KR950004498Y1 - 교류모터의 상전류 명령 발생회로 - Google Patents

교류모터의 상전류 명령 발생회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

교류모터의 상전류 명령 발생회로
제1도는 이 고안의 실시에에 따른 교류모터의 상전류 명령 발생회로의 구성 블록도.
제2도는 이 고안의 실시에에 따른 교류모터의 상전류 명령 발생회로의 각부분 동작 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 카운터부 11∼14 : 제1∼제4 카운터
20 : 스위칭부 21∼23 : 제1∼제3 스위치
30 : 가산부 31∼34 : 제1∼제4 가산기
40 : 롬 50 : 디지탈/아날로그 변환부
이 고안은 교류모터의 상전류 명령 발생회로에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 모터의 위치 및 회전속도를 검출하기 위해 엔코더(Encoder)를 사용하는 시스템에서 엔코더가 모터의 1회전당 2n개가 아닌 펄스를 발생시킬 경우 모터의 원점 근처에서 적절한 값을 2진 카운터에 세팅함으로써 엔코더의 출력 펄스를 계수하여 롬(ROM : Read Only Memory)과 디지탈/아날로그 변환기를 거쳐 상전류 명령을 발생 시키도록 하는 교류모터의 상전류 명령 발생회로에 관한 것이다.
교류모터에서 회전위치 및 회전속도를 검출하기 위한 장치로는 엔코더가 일반적으로 사용된다. 상기 엔코더는 모터의 회전축에 결합된 일종의 센서로서 위치 검출을 위해 90°의 위상차를 가지는 A 및 B상신호와 속도검출을 위해 모터의 일회전당 하나의 펄스를 발생하는 Z상신호를 출력시킨다.
엔코더에서 출력되는 상기 A 및 B상신호는 모터의 1회전당 2n개의 펄스를 발생하는 경우와 2n개가 아닌 펄스를 발생하는 경우로 나누어진다. 2n개의 펄스를 발생하는 경우는 2진 카운터로 펄스의 갯수를 계수할 수 있어서 모터의 원점에서 2진 카운터의 초기값이 정확하게 세팅되어 위치정보가 표시될 수 있다.
그러나, 2n개가 아닌 펄스를 발생하는 엔코더를 구비한 시스템에서는 2진 카운터로 엔코더에서 출력되는 펄스의 갯수를 계수하면 모터의 원점 근처에서 카운터의 초기값이 정확하게 세팅되지 않는다. 또한, 엔코더에서 출력되는 펄스의 갯수를 정확하게 계수하기 위하여 10진 카운터로 계수하는 것은 회로 구성을 복잡하게 하는 문제점이 있다.
그러므로, 이 고안의 목적은 상기의 단점을 해결하기 위한 것으로 교류모터의 엔코더에서 2n개가 아닌 펄스가 발생할 경우 모터의 원점 근처에서 일정한 초기값이 카운터에 설정되도록 함으로써 엔코더에서 출력되는 펄스의 갯수를 정확하게 계수하도록 하고 상기 계수된 값을 이용하여 상전류 명령을 발생하는 교류모터의 상전류 명령 발생회로를 제공하고자 하는데 있다.
상기의 목적을 달성하고자 하는 이 고안의 구성은, 엔코더에서 출력되는 A상 혹은 B상신호의 매 펄스주기마다 한단계씩 계수되며 엔코더의 Z상 신호가 동작레벨로 변하면 미리 설정된 모터의 원점을 가리키는 초기값이 입력으로 세팅되어 Z상신호가 동작레벨인 구간동안 초기값이 유지되며 상기 동작구간이 지나면 계수동작이 수행되는 카운터부와 ; 모터의 코일에 입력되는 사인파형의 원점을 찾기위해 상기 사인파형의 원점에 관한 데이타가 세팅되는 스위칭 수단과 ; 상기 카운터부에서 계수된 출력값과 스위칭 수단에서 세팅된 출력값을 더하는 가산부와 ; 상기 가산부에서 출력되는 위상에 관한 데이타로부터 상기 위상에 해당하는 사인값을 출력하는 롬과 ; 상기 롬에서 출력되는 사인값을 아날로그 신호로 변환하고 상기 변환된 신호에 토크명령을 합하여 전류명령을 생성하는 디지탈/아날로그 변환부로 이루어진다.
