KR20240165952A - Active vibration control system - Google Patents
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Abstract
본 개시내용은 안전장치 구성요소를 통합하는 순환력 발생기 시스템(100)을 제공한다. 안전장치 구성요소는 순환력 발생기에 브레이크 시스템을 제공하고, 그에 따라 순환력 발생기의 로터는 미리 결정된 센서 출력 또는 순환력 발생기 시스템의 수동 오버라이드에 응답하여 신속하게 정지하게 된다.The present disclosure provides a circulatory power generator system (100) incorporating a safety device component. The safety device component provides a braking system to the circulatory power generator, whereby the rotor of the circulatory power generator is brought to a rapid stop in response to a predetermined sensor output or a manual override of the circulatory power generator system.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조Cross-reference to related applications
본 출원은 2022년 3월 23일자로 출원된 미국 가출원 제63/322,858호에 대한 우선권을 주장하며, 이 가출원은 본 명세서에 포함된다.This application claims priority to U.S. Provisional Application No. 63/322,858, filed March 23, 2022, which is incorporated herein by reference.
고정익 항공기와 회전익 항공기는 항공기 기체 내에서 원치 않는 진동을 자주 경험한다. 순환력 발생기(circular force generator)(CFG)가 이러한 원치 않는 진동을 약화시키거나 적어도 감소시키는 데 사용되었다. 그러나, CFG를 관리하는 시스템이 고장나거나 위험한 진동을 또한 생성하는 방식으로 작동할 수 있다. 이러한 고장은 다음과 같은 형태를 취할 수 있다:Fixed wing and rotary wing aircraft frequently experience unwanted vibrations within the aircraft fuselage. Circular force generators (CFGs) have been used to dampen or at least reduce these unwanted vibrations. However, the systems that control the CFGs can fail or operate in a way that also creates dangerous vibrations. These failures can take the following forms:
·로터의 저속 또는 과속으로 인한 안전하지 않은 기체 공진;·Unsafe airframe resonance due to low or high rotor speed;
·원하는 것보다 큰 CFG 힘 크기로 인한 기체 또는 CFG 손상;·Damage to the aircraft or CFG due to CFG force magnitudes greater than desired;
·CFG 힘 페이즈가 부정확하여 초래되는 증가된 기체 진동.·Increased aircraft vibration caused by inaccurate CFG force phasing.
추가로, 현재의 CFG 시스템은 CFG 로터의 제어된 정지를 제공하지 못한다. 현재의 CFG 시스템에서는, CFG 로터가 마찰로 인해 정지할 때까지 자유 회전한다. 이 시간 동안, 항공기 진동으로 인해 로터가 "재활성화"되어 "훌라후프" 효과를 생성하고 기체 진동을 증가시킬 수 있다. 다음의 개시는 확인된 단점을 극복하고 또한 CFG 로터를 안전 속도 또는 심지어는 완전 정지까지 신속하게 제동하는 CFG 시스템의 작동 및 설계의 개선을 제공한다.Additionally, current CFG systems do not provide for controlled stopping of the CFG rotor. In current CFG systems, the CFG rotor is allowed to spin freely until friction brings it to a stop. During this time, aircraft vibrations can cause the rotor to "re-energize", creating a "hula-hoop" effect and increasing airframe vibrations. The following disclosure provides improvements in the design and operation of a CFG system that overcomes the identified shortcomings and also rapidly brakes the CFG rotor to a safe speed or even a complete stop.
도 1은 통상적인 종래 기술의 CFG 시스템(01)을 도시한다. CFG 시스템(01)은 3개의 주 구성요소, 즉: 순환력 발생기(CFG)(5); 커맨드 회로(30); 및 모니터링 시스템(50)을 갖는다. CFG(5)는 다수의 로터를 가질 수 있고, 각각의 로터는 질량체를 지지한다. 커맨드 회로(30)는 CFG(5)에 대한 주 제어를 제공하는 반면, 모니터링 시스템(50)은 CFG(5)에 대한 안전 제어를 제공한다. CFG(5)는 적어도 하나의 전기 모터(10)를 포함한다. 커맨드 회로(30)는 힘 커맨드 디지털 버스(41), 커맨드 프로세서(32), 속도 및/또는 위치 센서(36a), 제어 전원(38), 전기 회로(39), 낙뢰 보호 기능이 있는 전자기 간섭(electromagnetic interference)(EMI) 필터(43), 저전압 제어 전력 공급원(37) 및 모터 구동 장치(34)를 포함한다. 모니터링 시스템(50)은 모터 전원(52)으로서 식별되는 제2 전력 공급원, 전기 회로(53), 모니터 프로세서(54), 진동 센서(57), 속도 및/또는 위치 센서(36b)를 포함한다. 모터 전원(52)으로부터의 전류는 낙뢰 보호 기능이 있는 제2 EMI 필터(63)를 통해 모터 구동 장치(34)로 전달된다. 모니터링 시스템(50)은 안전하지 않은 조건(모니터 프로세서와 진동, 속도 및/또는 위치 센서에 의해 결정된 바와 같이 힘, 진동, 속도가 잘못됨)이 발생할 때 릴레이(56)의 개방에 의해 모터 구동 장치(34)를 향한 전류의 유동을 차단하여 5의 안전 제어를 제공한다.FIG. 1 illustrates a typical prior art CFG system (01). The CFG system (01) has three main components: a cyclic force generator (CFG) (5); a command circuit (30); and a monitoring system (50). The CFG (5) can have a plurality of rotors, each supporting a mass. The command circuit (30) provides primary control for the CFG (5), while the monitoring system (50) provides safety control for the CFG (5). The CFG (5) includes at least one electric motor (10). The command circuit (30) includes a force command digital bus (41), a command processor (32), a speed and/or position sensor (36a), a control power supply (38), an electrical circuit (39), an electromagnetic interference (EMI) filter with lightning protection (43), a low voltage control power supply (37), and a motor drive (34). The monitoring system (50) includes a second power source identified as a motor power source (52), an electrical circuit (53), a monitor processor (54), a vibration sensor (57), and a speed and/or position sensor (36b). Current from the motor power source (52) is transmitted to the motor drive (34) through a second EMI filter (63) with lightning protection. The monitoring system (50) provides safety control of 5 by interrupting the flow of current to the motor drive (34) by opening a relay (56) when an unsafe condition occurs (an incorrect force, vibration, or speed as determined by the monitor processor and the vibration, speed, and/or position sensors).
일 양태에서, 본 개시내용 전기 모터를 포함하는 순환력 발생기 시스템(CFG 시스템)을 설명하고, 전기 모터는 로터, 스테이터 코어, 1차 권선 및 제동 코일을 갖는다. 로터는 로터의 회전에 따라 회전하는 질량체를 지지한다. CFG 시스템은 커맨드 회로와 모니터링 시스템을 포함한다. 커맨드 회로는 커맨드 프로세서 및 질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하는 센서를 포함하고, 센서는 커맨드 프로세서와 전자 통신한다. 커맨드 회로는 또한 제1 전기 회로를 통해 전기 모터에 전류를 제공하는 제1 전력 공급원을 포함한다. 모니터링 시스템은 제1 릴레이를 제어하는 모니터 프로세서를 포함한다. CFG 시스템이 작동하는 동안, 제1 릴레이는 폐쇄되고 제1 전기 회로 내에 위치 설정된다. 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 릴레이의 개방이 전기 모터로부터 전류를 제거하도록 제1 릴레이에 대한 제어를 제공한다. CFG 시스템이 작동하는 동안, 제2 전기 회로(159) 내에서 제2 릴레이가 개방된다. 모니터 프로세서는 제2 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제2 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시킨다. 모니터링 시스템은 또한 모니터 프로세서에 데이터를 제공하는 진동 센서를 포함할 수 있다.In one aspect, the present disclosure describes a cyclic force generator system (CFG system) including an electric motor, the electric motor having a rotor, a stator core, a primary winding, and a braking coil. The rotor supports a mass that rotates in accordance with the rotation of the rotor. The CFG system includes a command circuit and a monitoring system. The command circuit includes a command processor and a sensor that monitors the rotational speed and/or radial position of the mass or the rotor, the sensor being in electronic communication with the command processor. The command circuit also includes a first power source that provides current to the electric motor via a first electrical circuit. The monitoring system includes a monitor processor that controls a first relay. While the CFG system is operating, the first relay is closed and positioned within the first electrical circuit. The monitor processor provides control to the first relay such that opening of the first relay by the monitor processor removes current from the electric motor. While the CFG system is operating, a second relay is opened within a second electrical circuit (159). The monitor processor provides control to a second relay, the closure of which activates the braking coil. The monitoring system may also include a vibration sensor that provides data to the monitor processor.
일 양태에서, 본 개시내용 전기 모터를 포함하는 순환력 발생기 시스템(CFG 시스템)을 설명하고, 전기 모터는 로터, 스테이터 코어, 1차 권선 및 제동 코일을 갖는다. 로터는 로터의 회전에 따라 회전하는 질량체를 지지한다. CFG 시스템은 커맨드 회로와 모니터링 시스템을 포함한다. 커맨드 회로는 커맨드 프로세서 및 질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하는 센서를 포함하고, 센서는 커맨드 프로세서와 전자 통신한다. 커맨드 회로는 또한 제1 전기 회로를 통해 전기 모터에 전류를 제공하는 제1 전력 공급원을 포함한다. 모니터링 시스템은 제1 릴레이와 제2 릴레이를 제어하는 모니터 프로세서를 포함한다. CFG 시스템이 작동하는 동안, 제1 릴레이는 폐쇄되고 제1 전기 회로 내에 위치 설정된다. CFG 시스템이 작동하는 동안, 제2 릴레이는 제2 회로 내에서 개방된다. 모니터링 시스템은 또한 질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하는 제2 센서를 포함하고, 제2 센서는 모니터 프로세서와 전자 통신한다. 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 릴레이의 개방이 전기 모터로부터 전류를 제거하도록 제1 릴레이에 대한 제어를 제공한다. 모니터 프로세서는 또한 제2 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제2 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시킨다. 모니터링 시스템은 또한 모니터 프로세서에 데이터를 제공하는 진동 센서를 포함할 수 있다.In one aspect, the present disclosure describes a cyclic force generator system (CFG system) including an electric motor, the electric motor having a rotor, a stator core, a primary winding, and a braking coil. The rotor supports a mass that rotates in response to the rotation of the rotor. The CFG system includes a command circuit and a monitoring system. The command circuit includes a command processor and a sensor that monitors the rotational speed and/or radial position of the mass or the rotor, the sensor being in electronic communication with the command processor. The command circuit also includes a first power source that provides current to the electric motor via a first electrical circuit. The monitoring system includes a monitor processor that controls a first relay and a second relay. While the CFG system is operating, the first relay is closed and positioned within the first electrical circuit. While the CFG system is operating, the second relay is opened within the second circuit. The monitoring system also includes a second sensor that monitors the rotational speed and/or radial position of the mass or the rotor, the second sensor being in electronic communication with the monitor processor. The monitor processor provides control to the first relay, such that opening of the first relay by the monitor processor removes current from the electric motor. The monitor processor also provides control to the second relay, the closing of which activates the braking coil. The monitoring system may also include a vibration sensor that provides data to the monitor processor.
일 양태에서, 본 개시내용은 전기 모터를 포함하는 순환력 발생기 시스템(CFG 시스템)을 설명하고, 전기 모터는 로터, 스테이터 코어, 1차 권선 및 제동 코일을 갖는다. 로터는 로터의 회전에 따라 회전하는 질량체를 지지한다. CFG 시스템은 커맨드 회로와 모니터링 시스템을 포함한다. 커맨드 회로는 커맨드 프로세서 및 커맨드 프로세서와 전자 통신하는 모터 구동 장치를 포함한다. 커맨드 회로는 또한 질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하는 센서를 포함하고, 센서는 커맨드 프로세서와 전자 통신한다. 커맨드 회로는 또한 제1 전기 회로를 통해 전기 모터에 전류를 제공하는 제1 전력 공급원을 포함한다. 모니터링 시스템은 제2 전기 회로를 통해 모터 구동 장치에 전류를 공급하는 제2 전력 공급원을 포함한다. 모니터링 시스템은 또한 제1 릴레이와 제2 릴레이를 제어하는 모니터 프로세서를 포함한다. CFG 시스템이 작동하는 동안, 제1 릴레이는 폐쇄되고 제1 전기 회로 내에 위치 설정된다. CFG 시스템이 작동하는 동안, 제2 릴레이는 폐쇄되고 제2 회로 내에 위치 설정된다. 모니터링 시스템은 또한 질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하는 제2 센서를 포함하고, 제2 센서는 모니터 프로세서와 전자 통신한다. 모니터링 시스템은 또한 제3 전기 회로 내에 위치 설정된 제3 개방 릴레이를 포함한다. 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 및 제2 릴레이의 개방이 전기 모터로부터 전류를 제거하도록 제1 및 제2 릴레이에 대한 제어를 제공한다. 모니터 프로세서는 또한 제3 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제3 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시킨다. 모니터링 시스템은 또한 모니터 프로세서에 데이터를 제공하는 진동 센서를 포함할 수 있다.In one aspect, the present disclosure describes a cyclic force generator system (CFG system) including an electric motor, the electric motor having a rotor, a stator core, a primary winding, and a braking coil. The rotor supports a mass that rotates in accordance with the rotation of the rotor. The CFG system includes a command circuit and a monitoring system. The command circuit includes a command processor and a motor drive device in electronic communication with the command processor. The command circuit also includes a sensor that monitors a rotational speed and/or a radial position of the mass or the rotor, the sensor being in electronic communication with the command processor. The command circuit also includes a first power source that provides current to the electric motor via a first electrical circuit. The monitoring system includes a second power source that provides current to the motor drive device via a second electrical circuit. The monitoring system also includes a monitor processor that controls the first relay and the second relay. While the CFG system is operating, the first relay is closed and positioned within the first electrical circuit. While the CFG system is operating, the second relay is closed and positioned within the second circuit. The monitoring system also includes a second sensor that monitors the rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the second sensor being in electronic communication with the monitor processor. The monitoring system also includes a third opening relay positioned within the third electrical circuit. The monitor processor provides control for the first and second relays such that opening of the first and second relays by the monitor processor removes current from the electric motor. The monitor processor also provides control for the third relay, wherein closing of the third relay activates the braking coil. The monitoring system may also include a vibration sensor that provides data to the monitor processor.
