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KR100914521B1 - Motor rotor position measurement method and system using edge magnetic flux, Hall sensor support structure for it - Google Patents

Motor rotor position measurement method and system using edge magnetic flux, Hall sensor support structure for it Download PDF

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KR100914521B1
KR100914521B1 KR1020080126625A KR20080126625A KR100914521B1 KR 100914521 B1 KR100914521 B1 KR 100914521B1 KR 1020080126625 A KR1020080126625 A KR 1020080126625A KR 20080126625 A KR20080126625 A KR 20080126625A KR 100914521 B1 KR100914521 B1 KR 100914521B1
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KR
South Korea
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hall sensor
magnetic flux
rotor
motor
edge magnetic
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KR1020080126625A
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Korean (ko)
Inventor
남광희
김재욱
김영규
노명근
Original Assignee
(주)엘오티베큠
씨앤에이텍 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 홀센서를 전동기의 일측에 부착하여 발생한 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정 방법 및 시스템, 그리고 이 홀센서를 지지하는 지지 구조를 제공한다.The present invention provides a method and system for measuring a motor rotor position using edge magnetic flux generated by attaching a hall sensor to one side of a motor, and a support structure for supporting the hall sensor.

이를 위해, 이용한 전동기 회전자 위치 측정 시스템은, 고정자 및 다수의 영구자석이 구비된 회전자로 구성된 전동기와, 회전자와 소정의 거리로 이격되어 영구자석의 가장자리 자속을 측정하여 전동기의 출력 신호를 생성하는 홀센서와, 출력 신호로부터 잡음을 제거하는 전기 회로부와, 잡음이 제거된 출력 신호를 처리하여 전동기의 회전자 회전 위치를 계산하는 알고리즘 처리부를 포함한다.To this end, the motor rotor position measuring system used is a motor consisting of a stator and a rotor having a plurality of permanent magnets, and is spaced apart by a predetermined distance from the rotor to measure edge magnetic flux of the permanent magnets to output an output signal of the motor. And a Hall sensor to be generated, an electric circuit unit for removing noise from the output signal, and an algorithm processing unit for processing the noise-free output signal to calculate a rotor rotation position of the motor.

본 발명에 의하면, 영구자석에 발생하는 가장자리 자속을 홀센서가 측정하게 함으로써, 고정자의 권선에 의한 신호간섭을 고려할 필요가 없고, 별도의 자석이나 또는 일정거리를 이격시키기 위한 공간에 대한 필요성이 없어지는 효과가 있다.According to the present invention, by allowing the Hall sensor to measure the edge magnetic flux generated in the permanent magnet, there is no need to consider the signal interference by the winding of the stator, there is no need for a separate magnet or a space for a certain distance Is effective.

Description

가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정 방법 및 시스템, 이를 위한 홀센서 지지 구조{Method and System for measuring the position of a motor rotor using fringe field, and Structure for suporting Hall sensors for the same}Method and system for measuring the position of a motor rotor using fringe field, and Structure for suporting Hall sensors for the same}

본 발명은 전동기 위치 측정 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 홀센서를 전동기의 일측에 부착하여 발생한 가장자리 자속을 이용한 전동기 위치 측정 방법 및 시스템, 그리고 이 홀센서를 지지하는 지지 구조에 대한 것이다. The present invention relates to a method and system for measuring a motor position, and more particularly, to a method and system for measuring a motor position using an edge magnetic flux generated by attaching a hall sensor to one side of a motor, and a support structure for supporting the hall sensor. .

일반적으로 전동기에 사용되는 위치 센서는 전동기축에 고정되어 회전자가 회전함에 따라 생기는 신호 변화의 값을 센싱함으로써, 위치와 속도를 간접적으로 알 수 있게 한다. 특히, 위치 센서에는 엔코더나 레졸버를 들 수 있는데, 이 경우 축 진동으로 인한 신호 손실 방지를 위해, 소정거리인 x만큼 띄워줘야 하는 단점이 있다.In general, the position sensor used in the motor is fixed to the motor shaft to sense the value of the signal change caused by the rotation of the rotor, thereby indirectly knowing the position and speed. In particular, the position sensor may include an encoder or a resolver. In this case, in order to prevent signal loss due to axial vibration, there is a disadvantage in that a predetermined distance, x, should be floated.

이러한 위치 센서의 사용에 의해 발생하는 단점을 해소하기 위한 것으로 홀 센서를 이용하는 방식을 들 수 있다. 이 방식의 경우, 2가지 형태가 있다. 첫번째 형태로는, 영구자석 전동기의 자속을 사용하지 않고 또 다른 영구자석을 사용하여 홀센서로 자속을 검출하는 방식이다. 이 경우, 소정의 거리를 두어야 할 필요가 없으므로 공간적 여유가 생긴다.In order to solve the disadvantage caused by the use of the position sensor, there is a method using a hall sensor. There are two forms of this approach. In the first form, the magnetic flux is detected by the hall sensor using another permanent magnet without using the magnetic flux of the permanent magnet motor. In this case, there is no need to keep a predetermined distance, thereby creating a space margin.

즉, 세 개의 홀센서를 각 120°로 띄우고, 그 중 하나의 홀센서를 d축과 일치시키고 일정 자속 이상이 되면, '1'이 되고, 일정 자속 이하면 '0'이 되는 원리를 이용하여 회전자의 위치를 파악하는 방식이다. 하지만, d축을 일치시키기가 힘들고, 펄스 신호를 재구성하여 회전자의 위치를 파악해야 하므로 해상도가 떨어지며, 복잡한 제어 알고리즘이 요구된다는 단점이 있다.That is, three Hall sensors are floated at 120 ° each, and one Hall sensor is aligned with the d-axis, and if it exceeds a certain flux, it becomes '1', and if it falls below a certain flux, it becomes '0'. This is to find the position of the rotor. However, it is difficult to match the d-axis, and since the position of the rotor needs to be reconstructed by reconstructing the pulse signal, the resolution is low and a complicated control algorithm is required.

