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KR20040052248A - 전기 모터 작동용 회로 - Google Patents

전기 모터 작동용 회로 Download PDF

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KR20040052248A
KR20040052248A KR10-2004-7005822A KR20047005822A KR20040052248A KR 20040052248 A KR20040052248 A KR 20040052248A KR 20047005822 A KR20047005822 A KR 20047005822A KR 20040052248 A KR20040052248 A KR 20040052248A
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Abstract

본 발명은 전기 모터(46)를 작동시키기 위한 회로에 관한 것이며, 상기 회로는 타이머(22)를 포함한다. 조절기는 설정값 신호(11)와 실제값 신호(14) 사이의 제 1 차분 신호(15)에 따라, 전기 모터(46)의 전류 공급용 제 1 스위칭 신호(20)를 제공한다. 동시에, 전류 공급 신호(45)를 프리세팅된 최대 시간(Tmax)으로 제한하는 타이머(22)가 시동된다. 검출 장치(37)는 설정값 신호(11) 변화를 검출해서 제 2 스위칭 신호(38)를 전송하며, 상기 스위칭 신호는 마찬가지로 타이머(22)를 시동시켜 전류 모터(46)의 전류 공급을 야기할 수 있다. 회로는 한편으로는 열적 과부하에 대해서 전기 모터(46)를 보호하며, 다른 한편으로는 설정값 변화시 전기 모터(46)가 전류를 공급할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 회로는 조정 구동기에 사용되기에 적합하다.

Description

전기 모터 작동용 회로{Circuit for operating an electric motor}
DE-A 197 44 729에는, 전기 모터의 시동을 위한 회로가 공지되어 있으며, 상기 회로는 모터 전류 또는 모터 출력을 프리세팅된 최대값으로 제한한다. 공지된 회로는 모터 전류를 제한하거나 또는, 전기 모터의 시동 시점으로부터 시작하여 타이머에 의해 프리세팅된 시간에 대한 출력을 무효로 하는 타이머를 포함한다.
본 발명은, 열적 과부하에 대해 전기 모터를 보호하는, 전기 모터 작동용 회로를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 독립항에 기재된 특징들을 통해 해결된다.
본 발명은 독립항의 전제부에 따라, 전기 모터를 작동하기 위한 회로에 관한 것이다.
도 1은 전기 모터를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 회로의 블록도를 도시한 도면.
본 발명에 따라, 설정값과 실제값 사이의 차이에 따라 제 1 스위칭 신호를, 전기 모터의 전류 공급용 시동 신호로서 제공하는 조절기가 제공된다. 제 1 스위칭 신호는 또한 타이머를 시동시키며, 타이머는 상기 타이머에 의해 프리세팅된 최대 시간으로 전기 모터로의 전류 공급을 제한한다.
본 발명에 따라, 전기 모터에서는 최대 시간이 제공되며 상기 최대 시간 내에 설정값과 실제값 사이의 차이가 보상될 수 있다. 최대 시간의 종료 후, 차이 또는 조절 편차가 구성될 때, 타이머는 전기 모터의 전류 공급을 종료하며 열적 과부하 및 경우에 따른 전기 모터의 파괴를 방지한다.
본 발명에 따른 회로의 바람직한 또 다른 실시예는 종속항에 제시된다.
전기 모터의 작동 전압이 하강할 경우, 전기 모터는 전류 공급을 위한 스위칭 신호가 발생한 후, 필요한 시동 모멘트를 더 이상 제공하지 않을 수 있거나 또는 운행중 정지할 수 있다. 타이머는 프리세팅된 최대 시간의 종료 후 전류 공급을 중단한다. 실제값은 더 이상 설정값과 일치하지 않는다. 이는, 작동 전압이 그 정격값을 다시 수용할 때도 유지된다.