다른 양태에서, 본 개시내용은 힘 발생기 시스템(CFG 시스템)을 제어하는 방법을 제공한다. CFG 시스템은 전기 모터를 포함하며, 전기 모터는 로터, 스테이터 코어, 1차 권선 및 제동 코일을 갖는다. 로터는 로터의 회전에 따라 회전하는 질량체를 지지한다. CFG 시스템은 커맨드 회로와 모니터링 시스템을 포함한다. 커맨드 회로는 커맨드 프로세서 및 질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하는 센서를 포함하고, 센서는 커맨드 프로세서와 전자 통신한다. 커맨드 회로는 또한 제1 전기 회로를 통해 전기 모터에 전류를 제공하는 제1 전력 공급원을 포함한다. 모니터링 시스템은 제1 릴레이를 제어하는 모니터 프로세서를 포함한다. CFG 시스템이 작동하는 동안, 제1 릴레이는 폐쇄되고 제1 전기 회로 내에 위치 설정된다. 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 릴레이의 개방이 전기 모터로부터 전류를 제거하도록 제1 릴레이에 대한 제어를 제공한다. 제2 개방 릴레이는 제2 전기 회로(159) 내에 위치 설정된다. 모니터 프로세서는 제2 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제2 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시킨다. 방법은 센서를 사용하여 질량체 및/또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하면서 로터와 질량체를 회전시켜 CFG 시스템을 작동한다. 모니터링 시스템은 또한 모니터 프로세서에 데이터를 제공하는 진동 센서를 포함할 수 있다. 커맨드 프로세서는 질량체와 로터가 회전할 때 질량체에 의해 발생되는 힘을 계산하고, 커맨드 프로세서는 전기 모터에 대한 전류를 관리한다. 모니터 프로세서는 센서로부터 수신된 데이터를 해석하고, 센서로부터의 데이터가 질량체의 회전 속도나 위치 또는 로터 위치에 대한 범위 넘음 조건을 나타낼 때 제2 릴레이를 폐쇄함으로써 제동 코일을 통전시킨다. 모니터 프로세서는 또한 진동 센서로부터의 데이터를 해석하고, 해석된 데이터에 응답하여 제동 코일을 통전시킬 수 있다.In another aspect, the present disclosure provides a method of controlling a force generator system (CFG system). The CFG system includes an electric motor, the electric motor having a rotor, a stator core, a primary winding, and a brake coil. The rotor supports a mass that rotates in response to rotation of the rotor. The CFG system includes a command circuit and a monitoring system. The command circuit includes a command processor and a sensor that monitors a rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the sensor being in electronic communication with the command processor. The command circuit also includes a first power source that provides current to the electric motor via a first electrical circuit. The monitoring system includes a monitor processor that controls a first relay. During operation of the CFG system, the first relay is closed and positioned within the first electrical circuit. The monitor processor provides control to the first relay such that opening of the first relay by the monitor processor removes current from the electric motor. A second opening relay is positioned within the second electrical circuit (159). The monitor processor provides control of the second relay, closure of which activates the braking coil. The method operates the CFG system by rotating the rotor and mass while monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass and/or rotor using the sensor. The monitoring system may also include a vibration sensor that provides data to the monitor processor. The command processor calculates the force generated by the mass and rotor as they rotate, and the command processor manages current to the electric motor. The monitor processor interprets the data received from the sensor, and energizes the braking coil by closing the second relay when the data from the sensor indicates an out-of-range condition for the rotational speed or position of the mass or the rotor position. The monitor processor may also interpret the data from the vibration sensor, and energize the braking coil in response to the interpreted data.
다른 양태에서, 본 개시내용은 힘 발생기 시스템(CFG 시스템)을 제어하는 방법을 제공한다. CFG 시스템은 전기 모터를 포함하며, 전기 모터는 로터, 스테이터 코어, 1차 권선 및 제동 코일을 갖는다. 로터는 로터의 회전에 따라 회전하는 질량체를 지지한다. CFG 시스템은 커맨드 회로와 모니터링 시스템을 포함한다. 커맨드 회로는 커맨드 프로세서 및 질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하는 센서를 포함하고, 센서는 커맨드 프로세서와 전자 통신한다. 커맨드 회로는 또한 제1 전기 회로를 통해 전기 모터에 전류를 제공하는 제1 전력 공급원을 포함한다. 모니터링 시스템은 제1 릴레이와 제2 릴레이를 제어하는 모니터 프로세서를 포함한다. 제1 릴레이는 폐쇄되고 제1 전기 회로 내에 위치 설정된다. 제2 릴레이는 개방되고 제2 회로 내에 위치 설정된다. 모니터링 시스템은 또한 질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하는 제2 센서를 포함하고, 제2 센서는 모니터 프로세서와 전자 통신한다. 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 릴레이의 개방이 전기 모터로부터 전류를 제거하도록 제1 릴레이에 대한 제어를 제공한다. 모니터 프로세서는 제2 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제2 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시킨다. 모니터링 시스템은 또한 모니터 프로세서에 데이터를 제공하는 진동 센서를 포함할 수 있다. 방법은 제1 및 제2 센서를 사용하여 질량체 및/또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하면서 로터와 질량체를 회전시켜 CFG 시스템을 작동한다. 커맨드 프로세서는 질량체와 로터가 회전할 때 질량체에 의해 발생되는 힘을 계산하고, 커맨드 프로세서는 전기 모터에 대한 전류를 관리한다. 모니터 프로세서는 제2 센서로부터 수신된 데이터를 해석하고, 제2 센서로부터의 데이터가 질량체의 회전 속도나 위치 또는 로터 위치에 대한 범위 넘음 조건을 나타낼 때 제동 코일을 통전시킨다. 모니터 프로세서는 또한 진동 센서로부터의 데이터를 해석하고, 해석된 데이터에 응답하여 제동 코일을 통전시킬 수 있다.In another aspect, the present disclosure provides a method of controlling a force generator system (CFG system). The CFG system includes an electric motor, the electric motor having a rotor, a stator core, a primary winding, and a brake coil. The rotor supports a mass that rotates in response to rotation of the rotor. The CFG system includes a command circuit and a monitoring system. The command circuit includes a command processor and a sensor that monitors a rotational speed and/or a radial position of the mass or the rotor, the sensor being in electronic communication with the command processor. The command circuit also includes a first power source that provides current to the electric motor via a first electrical circuit. The monitoring system includes a monitor processor that controls a first relay and a second relay. The first relay is closed and positioned within the first electrical circuit. The second relay is open and positioned within the second circuit. The monitoring system also includes a second sensor that monitors the rotational speed and/or the radial position of the mass or the rotor, the second sensor being in electronic communication with the monitor processor. The monitor processor provides control for the first relay such that opening of the first relay by the monitor processor removes current from the electric motor. The monitor processor provides control for the second relay, wherein closing of the second relay activates the brake coil. The monitoring system may also include a vibration sensor that provides data to the monitor processor. The method operates the CFG system by rotating the rotor and the mass while monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass and/or the rotor using the first and second sensors. The command processor calculates the force generated by the mass and the rotor as they rotate, and the command processor manages current to the electric motor. The monitor processor interprets data received from the second sensor and energizes the brake coil when data from the second sensor indicates an out-of-range condition for the rotational speed or position of the mass or the rotor position. The monitor processor may also interpret data from the vibration sensor and energize the brake coil in response to the interpreted data.
다른 양태에서, 본 개시내용은 힘 발생기 시스템(CFG 시스템)을 제어하는 방법을 제공한다. CFG 시스템은 전기 모터를 포함하며, 전기 모터는 로터, 스테이터 코어, 1차 권선 및 제동 코일을 갖는다. 로터는 로터의 회전에 따라 회전하는 질량체를 지지한다. CFG 시스템은 커맨드 회로와 모니터링 시스템을 포함한다. 커맨드 회로는 커맨드 프로세서 및 커맨드 프로세서와 전자 통신하는 모터 구동 장치를 포함한다. 커맨드 회로는 또한 질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하는 센서를 포함하고, 센서는 커맨드 프로세서와 전자 통신한다. 커맨드 회로는 또한 제1 전기 회로를 통해 전기 모터에 전류를 제공하는 제1 전력 공급원을 포함한다. 모니터링 시스템은 제2 전기 회로를 통해 모터 구동 장치에 전류를 공급하는 제2 전력 공급원을 포함한다. 모니터링 시스템은 또한 제1 릴레이와 제2 릴레이를 제어하는 모니터 프로세서를 포함한다. 제1 릴레이는 폐쇄되고 제1 전기 회로 내에 위치 설정된다. 제2 릴레이는 폐쇄되고 제2 회로 내에 위치 설정된다. 모니터링 시스템은 또한 질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하는 제2 센서를 포함하고, 제2 센서는 모니터 프로세서와 전자 통신한다. 모니터링 시스템은 또한 제3 전기 회로 내에 위치 설정된 제3 개방 릴레이를 포함한다. 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 및 제2 릴레이의 개방이 전기 모터로부터 전류를 제거하도록 제1 및 제2 릴레이에 대한 제어를 제공한다. 모니터 프로세서는 제3 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제3 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시킨다. 모니터링 시스템은 또한 모니터 프로세서에 데이터를 제공하는 진동 센서를 포함할 수 있다. 방법은 제1 및 제2 센서를 사용하여 질량체 및/또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하면서 로터와 질량체를 회전시켜 CFG 시스템을 작동한다. 커맨드 프로세서는 질량체와 로터가 회전할 때 질량체에 의해 발생되는 힘을 계산하고, 커맨드 프로세서는 전기 모터에 대한 전류를 관리한다. 모니터 프로세서는 제2 센서로부터 수신된 데이터를 해석하고, 제2 센서로부터의 데이터가 질량체의 회전 속도나 위치 또는 로터 위치에 대한 범위 넘음 조건을 나타낼 때 제3 릴레이를 폐쇄함으로써 제동 코일을 통전시킨다. 모니터 프로세서는 또한 진동 센서로부터의 데이터를 해석하고, 해석된 데이터에 응답하여 제동 코일을 통전시킬 수 있다.In another aspect, the present disclosure provides a method of controlling a force generator system (CFG system). The CFG system includes an electric motor, the electric motor having a rotor, a stator core, a primary winding, and a brake coil. The rotor supports a mass that rotates in response to rotation of the rotor. The CFG system includes a command circuit and a monitoring system. The command circuit includes a command processor and a motor drive device in electronic communication with the command processor. The command circuit also includes a sensor that monitors a rotational speed and/or a radial position of the mass or the rotor, the sensor being in electronic communication with the command processor. The command circuit also includes a first power source that provides current to the electric motor via a first electrical circuit. The monitoring system includes a second power source that provides current to the motor drive device via a second electrical circuit. The monitoring system also includes a monitor processor that controls the first relay and the second relay. The first relay is closed and positioned within the first electrical circuit. The second relay is closed and positioned within the second circuit. The monitoring system also includes a second sensor monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the second sensor being in electronic communication with the monitor processor. The monitoring system also includes a third opening relay positioned within the third electrical circuit. The monitor processor provides control of the first and second relays such that opening of the first and second relays by the monitor processor removes current from the electric motor. The monitor processor provides control of the third relay, wherein closing of the third relay activates the braking coil. The monitoring system may also include a vibration sensor providing data to the monitor processor. The method operates the CFG system by rotating the rotor and the mass while monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass and/or rotor using the first and second sensors. The command processor calculates a force generated by the mass and rotor as they rotate, and the command processor manages current to the electric motor. The monitor processor interprets data received from the second sensor and energizes the brake coil by closing the third relay when data from the second sensor indicates an out-of-range condition for the rotational speed or position of the mass or the rotor position. The monitor processor may also interpret data from the vibration sensor and energize the brake coil in response to the interpreted data.
도 1은 종래 기술의 CFG 시스템의 블록도를 제공한다.
도 2는 제동 코일 회로가 비활성 상태에 있고 CFG 시스템이 통상적인 작동 모드에 있는 개선된 CFG 시스템의 일 실시예의 블록도를 제공한다.
도 3은 개시된 CFG 시스템에 사용하기 위한 개선된 전기 모터의 주 내부 구성요소의 사시도를 제공한다.
도 4는 개시된 CFG 시스템에 사용하기 위한 개선된 전기 모터의 주 내부 구성요소의 정면도를 제공한다.
도 5는 도 4의 선 5에서 취한 전기 모터 구성요소의 절취도를 제공한다.
도 6은 도 5의 선 6-6을 따라 취한 절취도를 제공한다.
도 7은 순환력 발생기의 예시적인 기계 조립체를 예시하는 측단면도이다. 도 7의 실시예는 제동 코일을 포함하지 않는다.
도 8은 순환력 발생기의 예시적인 기계 조립체를 예시하는 분해 사시도이다.
도 9는 순환력 발생기의 모터 구성요소의 일부를 예시하는 부분 분해 사시도이다.
도 10은 로터에 설치된 CFG의 질량체의 사시도를 제공한다.
도 11은 순환력 발생기의 불균형 로터 및 불균형 로터의 회전으로부터 기인한 벡터력을 일반적으로 도시한다.
도 12는 제어 가능한 크기와 위상을 갖는 순환력을 생성함으로써 CFG를 제공하도록 2개의 동시 회전 불균형 로터를 갖는 순환력 발생기를 사용한 힘 발생을 예시한다.
도 13은 제동 코일 회로가 활성 상태이고(즉, 통전되고) CFG 시스템이 비활성 모드에 있는 개선된 CFG 시스템의 일 실시예의 블록도를 제공한다.Figure 1 provides a block diagram of a prior art CFG system.
FIG. 2 provides a block diagram of one embodiment of an improved CFG system with the brake coil circuit in an inactive state and the CFG system in a normal operating mode.
FIG. 3 provides a perspective view of the main internal components of an improved electric motor for use in the disclosed CFG system.
FIG. 4 provides a front view of the main internal components of an improved electric motor for use in the disclosed CFG system.
Figure 5 provides a cut-away view of an electric motor component taken along line 5 of Figure 4.
Figure 6 provides a cut view taken along line 6-6 of Figure 5.
Figure 7 is a cross-sectional side view illustrating an exemplary mechanical assembly of a circulating power generator. The embodiment of Figure 7 does not include a braking coil.
Figure 8 is an exploded perspective view illustrating an exemplary mechanical assembly of a circulating power generator.
Figure 9 is a partially exploded perspective view illustrating some of the motor components of the circulatory power generator.
Figure 10 provides a perspective view of the mass of the CFG installed on the rotor.
Figure 11 generally illustrates the unbalanced rotor of a circulating power generator and the vector force resulting from the rotation of the unbalanced rotor.
Figure 12 illustrates force generation using a cyclic force generator having two co-rotating unbalanced rotors to provide a CFG by generating a cyclic force with controllable magnitude and phase.
FIG. 13 provides a block diagram of one embodiment of an improved CFG system in which the brake coil circuit is active (i.e., energized) and the CFG system is in an inactive mode.
본 출원에 포함된 도면은 본 명세서에 설명된 실시예의 특정 양태를 예시한다. 그러나, 도면을 배타적인 실시예로 보아서는 안 된다. 개시된 주제는, 본 개시내용의 이점을 갖는 본 기술 분야의 숙련자에게 연상되는 바와 같이, 형태 및 기능 면에서 상당한 수정, 변경, 조합, 및 등가물이 가능하다.The drawings included in this application illustrate certain aspects of the embodiments described herein. However, the drawings should not be considered as exclusive embodiments. The disclosed subject matter is capable of considerable modification, alteration, combination, and equivalents in form and function, as will occur to those skilled in the art having the benefit of this disclosure.
본 개시내용은 이러한 상세한 설명을 참조함으로써 더 쉽게 이해될 수 있다. 예시의 단순화 및 명확성을 위해, 적절한 경우, 상이한 도면 간에 참조 번호를 반복하여 대응하거나 유사한 요소를 나타낼 수 있다. 다음 설명은 본 명세서에 설명된 실시예의 범위를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 도면은 반드시 실척으로 작성되지 않았으며, 본 개시내용의 세부 사항 및 특징을 더 잘 예시하기 위해 특정 부분의 비율이 과장되었을 수 있다. 또한, 본 명세서에 채용된 어구 및 용어는 설명을 위한 것이며, 특별히 명시된 경우를 제외하고는 제한적인 것으로 고려되어서는 안 된다.The present disclosure may be more readily understood by reference to this detailed description. For simplicity and clarity of illustration, reference numerals may be repeated, where appropriate, among different drawings to indicate corresponding or similar elements. The following description should not be considered to limit the scope of the embodiments described herein. The drawings are not necessarily to scale, and certain parts may be exaggerated in proportion to better illustrate details and features of the present disclosure. Furthermore, the phraseology and terminology employed herein are for the purpose of description and should not be considered limiting, except as specifically stated.
본 개시내용 전체에 걸쳐, 용어 "약", "대략" 및 그 변형은 값이 본 기술 분야의 숙련자가 인지하는 바와 같이 채용되는 디바이스, 시스템, 또는 측정 방법에 대한 내재적 변형 또는 오류를 포함한다는 것을 나타내는 데 사용된다.Throughout this disclosure, the terms “about,” “approximately,” and variations thereof are used to indicate that the values include inherent variations or errors of the devices, systems, or measurement methods employed, as will be appreciated by those skilled in the art.