두 번째 방식으로는, 영구자석 전동기의 자속을 검출하여 전동기를 제어하는 방식을 사용한다. 이 경우, 고정자에 홀센서가 고정되기 때문에 축 진동으로 인한 신호 손실을 피할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이 두 번째 방식에 의할 경우, 펄스형 홀센서를 사용하면, 자속의 크기를 검출하기가 힘들다는 단점이 있다.As a second method, a method of controlling the motor by detecting the magnetic flux of the permanent magnet motor is used. In this case, since the Hall sensor is fixed to the stator, there is an advantage of avoiding signal loss due to axial vibration. However, according to the second method, it is difficult to detect the magnitude of the magnetic flux when using a pulsed Hall sensor.

본 발명은 종래 기술에서 제기되었던 문제점을 극복하고자 제안된 것으로서, 위치 센서를 사용할 경우 발생하는 축 진동으로 인한 신호 손실없이도 정확한 전동기 회전자의 위치를 측정하기 위한 측정 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to overcome the problems posed by the prior art, and an object of the present invention is to provide a measuring method and system for accurately measuring the position of a motor rotor without signal loss due to axial vibration generated when using a position sensor. do.

또한, 본 발명은 홀센서 이용시 d축을 용이하게 일치시키고, 회전자의 위치 를 간단하게 파악해야 하므로 해상도를 향상시키고, 이를 구현하는 제어 알고리즘을 간결하게 하는 측정 방법 및 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention to easily match the d-axis when using the Hall sensor, and to easily determine the position of the rotor to improve the resolution, and to provide a measuring method and system to simplify the control algorithm to implement the same for another object do.

또한, 본 발명은 펄스형 홀센서를 사용할 경우에도 자속의 크기를 용이하게 검출하는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method and system for easily detecting the magnitude of magnetic flux even when using a pulsed Hall sensor.

또한, 본 발명은 전동기 회전자의 위치를 측정하는 홀센서를 지지하기 위한 지지 구조를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a support structure for supporting a hall sensor for measuring the position of a motor rotor.

이를 위해 본 발명은, 고정자 및 다수의 영구자석이 구비된 회전자로 구성된 전동기와, 회전자와 소정의 거리로 이격되어 영구자석의 가장자리 자속을 측정하여 전동기의 출력 신호를 생성하는 홀센서와, 출력 신호로부터 잡음을 제거하는 전기회로부와, 잡음이 제거된 출력 신호를 처리하여 전동기의 회전자 회전 위치를 계산하는 알고리즘 처리부를 포함하는 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정 시스템을 제공한다.
이때, 홀센서는 영구자석의 가장자리 자속을 측정하기 위해, sine 파 혹은 유사 sine(pseudo sine) 파를 위한 홀센서와 cosine 파 혹은 유사 cosine(pseudo cosine) 파를 위한 홀센서를 포함하는 복수의 홀센서를 포함한다.
또한, 홀센서는 홀센서 지지대에 의해 고정자에 부착되어, 회전자의 종단면의 영구 자석 상부에 위치되고, 전기회로부는 홀센서 지지대와 전기 회로부 지지대에 의해 고정자에 부착되어 지지된다.
이때, 전기 회로부 지지대를 가변가능하게 하는 홀센서 보조 지지대가 구비되어, 홀센서 지지대의 높이가 가변되므로 홀센서의 위치를 가변시켜, 홀센서가 영구자석의 가장자리 자속 세기의 측정된 변화량을 최적화시키도록 하는 것이 바람직하다.
이와 함께, 본 발명은 고정자 및 다수의 영구자석이 구비된 회전자로 구성된 전동기로부터 일측에 구성된 홀센서가 영구자석의 가장자리 자속을 측정하여 전동기의 출력 신호를 생성하는 단계와, 출력 신호로부터 잡음을 제거하는 단계와, 잡음이 제거된 출력 신호를 처리하여 전동기의 회전자 회전 위치를 계산하는 단계를 포함하는 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정 방법이 제공된다.
또한, 본 발명은 엔드 턴이 일측에 형성된 고정자 및 다수의 영구자석이 구비된 회전자로 구성된 전동기와, 엔드 턴의 상단에 고정 나사에 의해 고정되기 위한 홀이 내부에 형성되고, 상단에 상기 회전자와 소정의 거리로 이격되어 영구자석의 가장자리 자속을 측정하기 위한 홀센서를 안착하는 홈이 형성된 홀센서 지지대와, 홀센서 지지대와 함께 상기 홀센서로부터의 신호를 받는 전기회로부를 지지하도록 엔드 턴의 상단에 고정 나사에 의해 고정되기 위한 홀이 내부에 형성되는 전기 회로부 지지대를 포함하는 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정의 홀센서 지지 구조를 제공한다.
To this end, the present invention, a motor comprising a stator and a rotor having a plurality of permanent magnets, a Hall sensor for generating an output signal of the motor by measuring the edge magnetic flux of the permanent magnet spaced apart from the rotor by a predetermined distance, An electric rotor position measuring system using an edge magnetic flux including an electric circuit unit for removing noise from an output signal and an algorithm processing unit for processing a noise canceled output signal to calculate a rotor rotation position of the motor.
In this case, the hall sensor includes a plurality of holes including a hall sensor for a sine wave or pseudo sine wave and a hall sensor for a cosine wave or pseudo cosine wave to measure the edge magnetic flux of the permanent magnet. It includes a sensor.
In addition, the Hall sensor is attached to the stator by the Hall sensor support, is located above the permanent magnet of the longitudinal section of the rotor, the electrical circuit portion is attached to the stator by the Hall sensor support and the electrical circuit support.
At this time, the hall sensor auxiliary support for varying the electrical circuit support is provided, the height of the hall sensor support is variable, thereby varying the position of the hall sensor, the hall sensor to optimize the measured variation of the magnetic flux intensity of the edge of the permanent magnet It is desirable to.
In addition, the present invention comprises a step of generating an output signal of the motor by measuring the edge magnetic flux of the permanent magnet of the hall sensor configured on one side from the motor consisting of a stator and a rotor provided with a plurality of permanent magnets, and noise from the output signal A method of measuring a motor rotor position using edge magnetic flux is provided that includes removing the noise signal and processing the noise-free output signal to calculate a rotor rotation position of the motor.
In addition, the present invention is an electric motor consisting of a stator and a rotor having a plurality of permanent magnets and the end turn is formed on one side, a hole for fixing by a fixing screw on the upper end of the end turn is formed therein, the upper An end turn to support an electric circuit part receiving a signal from the hall sensor, together with a hall sensor support having a groove formed therein, which is spaced apart from the electron by a predetermined distance, and seats a hall sensor for measuring the edge magnetic flux of the permanent magnet. It provides a hall sensor support structure of the motor rotor position measurement using the edge magnetic flux comprising an electrical circuit support portion formed therein a hole for fixing by a fixing screw on the top of the.