상기 구성에 의한 이 고안의 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 이 고안의 실시예에 따른 교류모터의 상전류 명령 발생회로의 구성 블럭도이다.
제1도에 도시되어 있듯이 이 고안의 실시예에 따른 교류모터의 상전류 명령 발생회로의 구성은, 클럭 입력단(CLK)에는 A상 혹은 B상신호(CNTdcdr)가 입력되며 로드 입력단(LD)으로는 Z상신호(CHZ)가 입력되고 업/다운 입력단(U/D)으로 업/다운 신호(Up/Down)가 입력되며 초기값이 입력단(A1∼A16)에 설정되는 제1∼제4카운터(11∼14)로 이루어지는 카운터부(10)와 ; 제1∼제3스위치(21∼23)로 이루어지는 스위칭부(20)와 ; 상기 카운터부(10)의 출력단(QA1∼QA16의 신호와 스위칭부(20)의 출력단의 신호를 입력으로 하는 직렬연결된 제1∼제4 가산기(31∼34)로 이루어지는 가산부(30)와 ; 상기 가산부(30)의 출력단(D1-D16의 신호를 입력으로 하는 롬(40)과 ; 상기 롬(40)의 출력신호와 토크명령을 입력으로 하여 전류명령(Io)을 출력시키는 디지탈/아날로그 변환부(50)로 이루어진다.
상기한 이 고안의 실시예의 구성에서 제1∼제4카운터(11∼14)는 74LS169를 사용하였고, 엔코더에서 출력되는 A상 혹은 B상신호(CNTdcdr)는 모터 일회전당 8000펄스를 발생하는 것으로 하였으나 이 고안의 기술적 범위는 여기에 한정하지 않는다.
한편, 제2도는 이 고안의 실시예에 따른 교류모터의 상전류 명령 발생회로의 각부분 동작파형도이다.
상기 구성에 의한 교류모터의 상전류 명령 발생회로의 작용은 다음과 같다.
먼저 전원이 인가되면, 모터의 일회전당 8000펄스를 발생하는 제2(a)도와 같은 A상 혹은 B상신호(CNTdcdr)가 모터의 축에 결합된 엔코터로부터 카운터부(10)로 입력된다.
상기 카운터부(10)는 제1∼제4 카운터(11∼14)로 이루어지며 A상 혹은 B상신호(CNTdcdr)는 제1∼제4 카운터(11∼14)의 클럭입력단(CLK)에 인가된다.
따라서, 제1∼제4카운터(11∼14)에 의해서 A상 혹은 B상신호(CNTdcdr)의 매 펄스는 계수된다.
한편, 모터의 일회전당 하나의 펄스가 발생하는 Z상신호(CHZ)는 제1∼제4 카운터(11∼14)의 로드 입력단(LD)으로 인가되며 엔코더의 업다운신호(Up/DowN)는 제1∼제4카운터(11∼14)의 업다운 입력단(U/D)으로 인가된다.
제1∼제4 카운터(11∼14)는 서로 종속적으로 연결되어 있는데, 제1 카운터(11)의 캐리 출력단(C1)과 제2 및 제3 및 제4 카운터(12∼14)의 카운트가능 입력단(ENP)이 서로 연결되고 제2 카운터(12)의 캐리출력단(C2)과 제3카운터(13)의 카운트가능 입력단(ENT)이 연결되며 제3 카운터(13)의 캐리출력단(C3)과 제4카운터(14)의 카운트가능 입력단(ENT)이 연결된다.
엔코더에서 출력되는 Z상신호(CHZ)는 A상 혹은 B상신호(CNTdcdr)에 비해 펄스주기가 3배라고 가정한다. 상기 Z상신호(CHZ)의 펄스주기가 A상 혹은 B상신호(CNTdcdr)에 비해 3배이기 때문에 카운터가 업동작 중일때는 제1∼제4 카운터(11∼14)의 입력단(A1∼A16)에 '3'이 설정되며 다운동작 중일때는 '7997'이 설정된다.