개선된 CFG 시스템(100)을 도 2 내지 도 12를 참조하여 설명하기로 한다. CFG 시스템(100)은 구조적 진동의 감소로부터 이익을 얻는 임의의 구조 또는 차량과 관련하여 사용하기에 적합하다.An improved CFG system (100) will now be described with reference to FIGS. 2 to 12. The CFG system (100) is suitable for use in connection with any structure or vehicle that benefits from a reduction in structural vibration.
도 2를 참조하면, CFG 시스템(100)은 3개의 주 구성요소, 즉: 순환력 발생기(CFG) 기계 조립체(105); 커맨드 회로(130); 및 모니터링 시스템(150)을 갖는다. CFG 기계 조립체(105)는 다수의 로터(112)를 가질 수 있으며, 각각의 로터는 질량체(113)를 직접 또는 간접적으로 지지한다. 도 7 내지 도 9를 참조한다. 커맨드 회로(130)는 CFG 기계 조립체(105)에 대한 주 제어를 제공하는 반면, 모니터링 시스템(150)은 커맨드 회로(130)를 오버라이드(override)하는 능력을 포함하여 CFG 기계 조립체(105)에 대한 안전 제어를 제공한다. 따라서, 모니터링 시스템(150)은 CFG 시스템(100)이 작동하는 동안 안전장치를 제공한다. CFG 기계 조립체(105)는 적어도 하나의 전기 모터(110)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 각각의 전기 모터(110)는 아래의 도 3 내지 도 6을 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이 일체형 제동 코일(118)을 포함한다. 다수의 모터(110)를 갖는 다른 실시예에서는, 단일 제동 코일(118)로 충분하다.Referring to FIG. 2, the CFG system (100) has three main components: a cyclic force generator (CFG) machine assembly (105); a command circuit (130); and a monitoring system (150). The CFG machine assembly (105) may have a plurality of rotors (112), each of which directly or indirectly supports a mass (113). See FIGS. 7-9. The command circuit (130) provides primary control for the CFG machine assembly (105), while the monitoring system (150) provides safety control for the CFG machine assembly (105), including the ability to override the command circuit (130). Thus, the monitoring system (150) provides safety during operation of the CFG system (100). The CFG machine assembly (105) includes at least one electric motor (110). In some embodiments, each electric motor (110) includes an integral braking coil (118), as described in more detail with reference to FIGS. 3 through 6 below. In other embodiments having multiple motors (110), a single braking coil (118) is sufficient.
도 7 내지 도 9는 제동 코일(118)이 통합되지 않은 예시적인 CFG 기계 조립체(105)를 도시한다. 도 3 내지 도 6은 CFG 기계 조립체(105)의 전기 모터(110)에 대한 개선을 도시하며, 여기서 적어도 하나의 전기 모터(110)의 스테이터 코어(114)는 제동 코일(118)을 통합하여 수정되었다.Figures 7-9 illustrate an exemplary CFG machine assembly (105) without an integrated braking coil (118). Figures 3-6 illustrate an improvement to the electric motor (110) of the CFG machine assembly (105), wherein at least one stator core (114) of the electric motor (110) is modified to incorporate a braking coil (118).
도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 통상적인 CFG 기계 조립체(105)는 하나 이상의 모터(110)를 포함한다. 각각의 모터(110)는 스테이터 코어(114)와 로터(112)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 스테이터 코어(114)는 단부 플레이트(115)에 장착된다. 각각의 전기 모터(110)의 로터(112)는 모터(110) 내부에 장착된 베어링(122)에 의해 고정식 중앙 샤프트(119)를 중심으로 회전하도록 결합된다. 회전 질량체(113)는 샤프트(119)를 중심으로 한 로터(112)의 회전이 "순환"력을 발생시킬 수 있도록 각각의 로터(112)에 편심적으로 연결된다. CFG 기계 조립체(105)는 또한 회전 질량체(113)의 회전 위치를 모니터링하는 커맨드 프로세서(132)를 포함한다. 도 7 내지 도 10에 도시된 실시예에서, 속도/위치 센서(136a, 136b)는 표적 자석(160a)의 위치를 모니터링하는 홀 센서(160b)의 형태를 취한다. 도 9는 질량체(113)가 생략되었을 때 로터(112)의 모터 부분만을 도시한다. 도 10은 로터(112)에 의해 지지되는 질량체(113)를 도시한다. 도 7 내지 도 10에 도시된 구성은 단지 하나의 예시적인 배열이며, CFG 기계 조립체(105)에 사용되는 로터 및 센서의 특정 개수와 위치 설정은 사용 환경에 대한 다양한 설계 고려 사항에 기초하여 수정될 수 있다. 예를 들어, 로터(112)는 질량체(113)를 직접 또는 간접적으로 지지할 수 있거나, 로터(112)는 질량체(113)를 직접 또는 간접적으로 지지하는 별개의 로터를 구동할 수 있다.As illustrated in FIGS. 7-10, a typical CFG machine assembly (105) includes one or more motors (110). Each motor (110) includes a stator core (114) and a rotor (112). In the illustrated embodiment, the stator core (114) is mounted to an end plate (115). The rotor (112) of each electric motor (110) is coupled to rotate about a stationary central shaft (119) by bearings (122) mounted within the motor (110). A rotating mass (113) is eccentrically connected to each rotor (112) such that rotation of the rotor (112) about the shaft (119) generates a "circular" force. The CFG machine assembly (105) also includes a command processor (132) that monitors the rotational position of the rotating mass (113). In the embodiments illustrated in FIGS. 7-10, the speed/position sensors (136a, 136b) take the form of Hall sensors (160b) that monitor the position of the target magnet (160a). FIG. 9 illustrates only the motor portion of the rotor (112) when the mass (113) is omitted. FIG. 10 illustrates the mass (113) supported by the rotor (112). The configurations illustrated in FIGS. 7-10 are merely one exemplary arrangement, and the specific number and positioning of the rotors and sensors used in the CFG machine assembly (105) may be modified based on various design considerations for the application environment. For example, the rotor (112) may directly or indirectly support the mass (113), or the rotor (112) may drive a separate rotor that directly or indirectly supports the mass (113).
커맨드 회로(130)는 전기 모터(110)에 대한 주 작동 제어를 제공함으로써, CFG 기계 조립체(105)에 의해 생성되는 힘의 크기, 위상 및 주파수를 제어한다. 커맨드 회로(130)는 힘 커맨드 디지털 버스(141), 커맨드 프로세서(132), 속도 및/또는 위치 센서(136a), 제어 전원(138), 낙뢰 보호 기능이 있는 전자기 간섭(EMI) 필터(143), 저전압 제어 전력 공급원(137), 1차 권선(116), 및 모터 구동 장치(134)를 포함한다.The command circuit (130) provides primary operational control for the electric motor (110), thereby controlling the magnitude, phase and frequency of the force generated by the CFG machine assembly (105). The command circuit (130) includes a force command digital bus (141), a command processor (132), a speed and/or position sensor (136a), a control power supply (138), an electromagnetic interference (EMI) filter with lightning protection (143), a low voltage control power supply (137), a primary winding (116), and a motor drive (134).
도 2에 도시된 바와 같이, 속도 및/또는 위치 센서(136a)는 CFG 기계 조립체(105)의 작동을 모니터링하고 커맨드 프로세서(132)에 데이터를 제공한다. 커맨드 프로세서(132)는 또한 힘 커맨드 디지털 버스(141)를 통해 기준 로터(112)의 반경방향 속도, 힘 커맨드, 힘 크기 및 위상 데이터를 수신한다. 통상적으로, 힘 크기와 위상은 아래에 설명되는 바와 같이 로터(112)의 반경방향 위치를 사용하여 계산된다. 커맨드 프로세서(132)는 힘 커맨드로부터 각각의 로터(112)의 원하는 위치를 결정한 다음, 이를 제어 루프 내에서 136a에 의해 제공되는 실제 속도 및 로터 위치 측정값과 비교하여, 실제 발생된 힘이 거의 오차 없이 커맨드 힘에 근접하도록 실제 로터 위치 및 속도가 커맨드된 위치 및 속도에 근접하는 것을 보장한다. 커맨드 프로세서(132)는 수신된 데이터를 해석하고 이후 모터 구동 장치(134)에 모터 커맨드를 제공하도록 미리 프로그래밍되어 있다. 모터 구동 장치(134)는 전기 모터(110)에 공급되는 전압과 전류를 조절함으로써 수신된 커맨드에 응답하여 CFG 기계 조립체(105) 내의 로터(112)의 회전 속도와 위치를 변경하고, 이에 의해 CFG 기계 조립체(105)에 의해 생성되는 위상과 힘 크기를 관리한다.As illustrated in FIG. 2, a speed and/or position sensor (136a) monitors the operation of the CFG machine assembly (105) and provides data to the command processor (132). The command processor (132) also receives radial speed, force command, force magnitude and phase data of the reference rotor (112) via the force command digital bus (141). Typically, the force magnitude and phase are calculated using the radial position of the rotor (112) as described below. The command processor (132) determines the desired position of each rotor (112) from the force commands and then compares this to the actual speed and rotor position measurements provided by 136a within a control loop to ensure that the actual rotor position and speed approximate the commanded position and speed so that the actual generated forces approximate the commanded forces with little error. The command processor (132) is preprogrammed to interpret the received data and then provide motor commands to the motor drive unit (134). The motor drive unit (134) changes the rotational speed and position of the rotor (112) within the CFG machine assembly (105) in response to the received commands by controlling the voltage and current supplied to the electric motor (110), thereby managing the phase and force magnitude generated by the CFG machine assembly (105).
도 2에 도시된 바와 같이, CFG 시스템(100)의 통상적인 작동 중에, 전류는 제어 전원(138)으로부터 EMI 필터(143)로, 이어서 저전압 제어 전력 공급원(137)으로 전달된다. 저전압 제어 전력 공급원(137)으로부터의 전류는 모터 구동 장치(134)에 도달하기 전에 회로(139)에 위치된 폐쇄 릴레이(155)를 통과한다. 따라서, 릴레이(155)의 개방은 모터 구동 장치(134)로부터 저전압 전력을 제거하는 능력을 제공한다. 마찬가지로, 릴레이(156)의 개방은 모터 구동 장치(134)에 공급되는 고전압 전력을 제거하는 능력을 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모니터 프로세서(154)는 제1 및 제2 릴레이(155, 156)를 제어한다. 따라서, 중복성과 안전을 위해 모터 구동 장치(134)(및 모터(110))에 공급되는 전력을 제거하는 2개의 상이한 다른 수단이 제공된다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "릴레이"는 솔리드 스테이트 릴레이 및 전기 회로를 차단하거나 완성하기 위한 기타 디바이스를 비롯하여 기타 전자 스위칭 디바이스를 포함한다. 일관성을 위해, 본 개시내용은 일반적으로 전체에 걸쳐 "릴레이"를 지칭한다. CFG 시스템(100)의 통상적인 작동은 CFG 시스템(100)의 유형에 따라 미리 결정된 범위 내에서 모터 전원(152)으로부터 모터 구동 장치(134)로 입력 전압을 인가하는 것을 지칭한다. 대부분의 CFG 시스템은 모터 구동 장치(134)에 대한 28 볼트 공칭 또는 270 볼트 공칭 공급원을 이용한다.As illustrated in FIG. 2, during normal operation of the CFG system (100), current is passed from the control power supply (138) to the EMI filter (143) and then to the low voltage control power supply (137). The current from the low voltage control power supply (137) passes through a closing relay (155) located in the circuit (139) before reaching the motor drive (134). Thus, opening the relay (155) provides the ability to remove low voltage power from the motor drive (134). Similarly, opening the relay (156) provides the ability to remove high voltage power supplied to the motor drive (134). As illustrated in FIG. 2, the monitor processor (154) controls the first and second relays (155, 156). Thus, two different means of removing power to the motor drive (134) (and the motor (110)) are provided for redundancy and safety. As used herein, the term "relay" includes solid state relays and other electronic switching devices, including but not limited to, devices for interrupting or completing an electrical circuit. For consistency, this disclosure generally refers to "relay" throughout. Typical operation of a CFG system (100) refers to applying an input voltage from a motor power source (152) to a motor drive device (134) within a predetermined range, depending on the type of CFG system (100). Most CFG systems utilize a 28 volt nominal or 270 volt nominal supply to the motor drive device (134).
도 2를 계속 참조하면, CFG 시스템(100)은 또한 모터 구동 장치(134)와 전기 모터(110)로의 전기 공급 전압의 유동을 차단하고 제동 코일(118)과 회로(159)를 통해 모터(110)에 전자 제동을 제공함으로써 전기 모터(110)와 CFG 기계 조립체(105)의 안전 제어를 제공하는 모니터링 시스템(150)을 포함한다. 모니터링 시스템(150)은 모터 전원(152)으로서 식별되는 제2 전력 공급원, 모니터 프로세서(154), 진동 센서(157), 속도 및/또는 위치 센서(136b), 전기 모터(110)에 통합된 제동 코일(118), 및 회로(159) 내에 위치된 제3 릴레이(158)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, CFG 시스템(100)이 작동하는 동안, 모니터링 시스템(150)으로 공급되는 전압이 미리 결정된 레벨보다 크는 한, 제3 릴레이(158)는 모니터 프로세서(154)에 의해 개방된 상태로 유지된다. 마찬가지로, CFG 시스템(100)이 작동하는 동안, 릴레이(155, 156)는 모니터 프로세서(154)에 의해 폐쇄된 상태로 유지된다. 대부분의 경우, 이 전압 레벨은 CFG 시스템(100)의 작동 조건, 즉, 사용 분야에 의해 결정되게 된다. 제3 릴레이(158)는 CFG 시스템(100)의 통상적인 작동 동안 개방된 상태로 유지되므로, 전압 손실은 릴레이(158)의 폐쇄와 회로(159)의 통전을 초래하고 동일한 전압 손실은 릴레이(155, 156)의 개방을 초래한다.With continued reference to FIG. 2, the CFG system (100) also includes a monitoring system (150) that provides safety control of the electric motor (110) and the CFG machine assembly (105) by interrupting the flow of electrical supply voltage to the motor drive device (134) and the electric motor (110) and providing electronic braking to the motor (110) via the braking coil (118) and circuit (159). The monitoring system (150) includes a second power source identified as a motor power source (152), a monitor processor (154), a vibration sensor (157), a speed and/or position sensor (136b), a braking coil (118) integrated into the electric motor (110), and a third relay (158) located within the circuit (159). As illustrated in FIG. 2, while the CFG system (100) is operating, the third relay (158) is kept open by the monitor processor (154) as long as the voltage supplied to the monitoring system (150) is greater than a predetermined level. Similarly, while the CFG system (100) is operating, the relays (155, 156) are kept closed by the monitor processor (154). In most cases, this voltage level will be determined by the operating conditions of the CFG system (100), i.e., the application. Since the third relay (158) is kept open during normal operation of the CFG system (100), a voltage loss will cause the closing of the relay (158) and the energization of the circuit (159), and the same voltage loss will cause the opening of the relays (155, 156).