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본 발명에 의하면, 영구자석에 발생하는 가장자리 자속을 홀센서가 측정하게 함으로써, 고정자의 권선에 의한 신호간섭을 고려할 필요가 없고, 별도의 자석이나 또는 일정거리를 이격시키기 위한 공간에 대한 필요성이 없어지는 효과가 있다.According to the present invention, by allowing the Hall sensor to measure the edge magnetic flux generated in the permanent magnet, there is no need to consider the signal interference by the winding of the stator, there is no need for a separate magnet or a space for a certain distance Is effective.

또한, 복수의 홀센서, 비선형 성분을 제거하는 룩업 테이블과 보간법을 이용하고, d축을 항상 일치되어 돌아가도록 함으로써, 회전자의 위치가 쉽게 파악되며, 이에 따라 제어 알고리즘을 간단하게 하는 다른 효과가 있다.In addition, by using a look-up table that removes a plurality of Hall sensors, nonlinear components, and interpolation, the d-axis is always matched to return the rotor position, thereby simplifying the control algorithm. .

또한, 선형 홀센서를 이용함으로써, d축 일치 문제, 전동기 축 전동에 따른 신호 왜곡 문제, 공간 절약, 회로와 알고리즘의 간편화, 및 가격 절감을 이루는 또 다른 효과가 있다.In addition, by using the linear Hall sensor, there is another effect of achieving a d-axis matching problem, a signal distortion problem due to motor shaft transmission, space saving, simplifying circuits and algorithms, and cost reduction.

또한, 고정자에 홀센서가 고정되므로, 전동기 축 진동에 큰 영향을 받지 않아서 베어링 설계가 쉬워지는 또다른 효과가 있다.In addition, since the Hall sensor is fixed to the stator, there is another effect that the bearing design is easy because the motor is not greatly affected by the vibration of the motor shaft.

또한, 앤드턴(end turn) 근처에 홀센서와 전기 회로가 구성되어, 특별한 공간이 요구되지 않으므로 조밀하게 전동기를 만들 수 있는 또 다른 효과가 있다.In addition, the Hall sensor and the electric circuit is configured near the end turn, there is another effect that can be made densely motor because no special space is required.

또한, 홀센서를 위한 보조 지지대를 사용함으로써, 간단하게 전구간의 홀센서 변화량에 대한 측정이 가능하여 제어의 정확도를 높이는 또 다른 효과가 있다. In addition, by using the auxiliary support for the Hall sensor, it is possible to simply measure the amount of change of the Hall sensor between the bulbs, there is another effect of increasing the accuracy of the control.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 기술하기로 한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 홀센서 하드웨어 구성도를 도시한 것이다. 보통 전동기의 경우, 회전자(5: Rotor)와 이 회전자를 회전시키는 고정자(4: Stator)로 구성된다.1 is a block diagram of a hall sensor hardware according to an embodiment of the present invention. Usually, in the case of an electric motor, it consists of a rotor (5) and a stator (4) which rotates this rotor.

고정자(4)에는 권선 슬롯(1: winding slot)과, 이 권선 슬롯에 권선되어 회전자(5: Rotor)를 회전시키는 토크를 발생시키는 구리선(2: coil)이 형성되고, 회전자(5)에는 이 고정자에 의해 회전되도록 하는 N극 영구자석(3a)과 S극 영구자석 (3b)이 교대로 형성되어 있다. 물론, 고정자(4)와 회전자(5) 사이에는 공극(7: Air gap)이 형성되어 있어, 회전자(5)가 이 고정자(4) 사이에서 안정적으로 회전할 수 있게 한다.
여기에 회전자(5)의 정확한 위치를 파악하기 위한 PCB 전기 회로부(16)가 고정자(4)의 일측에 구성되며, 이 전기 회로부(16)에 의해 회전자(5)의 위치를 센싱하여 알려주는 복수의 홀센서(11, 12)가 고정자(4) 상에 설치된다. 물론, 복수의 홀센서(11, 12)가 회전자(5)로부터 일정한 간격을 두고 고정자(4)에 안정적으로 부착되어 있기 위해서는 지지 구조가 필요한데, 이에 대하여는 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.
여기서, 복수의 홀센서(11, 12)는 sine 파 혹은 유사 sine(pseudo sine) 파를 위한 홀센서와, cosine 파 혹은 유사 cosine(pseudo cosine) 파를 위한 홀센서를 포함한다.
The stator 4 is formed with a winding slot 1 and a copper wire 2: coil wound around the winding slot to generate torque for rotating the rotor 5. The rotor 5 The N-pole permanent magnet 3a and the S-pole permanent magnet 3b which are rotated by this stator are alternately formed. Of course, an air gap 7 is formed between the stator 4 and the rotor 5, so that the rotor 5 can stably rotate between the stators 4.
Here, the PCB electrical circuit portion 16 for determining the exact position of the rotor 5 is configured on one side of the stator 4, and the electrical circuit portion 16 senses the position of the rotor 5 and informs it. The plurality of Hall sensors (11, 12) is installed on the stator (4). Of course, in order to stably attach the plurality of Hall sensors 11 and 12 to the stator 4 at regular intervals from the rotor 5, a supporting structure is required, which will be described later with reference to FIG. 9.
Here, the plurality of Hall sensors 11 and 12 include a Hall sensor for a sine wave or pseudo sine wave, and a Hall sensor for a cosine wave or pseudo cosine wave.

본 발명에 따라 복수의 홀센서(11, 12)가 회전자의 위치를 정확하게 센싱하는 원리를 보여주는 도면이 도 2에 도시된다. 즉, 영구자석으로부터 가장자리 자속과 자속 방향이 형성된다. 부연하면, N극 영구자석(3a)로부터 S극 영구자석(3b)으로 향하는 반지름 방향 자속(9: radial field)과, N극 영구자석(3a)로부터 S극 영구자석(3b)으로 향하는 가장자리 자속(10: fringe field)이 형성되는 모습을 도 2가 보여주고 있다.2 is a view illustrating a principle in which the plurality of Hall sensors 11 and 12 accurately sense the position of the rotor according to the present invention. That is, the edge magnetic flux and the magnetic flux direction are formed from the permanent magnet. In other words, the radial magnetic field 9 from the N-pole permanent magnet 3a to the S-pole permanent magnet 3b and the edge magnetic flux from the N-pole permanent magnet 3a to the S-pole permanent magnet 3b. 2 shows the formation of the (10: fringe field).

