10 to drive the discharge transistor Q1, and the shunt regulator ( A transistor Q2 connected to the cathode end of the transistor 10 to drive the discharge transistor Q1, and a resistor R4 to R7 connected to the discharge transistor Q1 and the shunt regulator 10 to protect it. Regenerative energy discharge circuit of motor in