도시된 바와 같이, 릴레이(158)는 릴레이(158)에 의해 작동되는 2극 스위치를 포함한다. 그러나, 릴레이(158)는 회로(159)를 통전시킬 수 있는, 즉, 회로를 완성할 수 있는 솔리드 스테이트 스위칭 전자 기기 또는 전기 기계 릴레이의 형태를 취할 수 있다. 릴레이(158)에 대해 선택된 릴레이의 유형은 CFG 시스템(100)의 환경에 따라 달라진다. 안전이 중요한 작업, 예를 들어 항공기 환경은 2극 구성이 필요할 수 있다. 전술한 바와 같이, CFG 시스템(100)의 통상적인 작동 중에, 모니터 프로세서(154)는 릴레이(158)를 개방 위치에 유지함으로써 회로(159) 내의 전류를 차단한다. 따라서, 릴레이(158)는 모니터 프로세서(154)에 대한 응답으로 구동, 즉, 폐쇄되지 않는 한 전류 유동을 제공하지 않는다. 도 13에 도시된 바와 같이, 릴레이(158)의 작동은 회로(159)를 완성하고, 제동 코일(118) 내에서 로터(112)의 회전으로 인해 제동 작용을 초래한다. 제동 코일(118)의 연속성 또는 다른 특성 및 브레이크 제어 회로의 적절한 기능을 확인하기 위해 유닛 자체 테스트의 일부로서 추가 회로가 포함될 수 있다. 제동 코일(118)의 구성은 도 3, 도 4 및 도 6에 상세히 도시되어 있다.As illustrated, the relay (158) comprises a two-pole switch that is actuated by the relay (158). However, the relay (158) may take the form of a solid-state switching electronic device or an electromechanical relay capable of energizing, i.e., completing, the circuit (159). The type of relay selected for the relay (158) will depend on the environment of the CFG system (100). Safety critical operations, such as an aircraft environment, may require a two-pole configuration. As described above, during normal operation of the CFG system (100), the monitor processor (154) interrupts current in the circuit (159) by holding the relay (158) in the open position. Thus, the relay (158) does not provide current flow unless actuated, i.e., closed, in response to the monitor processor (154). As illustrated in FIG. 13, operation of the relay (158) completes the circuit (159), which causes the rotor (112) to rotate within the braking coil (118) to effect braking action. Additional circuitry may be included as part of the unit self-test to verify continuity or other characteristics of the braking coil (118) and proper functioning of the brake control circuit. The configuration of the braking coil (118) is illustrated in detail in FIGS. 3, 4, and 6.
도 2에 도시된 바와 같이, 모터 전원(152)은 또한 회로(153)를 통해 모터 구동 장치(134)에 전류를 제공한다. 모터 전원(152)으로부터의 전류는 낙뢰 보호 기능이 있는 제2 EMI 필터(163)를 통과한다. EMI 필터(163)와 모터 구동 장치(134) 사이의 회로(153) 내부에는 제2 릴레이(156)가 위치된다. CFG 시스템(100)의 통상적인 작동 중에, 모니터 프로세서(154)는 릴레이(156)를 폐쇄 위치에 유지한다. 릴레이(155)와 마찬가지로, 릴레이(156)의 개방은 모터 구동 장치(134)로부터의 전력을 제거하는 능력을 제공한다. 다시, 모터 구동 장치(134)에 대한 전류를 차단하는 데 사용되는 릴레이의 개수와 유형은 사용 환경에 따라 달라진다. 도 2는 CFG 시스템(100)의 통상적인 작동을 위한 위치에 릴레이(155, 156 및 158)가 있는 제동 코일(118)을 포함하여 CFG(100)의 작동을 제어 및 관리하는 데 사용되는 회로의 예시적인 실시예를 제공한다. 다른 회로 실시예가 가능하다. 예를 들어, 도 2에 도시된 실시예는 항공기에 특히 유용하다. 이와 같이, 본 실시예는 항공기 작동 중에 중복 안전을 제공하기 위해 2개의 릴레이(155, 156)를 이용한다. 그러나, 본 발명은 진동 제거가 필요한 임의의 구조에 이용 가능성을 가질 것이다. 중복성이 요구되지 않는 환경에서는, 모니터링 시스템(150)이 모터 구동 장치(134)로부터의 전력을 제거하기 위해 위치 설정된 단일 릴레이로 만족스럽게 수행한다. 중복성이 필수 사항이 아닌 경우, 단일 속도 및/또는 위치 센서(136a)가 한 쌍의 속도 및/또는 위치 센서(136a, 136b)를 대체할 수 있다. 단일 센서(136a)를 사용하는 경우, 커맨드 프로세서(132)와 모니터 프로세서(154) 모두에 적절한 전기 통신이 제공되게 된다. 마찬가지로, 도 2는 별개의 릴레이(155, 156)를 통해 모터 구동 장치(134)에 전류를 제공하는 별개의 전원(138, 152)을 도시한다. 그러나, CFG(100)는 동일한 작동을 달성하기 위해 전기 회로의 내부 분할과 함께 단일 전원을 사용하도록 구성될 수 있다. 추가 옵션으로서, 릴레이(155, 156)는 릴레이(158)와 유사한 단일 이중 극 릴레이 또는 스위치에 의해 대체될 수 있다.As illustrated in FIG. 2, the motor power supply (152) also provides current to the motor drive (134) through the circuit (153). Current from the motor power supply (152) passes through a second EMI filter (163) having lightning protection. Positioned within the circuit (153) between the EMI filter (163) and the motor drive (134) is a second relay (156). During normal operation of the CFG system (100), the monitor processor (154) maintains the relay (156) in a closed position. As with the relay (155), opening the relay (156) provides the ability to remove power from the motor drive (134). Again, the number and type of relays used to interrupt current to the motor drive (134) will vary depending on the application. FIG. 2 provides an exemplary embodiment of a circuit used to control and manage the operation of the CFG (100) including a braking coil (118) with relays (155, 156, and 158) in position for normal operation of the CFG system (100). Other circuit embodiments are possible. For example, the embodiment illustrated in FIG. 2 is particularly useful in aircraft. As such, this embodiment utilizes two relays (155, 156) to provide redundant safety during aircraft operation. However, the present invention will find applicability in any architecture where vibration cancellation is desired. In environments where redundancy is not required, the monitoring system (150) will perform satisfactorily with a single relay positioned to remove power from the motor drive unit (134). Where redundancy is not a requirement, a single speed and/or position sensor (136a) may replace a pair of speed and/or position sensors (136a, 136b). When a single sensor (136a) is used, appropriate electrical communication is provided to both the command processor (132) and the monitor processor (154). Likewise, FIG. 2 illustrates separate power supplies (138, 152) providing current to the motor drive (134) via separate relays (155, 156). However, the CFG (100) may be configured to use a single power supply with internal partitioning of the electrical circuitry to achieve the same operation. As a further option, the relays (155, 156) may be replaced by a single double pole relay or switch similar to relay (158).
도 2의 실시예에서, 모니터 프로세서(154)는 속도 및/또는 위치 센서(136b)로부터 그리고 진동 센서(157)로부터 데이터를 수신한다. 모니터 프로세서(154)는 수신된 데이터를 해석하고 이후 릴레이(155, 156) 및 릴레이(158)에 대한 작동 제어를 제공하도록 미리 프로그래밍되어 있다. 진동 센서(157) 또는 센서(들)(136b)에 의해 제공되는 데이터(진동, 속도, 로터 위치, 모든 로터의 속도 및 로터 위치로부터 추정될 수 있는 CFG 힘)에 의해 결정되는 고장 또는 범위 넘음 조건을 CFG 기계 조립체(105)가 경험하는 경우, 모니터 프로세서(154)는 수신된 데이터를 해석하고 내부 프로그래밍을 사용하여 릴레이(155, 156)의 개방 및 릴레이(158)의 폐쇄를 지시하는 커맨드를 생성한다. 도 13을 참조한다. 따라서, 모니터 프로세서(154)는 모터 구동 장치(134)로부터 전력을 제거하여 커맨드 회로(130)를 오버라이드한다.In the embodiment of FIG. 2, the monitor processor (154) receives data from the speed and/or position sensor (136b) and from the vibration sensor (157). The monitor processor (154) is preprogrammed to interpret the received data and subsequently provide operational control to the relays (155, 156) and the relay (158). When the CFG machine assembly (105) experiences a fault or out-of-range condition as determined by the data provided by the vibration sensor (157) or sensor(s) (136b) (vibration, speed, rotor position, CFG forces which can be estimated from the speeds of all rotors and rotor positions), the monitor processor (154) interprets the received data and uses its internal programming to generate commands that direct the opening of the relays (155, 156) and the closing of the relay (158). See FIG. 13. Accordingly, the monitor processor (154) removes power from the motor drive device (134) to override the command circuit (130).
릴레이(158)의 폐쇄 시, 제동 코일(118) 내에서 로터(112)의 회전은 제동 코일(118) 내에 유도된 와전류로 인해 로터(112)의 회전과 반대되는 토크를 생성한다. 따라서, 제동 코일(118) 내에서 로터(112)의 회전은 회로(159) 및 임의적인 저항기(165)의 전기 저항을 받는 전류를 생성한다. 결과적으로, 릴레이(158)의 폐쇄에 의해 회로(159)가 완성되면 제동 코일(118)이 로터(112)에 제동 작용을 생성할 수 있다. 결과적인 제동 작용은 CFG 기계 조립체(105)의 로터(112)가 신속하게 안전 속도에 도달하거나 임의로 완전 정지되게 한다. 대부분의 실시예에서, 각속도를 안전 속도로 감소시키면 일반적으로 릴레이(158)의 폐쇄 및 릴레이(155, 156)의 개방을 트리거하는 안전하지 않은 조건이 완화되므로, 로터(112)의 완전 정지는 필요하지 않다. 또한, 로터(112)가 안전 속도로 감속함에 따라, 기계 구성요소 내의 마찰로 인해 로터(들)(112)가 완전 정지하게 된다.Upon closing of the relay (158), the rotation of the rotor (112) within the braking coil (118) generates a torque opposing the rotation of the rotor (112) due to the eddy current induced within the braking coil (118). Therefore, the rotation of the rotor (112) within the braking coil (118) generates a current which is subject to the electrical resistance of the circuit (159) and the optional resistor (165). Consequently, upon completion of the circuit (159) by closing of the relay (158), the braking coil (118) can generate a braking action on the rotor (112). The resulting braking action causes the rotor (112) of the CFG machine assembly (105) to quickly reach a safe speed or optionally come to a complete stop. In most embodiments, a complete stop of the rotor (112) is not necessary since reducing the angular speed to a safe speed will generally alleviate the unsafe condition that would trigger the closing of the relay (158) and the opening of the relays (155, 156). Additionally, as the rotor (112) decelerates to a safe speed, friction within the machine components will cause the rotor(s) (112) to come to a complete stop.
도 2의 실시예에서, 모니터 프로세서(154)는 또한 양방향 버스(151)를 통해 외부 제어기(도시되지 않음)와 통신한다. 양방향 버스(151)를 통해 교환되는 데이터는 외부 제어기(들)가 모니터 프로세서(154)로부터의 데이터를 해석하게 하고, 릴레이(155, 156))의 대응 개방으로 릴레이(158)를 폐쇄하여 제동 코일(118)을 활성화하도록 모니터 프로세서(154)에게 지시한다. 따라서, 제동 코일(118)의 활성화 및 전기 모터(110)의 비활성화는 외부 제어기(들)로부터 수신된 데이터에 대한 응답으로 발생할 수 있다. 예를 들어, 항공기에 설치된 경우, 외부 제어기는 기내 승무원에 의한 조작에 적절한 오버라이드 스위치 형태를 취할 수 있다. 따라서, 모니터 프로세서는 승무원이 CFG 시스템(100)을 일시적으로 비활성화하게 한다.In the embodiment of FIG. 2, the monitor processor (154) also communicates with an external controller (not shown) via a bidirectional bus (151). The data exchanged via the bidirectional bus (151) causes the external controller(s) to interpret the data from the monitor processor (154) and instruct the monitor processor (154) to close relay (158) by corresponding opening of relays (155, 156) to activate the braking coil (118). Thus, the activation of the braking coil (118) and the deactivation of the electric motor (110) may occur in response to the data received from the external controller(s). For example, when installed on an aircraft, the external controller may take the form of an override switch suitable for operation by a flight crew member. Thus, the monitor processor causes the flight crew to temporarily deactivate the CFG system (100).
도 3 내지 도 6은 전기 모터(110)에 제동 코일(118)이 통합된 것을 도시한다. 전기 모터(110)는 로터(112), 스테이터 코어(114), 및 1차 권선(116)을 포함한다. 이전에 나타낸 바와 같이, 로터(112)는 회전 질량체(113)(도 7 내지 도 9에만 도시됨)를 지지한다. 1차 권선(116)은 전통적인 3상 구성을 갖는다. 또한, 전기 모터(110)는 제동 코일(118)을 통합하도록 수정되었다. 제동 코일(118)의 권선은 1차 권선(116)과 동일한 스테이터 코어(114) 상에 위치 설정된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제동 코일(118)은 스테이터 코어(114)의 내경에 위치 설정되고, 1차 권선(116)은 스테이터 코어(114)의 외경에 위치된다. 전기 절연 재료(120)는 스테이터 코어(114)의 각각의 슬롯에서 제동 코일(118)을 1차 권선(116)으로부터 물리적으로 분리하여 제동 코일(118)과 1차 권선(116) 사이의 단락에 대한 보호를 제공한다. 절연층(120)은 전기 모터에 일반적으로 사용되는 임의의 적절한 절연 재료일 수 있다. 절연층(120)으로서 사용하기에 적절한 절연 재료의 한 예로는 Dupont에서 판매하는 Nomex® 410이 있다. Nomex® 410은 높은 고유 유전 강도, 기계적 인성, 가요성 및 복원력을 제공하는 절연지 제품군이다. 그러나, 전기 모터에 일반적으로 사용되는 임의의 절연체라면 필요한 유전 보호를 제공하는 것으로 충분하다.FIGS. 3 through 6 illustrate an electric motor (110) incorporating a braking coil (118). The electric motor (110) includes a rotor (112), a stator core (114), and a primary winding (116). As previously noted, the rotor (112) supports a rotating mass (113) (shown only in FIGS. 7 through 9). The primary winding (116) has a traditional three-phase configuration. Additionally, the electric motor (110) has been modified to incorporate a braking coil (118). The windings of the braking coil (118) are positioned on the same stator core (114) as the primary winding (116). As illustrated in FIG. 3, the braking coil (118) is positioned on the inner diameter of the stator core (114), and the primary winding (116) is positioned on the outer diameter of the stator core (114). An electrical insulating material (120) physically separates the braking coil (118) from the primary winding (116) in each slot of the stator core (114) to provide protection against short circuits between the braking coil (118) and the primary winding (116). The insulating layer (120) may be any suitable insulating material commonly used in electric motors. One example of an insulating material suitable for use as the insulating layer (120) is Nomex® 410, sold by Dupont. Nomex® 410 is a family of insulating papers that provide high specific dielectric strength, mechanical toughness, flexibility and resilience. However, any insulator commonly used in electric motors will suffice to provide the required dielectric protection.
제동 코일(118)은 스테이터의 모든 슬롯의 약 10%에서 약 50%를 차지하는 단일 권선이다. 그 결과, 제동 코일(118)을 전기 모터(110)에 통합해도 전기 모터(110)의 전체 크기는 크게 증가시키지 않는다. 또한, 제동 코일(118)은 릴레이(158)가 폐쇄되고 회로(159)가 완성된 후 로터(112)에 제동 작용을 제공하기에 충분한 와이어 게이지와 전도체 길이를 사용한다. 로터(들)(112)의 회전과 조합된 와이어 게이지와 길이는 회로(159) 내에 전류를 생성한다. 회로(159)와 제동 코일(118) 내의 전류 유동에 대한 저항은 회전하는 로터(들)(112)의 관성 에너지를 극복하기에 충분하고, 그에 따라 로터(들)(112)는 릴레이(158)를 폐쇄하고 릴레이(155, 156)를 개방할 때 미리 결정된 시간 내에 안전 속도에 도달하거나 완전 정지되게 된다. 전기 모터(110)의 크기를 제한하기 위해, 와이어 게이지와 길이는, 릴레이(155, 156)가 폐쇄될 때, 즉, 1차 권선(116)이 통전될 때 1차 권선(116)에 의해 생성되는 토크를 극복하도록 크기 설정되지 않는다.The braking coil (118) is a single winding that occupies about 10% to about 50% of all slots of the stator. As a result, incorporating the braking coil (118) into the electric motor (110) does not significantly increase the overall size of the electric motor (110). Additionally, the braking coil (118) uses a wire gauge and conductor length sufficient to provide braking action to the rotor (112) after the relay (158) is closed and the circuit (159) is completed. The wire gauge and length combined with the rotation of the rotor(s) (112) generates a current in the circuit (159). The resistance to current flow within the circuit (159) and the braking coil (118) is sufficient to overcome the inertial energy of the rotating rotor(s) (112), so that the rotor(s) (112) reach a safe speed or come to a complete stop within a predetermined time upon closing the relay (158) and opening the relays (155, 156). In order to limit the size of the electric motor (110), the wire gauge and length are not sized to overcome the torque generated by the primary winding (116) when the relays (155, 156) are closed, i.e., when the primary winding (116) is energized.
