KR0170655B1 - Speed control method of a brushless motor - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러쉬레스(Brushless) 모터의 회전속도(RPM)의 정밀한 제어를 위하여 주파수/전압(F/V) 변환기를 채용한 브러쉬레스 모터의 회전속도(RPM) 제어방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 모터의 회전자의 회전위치를 검출하는 회전자 위치검출기와, 이 회전자 위치검출기와 연관되어 상기 모터의 회전속도를 제어하는 제어 프로그램이 내장된 마이크로컨트롤러를 갖는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어장치에 의한 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법에 있어서, 상기 회전자 위치검출기에서 출력되는 파형의 주파수를 입력받아 그 주파수에 상응하는 전압으로 변환하는 단계와, 상기 변환된 전압을 입력받아 디지탈값으로 변환하는 단계와, 상기 디지탈값을 설정된 모터 회전속도의 디지탈 환산값과 비교하고, 이 비교된 값에 기초하여 회전속도 보정데이타를 출력하는 단계를 포함하고 있어, 브러쉬레스 모터의 회전속도를 보다 정밀하게 제어할 수 있고, 회전속도의 히스테리시스 폭을 줄일 수 있으며, 회전속도의 변환을 실시간으로 제어할 수 있는 이점을 제공한다.The present invention relates to a method for controlling the rotational speed (RPM) of a brushless motor employing a frequency / voltage (F / V) converter for precise control of the rotational speed (RPM) of a brushless motor. To this end, the present invention provides a brushless motor having a rotor position detector for detecting a rotational position of a rotor of a motor, and a microcontroller incorporating a control program for controlling the rotational speed of the motor in association with the rotor position detector. A method for controlling a rotation speed of a brushless motor by a rotation speed control apparatus, comprising: receiving a frequency of a waveform output from the rotor position detector and converting the frequency into a voltage corresponding to the frequency, and inputting the converted voltage And converting the digital value into a digital conversion value of the set motor rotational speed and outputting the rotational speed correction data based on the compared value. Speed can be controlled more precisely, hysteresis width of rotation speed can be reduced, rotation speed This provides the advantage of real-time control of the conversion of.

Description

브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법Rotation speed control method of brushless motor

제1도(a) 내지 (c)는 일반적인 브러쉬레스 모터의 구성을 보이는 개략적인 구성도.1 (a) to (c) is a schematic diagram showing the configuration of a general brushless motor.

제2도는 종래 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어장치를 보이는 개략적인 구성도.Figure 2 is a schematic configuration showing a rotation speed control device of a conventional brushless motor.

제3도는 제2도의 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어장치에 의해 모터의 회전속도를 제어하는데 이용되는 펄스 파형을 보이는 개략적인 타이밍 차트.FIG. 3 is a schematic timing chart showing pulse waveforms used to control the rotational speed of the motor by the rotational speed control device of the brushless motor of FIG. 2. FIG.

제4도는 본 발명에 따른 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법의 구현을 위해 채용되는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어장치의 개략적인 구성도.4 is a schematic configuration diagram of a rotation speed control apparatus for a brushless motor which is employed for implementing a rotation speed control method for a brushless motor according to the present invention.

제5도는 본 발명에 따른 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법의 실행과정을 나타내 보이는 흐름도.5 is a flowchart showing an execution process of a method for controlling a rotation speed of a brushless motor according to the present invention.

제6도는 본 발명에 따른 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법에 의한 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어를 위해 이용되는 펄스 파형을 보이는 타이밍 차트.6 is a timing chart showing a pulse waveform used for controlling the rotation speed of the brushless motor by the method for controlling the rotation speed of the brushless motor according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

13 : 모터 21 : 마이크로컨트롤러13: motor 21: microcontroller

22 : TR 모듈부 24 : 전원부22: TR module 24: power supply

26 : 홀 센서 28 : F/V 변환기26: Hall sensor 28: F / V converter

본 발명은 브러쉬레스(Brushless) 모터의 회전속도 제어방법에 관한 것으로서, 더 상세하게 정밀한 회전속도(RPM)의 제어를 위하여 주파수/전압(F/V) 변환기를 채용한 브러쉬레스 모터의 회전속도(RPM) 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling a rotation speed of a brushless motor, and more particularly, to a rotation speed of a brushless motor employing a frequency / voltage (F / V) converter for precisely controlling the rotation speed (RPM). RPM) control method.