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이해를 위해, 더욱 상세하게 설명하면, 도 2는 축방향 영구자석 전동기의 영구자석 자속의 방향을 표시한 것이다. N극과 S극이 전기 각으로 90°만큼 떨어져 있고, 자석의 착좌는 슬롯(1)과 자속이 쇄교하는 전동기 축(6)에 수직방향(xy 평면)으로 되어 있으므로, 전동기의 평면 위의 자속은 대부분 N극(3a)에서 나와서 S극(3b)으로 가장 강하게 형성된다. 물론, 전동기의 평면에 비하여 작지만 전동기의 축(6) 방향으로도 자속이 형성된다.For the sake of understanding, in more detail, FIG. 2 shows the direction of the permanent magnetic flux of the axial permanent magnet motor. Since the N pole and the S pole are 90 degrees apart from each other at an electric angle, and the magnet seating is perpendicular to the motor shaft 6 where the slot 1 and the magnetic flux intersect (xy plane), The magnetic flux mostly comes out of the N pole 3a and is formed most strongly by the S pole 3b. Of course, although smaller than the plane of the electric motor, the magnetic flux is also formed in the direction of the axis 6 of the electric motor.

그 중에서도 영구자석의 중앙의 자속이 기본파에 가까운 자속이 생긴다. 따라서, 홀센서(11, 12)는 인가한 자속에 따라 도 4와 같은 출력파 신호를 만들어 내므로, 영구자석의 중앙 부분의 가장자리 자속을 복수의 홀센서(11, 12)에 생성된 출력파 신호로 측정함으로써, 회전자의 위치 값을 결정하는 것이 가능하게 된다. 여기서, 복수의 홀센서(11, 12)는 선형 홀센서일 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다.Among them, the magnetic flux in the center of the permanent magnet is close to the fundamental wave. Accordingly, since the hall sensors 11 and 12 generate the output wave signal as shown in FIG. 4 according to the applied magnetic flux, the output wave signals generated at the edge magnetic flux of the center portion of the permanent magnet in the plurality of hall sensors 11 and 12 are generated. By measuring with the signal, it becomes possible to determine the position value of the rotor. Here, the plurality of Hall sensors 11 and 12 may be linear Hall sensors, but the present invention is not limited thereto.

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이러한 홀센서 구성을 이용하여 홀센서가 회전자의 위치에 대한 측정 결과를 보여주는 출력 신호를 나타낸 도면이 도 4이다. 부연하여 설명하면, 이는 회전자가 회전함에 따라 홀센서가 N극 영구자석과 S극 영구자석을 측정한 출력신호를 보여주는 도면이다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 회전자(5)가 고정자(4)에 의해 회전함에 따라 홀센서(11)는 자신이 측정한 가장자리 자속을 출력한다.4 is a view illustrating an output signal in which a hall sensor shows a measurement result of a position of a rotor using the hall sensor configuration. In detail, this is a view showing an output signal of the Hall sensor measuring the N pole permanent magnet and the S pole permanent magnet as the rotor rotates. That is, as shown in FIG. 3, as the rotor 5 rotates by the stator 4, the hall sensor 11 outputs the edge magnetic flux measured by the hall sensor 11.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 홀센서(11, 12)의 가장자리 자속 측정 위치를 도시한 것이다. 본 실시예에서는, S극 영구자석(3b)의 중심에 cosine 파 혹은 유사 cosine(pseudo cosine) 파를 위한 홀센서 (12)가, 이 S극 영구자석(3b)과 N극 영구자석(3a)가 접하는 곳에 sine 파 혹은 유사 sine(pseudo sine) 파를 위한 홀센서(11)가 놓이도록 설치된다. 즉, 홀센서(11, 12)는 이 S극 영구자석(3b)과 N극 영구자석(3a)으로 부터 일정간격을 두고 회전자(5) 위에 떠있게 된다.3 illustrates edge magnetic flux measurement positions of the Hall sensors 11 and 12 according to an exemplary embodiment of the present invention. In the present embodiment, the hall sensor 12 for cosine waves or pseudo cosine waves at the center of the S pole permanent magnet 3b includes the S pole permanent magnet 3b and the N pole permanent magnet 3a. It is installed so that the Hall sensor 11 for the sine wave or pseudo sine wave is placed in the vicinity. That is, the hall sensors 11 and 12 float on the rotor 5 at a predetermined interval from the S pole permanent magnet 3b and the N pole permanent magnet 3a.

이를 이해하기 쉽게 단면으로 보여주는 도면이 도 5이다. 즉, 도 5는 도 3에서 y-y'축 방향으로 본 발명의 일실시예에 따른 전동기를 절개한 단면도이다. 부연하면, 홀센서(18: 도 3의 11 또는 12 중 하나를 나타냄)는 엔드 턴(13) 홀센서 지지대(14)에 의해 지지되어, 회전자(5)로부터 일정거리만큼 이격된다.
물론, 이 홀센서(18)는 영구자석(3: N극 영구자석(3a) 또는 S극 영구자석(3b) 중 하나를 나타냄)의 가장자리 자속을 측정해야 하므로, 홀센서 지지대(14)에 의해 고정자(4)에 부착되어 회전자(5)의 종단면의 영구 자석(3) 상부에 위치되고, 고정 나사(17)에 의해 고정된다.
이와 함께, 전기 회로부(16)도 전기 회로부 지지대(15)에 의해 지지되며, 고정 나사(17)에 의해 고정된다. 여기서, 영구자석(3)은 원주면의 회전자(5)에 밀착되기 위해 필름 영구자석이 사용될 수 있다.
여기서, 전기 회로부(16)는 홀센서 지지대(14)와 전기 회로부 지지대(15)에 의해 고정자(4)에 부착되어 지지되는 가장자리 자속을 이용하게 된다.
Figure 5 shows the cross-sectional view for easy understanding. 5 is a cross-sectional view of the electric motor according to the embodiment of the present invention in the y-y 'axis direction in FIG. In other words, the hall sensor 18 (which represents one of 11 or 12 of FIG. 3) is supported by the end turn 13 hall sensor support 14 and spaced apart from the rotor 5 by a certain distance.
Of course, the Hall sensor 18 must measure the edge magnetic flux of the permanent magnet (3: either the N-pole permanent magnet (3a) or the S-pole permanent magnet (3b)), so that the Hall sensor support 14 It is attached to the stator 4 and is positioned above the permanent magnet 3 in the longitudinal section of the rotor 5 and is fixed by the fixing screw 17.
In addition, the electric circuit portion 16 is also supported by the electric circuit portion supporter 15 and fixed by the fixing screw 17. Here, the permanent magnet 3 may be a film permanent magnet to be in close contact with the rotor 5 of the circumferential surface.
Here, the electrical circuit portion 16 uses the edge magnetic flux that is attached to and supported by the stator 4 by the hall sensor support 14 and the electrical circuit support 15.