와이어 게이지 및 길이를 비롯하여 제동 코일(118)을 포함하는 전기 모터(110)의 실제 크기는 로터(들)(112)의 크기 및 질량과 CFG 시스템(100)의 작동 환경에 의해 결정되게 된다. 특히, 제동 코일(118)은 릴레이(158)가 폐쇄된 후 제동 코일(118)에 의해 생성되는 결과적인 전류가 제동 이벤트 중에 생성된 에너지를 허용 가능한 열 레벨로 소산시키는 값 이하가 되도록 필요한 전기 저항을 제공하는 와이어 게이지와 길이를 사용하도록 설계되어야 한다. 필요한 경우, 회로(159) 내의 구성요소의 적절한 저항, 열 소산 및 작동 한계를 보장하도록 임의적인 추가 저항기(165)가 제동 코일 회로(159)에 통합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 회로(159) 내에 추가 저항기(165) 또는 기타 전기 구성요소를 통합하면 회로(159) 내의 전류가 약 8 내지 15 암페어 범위로 제한된다. 대부분의 실시예에서, 약 10 암페어면 충분하다. 저항기(165)는 사용 시 제동 코일(118)과 직렬로 적용된다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 제동 코일(118)의 단일 권선 와이어는 필요한 제동 토크 및 짧은 지속 기간의 고에너지 정지 이벤트 동안 발생하는 생성된 열을 소산하는 능력을 제공할 것이다. 제동 코일(118)의 게이지, 와이어 길이, 전체 크기를 선택하는 것은 전기 모터 작동 중에 로터(112)에 의해 생성되는 관성 에너지에 대한 지식을 이용하여 결정될 수 있다.The actual size of the electric motor (110), including the braking coil (118), including the wire gauge and length, will be determined by the size and mass of the rotor(s) (112) and the operating environment of the CFG system (100). In particular, the braking coil (118) should be designed to use a wire gauge and length that provides the necessary electrical resistance such that the resulting current generated by the braking coil (118) after the relay (158) closes is less than a value that dissipates the energy generated during the braking event to an acceptable level of heat. Optional additional resistors (165) may be incorporated into the braking coil circuit (159), if desired, to ensure adequate resistance, heat dissipation, and operating limits of the components within the circuit (159). In some embodiments, incorporating additional resistors (165) or other electrical components within the circuit (159) limits the current within the circuit (159) to a range of about 8 to 15 amperes. In most embodiments, about 10 amperes is sufficient. The resistor (165) is applied in series with the braking coil (118) when in use. However, in some embodiments, a single winding of wire of the braking coil (118) will provide the required braking torque and the ability to dissipate the heat generated during a short duration, high energy stopping event. The selection of the gauge, wire length, and overall size of the braking coil (118) can be determined using knowledge of the inertial energy generated by the rotor (112) during electric motor operation.
따라서, 감지된 고장 또는 범위 넘음 조건 이후 CFG 기계 조립체(105)의 원하는 안전 작동을 제공하기 위해, 제동 코일(118)은 로터(들)(112)에 의해 생성되는 관성 토크를 극복하고 로터(112)(들)가 CFG 기계 조립체(105) 또는 지지 구조에 손상을 못하게 하는 일정 기간 내에 안전 속도에 도달하거나 완전 정지되게 해야 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 제동 코일(118)은 30 Hz로 회전하는 로터(112)를 제동하고 0.5초 내에 그 속도를 5 Hz 미만으로 감소시키도록 설계될 수 있다. 제동 토크, 는 다음과 같다:Therefore, to provide the desired safe operation of the CFG machine assembly (105) after a detected fault or out-of-range condition, the braking coil (118) must overcome the inertial torque generated by the rotor(s) (112) and cause the rotor(s) (112)(s) to reach a safe speed or come to a complete stop within a period of time that does not cause damage to the CFG machine assembly (105) or the supporting structure. As mentioned above, the braking coil (118) can be designed to brake the rotor (112) rotating at 30 Hz and reduce its speed to less than 5 Hz within 0.5 seconds. Braking torque, are as follows:
여기서, k t 는 제동 코일(118)의 토크 상수이고, i는 제동 코일(118)의 전류이며, ε은 역기전력(electromotive force)(emf)이고, R은 제동 회로(릴레이(158), 회로(159) 및 제동 코일(118))의 총 저항이다. 로터(112)가 회전하면, 제동 코일(118)에서 역기전력(또는 "카운터" 기전력)이 생성된다. 폐쇄 릴레이(158)는 본질적으로 로터(112)와 제동 코일(118)을 발생기로 변환하여 전류가 회로(159)의 저항 요소를 통해 유동하게 한다. 임의의 발생기에서처럼, 회전 로터(112)는 계속 회전하기 위해 제동 코일(118) 내의 와전류에 의해 생성되는 저항과 회로(159) 내의 전기 저항을 극복해야 한다. 이 경우, 결과적인 저항은 로터(들)(112)의 관성 토크를 소산시켜 로터(들)(112)의 감속을 초래한다. 제동 회로의 인덕턴스는 통상적으로 중요하지 않은 요인이기 때문에 계산에 포함되지 않는다는 점에 유의한다. 토크는 또한 역기전력 상수 k b 와 로터 속도 ω의 함수로서 표현될 수 있다:Here, k t is the torque constant of the brake coil (118), i is the current in the brake coil (118), ε is the back electromotive force (emf), and R is the total resistance of the brake circuit (relay (158), circuit (159), and brake coil (118)). As the rotor (112) rotates, a back electromotive force (or “counter” emf) is generated in the brake coil (118). The closing relay (158) essentially converts the rotor (112) and brake coil (118) into a generator, causing current to flow through the resistive elements of the circuit (159). As with any generator, the rotating rotor (112) must overcome the resistance generated by the eddy currents in the brake coil (118) and the electrical resistance in the circuit (159) in order to continue to rotate. In this case, the resulting resistance dissipates the inertial torque of the rotor(s) (112), resulting in a deceleration of the rotor(s) (112). Note that the inductance of the braking circuit is not included in the calculations, as it is usually a minor factor. The torque can also be expressed as a function of the back-EMF constant k b and the rotor speed ω:
속도가 감소함에 따라 역기전력이 감소하므로, 로터가 느려짐에 따라 제동 토크가 감소되고, 즉, 제동 코일(118)에 의해 생성되는 전류가 감소된다. 베어링 마찰은 로터(112)가 감소된 속도에서 정지되게 한다. 모터 상수(k t , k b )는 와이어 게이지, 권선 수, 자석 강도, 로터에 대한 공극, 모터(110)의 길이와 직경 등에 따라 달라지는 제동 코일 설계의 특성이다. 따라서, 주어진 모터의 제동 토크는 로터 속도와 제동 회로의 저항에 비례한다. 코일 권선 수와 와이어 길이를 증가시키거나 모터 자석의 강도를 높여 제동 토크가 더 높으면 로터가 더 빨리 감속되게 된다. 저항값(R)이 낮으면 회로에 유동하는 전류가 늘어나지만 브레이크 이벤트의 지속 기간이 감소된다. 앞서 언급한 이유로 인덕턴스가 다시 생략되었다는 점에 유의한다. 마지막으로, 제동 코일(118)의 와이어 게이지를 선택적으로 선택하면 R, k t 및 k b 에 영향을 미쳐 제동 코일(118)과 회로(159)에서 결과적인 전류를 조절할 수 있다.As the speed decreases, the back EMF decreases, so the braking torque decreases as the rotor slows down, i.e., the current generated by the braking coil (118) decreases. Bearing friction causes the rotor (112) to stop at the reduced speed. The motor constants (k t , k b ) are characteristics of the braking coil design that depend on the wire gauge, number of turns, magnet strength, air gap relative to the rotor, and the length and diameter of the motor (110). Therefore, the braking torque for a given motor is proportional to the rotor speed and the resistance of the braking circuit. Increasing the number of coil turns and wire length or increasing the strength of the motor magnets will result in a higher braking torque, which will cause the rotor to decelerate more quickly. A lower resistance (R) will result in more current flowing in the circuit, but will decrease the duration of the braking event. Note that the inductance has been omitted again for the reasons stated earlier. Finally, selective selection of the wire gauge of the braking coil (118) can affect R, k t and k b to control the resulting current in the braking coil (118) and circuit (159).
도 2에 도시되고 전술한 바와 같이, CFG(100)의 통상적인 작동 동안, 릴레이(155, 156)는 폐쇄된 상태로 유지됨으로써 모터 구동 장치(134)와 전기 모터(110)에 전력을 공급하여 CFG 기계 조립체(105)를 구동한다. CFG(100)의 통상적인 작동 동안 릴레이(158)가 개방된 상태로 유지되기 때문에 제동 코일(118)은 비활성 상태를 유지한다. 따라서, 통상적인 CFG(100) 작동 중에, 제동 코일(118)과 로터(112)는 전기 부하가 없는 전기 발전기로서 기능한다. 제동 코일(118)은 속도에 비례하는 진폭과 주파수를 갖는 개회로 전압을 생성한다. 그러나, 전기 부하가 없기 때문에 제동 코일(118) 또는 회로(159)에는 전류가 발생하지 않는다. 결과적으로, 제동 코일(118)은 CFG 기계 조립체(105)의 통상적인 작동 중에 로터(112)에 전자기 제동 토크를 인가하지 않는다.As illustrated in FIG. 2 and described above, during normal operation of the CFG (100), the relays (155, 156) remain closed, thereby energizing the motor drive device (134) and the electric motor (110) to drive the CFG mechanical assembly (105). Since the relay (158) remains open during normal operation of the CFG (100), the braking coil (118) remains inactive. Thus, during normal operation of the CFG (100), the braking coil (118) and the rotor (112) function as an electric generator with no electrical load. The braking coil (118) generates an open-circuit voltage having an amplitude and frequency proportional to the speed. However, since there is no electrical load, no current is generated in the braking coil (118) or the circuit (159). As a result, the braking coil (118) does not apply electromagnetic braking torque to the rotor (112) during normal operation of the CFG machine assembly (105).
대부분의 실시예에서, 전압 센서(167)는 CFG 시스템의 작동에 추가적인 안전 장치를 제공한다. 전압 센서(167)는 EMI 필터(163)로부터 모니터 프로세서(154)로 유동하는 전류의 전압을 모니터링하고, 모니터 프로세서(154)로 전류의 전압에 관한 데이터를 보고한다. 전압 센서(167)가 모니터 프로세서(154)에 미리 결정된 값 미만의 전압 강하를 보고하는 이벤트에서, 모니터 프로세서(154)는 릴레이(158)의 폐쇄에 의해 회로(159)를 통전하고 또한 릴레이(155, 156)를 개방하여 커맨드 회로(130)를 오버라이드하는 것을 포함하는 중단 루틴을 자동으로 시작하는 프로그래밍을 포함한다. 통상적으로, 모니터 프로세서(154)에 대한 전압은 프로세서 입력 전압 요건에 따라 약 1.1 볼트 내지 약 3.6볼트 범위이다. 전압이 원하는 하한의 5% 이내로 강하되면, 모니터 프로세서(154)의 자동 중단 루틴이 트리거된다. 전압이 약 0.05초의 기간 동안 원하는 상한을 초과하면, 모니터 프로세서(154)의 자동 중단 루틴이 트리거된다. 따라서, 모니터 프로세서(154)에서 부적절한 전압으로 인해 모니터링 시스템(150)의 손실이 발생할 가능성이 있는 경우, 모니터 프로세서(154)의 프로그래밍은 CFG 시스템(100)의 안전한 중단을 제공한다.In most embodiments, a voltage sensor (167) provides an additional safeguard to the operation of the CFG system. The voltage sensor (167) monitors the voltage of the current flowing from the EMI filter (163) to the monitor processor (154) and reports data regarding the voltage of the current to the monitor processor (154). In the event that the voltage sensor (167) reports a voltage drop below a predetermined value to the monitor processor (154), the monitor processor (154) is programmed to automatically initiate an abort routine that includes closing the relay (158) to energize the circuit (159) and also opening the relays (155, 156) to override the command circuit (130). Typically, the voltage to the monitor processor (154) is in the range of about 1.1 volts to about 3.6 volts, depending on the processor input voltage requirements. If the voltage drops to within 5% of the desired lower limit, an automatic abort routine of the monitor processor (154) is triggered. If the voltage exceeds the desired upper limit for a period of approximately 0.05 seconds, an automatic shutdown routine of the monitor processor (154) is triggered. Thus, in the event that there is a possibility of loss of the monitoring system (150) due to improper voltage at the monitor processor (154), the programming of the monitor processor (154) provides for a safe shutdown of the CFG system (100).
마찬가지로, 온도 센서(169)를 임의로 통합하면 CFG 시스템(100)의 안전 작동이 개선된다. 커맨드 회로(130)와 모니터링 시스템(150)은 모두 주요 요소에 온도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커맨드 회로(130)에서, 온도 센서(169)는 커맨드 프로세서(132) 및 모터 구동 장치(134)와 관련된다. 모니터링 시스템(150)에서, 온도 센서(169)는 모니터 프로세서(154)와 관련된다. 추가 온도 센서가 스테이터 코어(114) 또는 전기 모터(110)와 관련될 수 있다. 각각의 온도 센서(169)는 모니터 프로세서(154)와 직접 또는 간접적으로 데이터 통신한다. 모니터 프로세서(154)는 관련 구성요소와 CFG 시스템(100)의 작동 조건에 적절한 각각의 온도 센서의 온도 범위로 미리 프로그래밍된다. 모니터 프로세서(154)가 관련 구성요소의 감지된 온도가 미리 결정된 범위를 벗어난다고 결정하면, 모니터 프로세서(154)는 릴레이(158)의 폐쇄에 의해 회로(159)를 통전시키고, 또한 릴레이(155, 156)를 개방하여 커맨드 회로(130)를 오버라이드한다. 필요에 따라 동일한 능력을 갖는 추가 온도 센서(169)를 CFG 시스템(100)에 통합하여 CFG 시스템(100)의 안전한 중단을 제공할 수 있다.Likewise, optional integration of a temperature sensor (169) improves the safe operation of the CFG system (100). Both the command circuit (130) and the monitoring system (150) may include temperature sensors as key components. For example, in the command circuit (130), the temperature sensor (169) is associated with the command processor (132) and the motor drive (134). In the monitoring system (150), the temperature sensor (169) is associated with the monitor processor (154). Additional temperature sensors may be associated with the stator core (114) or the electric motor (110). Each temperature sensor (169) communicates data directly or indirectly with the monitor processor (154). The monitor processor (154) is preprogrammed with the temperature range of each temperature sensor appropriate to the associated components and the operating conditions of the CFG system (100). If the monitor processor (154) determines that the sensed temperature of the relevant component is outside a predetermined range, the monitor processor (154) energizes the circuit (159) by closing the relay (158) and also overrides the command circuit (130) by opening the relays (155, 156). Additional temperature sensors (169) having the same capabilities may be incorporated into the CFG system (100) as needed to provide for safe shutdown of the CFG system (100).
