KR950005517B1 - 고속형 리럭턴스모터의 스타트 보강장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

고속형 리럭턴스모터의 스타트 보강장치
제1도는 로터(Rotor)의 각도변화에 따른 스태틱(STATIC)토오크 곡선도.
제2도는 제1도에서 (가)부분을 확대한 스태틱 토오크 곡선도.
제3도는 토오크가 발생하지 않는 로터의 위치도.
제4도는 로터에 위치한 각 상(phase)의 위치검출센서 표시도.
제5도는 제4도에 의한 위치검출센서의 각 상(a,b,c)에 대한 펄스파형도.
제6도는 본 발명의 고속형 리럭턴스모터의 스타트 보강회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11-13 : 단안정멀티바이브레이터 14 : 앤드게이트
15 : 멀티플렉서 16 : 클럭발생기
17 : 여자신호발생부 18 : 모터구동부
FF1,FF2: J-K플립플롭 AD1-AD10: 앤드게이트
OR1-OR4: 오아게이트
본 발명은 고속회전을 위한 고속형 리럭턴스모터(Switched Reluctance Motor)에 관한 것으로, 특히 상전진(Phase Advance)으로 스태틱 토오크(Static Torque)가 매우 작은 각도로 존재하거나 효율을 높이기 위해 컨덕션(Conduction)각이 스텝(Step)각보다 작은 경우 어느 상(Phase)도 여자시키지 못하여 스타트(Start)가 되지 않는 특별한 위치에서도 스타트시킬 수 있도록 한 고속형 리럭턴스모터의 보강장치에 관한 것이다.
종래에는 제1도에서와 같이 고속회전시 상(Phase)이 켜지는 구간(β)은 권선의 시정수(time constant)로 인하여 α만큼의 상 전진이 있기 때문에 권선의 인덕턴스가 클수록, 모터의 속도가 빠를수록 α는 커지게 된다. 따라서 β구간내에 토오크가 제로(0)가 되는 점을 포함하게 된다.
실제로 제1도에서 (가)는 제2도에 도시한 바와같이 마찰(friction)과 부하조건에 따라서 점이 아닌 다소의 구간(γ)이 존재하게 된다.
이 구간(γ)을 물리적으로 설명하면 제3도에서와 같이 센서신호에 의해 여자되어야 할 상(Phase)은 a-a'이나, 이때 로터는 정지상태에서 모든 방향으로 대칭이 되어 회전력이 없으므로 초기 기동을 하지 못하게 된다.
따라서, 상기와 같은 종래의 결함을 감안하여 본 발명은 고속으로 회전하는 리럭턴스모터에서 상 전진시키기 때문에 발생하는 작은 토오크 영역에서 기동시키기 위하여 또는 컨덕션 각과 스텝 각의 차이로 인하여 어느 상(Phase)도 여자가 안되는 영역에는 기동시키기 위하여 센서와 관계없이 다른 상을 임의로 여자시켜 일단 기동하게 한 후 로터가 회전하고 있다는 것을 감지하여 정상적인 센서의 출력에 맞추어 각 상을 여자시키도록 한 고속형 리럭턴스모터의 스타트 보강장치를 창안한 것으로, 이하 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제6도는 본 발명 고속형 리럭턴스모터의 스타트 보강장치의 회로도로서 이에 도시한 바와같이, 인가되는 센서신호(S1-S3)에 따라 저항(RexT)및 콘덴서(CexT)값에 의한 일정폭을 갖는 정(+)펄스 또는 부(-)펄스를 발생하는 단안정멀티바이브레이터 (11-13)와, 상기 단안정멀티바이브레이터(11-13)의 펄스를 논리곱하는 앤드게이트 (14)와, 클럭발생기(16)로부터의 클럭펄스를 클럭단자(CK)로 입력받아 그 펄스를 J,K입력단자로 입력되는 펄스에 동기시켜 출력하는 J-K플립플롭(FF1,FF2)의 출력신호에 따라 상을 구동하기 위한 신호를 출력하는 여자신호발생부(17)와, 상기 앤드게이트(14)의 출력신호와 센서신호(S1-S3)를 논리조합하여 모터구동용 게이트신호(g1- g3)를 발생하는 멀티플렉서(15)와, 상기 멀티플렉서(15)의 게이트(g1-g3)신호에 따라 모터의 각 상(a-a'), (b-b'), (c-c')을 여자시켜 가동하도록 하는 모터구동부(18)로 구성하였다.
이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
센서신호(S1-S3)에 따라 단안정멀티바이브레이터(11-13)는 저항(RexT)및 콘덴서(CexT)의 값에 의한 일정폭을 갖는 정(+)펄스 또는 부(-)펄스를 발생시키면 그 펄스를 앤드게이트(14)에서 입력받아 논리곱 연산을 행하는데, 로터의 회전이 없는 상태에서는 센서신호(S1-S3)는 로우상태가 되므로 앤드게이트(14)의 신호는 로우상태로 출력하고, 로터의 회전이 있으면 센서신호(S1-S3)는 하이가 앤드게이트(14)의 신호는 하이가 입력된다.
