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KR100234731B1 - 에스알엠의 위치 검출장치 - Google Patents

에스알엠의 위치 검출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 SRM의 위치 검출 장치에 관한 것으로, 회전자()에 취부되는 디스크(13)에 하나의 센서(S)를 부착하고, 한 상이 여자될때마다 그 센서(S)의 회전에 의해 한 주기의 펄스가 생성되게하며, 그 펄스를 시프트레지스터(300)의 클럭신호(CLK)로 공급하고, 상기 시프트레지스터(300)의 출력신호를 논리조합하여 그 논리조합된 신호로 A－C상을 순차 여자되게 함으로써 하나의 센서를 이용하여 위치를 검출할 수 있게 한 것이다.

Description

에스 알 엠의 위치 검출 장치
제1도는 6개의 고정자(Stator)와 4개의 회전자를 갖는 일반적인 SRM의 개략도.
제2도는 3개의 센서를 갖는 일반적인 센서용 디스크의 개략도.
제3도의 (a) 내지 (f)는 일반적인 에스 알 엠의 여자 논리 파형도.
제4도는 본 발명 에스 알 엠의 위치 검출 회로도.
제5도는 제4도에서 시프트레지스터의 상세 회로도.
제6도는 본 발명에 적용되는 센서용 디스크의 개략도.
제7도의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 초기화 설명도.
제8도의 (a) 내지 (f)는 제4도 각부의 파형도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 회전자 12 : 고정자
13 : 디스크 100 : 초기 여자부
200 : 클럭신호 발생부 300 : 시프트레지스터
400 : 여자 제어부 S : 센서
BD1 : 브리지 다이오드 FF1 : 플립플롭
OR1－OR3 : 오아게이트 AD1 : 앤드게이트
NOR1 : 노아게이트 11, 12 : 인버터
SW1－SW3, SWA－SWC: 스위치
본 발명은 SRM(Switched Reluctance Motor)의 위치 검출 장치에 관한 것으로, 특히 한 개의 센서를 이용하여 위치를 검출하는데 적당하도록한 에스 알 엠의 위치 검출 장치에 관한 것이다.
제 1 도는 6개의 고정자(Stator)와 4개의 회전자를 갖는 일반적인 SRM의 개략도이고, 제 2 도는 3개의 센서를 갖는 일반적인 센서용 디스크의 개략도로서 제 2 도의 센서용 디스크가 제 1 도의 회전자(1)축에 고정되는바, 제 3 도를 참조하여 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.
고정자극(C－C')이 여자되면 모터가 시계 반대 방향(CCW)으로 회전되기 시작하여 회전자(1)가 그 고정자극(C－C')에 도달하는 것이 센서(S1－S3)에 의해 검출되어 그 고정자극(C－C')의 여자를 정지시킴과 동시에 고정자극(b－b')을 여자시키는 과정으로 모터가 회전되며, 모터가 회전할 때 상기 센서(S1－S3)에 출력되는 신호와 여자 논리는 제 3 도에 도시한 바와 같다.
그러나 이와 같은 종래의 위치 검출 장치에 있어서는 위치를 검출하는데 여러개의 센서를 필요로 하므로(6－4 폴의 경우 일반적으로 3개) 그에 따른 취부 및 배선이 복잡하게 되고, 이로 인하여 생산 능률이 떨어짐과 아울러 원가를 상승시키게 되는 결함으로 대두되며, 더욱이 센서간의 상대적인 위치 오차에 의하여 위치 검출신호의 파형이 정확하지 않은 결함이 있었다.
본 발명은 이와같은 종래의 결함을 해결하기 위하여 적은 수의 센서를 이용하여 정확한 위치를 검출할 수 있게 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명한다.
제 4 도는 본 발명 에스 알 엠의 위치 검출 회로도로서 이에 도시한 바와같이, 브리지 다이오드(BD1), 플립플롭(FF1), 저항(R1,R2), 콘덴서(C1), 스위치(SW1,SW2) 및 인버터(I1)로 구성되어 전원이 공급되는 초기시 소정시간동안 소정의 상을 일정시간동안 여자시키기 위한 전위를 출력하는 초기 여자부(100)와, 인버터(I2) 및 앤드게이트(AD1)로 구성되어 센서(S)부터 입력되는 위치 검출신호와 상기 초기 여자부(100)의 출력신호를 앤드조합하여 클럭신호(CLK)로 출력하는 클럭신호 발생부(200)와, 상기 클럭신호 발생부(200)의 출력신호에 따라 상 여자 제어용펄스를 순차 출력하는 시프트레지스터(300)와, 오아게이트(OR1－OR3), 노아게이트(NOR1) 및 스위치(SWA－SWC,SW3)로 구성되어 상기 시프트레지스터(300)의 출력신호에 따라 A－C상을 순차적으로 여자시키는 여자 제어부(400)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제 5 도 내지 제 8 도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