도 2를 참조하여 CFG 기계 조립체(105)의 안전 작동을 보장하는 CFG 시스템(100)의 능력에 대해 설명한다. 도 2에 반영된 바와 같이, 커맨드 회로(130)를 오버라이드하는 모니터링 시스템(150)의 능력은 CFG 기계 조립체(105)에 대한 원하는 안전 제어를 제공한다. CFG 시스템(100)이 작동하는 중에, 모니터 프로세서(154)는 진동 센서(157) 또는 속도/위치 센서(136b)로부터 지속적으로 데이터를 수신하고 미리 프로그래밍된 소프트웨어를 사용하여 이 데이터를 해석하여 오류 조건이 존재하는지를 결정한다. (이전에 언급한 바와 같이, 중복성을 필요로 하지 않는 상황에서는, 센서(136a)를 모니터링 시스템(150)에서 사용하도록 구성할 수 있다.) CFG 기계 조립체(105)를 비활성화해야 하는 오류 조건을 검출하면 또는 외부 소스로부터 오버라이드 커맨드를 수신하면, 모니터 프로세서(154)는 릴레이(155, 156))의 개방과 릴레이(158)의 폐쇄를 지시한다. 도 13을 참조한다. 릴레이(155, 156)의 개방은 모터 구동 장치(134)와 모터(110) 모두로부터 전류를 제거함으로써 모터 구동 장치(134)가 모터(110)를 제어하는 것을 방지한다. 따라서, 모터 구동 장치(134)로부터 전력을 제거하면 모터(110)가 자유 회전하기 시작한다. 릴레이(158)의 폐쇄는 회로(159)를 완성하고 로터(112)와 제동 코일(118)의 상호 작용을 허용하여 회로(159) 내에 전류를 생성한다. 전술한 바와 같이, 전류(159)의 생성은 제동 코일(118)과 관련된 로터(112)의 회전에 대한 저항을 생성한다. 임의로, 모니터 프로세서(154)는 CFG(100)의 중단을 필요로 하는 오류의 결정과 중단 프로세스의 실제 구현 사이에 시간 지연을 제공하도록 프로그래밍될 수 있다. 이 프로그래밍된 지연을 통해 모니터 프로세서(154)는 검출된 오류가 본질적으로 일시적인지를 결정하는 옵션을 가능하게 한다.Referring to FIG. 2, the ability of the CFG system (100) to ensure safe operation of the CFG machine assembly (105) is described. As reflected in FIG. 2, the ability of the monitoring system (150) to override the command circuit (130) provides the desired safe control for the CFG machine assembly (105). During operation of the CFG system (100), the monitor processor (154) continuously receives data from the vibration sensor (157) or the speed/position sensor (136b) and uses preprogrammed software to interpret this data to determine if a fault condition exists. (As previously noted, in situations where redundancy is not required, the sensor (136a) may be configured for use in the monitoring system (150). Upon detecting a fault condition that requires the CFG machine assembly (105) to be disabled, or upon receiving an override command from an external source, the monitor processor (154) directs the opening of relays (155, 156) and the closing of relay (158). See FIG. 13. The opening of relays (155, 156) prevents the motor drive (134) from controlling the motor (110) by removing current from both the motor drive (134) and the motor (110). Thus, upon removing power from the motor drive (134), the motor (110) begins to free rotate. The closing of relay (158) completes the circuit (159) and allows interaction of the rotor (112) and the braking coil (118) to generate current within the circuit (159). As previously described, the generation of current (159) creates a resistance to rotation of the rotor (112) associated with the braking coil (118). Optionally, the monitor processor (154) may be programmed to provide a time delay between the determination of a fault requiring the interruption of the CFG (100) and the actual implementation of the interruption process. This programmed delay allows the monitor processor (154) the option to determine if the detected fault is transient in nature.
앞서 언급한 바와 같이, 릴레이(158)의 폐쇄는 회로(159)를 통전시키고 제동 코일(118)에 전기 부하를 인가한다. 이 시간 동안, 제동 코일(118)과 로터(112)는 전기 발전기로서 계속 기능한다. 그러나, 전기 부하가 존재하는 경우, 제동 코일(118)과 로터(112)는 운동 에너지를 전력으로 변환하여 회로(159)에 전력을 제공하는데, 이 전력은 전류가 전기 저항을 통해 유동할 때 생성되는 열 에너지로서 소산된다. 도 2에 의해 제공되는 예에서, 제동 코일(118)에 유동하는 전류는 로터 속도, 제동 코일 모터 상수, 제동 코일 권선 저항, 및 모니터링 시스템(150)의 브레이크 제어 회로에 존재하는 임의의 추가 저항, 즉, 릴레이(158), 임의적인 저항기(165) 및 제동 코일(118)과 같은 회로(159) 내의 요소의 함수이다. 로터(112)에 인가되는 전자기 제동 토크는 위의 공식에 의해 결정되는 바와 같이 제동 코일(118)에서 유동하는 전류에 비례한다. 더 큰 전류는 더 큰 토크와 더 빠른 감속을 초래하지만, 릴레이(158), 회로(159) 및 제동 코일(118)에 대한 증가된 전기적 및 열적 응력은 제한 요인으로서 고려되어야 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 제동 코일(118)의 권선 저항은 전류를 제한하기에 충분할 수 있다; 그러나, 전류를 더욱 제한하기 위해 제동 코일(118)과 직렬로 회로(159)에 임의적인 저항기(165)를 추가하는 것이 바람직할 수 있다.As previously mentioned, closing the relay (158) energizes the circuit (159) and applies an electrical load to the brake coil (118). During this time, the brake coil (118) and the rotor (112) continue to function as an electrical generator. However, when an electrical load is present, the brake coil (118) and the rotor (112) convert kinetic energy into electrical power to power the circuit (159), which power is dissipated as heat energy generated when the current flows through the electrical resistance. In the example provided by FIG. 2, the current flowing in the brake coil (118) is a function of the rotor speed, the brake coil motor constant, the brake coil winding resistance, and any additional resistance present in the brake control circuit of the monitoring system (150), i.e., elements within the circuit (159) such as the relay (158), the optional resistor (165), and the brake coil (118). The electromagnetic braking torque applied to the rotor (112) is proportional to the current flowing in the braking coil (118), as determined by the above formula. Higher current results in greater torque and faster deceleration, but increased electrical and thermal stresses on the relay (158), circuit (159), and braking coil (118) must be considered as limiting factors. As previously mentioned, the winding resistance of the braking coil (118) may be sufficient to limit the current; however, it may be desirable to add an optional resistor (165) to the circuit (159) in series with the braking coil (118) to further limit the current.
전술한 바와 같이, 릴레이(155, 156)의 디폴트 상태는 개방 위치이다. 마찬가지로, 릴레이(158)의 디폴트 상태는 도 13에 도시된 바와 같이 폐쇄 위치이다. 따라서, 정상 작동 중에, 커맨드 회로(130)와 모니터 시스템(150)에 공급되는 전압은 도 2에 도시된 바와 같이 릴레이(155, 156)가 폐쇄 위치에 유지되고 릴레이(158)가 개방 위치에 유지되는 것을 보장한다. 따라서, 모터 전원(152)으로부터 모니터링 시스템으로의 전력 손실은 도 13에 도시된 바와 같이 CFG 시스템(100)이 안전 모드로 복귀되는 결과를 초래한다.As previously described, the default state of the relays (155, 156) is the open position. Similarly, the default state of the relay (158) is the closed position, as illustrated in FIG. 13. Therefore, during normal operation, the voltage supplied to the command circuit (130) and the monitor system (150) ensures that the relays (155, 156) are maintained in the closed position and the relay (158) is maintained in the open position, as illustrated in FIG. 2. Therefore, a loss of power from the motor power supply (152) to the monitoring system results in the CFG system (100) reverting to a safe mode, as illustrated in FIG. 13.
따라서, CFG 시스템(100) 및 CFG 시스템(100)을 작동하는 방법은 감지되거나 계산된 안전하지 않은 조건에 응답하여 로터(112)의 회전 속도를 안전 범위로 감소시키는 능력을 제공한다. 감지된 안전하지 않은 조건은 센서(136b)와 진동 센서(157)로부터 수신된 데이터를 해석할 때 모니터 프로세서(154)에 의해 결정될 수 있다. 이러한 조건은 로터(들)(112)의 과속 또는 저속, 부정확한 로터(112) 위치, 과도한 진동 또는 계산된 CFG 힘 또는 범위 넘음인 것으로 결정되는 생성된 CFG 힘의 위상 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 요인 중 임의의 것에 대한 범위 넘음 조건은 커맨드 시스템(130)을 오버라이드하고 회로(159)를 통전시키는 기준으로서 모니터 프로세서(154)에 의해 식별될 수 있다.Accordingly, the CFG system (100) and the method of operating the CFG system (100) provide the ability to reduce the rotational speed of the rotor (112) to a safe range in response to a sensed or calculated unsafe condition. The sensed unsafe condition may be determined by the monitor processor (154) when interpreting data received from the sensors (136b) and the vibration sensors (157). Such conditions may include one or more of overspeed or underspeed of the rotor(s) (112), incorrect rotor (112) position, excessive vibration, or a phase of the generated CFG force or forces that are determined to be out of range or calculated. An out of range condition for any of these factors may be identified by the monitor processor (154) as a criterion for overriding the command system (130) and energizing the circuit (159).
본 기술 분야의 숙련자에게 알려진 바와 같이, CFG 힘과 위상은 로터 속도와 위치를 사용하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 센서(136a 또는 136b)에 의해 생성된 인덱스 펄스는 각각의 로터의 속도와 위상 위치의 추정을 제공하는 데 사용될 수 있으며, 이는 이어서 힘을 추정하는 데 사용될 수 있다. 아래의 수학식 (1)은 한 로터의 힘을 계산하는 방법을 예시한다.As is known to those skilled in the art, CFG forces and phases can be calculated using rotor speed and position. For example, the index pulses generated by sensors (136a or 136b) can be used to provide estimates of the speed and phase position of each rotor, which can then be used to estimate forces. Equation (1) below illustrates a method for calculating the force of one rotor.
F=mrω2cos(ωt+φ) 수학식 (1)F=mrω 2 cos(ωt+φ) Mathematical formula (1)
수학식 (1)에서, m은 질량체(113)의 질량이고, r은 질량체(113)의 회전 반경이며, ω는 회전 속도이고, t는 시간이며, φ는 질량체(113)의 회전 위상 위치이다. 도 11은 CFG에 의해 생성하는 힘의 시각적 표현을 제공한다. CFG 힘 및 위상이 범위 넘음이라는 결정은 미리 프로그래밍된 모니터 프로세서(154) 내에서 또는 모니터링 시스템(150) 외부에 위치되지만 양방향 커맨드 버스(151)를 통해 모니터 프로세서와 통신하는 또 다른 미리 프로그래밍된 제어기에 의해 발생할 수 있다. 도 12는 2개 로터(CFG)의 힘 출력을 계산하는 방법을 예시한다. 도 11에서, CFG 내의 제2 불균형 질량체에 대한 CFG 내의 제1 불균형 질량체의 위상(φ)(즉, 상대 위상)은 결과적인 회전력 벡터의 크기를 결정한다. CFG의 불균형 질량체에 대한 힘이 없는 경우와 최대 힘이 있는 경우의 결과적인 힘은 도 12에 예시되어 있다. 힘이 0인 경우, 상대 위상(φ2-φ1)은 180도이고, 결과적인 힘 회전 벡터는 0의 크기를 갖는다. 힘의 최대인 경우, 상대 위상(φ2-φ1)은 0도이고 결과적인 회전력 벡터는 2|F|의 최대 크기를 갖는다. 0도와 180도 사이의 상대 위상(φ2-φ1)의 경우, 결과적인 회전력 벡터의 크기는 0과 최대값 사이가 된다. 회전력 벡터의 집합적인 위상(γ)은 CFG 사이의 위상을 제공하도록 변경될 수 있다. CFG의 각각의 불균형 질량체의 위상(φ)을 제어함으로써 CFG에 의해 생성되는 회전력 벡터의 크기와 절대 위상이 제어될 수 있다.In equation (1), m is the mass of the mass (113), r is the radius of rotation of the mass (113), ω is the rotational velocity, t is time, and φ is the rotational phase position of the mass (113). FIG. 11 provides a visual representation of the force generated by the CFG. The determination that the CFG force and phase are out of range may occur within the pre-programmed monitor processor (154) or by another pre-programmed controller located external to the monitoring system (150) but communicating with the monitor processor via the bidirectional command bus (151). FIG. 12 illustrates a method for calculating the force output of two rotors (CFGs). In FIG. 11, the phase (φ) of the first unbalanced mass within the CFG with respect to the second unbalanced mass within the CFG (i.e., the relative phase) determines the magnitude of the resulting torque vector. The resulting forces for the zero and maximum force cases on the unbalanced masses of the CFG are illustrated in Fig. 12. When the force is zero, the relative phase (φ 2 -φ 1 ) is 180 degrees, and the resulting force torque vector has a magnitude of zero. When the force is maximum, the relative phase (φ 2 -φ 1 ) is 0 degrees, and the resulting torque vector has a maximum magnitude of 2|F|. For relative phases (φ 2 -φ 1 ) between 0 and 180 degrees, the magnitude of the resulting torque vector is between 0 and the maximum value. The collective phase (γ) of the torque vectors can be varied to provide a phase among the CFGs. By controlling the phase (φ) of each unbalanced mass in the CFG, the magnitude and absolute phase of the torque vectors generated by the CFG can be controlled.
따라서, 본 발명은 CFG 시스템(100)을 안전하게 중단하는 방법을 포함한다. 방법은 전술한 바와 같이 범위 넘음 기준을 식별하기 위해 모니터링 시스템(150)을 이용하며, 이는 커맨드 회로(130)를 오버라이드하고 로터(112)가 안전 속도로 되게 하는 것을 필요로 한다. 이 방법에서, 적어도 하나의 속도 및/또는 위치 센서(136a 또는 136b)로부터의 데이터는 모니터 프로세서(154)에 데이터를 제공한다. 또한, 진동 센서(157)는 CFG 시스템(100)을 지지하는 구조 내의 진동에 관한 데이터를 제공한다. 모니터 프로세서(154)가 모니터링된 조건 중 임의의 것에 대해 범위 넘음 조건의 존재를 결정하면, 모니터 프로세서는 릴레이(158)를 폐쇄하여 회로(159)를 통전시키고, 릴레이(155, 156)를 개방하여 커맨드 회로를 오버라이드한다. 전술한 바와 같이, 회로(159) 내의 결과적인 전류는 로터(112)의 회전에 반대되는 토크를 생성하여 로터(112)를 안전 속도로 늦춘다. 특정 속도 미만에서, CFG 기계 조립체(105) 내의 마찰로 인해 로터(112)가 정지하게 된다. 임의로, CFG 시스템(100)을 지지하는 구조의 조작자에게 수동 오버라이드가 제공될 수 있고, 그에 따라 모니터 프로세서(154)가 커맨드 회로(130)를 오버라이드하기를 기다리지 않고도 수동 중단이 수행될 수 있다. 수동 중단은 CFG 시스템(100)을 지지하는 구조의 조작자에 의해 회로(151)를 통해 모니터 프로세서(154)에 직접 커맨드를 전송하거나 모니터링 시스템(150)으로부터 모터 전원(152)에 의해 제공되는 전력을 제거함으로써 수행될 수 있다.Accordingly, the present invention comprises a method of safely shutting down a CFG system (100). The method utilizes a monitoring system (150) to identify an out-of-range criterion as described above, which requires overriding the command circuit (130) and causing the rotor (112) to return to a safe speed. In the method, data from at least one speed and/or position sensor (136a or 136b) provides data to a monitor processor (154). Additionally, a vibration sensor (157) provides data regarding vibration within a structure supporting the CFG system (100). If the monitor processor (154) determines that an out-of-range condition exists for any of the monitored conditions, the monitor processor closes a relay (158) to energize the circuit (159) and opens the relays (155, 156) to override the command circuit. As described above, the resulting current within the circuit (159) generates a torque opposing the rotation of the rotor (112), slowing the rotor (112) to a safe speed. Below a certain speed, friction within the CFG machine assembly (105) causes the rotor (112) to stall. Optionally, a manual override may be provided to the operator of the structure supporting the CFG system (100), so that a manual stop may be performed without waiting for the monitor processor (154) to override the command circuit (130). The manual stop may be performed by the operator of the structure supporting the CFG system (100) directly sending a command to the monitor processor (154) via the circuit (151), or by removing power provided by the motor power supply (152) from the monitoring system (150).