본 발명에 따라, 설정값의 변화 후 제 2 스위칭 신호를 제공하는 검출 장치가 제공되며, 상기 스위칭 신호는 타이머를 마찬가지로 시동시키므로, 전술한 작동 상태의 경우와 설정값이 새롭게 변한 경우, 전기 모터에는 다시 전류가 공급될 수 있다. 전기 모터는, 설정값이 각각 변할 때의 제 2 스위칭 신호를 근거로 하여 적어도, 최대 시간에 다시 도달할 경우에 타이머가 전류 공급을 종료하거나 또는 위치 실제값이 위치 설정값에 이를 때까지 전류를 공급한다.
본 발명에 따른 회로의 바람직한 실시예에서, 설정값과 실제값 사이의 차이의 부호의 변화는 제 3 스위칭 신호를 제공하며 상기 제 3 스위칭 신호는 전기 모터의 전류 공급을 차단한다. 이런 조치로써 조절기가 단순하게 구현될 수 있으며, 상기 조절기는 조절 편차가 0이 될 때 전기 모터의 전류 공급를 종료할 수 있다.
본 발명에 따른 회로의 바람직한 실시예에서, 타이머는 리트리거링(retriggerable)될 수 있는 타이머로서 형성된다. 위치 설정값이 변화된 후 검출 장치가 제공하는 제 2 스위칭 신호는 경우에 따라서는 이미 종료된 시간과 무관하게 타이머를 새롭게 시동시킨다. 상기 조치는, 매 설정값 변화 후 전기 모터의 전류 공급을 위한 최대 시간이 제공되도록 한다.
전기 모터는 바람직하게는, 설정값이 위치 설정값에, 실제값은 위치 실제값에 상응하는 조정 구동기 내에 사용된다. 조정 구동기의 예는, 예컨대 자동차 내에 배열된 공기 플랩 조정 구동기이다. 조절기는 공기 플랩을 무단으로 위치 설정할 수 있다.
상기의 사용에서 최대 시간은, 모든 작동 상태 내의 조정 영역을 조정 구동기가 통과하도록 선택된다. 타이머는 조절 편차의 부호가 전환될 경우, 리셋될 수 있다.
전기 모터를 작동하기 위한, 본 발명에 따른 회로의 또 다른 바람직한 실시예는 또 다른 종속항 및 하기의 상세한 설명에 제시된다.
설정값 센서(10)는 차 형성기(12)에 설정값 신호(11)를 전송하며, 차 형성기는 설정값 신호(11)와, 실제값 센서(13)에 의해 제공된 실제값 신호(14) 사이의 차이를 검출해서 제 1 차분 신호(15)로서 제공한다.
제 1 차분 신호(15)는 제 1 값 형성기(16)를 통과한 후 제 1 비교기(17)에서 제 1 히스테리시스값(18)과 비교된다.
상기 제 1 비교기(17)는 제 1 시간 지연부 T1(19)를 통과한 후, 제 1 스위칭 신호(20)를 제공하며, 상기 신호는 타이머(22)의 제 1 시동 입력(21)과 모터 제어부(24)의 제 1 시동 입력(23)에 시동 신호로서 공급된다.
차분 신호(15)는 또한 제로 통과 검출기(25)와 제 2 시간 지연부 T2(26)를 통과한 후, 타이머(22)의 제 1 리셋 입력(28)과 모터 제어부(24)의 제 1 차단 입력(29)까지 차단 신호(27)로서 이른다.
설정값 신호(11)는 또한, 지연된 설정값 신호(31)가 공급된 제 2 차 형성기(30)에 이르며, 지연된 설정값 신호는 제 3 시간 지연부 T3(32)가 통과된 후 설정값 신호(11)로부터 얻어진다.
제 2 차 형성기(30)는, 제 2 값 형성기(34)를 통과한 후 제 2 비교기(35)에서 제 2 히스테리시스값(36)과 비교되는 제 2 차분 신호(33)를 제공한다. 성분(30 내지 36)은 검출 장치(37) 내에 포함되며, 상기 장치는 설정값 신호(11)의 변화를, 제 2 스위칭 신호(38)를 제공함으로써 신호화한다.