이때, 전기 회로부 지지대(15)를 가변가능하게 하는 홀센서 보조 지지대(31)가 구비되므로, 홀센서 지지대(14)의 높이를 가변시킬 수가 있어 홀센서(18)의 위치를 가변시켜, 영구 자석(3)의 가장자리 자속 세기의 측정된 변화량을 최적화시키도록 할 수 있다.At this time, since the Hall sensor auxiliary support 31 which makes the electric circuit part support 15 variable is provided, the height of the Hall sensor support 14 can be changed, and the position of the Hall sensor 18 is changed, and a permanent magnet It is possible to optimize the measured variation of the edge magnetic flux intensity of (3).

삭제delete

위에 기술된 바와 같이, 홀센서(18)와 회전자(5) 사이의 거리, 즉 홀센서(18)와 영구자석(3) 사이의 거리에 따라, 가장자리 자속에 대한 측정값의 정확성도 달라 지게 된다.As described above, depending on the distance between the Hall sensor 18 and the rotor 5, i.e. the distance between the Hall sensor 18 and the permanent magnet 3, the accuracy of the measured value for the edge magnetic flux will also vary. do.

이를 이해하기 쉽도록 도면으로 도시된 것이 도 6이다. 예를 들면, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 홀센서(11, 12)가 회전자(5)로부터 일정거리(28a)로 이격되어 있으면, 고조파 성분이 줄어들고, 정현파(코사인파(1')와 사인파(2'))에 가까운 자속을 얻을 수 있다.Figure 6 is shown in the drawings for ease of understanding. For example, as shown in FIG. 6A, when the hall sensors 11 and 12 are spaced apart from the rotor 5 by a predetermined distance 28a, harmonic components are reduced, and a sinusoidal wave (cosine wave ( Magnetic flux close to 1 ') and sine wave (2') can be obtained.

이에 따르면, 정확한 위치의 값을 얻을 수 있어 회전자의 모든 지점을 표현 할 수 있게 되므로 정밀한 제어가 가능해 진다.According to this, it is possible to obtain a value of the correct position to represent all the points of the rotor, which enables precise control.

반면에, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 홀센서(11, 12)가 회전자(5)에 너무 가까운 거리(28b)로 이격되어 있을 경우, 가장자리 자속에 5, 7차 고조파 성분이 많이 포함되어 있어 비선형적 왜곡에 따른 오차(60, 61)가 발생하게 된다. 따라서, 속도 측정시 큰 오차가 발생할 수 있다.On the other hand, as shown in (b) of FIG. 6, when the hall sensors 11 and 12 are spaced apart by a distance 28b too close to the rotor 5, the fifth and seventh harmonic components at the edge magnetic flux. Since a large amount is included, errors 60 and 61 due to nonlinear distortion are generated. Therefore, a large error may occur when measuring the speed.

물론, 이 오차는 대부분의 경우 별도의 전기 회로를 써서 교정이 가능하다. 하지만 정밀한 제어가 요구되는 경우에는 자속의 세기가 매우 크므로 교정이 되지 않을 수 있는데, 이를 위해, 도 9에 도시된 홀센서 보조 지지대가 사용된다. 이에 대하여는 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.Of course, this error can be corrected in most cases using separate electrical circuits. However, when precise control is required, since the strength of the magnetic flux is very large, the calibration may not be performed. For this purpose, the hall sensor auxiliary support shown in FIG. 9 is used. This will be described later with reference to FIG. 9.

이제, 이 측정된 영구자석의 가장자리 자속을 처리하는 과정을 설명한다. 우선, 이에 앞서 이러한 처리과정의 개념을 보여주는 도면이 도 7에 도시된다. 즉, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기의 위치 측정을 구현하는 개념 시스템도이다. Now, the process of processing the edge flux of the measured permanent magnet is described. First, a diagram showing the concept of this process is shown in FIG. 7. That is, Figure 7 is a conceptual system diagram for implementing a position measurement of the motor according to an embodiment of the present invention.

이를 설명하면, 홀센서(11, 12)에 의해 영구자석(3a, 3b)의 가장자리 자속이 측정되며, 이 측정된 정보는 출력 신호로 전기 회로부(16)에 전송되는데, 이 전기 회로부(16)에는 저역 통과 필터(70)가 구성되어 있다. 따라서, 이 출력 신호의 잡음이 제거되고, 회전자의 위치를 파악하고 제어하는 알고리즘 처리부(71)로 전송된다. To explain this, the edge magnetic flux of the permanent magnets 3a and 3b is measured by the hall sensors 11 and 12, and the measured information is transmitted to the electric circuit unit 16 as an output signal, which is then supplied to the electric circuit unit 16. The low pass filter 70 is comprised. Therefore, the noise of this output signal is removed and transmitted to the algorithm processing section 71 for identifying and controlling the position of the rotor.

알고리즘 처리부(71)에 전송된 출력 신호가 어떤 과정을 통해 처리되는 지를 이해하기 쉽게 순차적으로 나타내면 다음과 같다.If the output signal transmitted to the algorithm processing unit 71 is shown in order to easily understand the process to be processed as follows.

1) 잡음이 제거된 출력 신호는 프로세서(미도시)가 사용가능한 범위 내로 크 기를 조정하고, 오프셋(offset)이 제거된다.1) The noise-free output signal is sized within the range available to the processor (not shown), and the offset is removed.