본 발명의 다른 실시예는 본 기술 분야의 숙련자에게 자명할 것이다. 따라서, 전술한 설명은 단지 본 발명의 일반적인 용도 및 방법을 가능하게 하고 설명하는 것일 뿐이다. 따라서, 이하의 청구범위는 본 발명의 진정한 범위를 정의한다.Other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the foregoing description is intended only to enable and illustrate the general use and method of the present invention. Accordingly, it is intended that the following claims define the true scope of the invention.
Claims (59)
전기 모터(110)로서, 전기 모터는 로터(112), 스테이터 코어(114), 1차 권선(116) 및 제동 코일(118)을 갖는, 전기 모터;
로터에 의해 지지되는 질량체(113);
커맨드 회로(130)로서, 커맨드 회로는:
커맨드 프로세서(132);
질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하기 위한 센서(136a 또는 136b)로서, 커맨드 프로세서와 전자 통신하는, 센서;
제1 전력 공급원(138)을 포함하고, 제1 전력 공급원은 제1 전기 회로(139)를 통해 전기 모터에 전류를 제공하는, 커맨드 회로;
모니터링 시스템(150)을 포함하고, 모니터링 시스템은:
모니터 프로세서(154)로서, 모니터 프로세서는 제1 릴레이(155)를 제어하고, 제1 릴레이는 제1 전기 회로 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 릴레이의 개방이 전기 모터로부터 전류를 제거하도록 제1 릴레이에 대한 제어를 제공하는, 모니터 프로세서;
제2 릴레이(158)를 포함하고, 제2 릴레이는 제2 전기 회로(159) 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 제2 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제2 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시키는, 순환력 발생기 시스템.It is a circulation power generator system,
An electric motor (110), the electric motor having a rotor (112), a stator core (114), a primary winding (116), and a braking coil (118);
A mass (113) supported by the rotor;
As a command circuit (130), the command circuit:
Command processor (132);
A sensor (136a or 136b) for monitoring the rotational speed and/or radial position of a mass or rotor, the sensor being in electronic communication with a command processor;
A command circuit comprising a first power supply source (138), the first power supply source providing current to an electric motor through a first electric circuit (139);
A monitoring system (150) is included, wherein the monitoring system:
As a monitor processor (154), the monitor processor controls a first relay (155), the first relay is positioned within the first electrical circuit, and the monitor processor provides control to the first relay such that opening of the first relay by the monitor processor removes current from the electric motor;
A circulating power generator system comprising a second relay (158), the second relay being positioned within a second electrical circuit (159), the monitor processor providing control over the second relay, wherein closure of the second relay activates a braking coil.
스테이터 코어에 의해 지지되는 제동 코일 권선으로서, 스테이터 코어 상에 1차 권선과 별개인 제2 권선을 형성하는, 제동 코일 권선;
제동 코일의 권선을 1차 권선으로부터 분리하는 절연체를 포함하는, 순환력 발생기 시스템.In the first paragraph, the braking coil:
A braking coil winding supported by a stator core, the braking coil winding forming a secondary winding separate from the primary winding on the stator core;
A circulating power generator system comprising an insulator separating the windings of the braking coil from the primary winding.
제2 릴레이의 폐쇄 시, 제2 전기 회로는 전기 저항을 갖고,
제2 릴레이의 폐쇄 시, 제동 코일 권선은 전기 저항을 가지며;
제동 코일의 저항과 조합된 제2 전기 회로의 저항은 로터의 회전에 의해 생성되는 관성 에너지를 극복하기에 충분한 제동 작용을 전기 모터의 로터에 생성하며, 이 제동 작용은 모니터 프로세서에 의한 오류의 검출 시에 로터가 안전 회전 속도로 되게 하기에 충분한, 순환력 발생기 시스템.In the first paragraph,
When the second relay is closed, the second electrical circuit has electrical resistance,
When the second relay is closed, the braking coil winding has electrical resistance;
A circulating force generator system in which the resistance of the second electric circuit in combination with the resistance of the braking coil produces a braking action on the rotor of the electric motor sufficient to overcome the inertial energy generated by the rotation of the rotor, and which braking action is sufficient to bring the rotor to a safe rotation speed upon detection of an error by the monitor processor.
제2 전력 공급원(152)으로서, 제3 전기 회로(153)를 통해 모터 구동 장치에 전류를 제공하는, 제2 전력 공급원;
제3 전기 회로 내에 위치 설정된 제3 릴레이를 더 포함하고, 제3 릴레이는 제3 릴레이의 개방이 모터 구동 장치로부터 전류를 제거하도록 모니터 프로세서에 의해 제어되는, 순환력 발생기 시스템.In the first paragraph, the monitoring system:
A second power supply source (152) that provides current to a motor driving device through a third electric circuit (153);
A circulating power generator system further comprising a third relay positioned within the third electrical circuit, wherein opening of the third relay is controlled by the monitor processor to remove current from the motor drive device.
전기 모터(110)로서, 전기 모터는 로터(112), 스테이터 코어(114), 1차 권선(116) 및 제동 코일(118)을 갖는, 전기 모터;
로터에 의해 지지되는 질량체(113);
커맨드 회로(130)로서, 커맨드 회로는:
질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하기 위한 제1 센서(136a)로서, 커맨드 프로세서와 전자 통신하는, 제1 센서;
제1 전력 공급원(138)을 포함하고, 제1 전력 공급원은 제1 전기 회로(139)를 통해 전기 모터에 전류를 제공하는, 커맨드 회로;
모니터링 시스템(150)을 포함하고, 모니터링 시스템은:
모니터 프로세서(154)로서, 모니터 프로세서는 제1 릴레이(155)를 제어하고, 제1 릴레이는 제1 전기 회로 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 릴레이의 개방이 전기 모터로부터 전류를 제거하도록 제1 릴레이에 대한 제어를 제공하는, 모니터 프로세서;
질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하기 위한 제2 센서(136b)로서, 모니터 프로세서와 전자 통신하는, 제2 센서;
제2 릴레이(158)를 포함하고, 제2 릴레이는 제2 전기 회로(159) 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 제2 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제2 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시키는, 순환력 발생기 시스템.It is a circulation power generator system,
An electric motor (110), the electric motor having a rotor (112), a stator core (114), a primary winding (116), and a braking coil (118);
A mass (113) supported by the rotor;
As a command circuit (130), the command circuit:
A first sensor (136a) for monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the first sensor being in electronic communication with the command processor;
A command circuit comprising a first power supply source (138), the first power supply source providing current to an electric motor through a first electric circuit (139);
A monitoring system (150) is included, wherein the monitoring system:
As a monitor processor (154), the monitor processor controls a first relay (155), the first relay is positioned within the first electrical circuit, and the monitor processor provides control to the first relay such that opening of the first relay by the monitor processor removes current from the electric motor;
A second sensor (136b) for monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the second sensor being in electronic communication with the monitor processor;
A circulating power generator system comprising a second relay (158), the second relay being positioned within a second electrical circuit (159), the monitor processor providing control over the second relay, wherein closure of the second relay activates a braking coil.
스테이터 코어에 의해 지지되는 제동 코일 권선으로서, 스테이터 코어 상에 1차 권선과 별개인 제2 권선을 형성하는, 제동 코일 권선;
제동 코일의 권선을 1차 권선으로부터 분리하는 절연체를 포함하는, 순환력 발생기 시스템.In paragraph 15, the braking coil:
A braking coil winding supported by a stator core, the braking coil winding forming a secondary winding separate from the primary winding on the stator core;
A circulating power generator system comprising an insulator separating the windings of the braking coil from the primary winding.
제2 릴레이의 폐쇄 시, 제2 전기 회로는 전기 저항을 갖고,
제2 릴레이의 폐쇄 시, 제동 코일은 전기 저항을 가지며;
제동 코일의 저항과 조합된 제2 전기 회로의 저항은 로터의 회전에 의해 생성되는 관성 에너지를 극복하기에 충분한 제동 작용을 전기 모터의 로터에 생성하며, 이 제동 작용은 모니터 프로세서에 의한 오류의 검출 시에 로터가 안전 회전 속도로 되게 하기에 충분한, 순환력 발생기 시스템.In Article 15,
When the second relay is closed, the second electrical circuit has electrical resistance,
When the second relay is closed, the braking coil has electrical resistance;
A circulating force generator system in which the resistance of the second electric circuit in combination with the resistance of the braking coil produces a braking action on the rotor of the electric motor sufficient to overcome the inertial energy generated by the rotation of the rotor, and which braking action is sufficient to bring the rotor to a safe rotation speed upon detection of an error by the monitor processor.
제2 전력 공급원(152)으로서, 제3 전기 회로(153)를 통해 모터 구동 장치에 전류를 제공하는, 제2 전력 공급원;
제3 전기 회로 내에 위치 설정된 제3 릴레이를 더 포함하고, 제3 릴레이는 제3 릴레이의 개방이 모터 구동 장치로부터 전류를 제거하도록 모니터 프로세서에 의해 제어되는, 순환력 발생기 시스템.In paragraph 15, the monitoring system:
A second power supply source (152) that provides current to a motor driving device through a third electric circuit (153);
A circulating power generator system further comprising a third relay positioned within the third electrical circuit, wherein opening of the third relay is controlled by the monitor processor to remove current from the motor drive device.
전기 모터(110)로서, 전기 모터는 로터(112), 스테이터 코어(114), 1차 권선(116) 및 제동 코일(118)을 갖는, 전기 모터;
로터에 의해 지지되는 질량체(113);
커맨드 회로(130)로서, 커맨드 회로는:
커맨드 프로세서(132);
커맨드 프로세서와 전자 통신하는 모터 구동 장치(134)로서, 1차 권선에 전류를 제공하는, 모터 구동 장치;
질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하기 위한 제1 센서(136a)로서, 커맨드 프로세서와 전자 통신하는, 제1 센서;
제1 전력 공급원(138)을 포함하고, 제1 전력 공급원은 제1 전기 회로(139)를 통해 모터 구동 장치에 전류를 제공하는, 커맨드 회로;
모니터링 시스템(150)을 포함하고, 모니터링 시스템은:
제2 전력 공급원(152)으로서, 제2 전기 회로(153)를 통해 모터 구동 장치에 전류를 제공하는, 제2 전력 공급원;
모니터 프로세서(154)로서, 모니터 프로세서는 제1 릴레이(155)를 제어하고, 제1 릴레이는 제1 전기 회로 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 제2 릴레이(156)를 제어하고, 제2 릴레이는 제2 전기 회로 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 및 제2 릴레이의 개방이 모터 구동 장치로부터 전류를 제거하도록 제1 및 제2 릴레이에 대한 제어를 제공하는, 모니터 프로세서;
질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하기 위한 제2 센서(136b)로서, 모니터 프로세서와 전자 통신하는, 제2 센서;
제3 릴레이(158)를 포함하고, 제3 릴레이는 제3 전기 회로(159) 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 제3 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제3 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시키는, 순환력 발생기 시스템.It is a circulating power generator system,
An electric motor (110), the electric motor having a rotor (112), a stator core (114), a primary winding (116), and a braking coil (118);
A mass (113) supported by the rotor;
As a command circuit (130), the command circuit:
Command processor (132);
A motor driving device (134) in electronic communication with a command processor, which provides current to a primary winding;
A first sensor (136a) for monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the first sensor being in electronic communication with the command processor;
A command circuit comprising a first power supply source (138), the first power supply source providing current to the motor drive device through a first electric circuit (139);
A monitoring system (150) is included, wherein the monitoring system:
A second power supply source (152) that provides current to a motor driving device through a second electric circuit (153);
A monitor processor (154), wherein the monitor processor controls a first relay (155), the first relay is positioned within a first electrical circuit, the monitor processor controls a second relay (156), the second relay is positioned within a second electrical circuit, and the monitor processor provides control for the first and second relays such that opening of the first and second relays by the monitor processor removes current from the motor drive device;
A second sensor (136b) for monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the second sensor being in electronic communication with the monitor processor;
A circulating power generator system comprising a third relay (158), the third relay being positioned within a third electrical circuit (159), the monitor processor providing control over the third relay, the closure of the third relay activating the braking coil.
스테이터 코어에 의해 지지되는 제동 코일 권선으로서, 스테이터 코어 상에 1차 권선과 별개인 제2 권선을 형성하는, 제동 코일 권선; 및,
제동 코일의 권선을 1차 권선으로부터 분리하는 절연체를 포함하는, 순환력 발생기 시스템.In paragraph 29, the braking coil:
A braking coil winding supported by a stator core, the braking coil winding forming a secondary winding separate from the primary winding on the stator core; and,
A circulating power generator system comprising an insulator separating the windings of the braking coil from the primary winding.
제3 릴레이의 폐쇄 시, 제3 전기 회로는 전기 저항을 갖고;
제3 릴레이의 폐쇄 시, 제동 코일은 전기 저항을 가지며;
제동 코일의 저항과 조합된 제3 전기 회로의 저항은 로터의 회전에 의해 생성되는 관성 에너지를 극복하기에 충분한 제동 작용을 전기 모터의 로터에 생성하며, 이 제동 작용은 모니터 프로세서에 의한 오류의 검출 시에 로터가 안전 회전 속도로 되게 하기에 충분한, 순환력 발생기 시스템.In Article 29,
When the third relay is closed, the third electrical circuit has electrical resistance;
When the third relay is closed, the braking coil has electrical resistance;
A circulating force generator system in which the resistance of the third electric circuit in combination with the resistance of the braking coil produces a braking action on the rotor of the electric motor sufficient to overcome the inertial energy generated by the rotation of the rotor, and which braking action is sufficient to bring the rotor to a safe rotation speed upon detection of an error by the monitor processor.
힘 발생기 시스템을 제공하는 단계로서, 힘 발생기 시스템은:
전기 모터(110)로서, 전기 모터는 로터(112), 스테이터 코어(114), 1차 권선(116) 및 제동 코일(118)을 갖는, 전기 모터;
로터에 의해 지지되는 질량체(113);
커맨드 회로(130)로서, 커맨드 회로는:
커맨드 프로세서(132);
질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하기 위한 센서(136a 또는 136b)로서, 커맨드 프로세서와 전자 통신하는, 센서;
제1 전력 공급원(138)을 포함하고, 제1 전력 공급원은 제1 전기 회로(139)를 통해 전기 모터에 전류를 제공하는, 커맨드 회로;
모니터링 시스템(150)을 포함하고, 모니터링 시스템은:
모니터 프로세서(154)로서, 모니터 프로세서는 제1 릴레이(155)를 제어하고, 제1 릴레이는 제1 전기 회로 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 릴레이의 개방이 전기 모터로부터 전류를 제거하도록 제1 릴레이에 대한 제어를 제공하는, 모니터 프로세서;
제2 릴레이(158)를 포함하고, 제2 릴레이는 제2 전기 회로(159) 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 제2 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제2 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시키는, 단계;
센서를 사용하여 질량체 및/또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하면서 로터와 질량체를 회전시켜 힘 발생기 시스템을 작동하는 단계로서, 커맨드 프로세서는 질량체와 로터가 회전할 때 질량체에 의해 발생되는 힘을 계산하고, 커맨드 프로세서는 전기 모터에 대한 전류를 관리하는, 단계;
모니터 프로세서를 사용하여 센서로부터 수신된 데이터를 해석하는 단계;
센서로부터의 데이터가 질량체의 회전 속도나 위치 또는 로터 위치에 대한 범위 넘음 조건을 나타낼 때 제동 코일을 통전시키는 단계를 포함하는, 힘 발생기 시스템을 제어하기 위한 방법.A method for controlling a power generator system,
As a step of providing a power generator system, the power generator system:
An electric motor (110), the electric motor having a rotor (112), a stator core (114), a primary winding (116), and a braking coil (118);
A mass (113) supported by the rotor;
As a command circuit (130), the command circuit:
Command processor (132);
A sensor (136a or 136b) for monitoring the rotational speed and/or radial position of a mass or rotor, the sensor being in electronic communication with a command processor;
A command circuit comprising a first power supply source (138), the first power supply source providing current to an electric motor through a first electric circuit (139);
A monitoring system (150) is included, wherein the monitoring system:
As a monitor processor (154), the monitor processor controls a first relay (155), the first relay is positioned within the first electrical circuit, and the monitor processor provides control to the first relay such that opening of the first relay by the monitor processor removes current from the electric motor;
A step of including a second relay (158), the second relay being positioned within a second electrical circuit (159), the monitor processor providing control for the second relay, wherein closure of the second relay activates a braking coil;
A step of operating a force generating system by rotating the rotor and the mass while monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass and/or the rotor using a sensor, wherein the command processor calculates the force generated by the mass and the rotor when the mass and the rotor rotate, and the command processor manages current to the electric motor;
A step of interpreting data received from a sensor using a monitor processor;
A method for controlling a force generator system, comprising the step of energizing a braking coil when data from a sensor indicates an out-of-range condition for the rotational speed or position of the mass or the rotor position.