일반적으로 모터, 특히 직류 모터는 자속을 통하는 철심과, 전류를 통하는 권선, 정류를 하는 정류자(Commutator)와 브러쉬 및 이들을 지지하는 구조부로 구성되어, 외부로부터 공급되는 직류 전류를 브러쉬와 정류자로 회전과 동기되는 교류로 하여 토오크를 발생시킨다.In general, a motor, especially a DC motor, is composed of an iron core through magnetic flux, a winding through current, a commutator for commutation and a brush, and a structure for supporting them. The DC current supplied from the outside is rotated with a brush and a commutator. Torque is generated by synchronous alternating current.

그러나, 상기와 같이 정류를 위해 필요한 정류자와 브러쉬는 직류 모터 동작의 중요한 요소로서 정기적으로 보수 점검이 필요하고, 열악한 환경에서 동작할 때 구조상 제약을 받는 등 여러가지 문제점을 수반하고 있다.However, as described above, the commutator and the brush required for the commutation are important elements of the DC motor operation and require various maintenance checks, and have various problems such as structural limitations when operating in a harsh environment.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 브러쉬 및 정류자가 없는 직류 모터, 즉 브러쉬레스 직류 모터가 출현하게 되었는데, 이 브러쉬레스 직류 모터는 다양한 형태를 가질 수 있고, 여러가지 면에서, 특히 비접촉식이기 때문에, 많은 장점을 가진다. 제1도(a) 내지 (c)를 참조하면서 브러쉬레스 직류 모터의 일 형태인 트랜지스터 브러쉬레스 직류 모터를 살펴보면 다음과 같다.In order to solve this problem, a DC motor without a brush and a commutator, that is, a brushless DC motor, has emerged. This brushless DC motor can have various forms, and in many respects, in particular, because it is contactless, there are many advantages. Has A transistor brushless DC motor, which is one form of a brushless DC motor, will be described below with reference to FIGS. 1A to 3C.

도시된 바와 같이, 일반적인 브러쉬레스 직류 모터(10)는 직류 모터의 정류자에 상당하는 부분인 인버터(11)와, 직류 모터의 브러쉬에 상당하는 부분인 회전자 위치검출기(12)와, 실질적으로 동기 모터인 모터(13) 및 이들을 제어하는 제어장치(14)로 구성되어 있다. 브러쉬레스 직류 모터의 심장부라고 할 수 있는 회전자 위치검출기(12)는 근접스위치, 광전 변환소자 및 홀 소자 등을 사용하고 있으며, 보편적으로 홀 소자로 된 홀 센서를 채용하고 있다. 이와 같이 구성된 브러쉬레스 직류 모터(10)는 동기 모터(13)의 회전자 자극 위치를 회전자 위치검출기(12)로 검출하여, 인버터(11)로 전기자 권선에 흘리는 전류의 방향과 상을 절환하여 토오크를 발생시킨다. 그리고, 속도제어는 인버터(11)의 직류 입력 전압을 조정하여 하고 있다.As shown, a general brushless DC motor 10 is substantially synchronized with an inverter 11 corresponding to a commutator of a DC motor, and a rotor position detector 12 corresponding to a brush of a DC motor. It consists of the motor 13 which is a motor, and the control apparatus 14 which controls these. The rotor position detector 12, which is said to be the heart of a brushless DC motor, uses a proximity switch, a photoelectric conversion element, a hall element, and the like, and employs a hall sensor made of a hall element. The brushless DC motor 10 configured as described above detects the rotor pole position of the synchronous motor 13 by the rotor position detector 12, and switches the direction and phase of the current flowing through the armature winding by the inverter 11. Generate torque. The speed control is performed by adjusting the DC input voltage of the inverter 11.

제1도(b),(c)를 참조하여 브러쉬레스 직류 모터의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the brushless DC motor with reference to Figures 1 (b), (c) as follows.