2) 수개의 홀센서로부터 출력된 출력 신호의 크기를 같게 만들어 준다.2) Make the size of output signal output from several Hall sensors the same.

3) 저역 통과 필터를 통과시켜 다시 신호를 필터링 한 후에 기본파에 가까운 신호를 이용하여, 룩업 테이블(look-up table)과 보간법을 사용하여 각도를 구한다. 3) After filtering the signal again through the low pass filter, using the signal close to the fundamental wave, the angle is obtained by using a look-up table and interpolation method.

4) 필터에 의해 수반된 위상을 보정하기 위하여, 각각의 룩업 테이블과 보간법을 사용하여, 구한 각도를 일정한 시간을 두고 측정하고, 이를 일정한 시간으로 나누어 속도를 계산하고, 계산된 속도에 따라 위상을 보정한다. 4) In order to correct the phase accompanied by the filter, using each lookup table and interpolation method, the angle obtained is measured over a certain time, and the speed is divided by a constant time, and the phase is calculated according to the calculated speed. Correct.

이제, 이러한 알고리즘 처리과정을 도 8을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Now, this algorithm processing will be described in detail with reference to FIG. 8.

홀센서(11, 12), 즉 도 1의 sin 홀센서(11)와 cos 홀센서(12)로부터 나오는 신호는 정확히 두 개의 신호의 크기가 같지 않으므로 두 개의 신호의 크기를 맞추어 주고 프로세서에 따라 크기를 조정한다(800).Hall sensors 11 and 12, i.e., signals from sin Hall sensor 11 and cos Hall sensor 12 of FIG. 1 are not exactly the same size of two signals, so the sizes of the two signals are adjusted according to the processor. Adjust 800 (800).

이 신호들에는 여러 가지 잡음이 포함되어 있으므로 다음식과 같이 잡음을 제거한다(810).Since these signals contain various noises, the noises are removed as shown in the following equation (810).

Figure 112008085737169-pat00001
→ 일반적인 이산형(discrete type) 필터
Figure 112008085737169-pat00001
¡Æ typical discrete type filters

Figure 112008085737169-pat00002
Figure 112008085737169-pat00003
로 두면,
Figure 112008085737169-pat00002
Figure 112008085737169-pat00003
If you leave it,

Figure 112008085737169-pat00004
Figure 112008085737169-pat00004

즉,

Figure 112008085737169-pat00005
간격으로 측정한 값들을 바탕으로 시정수
Figure 112008085737169-pat00006
로 정한 후 입력 신호 값
Figure 112008085737169-pat00007
을 필터링하여 필터링 된
Figure 112008085737169-pat00008
을 사용하면, 1차 저역 통과 필터와 같은 효과로 동작하여 잡음을 제거하게 된다.In other words,
Figure 112008085737169-pat00005
Time constant based on values measured at intervals
Figure 112008085737169-pat00006
Input signal value after setting
Figure 112008085737169-pat00007
Filtered to filter
Figure 112008085737169-pat00008
If used, it works like the first-order lowpass filter to remove noise.

여기서 얻은 신호는 기본파에 가까운 정현파가 된다(811).The signal obtained here becomes a sine wave close to the fundamental wave (811).

사분면중에서 하나의 사분면의 데이터만을 이용하여 절대 각을 알아내기 위하여 복수 개에서 나오는 신호의 부호를 바탕으로 부호를 결정한다(820).In order to determine the absolute angle using only data of one quadrant of the quadrants, a code is determined based on the signs of signals from the plurality of quadrants (820).

부호가 결정되면, 절대값을 취하여 하나의 사분면의 데이터로 만든다(840).Once the sign is determined, the absolute value is taken into data of one quadrant (840).

이 데이터에는 비선형 왜곡이 있으므로 입력의 신호를 임의의 두 개의 미지수로 간주하여 역 탄젠트 룩업 테이블을 만들고 이 신호를 바탕으로 하여 역 탄젠트를 구한다(830, 831, 850).Since this data has nonlinear distortion, an inverse tangent lookup table is created by considering the input signal as any two unknowns, and an inverse tangent is obtained based on the signal (830, 831, 850).

데이터 개수가 부족하여 발생하는 오차를 줄이기 위하여 다음식과 같이 2차원 보간법을 사용한다. Two-dimensional interpolation is used to reduce the error caused by insufficient data.

Figure 112008085737169-pat00009
Figure 112008085737169-pat00009

복수개의 신호를 바탕으로 절대 각이 구하여지므로, 복수개의 신호를 가지고 룩업테이블의 데이터를 통하여 나온 값을

Figure 112008085737169-pat00010
라 하면 일정시간 동안 전후의 값을 비교하여 보간법을 사용하여
Figure 112008085737169-pat00011
얻을 수 있다(870, 860, 861).Since the absolute angle is obtained based on the plurality of signals, the value obtained through the data of the lookup table with the plurality of signals is obtained.
Figure 112008085737169-pat00010
Is to use the interpolation method
Figure 112008085737169-pat00011
Obtainable (870, 860, 861).

필터로 인한 위상을 보상하기 위하여, 속도에 따라 위상을 보상한다. 속도는 일정한 시간을 두고 샘플링 한 절대 각의 값들의 차이를 구하여 다음식과 같이 구한다(880, 890).To compensate for the phase due to the filter, the phase is compensated for with speed. Velocity is obtained by the difference between absolute angles sampled over a certain time as follows (880, 890).

Figure 112008085737169-pat00012
Figure 112008085737169-pat00012

이러한 보정과정을 거치면 우리가 원하는 속도와 절대 각이 출력된다. 이러한 과정을 통하여 획득된 결과가 도 10에 도시된다.After this calibration process, the desired speed and absolute angle are output. The results obtained through this process are shown in FIG. 10.

위에 기술한 바와 같이, 대부분의 경우 전기 회로로 신호의 값의 교정이 가능하지만 정밀한 제어를 요구 시에는 자속의 세기가 매우 크게 되므로, 교정이 용이하지 않다. 그러므로, 이를 위해, 도 9에 도시된 바와 같은 홀센서 지지 구조가 요구된다.As described above, in most cases, it is possible to calibrate the value of the signal in the electric circuit, but when the precise control is required, the intensity of the magnetic flux is very large, so the calibration is not easy. Therefore, for this purpose, a hall sensor support structure as shown in FIG. 9 is required.