제 2 스위칭 신호(38)는 타이머(22)의 제 2 시동 입력(39) 및 모터 제어부(24)의 제 2 시동 입력(40)에 공급된다.
타이머(22)는 제 2 차단 신호(41)를 모터 제어부(24)의 제 2 차단 입력(42) 및 제 4 시간 지연부(43)에 전송한다. 제 4 시간 지연부(43)는 지연된 제 2 차단 신호(41)를 타이머(22)의 제 2 리셋 입력(44)에 전송한다.
모터 제어부(24)는 전류 공급 신호(45)를 전기 모터(46)에 전송하며, 상기 전기 모터는 예컨대 자세히 도시되지 않은 조정 구동기 내에 배열되고 상기 조정 구동기는 상기 사용예에서 실제값 센서(13)를 포함한다.
전기 모터(46)를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 회로는 다음과 같이 작동한다:
전기 모터(46)는, 설정값 신호(11)와 실제값 신호(14) 사이의 차이를 반영하는 차분 신호(15)를 0으로 만들고자 하는 조절 회로 내에 포함된다. 설정값 신호(11)는 설정값 센서(10)로부터 제공되고, 실제값 센서(13)는 실제값 신호(14)를 전송한다. 전기 모터가 자세히 도시되지 않은 조정 구동기 내에 배열되면, 설정값 센서에 의해 위치 설정값이 프리세팅되며, 위치 실제값은 실제값 센서(13)에 의해 제공된다.
제 1 차분 신호(15)는, 포지티브 및 네가티브 신호값을 가질 수 있는 차분 신호(15)로부터 부호를 제거하는 제 1 값 형성기(16)에 이른다. 제 1 값 형성기(16) 뒤에 배열된 제 1 비교기(17)는 부호가 없는 제 1 차분 신호(15)와 제 1 히스테리시스값(18)을 비교한다. 제 1 차분 신호(15)가, 제 1 히스테리시스값(18)에 의해 프리세팅된 히스테리시스 범위 밖에 있으면, 제 1 비교기(17)는 제 1 시간 지연부(19)를 통과한 후, 시동 신호에 상응하는 제 1 스위칭 신호(20)를 타이머(22)의 제 1 시동 입력(21) 및 모터 제어부(24)의 제 1 시동 입력(23)에 전송한다. 모터 제어부(24)의 제 1 시동 입력(23)에 있는 제 1 스위칭 신호(20)는 전기 모터(46)를 위해서 전류 공급 신호(45)를 제공한다. 전기모터(46)가 작동됨으로써, 실제값 신호(14)가 설정값 신호(11)와 일치하는 것이 시도되므로, 제 1 차분 신호(15)는 0이 된다.
조정 구동기의 경우, 전기 모터(46)가 조정 구동기를 작동시키므로, 실제값 검출기(13)에 의해 검출된 위치 실제값은 변화된다. 실제값 신호(14)가 프리세팅된 설정값 신호(11)와 일치하자마자, 제로 통과 검출기(25)는 제 1 차분 신호(15)의 제로 통과를 검출하며 제 2 시간 지연부(26)의 통과 후, 제 1 차단 신호(27)를 타이머(22)의 제 1 리셋 입력(28) 및 모터 제어부(24)의 제 1 차단 입력(29)에 전송한다. 그 결과 모터 제어부(24)는 전류 공급 신호(45)를 다시 철회하며 전기 모터(46)를 정지시킨다. 설정값 신호(11)의 새로운 변화는, 제 1 히스테리시스값(18)이 초과되는 한, 제 1 스위칭 신호(20)를 새롭게 발생시키며, 상기 스위칭 신호는 모터 제어부(24)가 전류 공급 신호(45)를 다시 출력하도록 야기한다.
