KR950007108Y1 - 회전체의 속도제어용 신호발생 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

회전체의 속도제어용 신호발생 장치

제1a, b는 본 고안 장치의 구조설명도.

제2도는 본 고안 장치의 다른실시예의 구조 설명도.

제3도는 본 고안에서 시계방향 및 반시계 방향 회전시 주파수 발생용 코일의 출력 파형도.

제4도는 제3도의 증폭 파형도.

제5도는 종래의 회전체의 개략 단면도.

제6도는 종래장치의 로우터의 주파수 발생 착자 상태를 설명하는 도면.

제7도는 종래장치의 주파수 발생 코일 구조설명도.

제8도는 일반적인 주파수 발생기의 원리를 설명하는 도면.

본 고안은 회전체에 있어서의 속도제어를 위한 신호발생 장치에 관한 것으로서, 특히 전기각으로 90°위상차를 갖는 신호와 기준신호를 이용하여 기존의 2배 주파수를 갖는 속도제어용 신호를 얻어 정밀하게 속도제어를 행함과 동시에 기준신호와 전기각으로 90°위상차를 갖는 신호의 위상을 비교함으로써 회전체의 회전방향을 감지할 수 있도록 한 회전체의 속도제어용 신호발생 장치에 관한 것이다.

종래에 있어 회전체의 속도검출 장치는 제5도에 나타낸 바와같이 속도제어를 위한 신호를 발생시키는 주파수 발생용 마그네트(이하 FG 마그네트라 약칭함)와 FG마그네트의 회전에 따른 자속변화에 의하여 유도 기전력이 발생하도록 FG 마그네트와 대향하는 방향에 위치한 선소의 집합(이하 FG코일 이라 칭함)으로 구성된 것이며, 상기한 FG 코일은 제7도에서와 같이 일반적으로 1회전시의 FG 신호의 주파수를 보다 높게하기 위하여 FG 마그네트 극의수와 동일한 계수의 선소를 갖는 1개의 FG 코일인 것이다.

예들 들어 로우터가 1회전 할때의 발생주파수를 f라할 경우, FG마그네트의 착자국수는 2f로 된다.

그 이유는 1쌍의 FG 마그네트 간격만큼 이동할때 1주기의 FG 신호가 발생하기 때문에 1회전시의 발생주파수(f)에 따라 f쌍의 FG 마그네트극인 2f개의 자극이 착자되며, 여기서 1개의 극의 각도 θ는 제7도에 나타낸 바와 같이 360°/2f로 되고, 이에따라 FG코일도 동일한 각도로 등분된 선소의 연결로 이루어진다.

여기서 2은 파워용 마그네트, 4는 구동용 코일, 5는 PCB 또는 강판, 6은 축을 나타낸다.

이러한 종래 장치의 동작관계를 설명하면 다음과 같다.

제5도에서 로우터(Rotor)(7)가 회전함에 따라 로우터(7)에 장착되어 있는 FG마그네트(1)도 따라서 회전하게 되어 스테이터(stator)측의 FG코일(3)면상에서 FG 마그네트(1)의 자속밀도의 변화가 발생되고 이는 렌즈의 법칙에 의하여 FG 코일(3)에 유도 기전력이 발생된다.

즉, 제7도에 나타낸 FG 마그네트(1)와 FG 코일(3)을 직선상에 펄쳐서 나타내면 제8도에서와 같이 홀수 번째(1, 3, 5, 7, …)의 선소에서 발생되는 유도 기전력과 짝수번째(2, 4, 6, 8, …)에서 발생되는 유도 기전력의 방향이 서로 다르지만 FG 코일의 연결 방향이 각 선소로부터 발생된 전류가 형성되는 방향이기 때문에 FG 코일의 출력단자에는 FG 출력신호가 나타나게 된다.

즉, FG 마그네트가 N극에서 S극, 또는 S극에서 N극으로 변경될때에 홀수번째의 선소에서 발생되는 전류의 방향과 짝수번째의 선소에서 발생되는 전류의 방향은 서로 반대가 되지만 FG 코일의 연결은 전체적으로 동일 방향으로 전류가 흐르도록 구성되어 있기 때문에 FG 출력은 각 선소에서의 유도 기전력이 합성되어 나탄나게 된다.

이 경우에 1회전시의 주파수는 FG 마그네트의 극수가 짝수(n)일 경우펄스/회전으로 된다.

이때 발생한 FG 출력은 미세하므로 증폭하여 구형파로 만든후 회전에 속도를 제어하기 위한 신호로서 사용된다.