부연하면, 도 9의 (d)에서 홀센서(18)를 홀센서 지지대 또는 홀센서 보조지지대로 지지함으로써, 홀센서(18)가 영구자석(3)의 가장자리 자속 변화량을 정확하게 측정할 수 있게 하는 것이다.In other words, by supporting the hall sensor 18 as a Hall sensor support or a Hall sensor auxiliary support in FIG. 9 (d), the Hall sensor 18 can accurately measure the edge magnetic flux variation of the permanent magnet 3. will be.

따라서, 도 9의 (a)는 도 9의 (d)에서 하단에 설치되는 홀센서 지지대(14)이고, 도 9의 (b)는 홀센서 보조지지대(31)를, 도 9의 (c)는 이 홀센서 보조지지대(31)가 전기 회로부(16)를 지지하는 전기 회로부 지지대(15)에 결합된 모습을 도 시한다.Accordingly, FIG. 9A illustrates a hall sensor support 14 installed at a lower end of FIG. 9D, and FIG. 9B illustrates a Hall sensor auxiliary support 31 and FIG. 9C. Figure 2 shows that the hall sensor auxiliary support 31 is coupled to the electrical circuit support 15 supporting the electrical circuit 16.

물론, 이들 지지대에는 각기 고정 나사(17)가 들어갈 홀(90)이 내부에 형성된다. 또한, 홀센서 지지대(14)의 상단에는 홈(30)이 형성되어 있어, 홀센서(18)가 흔들리지 않게 고정될 수 있다.Of course, these supports are formed therein with holes 90 into which fixing screws 17 are to be inserted. In addition, the groove 30 is formed at the upper end of the hall sensor support 14, the hall sensor 18 is It can be fixed so as not to shake.

홀센서 보조 지지대(31)는 지지대(15)에 조립될 수 있어, 홀센서 지지대(14)의 높이를 조절할 수 있다. 즉, 홀센서 보조 지지대(31)를 사용하면, 홀센서 지지대(14)가 더 올라가게 되므로, 홀센서(18)와 영구자석(3)간의 거리가 늘어나게 되므로, 가장자리 자속의 세기가 강해도 측정이 가능하게 된다. 이를 보여주는 도면 도 9의 (d)이다.The hall sensor auxiliary support 31 may be assembled to the support 15 to adjust the height of the hall sensor support 14. That is, when the Hall sensor auxiliary support 31 is used, since the Hall sensor support 14 is further raised, the distance between the Hall sensor 18 and the permanent magnet 3 is increased, so that even if the strength of the edge magnetic flux is strong, the measurement can be performed. It becomes possible. Figure 9 (d) showing this.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등물에 해당하는 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art may realize other embodiments corresponding to various modifications and equivalents therefrom. I will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 홀센서 하드웨어 구성도.1 is a block diagram of the Hall sensor hardware according to an embodiment of the present invention.

도 2는 일반적인 전동기의 자속 방향과 가장자리 자속를 보여주는 도면.2 is a view showing the magnetic flux direction and the edge magnetic flux of a general electric motor.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 홀센서의 가장자리 자속 측정 위치를 보여주는 도면.Figure 3 is a view showing the edge magnetic flux measurement position of the Hall sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전자 회전에 따라 홀센서의 출력신호를 보여주는 도면.Figure 4 is a view showing the output signal of the Hall sensor in accordance with the rotor rotation according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 3에서 y-y'축 방향으로 본 발명의 일실시예에 따른 전동기를 절개한 단면도.5 is a cross-sectional view of the electric motor according to an embodiment of the present invention in the y-y 'axis direction in FIG.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 홀센서 위치 및 이에 따른 홀센서 파형도.Figure 6 is a Hall sensor position and thus the Hall sensor waveform diagram according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기의 위치 측정을 구현하는 시스템도.7 is a system diagram for implementing a position measurement of the motor according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기의 위치 측정을 구현하는 시스템 알고리즘도. 8 is a system algorithm for implementing a position measurement of the motor according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 홀센서 지지대.9 is a hall sensor support according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 신호처리 전후의 실험파형도.10 is an experimental waveform diagram before and after signal processing according to an embodiment of the present invention.

****도면 부호 설명******** Drawing Code Description ****

1: 권선 슬롯(winding slot) 2: 구리선(coil)1: winding slot 2: copper

3a: N극 영구자석 3b: S극 영구자석 3a: N-pole permanent magnet 3b: S-pole permanent magnet

4: 고정자(Stator) 5: 회전자(Rotor)4: Stator 5: Rotor

7: 공극(Air gap)7: Air gap

9: 영구자석에서 나오는 반지름 방향 자속(radial field)9: radial field from the permanent magnet

10: 영구자석에서 나오는 가장자리 자속(fringe field)10: fringe field from the permanent magnet

11: sin 홀센서 12: cos 홀센서11: sin Hall sensor 12: cos Hall sensor

13: 앤드 턴(end turn) 14: 홀센서 지지대13: End turn 14: Hall sensor support

15: 전기 회로부 지지대 16: 전기 회로부15: electrical circuit support 16: electrical circuit

17: 고정 나사(fixed screw) 18: 홀센서(Hall sensor)17: fixed screw 18: Hall sensor

30: 홀센서 삽입 홈 31: 홀센서 보조 지지대30: Hall sensor insertion groove 31: Hall sensor auxiliary support

90: 홀90: hall

Claims (22)