전술한 바와 같이, 브러쉬레스 직류 모터(10)는 브러쉬와 정류자의 기능을 회전자 위치검출기(12)와 인버터(11)로 바꾸어 놓고, 모터(13)의 회전자(16) 위치에 따라서 인버터(11)의 트랜지스터(Tr1 내지 Tr2)를 온/오프(on/off)시켜서 해당되는 고정자(17) 권선(W1 내지 W2)에 전류를 흘려 회전자(16) 자극과의 사이에 토오크를 발생시켜서 회전자(16)를 회전시킨다. 회전자(16)의 회전과 더불어 회전자 위치검출신호도 순차 절환되어 전류를 흘리는 고정자(17) 권선을 절환하여 회전을 지속한다.As described above, the brushless DC motor 10 changes the functions of the brush and the commutator to the rotor position detector 12 and the inverter 11, and according to the position of the rotor 16 of the motor 13, the inverter ( 11) turns on / off the transistors Tr1 to Tr2 and flows a current through the corresponding stator windings W1 to W2 to generate torque between the rotor 16 and the magnetic poles. The electron 16 is rotated. In addition to the rotation of the rotor 16, the rotor position detection signal is also sequentially switched to switch the winding of the stator 17 through which current flows to continue the rotation.

상술한 바와 같은 브러쉬레스 직류 모터의 회전속도를 제어하기 위하여 프로그램이 가능한 마이크로컨트롤러(microcontroller)를 채용한 종래의 브러쉬레스 직류 모터의 회전속도 제어시스템을 제2도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.A rotation speed control system of a conventional brushless DC motor employing a programmable microcontroller to control the rotation speed of the brushless DC motor as described above will be described with reference to FIG.

제2도를 참조하면, 종래의 브러쉬레스 직류 모터의 회전속도 제어시스템은, 실질적으로 동기 모터인 모터(13)를 제어하는 프로그램 가능한 마이크로컨트롤러(21)(이하 MCU로 약칭한다)와, MCU(21)의 출력 신호를 입력받아 모터(13)를 동작시키는 TR-모듈부(22), TR-모듈부(22)에 구동 전원을 인가하는 TR-전원부(23), 모터 회전자의 회전위치를 검출하는 회전자 위치검출기(26) 및 MCU(21)에 전원을 인가하여 주는 전원부(24)로 구성되어 있다. 회전자 위치검출기(26)는 보편적으로 모터(13) 자체에 내장되어 있다.2, a rotation speed control system of a conventional brushless DC motor includes a programmable microcontroller 21 (hereinafter referred to as MCU) for controlling a motor 13 which is a substantially synchronous motor, and an MCU ( The TR-module part 22 which operates the motor 13 by receiving the output signal of 21), the TR-power part 23 which applies driving power to the TR-module part 22, and the rotational position of the motor rotor. It consists of the rotor position detector 26 which detects, and the power supply part 24 which supplies power to MCU21. The rotor position detector 26 is commonly embedded in the motor 13 itself.

이와 같이 구성된 종래의 브러쉬레스 직류 모터의 회전속도 제어시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the rotational speed control system of a conventional brushless DC motor configured as described above are as follows.

예를 들어, 2상 모터(13)가 운전할 조건이 되어 MCU(21)가, 제3도의 타이밍 차트에 도시된 바와 같이, A, B, C, D의 파형을 갖는 펄스를 TR-모듈부(22)에 출력하면, TR-모듈부(22)는 모터(13)에 A 내지 D의 파형과 동일한 파형을 갖는 펄스를 인가하여 모터(13) 운전을 시작한다. 모터(13)가 운전을 시작하게 되면 모터(13)안에 내장된 회전자 위치검출기(26)(이하 홀 센서로 약칭한다)는, 제3도에 도시된 바와 같이, 홀 센서 파형(HS)을 갖는 펄스를 출력한다.For example, it is a condition for the two-phase motor 13 to operate, and the MCU 21, as shown in the timing chart of FIG. 3, outputs pulses having waveforms of A, B, C, and D to the TR-module unit ( 22, the TR module unit 22 applies a pulse having the same waveform as that of A to D to the motor 13 to start the motor 13 operation. When the motor 13 starts to operate, the rotor position detector 26 (hereinafter, abbreviated as Hall sensor) built in the motor 13 may convert the Hall sensor waveform HS as shown in FIG. Output the pulse having