제 1 스위칭 신호(20)의 발생과 동시에, 타이머(22)는 제 1 시동 입력(21)에 의해 시동된다. 타이머(22)는 프리세팅된 최대 시간(Tmax)으로 조정된다. 최대 시간(Tmax)은, 실제값 신호(14)가 설정값 신호(11)와 일치되는 기회를 전기 모터(46)가 갖도록 정해진다. 전기 모터가 조정 구동기 내에 배열되는 한, 최대 시간(Tmax)은, 작동 전압이 가장 낮고 부하 모멘트가 최대일 때 전기 모터(46)가 조정 구동기의 전체 조정 영역을 통과할 수 있도록 정해진다. 최대 시간 내에 조정 과정이 성공적으로 수행되었으면, 제 1 스위칭 신호(27)로써 타이머(22)는 제 1 리셋입력(28)을 거쳐 리셋된다. 이에 반해 최대 시간(Tmax)이 종료되면, 타이머(22)는 제 2 차단 신호(41)를 전송하며 상기 신호는 제 2 차단 입력(42)에 의해 모터 제어부(24)에 공급된다. 그 결과 모터 제어부(24)는 전기 모터(46)를 위한 전류 공급 신호(45)를 다시 철회한다.
제 2 차단 신호(41)는 경우에 따라서 제 4 시간 지연부(43)를 거여 타이머(22)의 제 2 리셋 입력(44)으로 리턴된다. 상기 조치로써, 타이머(22)의 리셋이 일어난다.
전기 모터(46)가, 프리세팅된 최대 시간(Tmax) 내에 실제값 신호(14)를 설정값 신호(11)와 일치시킬 수 없으면, 모터 제어부(24)는 전기 모터(46)를 위한 전류 공급 신호(45)를 다시 철회한다. 이어서, 실제값 신호(14)와 설정값 신호(11)가 일치될 수 없는 방향으로의, 설정값 센서(10)에 의한 설정값 신호의 변화는 또 다른 제 1 스위칭 신호(20)를 발생시키지 않으므로, 상기와 같이 설정값이 계속 변화할 경우 전기 모터(46)에는 더 이상 전류가 공급될 수 없다.
최대 시간(Tmax)이 만료됨에 따라서 미리 전류 공급 신호(45)를 철회시키는 방향으로 설정값 신호(11)가 변화할 경우 계속해서 전류를 공급할 수 있도록, 설정값 신호(11)의 매 변화를 검출하고 그 결과 제 2 스위칭 신호(38)를 전송하는 검출 장치(37)가 제공된다.
설정값 신호(11)의 변화는, 예컨대 설정값 신호(11)가 지연된 설정값 신호(31)와 비교됨으로써 이뤄진다. 이를 위해 설정값 신호(11)는 제 3 시간 지연부(32) 내에서, 프리세팅된 시간(T3) 만큼 지연된다. 제 2 차 형성기(30)는 실제 설정값 신호(11)와 시간 지연된 설정값 신호(31) 사이의 차를 검출해서 제 2 차분 신호(33)를 제 2 값 형성기(34)에 전송한다.
제 2 비교기(35)는 부호가 없는 제 2 차분 신호(33)를 제 2 히스테리시스값(36)과 비교하며, 경우에 따라 제 2 스위칭 신호(38)를 전송한다. 제 2 값 형성기(34), 제 2 비교기(35) 및 제 2 히스테리시스값(36)은 진동을 방지하는 히스테리시스를 제공한다.
제 2 스위칭 신호(38)는, 제 2 시동 입력(29)을 통해 타이머(22)를 시동시키며, 전기 모터(46)를 위한 전류 공급 신호(45)를 제 2 시동 입력(40)을 통해 모터 제어부(24)가 제공할 수 있도록 야기한다.
타이머(22)의 소위 리트리거링 작동 내에서의, 타이머(22)의 리셋 또는 새로운 시동은, 설정값 신호(11)의 매 변화 후 타이머(22)에 의해서 프리세팅된 최대 시간(Tmax)이 설정값 변화 전 작동 상태와 무관하게 설정값 센서(10)에 의해서 완전한 길이로 제공될 수 있도록 한다.