진동 센서가 진동을 위한 순환력 발생기 시스템을 지지하는 차량을 모니터링하는 단계;
진동 센서가 모니터 프로세서에 진동 데이터를 제공하는 단계로서, 모니터 프로세서는 진동에 대한 상한이 프로그래밍되어 있는, 단계; 및,
모니터 프로세서가 진동이 상한을 초과했다고 결정하는 경우 제동 코일을 통전시키는 단계를 더 포함하는, 힘 발생기 시스템을 제어하기 위한 방법.In claim 41, the monitoring system comprises a vibration sensor (157), the vibration sensor is in electronic communication with the monitor processor, and the method comprises:
A step for monitoring a vehicle supporting a circulating force generator system for vibration by a vibration sensor;
A step in which a vibration sensor provides vibration data to a monitor processor, wherein the monitor processor has an upper limit for vibration programmed; and,
A method for controlling a force generator system, further comprising the step of energizing a braking coil when the monitor processor determines that the vibration has exceeded an upper limit.
힘 발생기 시스템을 제공하는 단계로서, 힘 발생기 시스템은:
전기 모터(110)로서, 전기 모터는 로터(112), 스테이터 코어(114), 1차 권선(116) 및 제동 코일(118)을 갖는, 전기 모터;
로터에 의해 지지되는 질량체(113);
커맨드 회로(130)로서, 커맨드 회로는:
커맨드 프로세서(132);
질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하기 위한 제1 센서(136a)로서, 커맨드 프로세서와 전자 통신하는, 제1 센서;
제1 전력 공급원(138)을 포함하고, 제1 전력 공급원은 제1 전기 회로(139)를 통해 전기 모터에 전류를 제공하는, 커맨드 회로;
모니터링 시스템(150)을 포함하고, 모니터링 시스템은:
모니터 프로세서(154)로서, 모니터 프로세서는 제1 릴레이(155)를 제어하고, 제1 릴레이는 제1 전기 회로 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 릴레이의 개방이 전기 모터로부터 전류를 제거하도록 제1 릴레이에 대한 제어를 제공하는, 모니터 프로세서;
질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하기 위한 제2 센서(136b)로서, 모니터 프로세서와 전자 통신하는, 제2 센서;
제2 릴레이(158)를 포함하고, 제2 릴레이는 제2 전기 회로(159) 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 제2 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제2 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시키는, 단계;
제1 및 제2 센서를 사용하여 질량체 및/또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하면서 로터와 질량체를 회전시켜 힘 발생기 시스템을 작동하는 단계로서, 커맨드 프로세서는 질량체와 로터가 회전할 때 질량체에 의해 발생되는 힘을 계산하고, 커맨드 프로세서는 전기 모터에 대한 전류를 관리하는, 단계;
모니터 프로세서를 사용하여 제2 센서로부터 수신된 데이터를 해석하는 단계;
제2 센서로부터의 데이터가 질량체의 회전 속도나 위치 또는 로터 위치에 대한 범위 넘음 조건을 나타낼 때 제동 코일을 통전시키는 단계를 포함하는, 힘 발생기 시스템을 제어하기 위한 방법.A method for controlling a power generator system,
As a step of providing a power generator system, the power generator system:
An electric motor (110), the electric motor having a rotor (112), a stator core (114), a primary winding (116), and a braking coil (118);
A mass (113) supported by the rotor;
As a command circuit (130), the command circuit:
Command processor (132);
A first sensor (136a) for monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the first sensor being in electronic communication with the command processor;
A command circuit comprising a first power supply source (138), the first power supply source providing current to an electric motor through a first electric circuit (139);
A monitoring system (150) is included, wherein the monitoring system:
As a monitor processor (154), the monitor processor controls a first relay (155), the first relay is positioned within the first electrical circuit, and the monitor processor provides control to the first relay such that opening of the first relay by the monitor processor removes current from the electric motor;
A second sensor (136b) for monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the second sensor being in electronic communication with the monitor processor;
A step of including a second relay (158), the second relay being positioned within a second electrical circuit (159), the monitor processor providing control for the second relay, wherein closure of the second relay activates a braking coil;
A step of operating a force generator system by rotating the rotor and the mass while monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass and/or the rotor using the first and second sensors, wherein the command processor calculates the force generated by the mass and the rotor when they rotate, and the command processor manages current to the electric motor;
A step of interpreting data received from a second sensor using a monitor processor;
A method for controlling a force generator system, comprising the step of energizing a braking coil when data from a second sensor indicates an out-of-range condition for the rotational speed or position of the mass or the rotor position.
진동 센서가 진동을 위한 순환력 발생기 시스템을 지지하는 차량을 모니터링하는 단계;
진동 센서가 모니터 프로세서에 진동 데이터를 제공하는 단계로서, 모니터 프로세서는 진동에 대한 상한이 프로그래밍되어 있는, 단계; 및,
모니터 프로세서가 진동이 상한을 초과했다고 결정하는 경우 제동 코일을 통전시키는 단계를 더 포함하는, 힘 발생기 시스템을 제어하기 위한 방법.In claim 46, the monitoring system comprises a vibration sensor (157), the vibration sensor is in electronic communication with the monitor processor, and the method comprises:
A step for monitoring a vehicle supporting a circulating force generator system for vibration by a vibration sensor;
A step in which a vibration sensor provides vibration data to a monitor processor, wherein the monitor processor has an upper limit for vibration programmed; and,
A method for controlling a force generator system, further comprising the step of energizing a braking coil when the monitor processor determines that the vibration has exceeded an upper limit.
힘 발생기 시스템을 제공하는 단계로서, 힘 발생기 시스템은:
전기 모터(110)로서, 전기 모터는 로터(112), 스테이터 코어(114), 1차 권선(116) 및 제동 코일(118)을 갖는, 전기 모터;
로터에 의해 지지되는 질량체(113);
커맨드 회로(130)로서, 커맨드 회로는:
커맨드 프로세서(132);
커맨드 프로세서와 전자 통신하는 모터 구동 장치(134)로서, 1차 권선에 전류를 제공하는, 모터 구동 장치;
질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하기 위한 제1 센서(136a)로서, 커맨드 프로세서와 전자 통신하는, 제1 센서;
제1 전력 공급원(138)을 포함하고, 제1 전력 공급원은 제1 전기 회로(139)를 통해 모터 구동 장치에 전류를 제공하는, 커맨드 회로;
모니터링 시스템(150)을 포함하고, 모니터링 시스템은:
제2 전력 공급원(152)으로서, 제2 전기 회로(153)를 통해 모터 구동 장치에 전류를 제공하는, 제2 전력 공급원;
모니터 프로세서(154)로서, 모니터 프로세서는 제1 릴레이(155)를 제어하고, 제1 릴레이는 제1 전기 회로 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 제2 릴레이(156)를 제어하고, 제2 릴레이는 제2 전기 회로 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 모니터 프로세서에 의한 제1 및 제2 릴레이의 개방이 모터 구동 장치로부터 전류를 제거하도록 제1 및 제2 릴레이에 대한 제어를 제공하는, 모니터 프로세서;
질량체 또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하기 위한 제2 센서(136b)로서, 모니터 프로세서와 전자 통신하는, 제2 센서;
제3 릴레이(158)를 포함하고, 제3 릴레이는 제3 전기 회로(159) 내에 위치 설정되며, 모니터 프로세서는 제3 릴레이에 대한 제어를 제공하며, 제3 릴레이의 폐쇄는 제동 코일을 활성화시키는, 단계;
제1 및 제2 센서를 사용하여 질량체 및/또는 로터의 회전 속도 및/또는 반경방향 위치를 모니터링하면서 로터와 질량체를 회전시켜 힘 발생기 시스템을 작동하는 단계로서, 커맨드 프로세서는 질량체와 로터가 회전할 때 질량체에 의해 발생되는 힘을 계산하고, 커맨드 프로세서는 전기 모터에 대한 전류를 관리하는, 단계;
모니터 프로세서를 사용하여 제2 센서로부터 수신된 데이터를 해석하는 단계;
제2 센서로부터의 데이터가 질량체의 회전 속도나 위치 또는 로터 위치에 대한 범위 넘음 조건을 나타낼 때 제3 릴레이를 폐쇄시킴으로써 제동 코일을 통전시키는 단계를 포함하는, 힘 발생기 시스템을 제어하기 위한 방법.A method for controlling a power generator system,
As a step of providing a power generator system, the power generator system:
An electric motor (110), the electric motor having a rotor (112), a stator core (114), a primary winding (116), and a braking coil (118);
A mass (113) supported by the rotor;
As a command circuit (130), the command circuit:
Command processor (132);
A motor driving device (134) in electronic communication with a command processor, which provides current to a primary winding;
A first sensor (136a) for monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the first sensor being in electronic communication with the command processor;
A command circuit comprising a first power supply source (138), the first power supply source providing current to the motor drive device through a first electric circuit (139);
A monitoring system (150) is included, wherein the monitoring system:
A second power supply source (152) that provides current to a motor driving device through a second electric circuit (153);
A monitor processor (154), wherein the monitor processor controls a first relay (155), the first relay is positioned within a first electrical circuit, the monitor processor controls a second relay (156), the second relay is positioned within a second electrical circuit, and the monitor processor provides control for the first and second relays such that opening of the first and second relays by the monitor processor removes current from the motor drive device;
A second sensor (136b) for monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass or rotor, the second sensor being in electronic communication with the monitor processor;
A step of including a third relay (158), the third relay being positioned within a third electrical circuit (159), the monitor processor providing control over the third relay, the closure of the third relay activating the braking coil;
A step of operating a force generator system by rotating the rotor and the mass while monitoring the rotational speed and/or radial position of the mass and/or the rotor using the first and second sensors, wherein the command processor calculates the force generated by the mass and the rotor when they rotate, and the command processor manages current to the electric motor;
A step of interpreting data received from a second sensor using a monitor processor;
A method for controlling a force generator system, comprising the step of energizing a braking coil by closing a third relay when data from a second sensor indicates an out-of-range condition for the rotational speed or position of the mass or for the rotor position.
진동 센서가 진동을 위한 순환력 발생기 시스템을 지지하는 차량을 모니터링하는 단계;
진동 센서가 모니터 프로세서에 진동 데이터를 제공하는 단계로서, 모니터 프로세서는 진동에 대한 상한이 프로그래밍되어 있는, 단계; 및,
모니터 프로세서가 진동이 상한을 초과했다고 결정하는 경우 제동 코일을 통전시키는 단계를 더 포함하는, 힘 발생기 시스템을 제어하기 위한 방법.In claim 51, the monitoring system comprises a vibration sensor (157), the vibration sensor is in electronic communication with the monitor processor, and the method comprises:
A step for monitoring a vehicle supporting a circulating force generator system for vibration by a vibration sensor;
A step in which a vibration sensor provides vibration data to a monitor processor, wherein the monitor processor has an upper limit for vibration programmed; and,
A method for controlling a force generator system, further comprising the step of energizing a braking coil when the monitor processor determines that the vibration has exceeded an upper limit.
적어도 하나의 온도 센서를 더 포함하고, 온도 센서는 커맨드 프로세서, 모터 구동 장치, 모니터 프로세서, 스테이터 코어 또는 전기 모터로 구성된 그룹으로부터 선택된 구성요소와 관련되며;
온도 센서는 모니터 프로세서와 데이터 통신하는, 순환력 발생기 시스템.In Article 9, Article 23 or Article 29,
Further comprising at least one temperature sensor, wherein the temperature sensor is associated with a component selected from the group consisting of a command processor, a motor drive device, a monitor processor, a stator core or an electric motor;
A temperature sensor is a circulating power generator system that communicates data with the monitor processor.
모니터 프로세서와 데이터 통신하는 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함하고, 온도 센서는 커맨드 프로세서, 모터 구동 장치, 모니터 프로세서, 스테이터 코어 또는 전기 모터로 구성된 그룹으로부터 선택된 구성요소와 관련되며;
온도 센서에 의해 제공된 데이터가 감지된 온도가 미리 결정된 범위 밖에 있음을 나타낸다고 모니터 프로세서가 결정할 때 제동 코일을 통전시키는 단계를 더 포함하는, 힘 발생기 시스템을 제어하기 위한 방법.In clause 51, the power generator system:
Further comprising at least one temperature sensor in data communication with the monitor processor, wherein the temperature sensor is associated with a component selected from the group consisting of a command processor, a motor drive device, a monitor processor, a stator core or an electric motor;
A method for controlling a force generator system further comprising the step of energizing a braking coil when the monitor processor determines that data provided by the temperature sensor indicates that the sensed temperature is outside a predetermined range.
전압 센서를 더 포함하고, 전압 센서는 모니터 프로세스에 대한 전류의 전압을 모니터링하고 모니터프로세서에 전압 데이터를 제공하도록 위치 설정되며;
모니터 프로세서는 전압 센서에 의해 결정된 모니터 프로세서에 대한 전압이 미리 결정된 하한의 5% 내로 강하되거나 미리 결정된 상한을 적어도 0.05초 동안 초과할 때 제동 코일을 통전시키는 것을 포함하는 중단 루틴을 시작하도록 프로그래밍되는, 순환력 발생기 시스템.In claim 1, claim 15 or claim 29,
Further comprising a voltage sensor, the voltage sensor being positioned to monitor the voltage of the current to the monitor process and to provide voltage data to the monitor processor;
A circulating power generator system, wherein the monitor processor is programmed to initiate an abort routine, which includes energizing the braking coil when the voltage to the monitor processor, as determined by the voltage sensor, drops to within 5% of a predetermined lower limit or exceeds a predetermined upper limit for at least 0.05 seconds.
모니터 프로세서에 제공되는 전류의 전압을 모니터링하기 위한 전압 센서를 제공하는 단계로서, 전압 센서는 모니터 프로세서와 데이터 통신하는, 단계; 및,
전압 센서를 사용하여 전압 데이터를 모니터 프로세서에 보고하는 단계를 더 포함하고,
전압 센서가 미리 결정된 하한의 5% 내로의 전압 강하 또는 미리 결정된 상한을 적어도 0.05초 동안 초과하는 전압을 보고하면, 모니터 프로세서는 중단 루틴을 시작하여 커맨드 회로를 오버라이드하고 제동 코일을 통전시키는, 힘 발생기 시스템을 제어하기 위한 방법.In Article 41, Article 46 or Article 51,
A step of providing a voltage sensor for monitoring the voltage of the current provided to the monitor processor, wherein the voltage sensor communicates data with the monitor processor; and,
Further comprising the step of reporting voltage data to the monitor processor using the voltage sensor,
A method for controlling a force generator system, wherein when the voltage sensor reports a voltage drop within 5% of a predetermined lower limit or a voltage exceeding a predetermined upper limit for at least 0.05 seconds, the monitor processor initiates an interrupt routine to override the command circuit and energize the brake coil.
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Legal Events
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PA0105 | International application |
Patent event date: 20240920 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
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PG1501 | Laying open of application |