삭제delete 고정자 및 다수의 영구자석이 구비된 회전자로 구성된 전동기와,An electric motor comprising a stator and a rotor having a plurality of permanent magnets, 상기 회전자와 소정의 거리로 이격되어 상기 영구자석의 가장자리 자속을 측정하여 전동기의 출력 신호를 생성하되 상기 영구자석의 가장자리 자속을 측정하기 위해, sine 파 혹은 유사 sine(pseudo sine) 파를 위한 홀센서와 cosine 파 혹은 유사 cosine(pseudo cosine) 파를 위한 홀센서를 포함하는 복수의 홀센서와,A hole for a sine wave or pseudo sine wave to generate an output signal of the motor by measuring the edge magnetic flux of the permanent magnet spaced apart from the rotor by a predetermined distance. A plurality of Hall sensors including a sensor and a Hall sensor for cosine waves or pseudo cosine waves, 상기 출력 신호로부터 잡음을 제거하는 전기회로부와,An electric circuit unit for removing noise from the output signal; 잡음이 제거된 출력 신호를 처리하여 상기 전동기의 회전자 회전 위치를 계산하는 알고리즘 처리부;An algorithm processor configured to calculate a rotor rotation position of the motor by processing an output signal from which the noise is removed; 를 포함하는 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정 시스템.Motor rotor position measurement system using the edge magnetic flux comprising a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 홀센서는 홀센서 지지대에 의해 고정자에 부착되어, 상기 회전자의 종단면의 영구 자석 상부에 위치되고;The hall sensor is attached to the stator by a hall sensor support, and is located above the permanent magnet of the longitudinal section of the rotor; 상기 전기회로부는 상기 홀센서 지지대와 전기 회로부 지지대에 의해 고정자에 부착되어 지지되는 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정 시스템.And the electric circuit part using an edge magnetic flux attached to the stator by the hall sensor supporter and the electric circuit supporter. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 전기 회로부 지지대를 가변가능하게 하는 홀센서 보조 지지대가 구비되어, 상기 홀센서 지지대의 높이가 가변되므로 상기 홀센서의 위치를 가변시켜, 상기 홀센서가 상기 영구자석의 가장자리 자속 세기의 측정된 변화량을 최적화시키는 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정 시스템.The hall sensor auxiliary support is provided to make the electrical circuit part support variable. Since the height of the hall sensor support is variable, the position of the hall sensor is varied so that the hall sensor measures the change amount of the edge magnetic flux intensity of the permanent magnet. Rotor position measurement system using edge magnetic flux to optimize the performance. 삭제delete 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 알고리즘 처리부는,The algorithm processing unit, 상기 잡음이 제거된 출력 신호를 사용가능한 범위 내로 크기를 조정하고, 오프셋을 제거하여 상기 출력 신호의 크기를 동일하게 하는 수단과,Means for scaling said noise canceled output signal within an available range and eliminating offset to equalize the magnitude of said output signal; 상기 출력 신호를 필터링 한 후에 기본파에 가까운 신호를 이용하여, 룩업 테이블(look-up table)과 보간법을 사용하여 절대 각도를 구하는 수단과,Means for obtaining an absolute angle using a look-up table and interpolation using a signal close to a fundamental wave after filtering the output signal; 상기 필터링에 의해 수반된 위상을 보정하기 위하여, 상기 절대 각도를 일정한 시간을 두고 측정하는 수단과,Means for measuring the absolute angle over a period of time to correct the phase accompanied by the filtering; 상기 절대 각도를 일정한 시간으로 나누어 속도를 계산하는 수단과,Means for calculating a speed by dividing the absolute angle by a constant time; 계산된 속도에 따라 위상을 보정하는 수단을 포함하는 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정 시스템.A motor rotor position measurement system using edge magnetic flux comprising means for correcting phase according to a calculated speed. 삭제delete 고정자 및 다수의 영구자석이 구비된 회전자로 구성된 전동기로부터 일측에 구성된 홀센서가 상기 영구자석의 가장자리 자속을 측정하여 상기 전동기의 sin파 신호와 cos파 신호로 구성되는 출력 신호를 생성하는 단계와,Generating an output signal consisting of a sin wave signal and a cos wave signal of the motor by measuring an edge magnetic flux of the permanent magnet by a hall sensor configured at one side from an electric motor including a stator and a rotor having a plurality of permanent magnets; , 상기 출력 신호로부터 잡음을 제거하는 단계와,Removing noise from the output signal; 잡음이 제거된 출력 신호를 처리하여 상기 전동기의 회전자 회전 위치를 계산하는 단계Calculating a rotor rotational position of the motor by processing the noise-free output signal 를 포함하는 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정 방법.Motor rotor position measurement method using the edge magnetic flux comprising a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 홀센서의 위치는 가변되어 상기 영구자석의 자속 세기의 변화량을 측정하는 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정 방법.The position of the hall sensor is variable motor rotor position measurement method using the edge magnetic flux to measure the amount of change in the magnetic flux intensity of the permanent magnet. 엔드 턴이 일측에 형성된 고정자 및 다수의 영구자석이 구비된 회전자로 구성된 전동기와,An electric motor comprising a stator and a rotor having a plurality of permanent magnets formed on one side of the end turn, 상기 엔드 턴의 상단에 고정 나사에 의해 고정되기 위한 홀이 내부에 형성되고, 상단에 상기 회전자와 소정의 거리로 이격되어 상기 영구자석의 가장자리 자속을 측정하기 위한 홀센서를 안착하는 홈이 형성된 홀센서 지지대와,A hole for fixing by a fixing screw is formed inside the upper end of the end turn, and a groove for mounting a hall sensor for measuring the edge magnetic flux of the permanent magnet is spaced apart from the rotor by a predetermined distance at an upper end thereof. Hall sensor support, 상기 홀센서 지지대와 함께 상기 홀센서로부터의 신호를 받는 전기회로부를 지지하도록 상기 엔드 턴의 상단에 고정 나사에 의해 고정되기 위한 홀이 내부에 형성되는 전기 회로부 지지대;An electric circuit part supporter having a hole formed therein to be fixed by a fixing screw on an upper end of the end turn to support an electric circuit part receiving a signal from the hall sensor together with the hall sensor support; 를 포함하는 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정의 홀센서 지지 구조.Hall sensor support structure of the motor rotor position measurement using the edge flux comprising a. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 전기 회로부 지지대에는 상기 홀센서 지지대의 높이를 가변하기 위한 홀센서 보조 지지대가 조립 가능한 가장자리 자속을 이용한 전동기 회전자 위치 측정의 홀센서 지지 구조.Hall sensor support structure of the electric motor rotor position measurement using the edge magnetic flux that can be assembled in the electric circuit support, the hall sensor auxiliary support for varying the height of the Hall sensor support.
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KR100442754B1 (en) * 1995-06-08 2004-10-14 소니 가부시끼 가이샤 Rotational position detecting device and motor device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100442754B1 (en) * 1995-06-08 2004-10-14 소니 가부시끼 가이샤 Rotational position detecting device and motor device
KR20000008564A (en) * 1998-07-14 2000-02-07 구자홍 Permanent magnet embedded synchronous motor

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