제 1, 제 2 시간 지연부(19, 26)는, 개별 기능 블록 내에서 일어나는 신호 지연의 보상을 통해, 본 발명에 따른 회로의 정확한 타이밍을 가능하게 한다. 제 2 차단 신호(41)를 지연시키기 위한 제 4 시간 지연부(43)는 제 2 리셋 입력(44)으로의 리턴에 기인한 제 2 차단 신호(41)의 발생시 즉시 다시 억제되지 않도록 하므로, 모터 제어부(24)의 제 2 차단 입력(42)은 평가 가능한 제 2 차단 신호(41)를제공한다. 제 1, 제 2 시간 지연부(19, 26)를 위한 프리세팅 시간은 마이크로초 또는 밀리초 범위 내에 있을 수 있다. 제 4 시간 지연부(43)를 위한 프리세팅 시간은 바람직하게는 밀리초 범위 내에 있다. 전기 모터(46)가 하나의 조정 구동기 내에 배열되는 한, 타이머(22)에 의해서 프리세팅된 최대 시간(Tmax)은, 어려운 조건 하의 조정 과정을 위해서 충분한 초 범위 내에 있다. 제 3 시간 지연부(32)를 위한 프리세팅 시간은 예컨대 초 범위 내에 있다. 상기의 시간 지연은 설정값 신호(11)의 기대되는 신호 변화로 맞춰지며 상기 신호 변화는 설정값 센서(10)가 수동으로 작동되는 경우 예컨대 초 범위 내에 있다.
제로 통과 검출기(25)는 예컨대 부호 함수로써 구현될 수 있다. 제 1 차분 신호(15)의 부호가 교체될 경우, 제 1 차단 신호(27)가 발생하며, 제로 통과 검출기(25)의 출력의 네가티브 신호 변화는 예컨대 포지티브 신호 변화로 변환된다.

Claims (8)

  1. 타이머(22)를 포함하는 전기 모터(46) 작동용 회로에 있어서,
    설정값 신호(11)와 실제값 신호(14) 사이의 제 1 차분 신호(15)에 따라 제 1 스위칭 신호(20)를 제공하는 조절기가 제공되며, 상기 제 1 스위칭 신호(20)는 전기 모터(46)의 전류 공급을 야기하고 타이머(22)를 시동시키며, 전류 공급 신호(45)는 타이머(22)에 의해 프리세팅된 최대 시간(Tmax)으로 제한되는 것을 특징으로 하는 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 설정값 신호(11)의 변화를 검출해서 그 결과 제 2 스위칭 신호(38)를 전송하는 검출 장치(37)가 제공되고, 상기 제 2 스위칭 신호(38)는 타이머(22)를 시동시키는 것을 특징으로 하는 회로.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 차분 신호(15)는 제로 통과 검출기(25)에 공급되며, 상기 검출기는 제 1 차분 신호(15)의 부호 변화를 검출해서 그 결과 제 1 차단 신호(27)를 전송하며, 상기 차단 신호는 한편으로 타이머(22)를 리셋하고 다른 한편으로는 전기 모터(46)의 전류 공급을 종료하는 것을 특징으로 하는 회로.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타이머(22)는 리트리거링 가능한 타이머로서 구현되는 것을 특징으로 하는 회로.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 차분 신호(15)를 위한 제 1 히스테리시스값(18)이 제공되는 것을 특징으로 하는 회로.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정값 신호(11)의 변화를 위한 제 2 히스테리시스값(36)이 제공되는 것을 특징으로 하는 회로.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 장치(37)는 설정값 신호(11)를 지연하기 위한 제 3 시간 지연부(32)를 포함하며, 시간 지연된 설정값 신호(31)와 설정값 신호(11)는 제 2 차 형성기(30)에 제공되는 것을 특징으로 하는 회로.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터(46)는 하나의 조정 구동기 내에 배열되며, 설정값 신호(11)는 위치 설정값에, 실제값 신호(14)는 위치 실제값에 상응하는 것을 특징으로 하는 회로.
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