파워가 오프된 상태에서 모터가 제 7 도의 (a)와 같이 정지해 있다고 가정하고, 이와같은 상태에서 파워를 온키와 아울러, A상을 적당시간 여자시키면, 회전자(11)가 화살표 방향으로 회전되어 제 7 도의 (b)와 같이 초기조건을 만족시키게 된다.
회전자(11)와 고정자(12)가 제 7 도의 (b)와 같이 정렬되었을 때, 제 6 도와 같이 디스크(13)를 회전자(11)에 취부함과 아울러, 그 디스크(13)상에 센서(S)를 취부한다.
SRM운전에서 진위(Phase Advance)가 필요하므로 센서는 제 6 도에서와 같이 중심에서 회전 방향의 반대 방향으로 약 7.5°어긋나게 취부시키게 되는데, 디스크(13)의 형태는 회전자(11)와 고정자(12)가 정확히 정렬되는 기하학적 형태에서 ±7.5°의 범위내에 논리적 오차가 없는 것을 감안한 것이다.
또한, 상기와 같이 정렬되었을 때 오차를 없애기 위해서는 디스크(13) 조립시 위상의 앞서는 정도를 고려하여 초기 조건을 설정키위해 여자시킬 때 센서(S)로 빛을 차단하거나 여는 에지가 되지않고, 날개의 중앙이 되도록 하는 것이 필요하며, 날개의 한 주기는 12개짜리인 경우 30°이고, 정렬시 오동작을 막기 위해 α+β=30°범위에서 α,β를 조정할 수 있다.
초기 구동시 플립플롭(FF1)의 출력(Q)에 의해 스위치(SW1)가 온되므로 그 스위치(SW1)를 통해 제 8 도의 (a)와 같이 고전위가 출력되고, 제 8 도의 (b)와 같이 시정수(T=R1·C1)로 설정되는 소정 주기(tw)동안 스위치(SW3),(SWA)가 온되어 제 7 도의 (a),(b)에서와 같이 회전자(11)가 고정자(12)에 정렬되고 이때 C상이 여자된다.
이때, 센서(S)에서 제 8 도의 (c)와 같은 한주기의 클럭펄스(CLK)가 생성되어 인버터(12)의 출력신호와 논리조합된 후, 시프트 레지스터(300)의 클럭신호(CLK)로 공급됨에 따라 그 시프트레지스터(300)의 출력단자(QC)에 고전위가 출력되고, 이에 의해 스위치(SWC)가 단락됨과 아울러, 이전의 초퍼 제어신호(CS)에 의해 오아게이트(OR1)에 출력되는 고전위에 의해 스위치(SW3)도 단락된 상태를 유지하므로 이때, A상이 여자된다.
그 A상의 여자에 의해 센서(S)에서 발생되는 한 주기의 클럭신호(CLK)에 의해 다시 B상이 여자되고, B상의 여자시 발생되는 클럭신호(CLK)에 의해 다시 C상이 여자되는 과정이 순차적으로 반복 수행 된다. 결국, 제 8 도의 (c)와 같은 클럭신호(CLK)에 의해 제 8 도의 (d)－(f)와 같이 A－C상이 순차적으로 여자된다.
여기서, 센서용 디스크(13)의 설계와 센서의 부착 위치에 따라 ±3－15°의 오차를 허용하며, 시프트레지스터(300)의 모드 제어에 의하여 시프트 라이트 또는 시프트 레프트를 선택하게 되고, 이에 의해 모터의 회전방향이 선택되는데, 이와 병행하여 오아게이트(OR3)의 출력에 의해 스위치(SWC)나 스위치(SWB)가 제어되도록 별도로 스위치를 부착하여야 한다.
α와 β를 조절하여 소정주기(tw)에서 회전자(11)와 고정자(12)가 정렬되었을때의 여유를 조정할 수 있으며, 본 발명에서는 6－4폴의 경우 α+β를 30°로 하였으나 60°또는 15°등으로 할 수 있으며, 이 경우 하드웨어를 약간 수정하면 된다. 센서(S)의 위치에 있어서도 위상 앞섬을 고려하여 초기 조건에서 불필요하게 펄스를 발생시키지 않게 하였다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 센서용 디스크를 적절히 설계하고 이로부터 검출되는 신호를 시프트레지스터와 간단한 로직회로를 이용하여 극수에 관계없이 한 개의 센서로 위치를 검출할 수 있게 함으로써 위치검출에 따른 취부 및 배선을 간단히 하고, 센서간의 상대적인 오차에 의한 부정확성을 배제할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 전원이 공급되는 초기시 소정시간동안 소정의 상을 일정시간동안 여자시키기 위한 전위를 출력하는 초기 여자부(100)와, 센서부로부터 입력되는 위치 검출신호와 상기 초기 여자부(100)의 출력신호를 앤드조합하여 클럭신호(CLK)로 출력하는 클럭신호 발생부(200)와, 상기 클럭신호 발생부(200)의 출력신호에 따라 상 여자 제어용펄스를 순차 출력하는 시프트레지스터(300)와, 상기 시프트레지스터(300)의 출력신호에 따라 A－C상을 순차적으로 여자시키는 여자 제어부(400)로 구성한 것을 특징으로 하는 에스 알 엠의 위치 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 회전자(11)와 고정자(12)가 정렬되었을 때 디스크(13)의 중심에서 회전 반대방향으로 소정각도 어긋나는 위치에 센서(S)를 취부시켜 한 상이 여자될때마다 한 주기의 클럭펄스를 발생되게 센서부를 구성한 것을 특징으로 한는 에스 알 엠의 위치 검출 장치.
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