제2(c)도는 제1∼제4카운터(11∼14)가 업동작 중일때 원하는 제1∼제4카운터(11-14)의 출력단(QA1∼16)의 값이고, 제2(d)도는 제1∼제4카운터(11∼14)가 업동작 중일때 실제 출력단(QA1∼QA16)의 값이다.
즉, 제1∼제4 카운터(11∼14)가 업동작 중일때는 2진 카운터이기 때문에 실제 출력단(QA1∼QA16)의 값이 '7999'에서 '0'으로 변하지 않고 '8000'으로 넘어간다. 그리고, 제2(b)도와 같이 인가되는 Z상신호(CHZ)가 로레벨(L)인 구간동안 제1∼제4 카운터(11∼14)의 로드 입력단(LD)으로 하이레벨(H)이 입력된다.
상기 로드 입력단(LD)에 하이레벨(H)이 입력되면, 제1∼제4카운터(11∼14)는 입력단(A1∼A16)에 설정된 초기값을 읽어들인다. 제1∼제4카운터(11∼14)가 업동작 중일때 입력단에 설정되는 초기값은 업/다운 입력단이 하이레벨(H)이 되어 전체적으로 '3'이 된다.
이것은 제2(b)도와 같은 Z상신호(CHZ)의 로레벨(L) 구간이 제2(a)도와 같은 A상 혹은 B상신호(CNTdcdr)에 비해 3클럭펄스 만큼 길기 때문이다.
제1∼제4 카운터(11∼14)는 입력단(A1∼A16)에서 읽어들여진 초기값 '3'은 Z상신호(CHZ)가 로레벨(L)인 구간동안 출력단(QA1∼QA16)의 출력값으로 유지된다. 그리고, Z상신호(CHZ)가 제2(b)도와 같이 로레벨(L)에서 하이레벨(H)로 변하면 '3'부터 업동작이 수행된다.
따라서, 제2(c)도와 같은 업동작 중일때 원하는 제1∼제4카운터(11∼14)의 출력값과 제2(d)도와 같은 실제값을 비교하면 '3'에서 '7999'까지는 정상적으로 계수되는 것을 알수 있다.
다음으로, 제1∼제4카운터(11∼14)가 다운동작 중에 출력값이 '1'에서 '0'으로 변하면 Z상신호(CHZ)가 로레벨(L)로 변한다. 제2(e)도는 제1∼제4카운터(11∼14)가 다운동작 중일때 원하는 출력단(QA1∼QA16)의 출력값이고, 제2(f)도는 출력단(QA1∼QA16)의 실제 출력값이다.
Z상신호(CHZ)가 로레벨(L)로 변하면, 제1∼제4카운터(11∼14)의 입력단(A1∼A16)에 설정된 '7997'이 인가된다. 상기 '7997'은 업/다운 입력단(U/D)에 로레벨(L)이 인가되어 얻어진다.
읽어들여진 '7997'은 Z상신호(CHZ)가 로레벨(L)인 구간동안 제1∼제4 카운터(11∼14)의 출력단(QA1∼QA16)의 출력값으로 유지된다.
제2(b)도와 같은 Z상신호(CHZ)가 로레벨(L)에서 하이레벨(H)로 변하면, 제1∼제4 카운터(11∼14)의 출력단(QA1∼QA16)의 출력값은 제2(f)도와 같이 '7997'에서 다운계수 된다.
상기와 같이, 엔코더에서 출력되는 A상 혹은 B상신호(CNTdcdr)의 펄스갯수는 제1∼제4 카운터(11∼14)에 의해 계수되며 상기 계수된 값은 가산부(30)로 출력된다.
상기 가산부(30)는 제1∼제4가산기(31∼34)로 이루어지며, 각 가산기는 서로 연결되어 있으며 8개의 입력단과 4개의 출력단을 가진다. 각 가산기의 8개의 입력단은 카운터부(10)의 출력값을 입력받기 위한 4개와 스위칭부(20)의 출력값을 입력받기 위한 4개이다.