설명에 앞서 여기서 사용하는 주파수는 최저 20Hz에서 최고 50Hz까지 사용하며, 이것은 모터에 가해지는 전압과 모터의 인덕턴스에 의해 결정된다.
상기와 같은 상태에서 먼저 로터의 회전이 없다면 센서신호(S1-S3)는 하이이고, 앤드게이트(14)와 멀티플렉서(15)의 인버터(I1)를 통해 반전된 신호가 로우상태가 되므로 앤드게이트(AD1,2,3)를 통해 논리곱된 로우신호가 오아게이트(OR1-OR3)의 일측입력단자로 인가되므로 그 일측입력단자에 관계없이 타측입력단자로 입력되는 신호가 게이트신호(g1-g3)로서 동작하게 된다.
상기 게이트신호(g1-g3)는 클럭발생기(16)의 출력펄스를 동기시켜 출력하는 J-K플립플롭(FF1,FF2)및 앤드게이트(AD9), (AD10)를 통해 펄스를 만들어 내어(1B,2B,3B)를 멀티플렉서(15)로 입력시키는데 결국 1B→g1, 2B→g2, 3B→g3로 연결되므로 클럭발생기(16)에서 발생한 클럭펄스는 여자신호발생부(17)의 J-K플립플롭(FF1)(FF2) 및 앤드게이트(AD9)(AD10)를 거쳐 1B→2B→3B→1B→2B… 순으로 펄스를 만들어 내어 결국, 모터구동부(18)의 각 상(a-a'), (b-b'), (c-c') 순으로 차례로 여자신호를 보내게 된다.
즉, 센서신호(S1-S1)와 관계없이 상을 여자시키게 되어 기동을 시킬 수 있게 된다.
또한 로터의 회전이 있으면, 센서신호(S1-S3)는 로우이고 액드게이트(14) 및 인버터(I1)를 통한 출력은 하이가 되므로, 1A→g1, 2A→g2, 3A→g3로 연결된다.
즉, 센서에서 받은 신호가 상(a-a'), (b-b'), (c-c')을 여자시키게 되어 정상적인 동작이 이루어지게 된다.
이상에서와 같이 효율향상등을 목적으로 제4도 및 제5도에서와 같이 컨덕션 각(Conduction Angle)(Z2,Z4)을 스텝 각(Step Angle)(Z1)보다 작게하는 경우, 상기 컨덕션 각과 스텝 각과의 차이 Z3(=Z1-Z2), Z5(=Z1-Z4)로 인하여 어느 상도 여자되지 않으므로 가동될 수 없는 상황에서 상을 센서의 관계없이 여자시켜 일단 기동을 시켜놓고 정상적인 센서의 센서신호로 연결하여 회전토록 한다.
그리고, 제6도에서 멀티플렉서(15) 대신 3상태버퍼를 사용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있으며, J-K플립플롭(FF1),(FF2) 대신 시프트레지스터를 이용할 수도 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 리럭턴스모터에서 스텝 각과 컨덕션 각의 차이로 스타트(Start)를 하지 못할 경우에 센서와 관계없이 다른 상을 차례로 여자시켜 가동하게 하거나, 상기 전진으로 스태틱 토오크가 매우 작은 영역이나 제로(0)인 영역에서 센서와 관계없이 다른 상을 차례로 여자시켜 일단 기동하게 한 후에 다시 이전의 상태로 되돌아 가도록 하여 고속회전을 원하는 리럭턴스모터에서 스타트 문제를 해결하도록 한 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 인가되는 센서신호(S1-S3)에 따라 저항(RexT)및 콘덴서(CexT)값에 의한 일정폭을 갖는 정(+)펄스 또는 부(-)펄스를 발생하는 단안정멀티바이브레이터 (11-13)와, 상기 단안정멀티바이브레이터(11-13)의 출력펄스를 논리곱 연산을 행하여 출력하는 앤드게이트 (14)와, 상기 앤드게이트(14)의 출력신호와 센서신호(S1-S3)를 앤드게이트와 오아게이트를 이용하여 논리조합하여 모터구동용 게이트신호(g1- g3)를 발생하는 멀티플렉서(15)와, 클럭발생기(16)로부터의 클럭을 클럭단자(CK)로 입력받고, J,K입력단자로 입력되는 펄스에 동기시켜 출력하는 J-K플립플롭(FF1,FF2)의 출력신호에 따라 상을 구동하기 위한 신호를 출력하는 여자신호발생부(17)와, 상기 멀티플렉서(15)의 게이트(g1-g3)신호에 따라 모터의 각 상(a-a'), (b-b'), (c-c')을 여자시켜 가동하도록 하는 모터구동부(18)로 구성됨을 특징으로 하는 고속형 리럭턴스모터의 스타트 보강장치.
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