그러나, 이와 같은 종래의 장치는 회전체의 속도 변등을 작게하기 위한 1회전시의 FG신호가 많아서 정밀속도의 제어에는 유리한면이 있으나, 실제로는 FG 마그네트 착자극수 및 FG 코일이 등분이 가능한 정도로 제한을 받게 되고, 또한 로우터(7)가 시계회전 방향 또는 반시계 회전방향으로 회전하더라도 하나의 FG 신호에서는 회전방향을 감지할 수 없는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 로우터의 FG 마그네트 착자간격과 동일한 간격을 갖는 선소의 집합으로 되고, 기계각으로 FG 마그네트 착자간격을 2등분한 만큼의 위상차를 갖는 2개의 FG 코일을 마련하여 회전체의 정밀속도의 제어는 물론 회전방향도 감지할 수 있도록 함을 목적으로 하는 것으로서, 이하 첨부된 도면에 의하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1a, b도에서와 같이 본 고안 장치는 로우터의 FG 마그네트 착자간격(0m)과 동일한 간격을 갖는 선소(10)의 집합으로 이루어지고, 기게각으로 θm/2 만큼 위상차를 갖도록 2개의 FG 코일을 형성한 것이며, 여기서 FG 마그네트는 종래의 구조와 동일한 것이다.

이와 같이 된 본 고안의 작용효과를 제3도 및 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 제5도에 나타낸 바와같이 로우터(7)가 회전함에 따라 FG 마그네트(1)로 회전하게 되며, FG 마그네트(1)와 대향하는 FG 코일(3)에 유도 기전력이 유기된다.

이때 2개의 FG 코일(A), (B)은 제1도에 나타낸 바와 같이 기계각으로 θm/2 만큼 어긋나서 형성되어 있는 것이어서, 2개의 FG 코일(A), (B)의 출력신호는 제3도에 나타낸 바와 같인 같이 전기각으로 90°의 위상차를 가지게 된다.

이 경우에 시계방향으로 회전할때의 FG 코일(A)의 출력을 제3도의 A₁라하고, FG 코일(B)의 출력을 제3도의 B₁라고 하면 반시계 방향으로 회전할때의 FG 코일(B)의 출력은 제3도의 B₁'로 나타나고, 이 신호를 증폭시키게 되면 각각 제4도외에서와 같은 구형파 신호(A₂), (B₂), (B₂')로 나타나게 된다.

이와 같은 구형파 신호 (A₂), (B₂)를 익스클루시브 오어게이트(도시생략함)등을 사용하여 게이트 시키면 제4도에 나타내 신호(C)와 같이 FG 코일(A), (B)의 출력신호의 2배의 주파수를 갖는 신호를 생성할 수가 있다.

또한, FG코일(A)의 출력신호(A₂)를 기준으로 하여 FG 코일(B)의 출력신호 (B₂)의 위상을 서로 비교함으로써 회전체의 회전방향을 감지할 수가 있는 것이다.

제2도에는 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 이들 기본원리는 제1a, b도와 동일하며, 다만 기계각으로 θm=360°/2f로 어긋나고 있는 2개의 FG 코일을 동일 원주상에 형성하고 있는점이 다르다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안 장치에 의하면 전기각으로 90°위상차를 갖는 FG 신호와 기준신호를 이용하여 종래의 장치보다 2배의 주파수를 갖는 속도제어용 신호를 얻을수가 있는 것이어서, 보다 정밀도가 높은 속도제어를 행할 수 있을 뿐만 아니라 기준신호와 전기각으로 90°위상차를 갖는 신호의 위상을 상호 비교함으로써 회전체의 회전 방향 까지도 감지할 수 있는 일거양득의 효과를 제공하는 것이다.

Claims (2)

1. 주파수 발생용 마그네트와 이에 대향하는 주파수 발생 코일로 구성된 주파수 발생장치를 갖는 회전체에 있어서, 1회전시의 발생 주파수가 f일 경우 2개의 FG 코일(A), (B)의 선소간격이 360°/2f인 집합체로 구성되고, 상기 2개의 FG 코일(A), (B)은 서로 물리적에 의한 기계각으로 360°/4f만큼 어긋나도록 형성한 회전체의 속도제어용 신호 발생 장치.
2. 제1항에 있어서, 선소간격이 360°/2f인 상기 2개의 FG 코일(A), (B)을 FG 마그네트가 착자된 회전체와 대향되는 고정자 면에 형성하고 있는 회전체의 속도제어용 신호 발생 장치.