스위칭부(20)는 제1∼제3 스위치(21~23)로 이루어지며, 출력단이 가산부(30)의 입력단과 연결되어 있다. 제1∼제3 스위치(21∼23)는 딥(DIP)스위치로서 사용자에 의해 모터로 입력되는 전류의 사인(Sine)파형 원점을 찾기 위해 사용된다.
스위칭부(20)의 출력값과 카운터부(10)의 출력값이 가산부(30)에 입력되면, 제1∼제4 가산기(31∼34)에 의해 두 입력값이 산술적으로 더해진다. 즉, A상 혹은 B상신호(CNTdcdr)를 계수한 카운터부(10)의 출력값은 물리적으로 모터에 입력되는 전류의 사인(Sine)파형 위상이며 스위칭부(20)의 출력값이 가산부(30)에 의해 상기 위상에 더해짐으로써 사인파형의 원점에 관한 데이타가 보정된다.
가산부(30)에 의해 사인 파형의 원점이 보정되면, 가산부(30)의 출력값은 롬(40)으로 입력된다. 롬(40)에는 해당하는 위상의 사인값이 저장되어 있으며, 가산부(30)에서 입력되는 위상에 관한 데이타로부터 해당하는 사인값이 출력된다.
롬(40)에서 구해진 사인값은 디지탈/아날로그 변환부(50)로 출력된다.
디지탈/아날로그 변환부(50)에 의해 디지탈 신호인 사인값은 아날로그 신호로 변환되며, 속도명령부에서 입력되는 토크명령이 상기 사인값에 곱해짐으로써 전류명령(Io)이 생성된다.
이상에서와 같이 이 고안의 실시예에서, 2n개가 아닌 펄스를 발생하는 엔코더를 구비한 교류모터에서 모터의 원점 근처에서 일정한 초기값이 이진카운터에 설정되고 엔코더에서 출력되는 펄스의 갯수가 계수되도록 함으로써 상기 계수된 값을 이용하여 상전류 명령을 발생하며, 엔코더의 출력펄스를 십진카운터로 계수하는 것보다 회로구성을 간단하게 하는 효과를 가진 교류모터의 상전류 명령 발생회로를 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 엔코더에서 출력되는 A상 혹은 B상신호의 매 펄스주기마다 한단계씩 계수되며 엔코더의 Z상 신호가 동작레벨로 변하면 미리 설정된 모터의 원점을 가리키는 초기값이 입력으로 세팅되어 Z상신호가 동작레벨의 구간동안 초기값이 유지되며 상기 동작구간이 지나면 계수동작이 수행되는 카운터부(10)와 ; 모터의 코일에 입력되는 사인파형의 원점을 찾기 위해 상기 사인파형의 원점에 관한 데이타가 세팅되는 스위칭 수단(20)과 ; 상기 카운터부(10)에서 계수된 출력값과 스위칭 수단(20)에서 세팅된 출력값을 더하는 가산부(30)와 ; 상기 가산부(30)에서 출력되는 위상에 관한 데이타로부터 상기 위상에 해당하는 사인값을 출력하는 롬(40)과 ; 상기 롬(40)에서 출력되는 사인값을 아날로그 신호로 변환하며 상기 변환된 값에 토크명령을 합하여 전류명령(Io)을 생성하는 디지탈/아날로그 변환부(50)로 이루어짐을 특징으로 하는 교류모터의 상전류 명령 발생회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 카운터부(10)는 계수할 수 있는 범위를 확장하기 위하여 일이상의 카운터가 서로 종속적으로 연결되어 이루어짐을 구성상의 특징으로 하는 교류모터의 상전류 명령 발생회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 카운터부(10)는 엔코더에서 출력되는 Z상신호(CHZ)를 로드신호로 이용함을 특징으로 하는 교류모터의 상전류 명령 발생회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기한 스위칭 수단(20)은 딥스위치인 제1∼제3스위치(21∼23)로 이루어짐을 특징으로 하는 교류모터의 상전류 명령 발생회로.
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