이때, MCU(21)는 홀 센서(26)의 파형(HS)을 입력받아 모터(13)의 운전을 확인하며, 제어하고자 하는 회전속도(RPM)로 모터(13)를 제어한다. 즉, MCU(21)는 제3도의 RS 파형과 같은 소정시간 동안 홀 센서(26) 파형을 받아들여 소정시간 및 홀 센서(26) 파형을 계수함으로써 모터(13)의 회전속도를 측정할 수 있고, 이와 같이 측정되는 회전속도를 기초로 하여 회전속도를 제어할 수 있는 것이다.At this time, the MCU 21 receives the waveform (HS) of the Hall sensor 26 to confirm the operation of the motor 13, and controls the motor 13 at the rotational speed (RPM) to be controlled. That is, the MCU 21 can measure the rotational speed of the motor 13 by receiving the Hall sensor 26 waveform for a predetermined time such as the RS waveform of FIG. 3 and counting the predetermined time and the waveform of the Hall sensor 26. The rotation speed can be controlled based on the rotation speed measured as described above.

그러나, 종래의 모터 회전속도의 제어에 있어서, MCU(21)에 저장되는 프로그램이, 홀 센서(26)의 로우(low) 및 하이(high)로 된 파형(구형 펄스)을 소정시간 동안 계수하여 회전속도를 측정하도록 프로그램된 경우는, 상기 파형이 로우에서 하이 또는 하이에서 로우로 변화할 때마다 MCU(21)의 프로그램의 인터럽트 처리부(프로그램의 일부임)에 위치해야 하므로 전체 인터럽트 시간, 즉 회전속도 처리시간이 길어지게 되며, 또한 MCU(21)에 저장된 프로그램의 일부인 회전속도 처리부가 회전속도 시작점 및 종료점을 잡는 위치도 MCU(21) 프로그램의 인터럽트 처리부에서 처리하여야 하므로 인터럽트 시간이 그 만큼 길어지게 되어 회전속도의 오차가 커지는 문제점이 있었다.However, in the conventional control of the motor rotation speed, the program stored in the MCU 21 counts the low and high waveforms (spherical pulses) of the hall sensor 26 for a predetermined time. When programmed to measure the rotational speed, the entire interrupt time, i.e., rotation, must be located in the interrupt processing unit (which is part of the program) of the program of the MCU 21 whenever the waveform changes from low to high or high to low. The speed processing time becomes long, and the position where the rotation speed processing part, which is a part of the program stored in the MCU 21, catches the rotation speed start point and the end point must also be processed by the interrupt processing part of the MCU 21 program. There was a problem that the error of the rotation speed becomes large.

그리고, 모터의 회전속도를 정밀하게 제어하기 위하여 홀 센서의 출력 파형을 많이 계수하는 것이 바람직하지만, 이 경우 상기와 같은 인터럽트 처리시간이 길어지게 되어 실시간(real time) 측정에서 문제를 발생시켰다.In addition, in order to precisely control the rotation speed of the motor, it is preferable to count the output waveform of the hall sensor a lot, but in this case, the interrupt processing time as described above becomes long, which causes a problem in real time measurement.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 홀 센서의 파형을 F/V 변환기를 이용하여 전압으로 변환하고, 이 전압을 MCU의 A/D 변환기에 입력하여 브러쉬레스 직류 모터의 회전속도를 측정할 수 있는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, converts the waveform of the Hall sensor into a voltage using the F / V converter, and inputs this voltage to the A / D converter of the MCU to rotate the brushless DC motor It is an object of the present invention to provide a method for controlling the rotational speed of a brushless motor capable of measuring the speed.

본 발명의 다른 목적은 회전속도의 검출을 인터럽트부에서 제외시켜 인터럽트부 프로그램 처리시간을 단축하여 모터의 회전속도를 보다 정확하게 제어할 수 있는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of controlling a rotation speed of a brushless motor which can more accurately control the rotation speed of the motor by shortening the interrupt part program processing time by excluding the detection of the rotation speed from the interrupt part.

본 발명의 또다른 목적은 모터의 회전속도를 A/D 변환기에서 읽게 함으로써 인터럽트 처리시간에 따른 회전속도 오차를 제거할 수 있는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for controlling the rotation speed of a brushless motor which can eliminate the rotation speed error caused by the interrupt processing time by reading the rotation speed of the motor in the A / D converter.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법은, 모터의 회전자의 회전위치를 검출하는 회전자 위치검출기와, 이 회전자 위치검출기와 연관되어 상기 모터의 회전속도를 제어하는 제어 프로그램이 내장된 마이크로컨트롤러를 갖는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어장치에 의한 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법에 있어서, 상기 회전자 위치검출기에서 출력되는 파형의 주파수를 입력받아 그 주파수에 상응하는 전압으로 변환하는 단계와, 상기 변환된 전압을 입력받아 디지탈값으로 변환하는 단계와, 상기 디지탈값을 설정된 모터 회전속도의 디지탈 환산값과 비교하고, 이 비교된 값에 기초하여 회전속도 보정데이타를 출력하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, a method for controlling a rotation speed of a brushless motor according to the present invention includes a rotor position detector for detecting a rotation position of a rotor of a motor, and a rotation speed of the motor in association with the rotor position detector. In the method of controlling the rotational speed of a brushless motor by a rotational speed controller of a brushless motor having a microcontroller having a built-in control program, the frequency of the waveform output from the rotor position detector is received and corresponds to the frequency. And converting the converted voltage into a digital value, comparing the digital value with a digital conversion value of a set motor rotational speed, and based on the compared value, the rotation speed correction data. Its features are that it includes the step of outputting.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a rotation speed control method of a brushless motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제4도는 본 발명에 따른 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법의 구현을 위해 채용되는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어장치의 개략적인 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram of an apparatus for controlling a rotation speed of a brushless motor which is employed to implement a method for controlling a rotation speed of a brushless motor according to the present invention.

제4도를 참조하면, 인터럽트 처리부, A/D 변환부, 입·출력 제어부 등을 포함하는 프로그램을 저장하고 있는 프로그램 가능한 MCU(21)가 외부 전원을 입력받아 소정의 전원을 출력하는 전원부(24)에 접속되어 있다. 그리고, 모터(13)에 구동신호를 출력하는 TR-모듈부(22)가 MCU(21) 및 외부 전원을 입력받아 소정의 전원을 출력하는 TR-전원부(23)에 접속되어 있다. 또한, 모터(13)에 내장되어 모터(13)의 회전자의 회전위치를 검출하는 홀 센서(26)가 주파수를 전압으로 변환하는 F/V 변환기(28)에 접속되어 있고 이 F/V 변환기(28)는 MCU(21)의 A/D 변환기 입력단자에 접속되어 있다.Referring to FIG. 4, a power supply unit 24 for receiving a programmable power source from a programmable MCU 21, which stores a program including an interrupt processor, an A / D converter, an input / output controller, and outputs a predetermined power. ) The TR module module 22 for outputting a drive signal to the motor 13 is connected to the MCU 21 and the TR power supply 23 for receiving a predetermined power and outputting a predetermined power. In addition, a Hall sensor 26, which is incorporated in the motor 13 and detects the rotational position of the rotor of the motor 13, is connected to an F / V converter 28 for converting a frequency into a voltage. 28 is connected to the A / D converter input terminal of the MCU 21.

이와 같이 홀 센서(26)의 출력 파형을 전압으로 변환하여 MCU(21)의 A/D 변환기 입력단자에 입력시키는 F/V 변환기(28)를 포함한 브러쉬레스 모터 제어에 있어서, 본 발명에 따른 모터 회전속도 제어방법은 다음과 같다.As described above, in the brushless motor control including the F / V converter 28 for converting the output waveform of the Hall sensor 26 into a voltage and inputting it to the A / D converter input terminal of the MCU 21, the motor according to the present invention. The rotation speed control method is as follows.

제4도 및 제5도를 참조하면, F/V 변환기(28)는 모터(13)의 회전에 따라 홀 센서(26)에서 출력되는 파형의 주파수를 입력받아 그 주파수에 상응하는 전압으로 변환하여 이 전압을 MCU(21)의 A/D 변환기 입력단자에 출력한다. F/V 변환기(28)의 출력 전압을 입력받은 A/D 변환기는 이 전압을 MCU(21)내에서 처리 가능한 디지탈 데이타로 변환한다. A/D 변환기에서 변환된 디지탈 데이타는 MCU(21)에 저장된 제어 프로그램에 의해 액세스(access)되어 제어하고자 하는 설정된 데이타와 비교된다. 이와 같이 비교되는 모터(13)의 회전속도가 원하는 회전속도가 아니면, 즉 설정된 데이타와 상이하면 MCU(21)의 출력단자(PA,PB,PC,PD)는 프로그램의 처리에 따라 설정된 데이타값을 TR-모듈부(22)를 통해 모터(13)로 출력하여 모터(13)의 회전속도를 보정한다.4 and 5, the F / V converter 28 receives a frequency of a waveform output from the hall sensor 26 as the motor 13 rotates and converts the frequency into a voltage corresponding to the frequency. This voltage is output to the A / D converter input terminal of the MCU 21. The A / D converter receiving the output voltage of the F / V converter 28 converts the voltage into digital data that can be processed in the MCU 21. The digital data converted in the A / D converter is compared with the set data to be accessed and controlled by the control program stored in the MCU 21. If the rotational speed of the motor 13 compared in this way is not the desired rotational speed, that is, it is different from the set data, the output terminals PA, PB, PC, and PD of the MCU 21 receive the data value set according to the processing of the program. Output to the motor 13 through the TR-module unit 22 to correct the rotational speed of the motor (13).

제5도에 도시된 흐름도를 참조하면서, 상술한 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.Referring to the flowchart shown in FIG. 5, the above-described method for controlling the rotation speed of the brushless motor will be described in more detail as follows.

단계 51에서 모터(13)가 기동되었는지를 확인한 후, 모터(13)가 기동되었으면 MCU(21)는 제어하고자 하는 설정된 회전속도를 내장 프로그램에서 검사한다. 모터(13)의 기동 여부는 홀 센서(26)에 의존하며, 모터(13)가 기동되지 않았으면 흐름도에 도시된 바와 같이 처리단계를 종료한다.After confirming that the motor 13 is started in step 51, if the motor 13 is started, the MCU 21 checks in the built-in program the set rotation speed to be controlled. Whether the motor 13 is started or not depends on the hall sensor 26. If the motor 13 is not started, the processing step ends as shown in the flowchart.

만일, 설정된 회전속도가 단계 53에서와 같이 3,600RPM(분당 회전속도)이라면, MCU(21)는 MCU(21)에 내장된 A/D 변환기로 F/V 변환기(28)에 의하여 변환된 전압을 디지탈 데이타로 환산하여 읽는다(단계 56). 즉, 모터(13)의 회전속도가 3,600RPM일 경우, A/D 변환기에 의해 환산된 값이 A5(2진수로는 1110 0101)라면, MCU(21)는, 실질적으로는 MCU(21)의 기억장치에 저장된 프로그램은 단계 58에서와 같이 A/D 변환기에서 환산된 데이타가 A5±3안에 있는가를 검사한다. 허용오차 ±3은 히스테리시스 값으로 MCU(21)의 A/D 변환기의 변환오차 및 F/V 변환기(28)의 오차(또는, 리플)를 감안한 것으로 MCU(21) 및 회로구성에 따라 히스테리시스 값은 달라질 수 있는 값이다.If the set rotation speed is 3,600 RPM (speed per minute) as in step 53, the MCU 21 converts the voltage converted by the F / V converter 28 into the A / D converter built in the MCU 21. Read in conversion to digital data (step 56). That is, when the rotation speed of the motor 13 is 3,600 RPM, if the value converted by the A / D converter is A5 (1110 0101 in binary), the MCU 21 is substantially the The program stored in the memory checks whether the data converted by the A / D converter is in A5 ± 3 as in step 58. Tolerance ± 3 is a hysteresis value that takes into account the conversion error of the A / D converter of the MCU 21 and the error (or ripple) of the F / V converter 28. The hysteresis value may vary depending on the MCU 21 and the circuit configuration. This can vary.

만일, A/D 변환기에서 환산된 데이타가 A8보다 크다면, F/V 변환기(28)의 출력 전압이 높다는 것이고, F/V 변환기(28)의 전압이 높다는 것은 모터(13)의 회전이 빠르다는 것이므로, MCU(21)는 단계 60에서와 같이 제3도 타이밍 차트의 A 내지 D파형의 하이폭이 축소된 펄스를 TR-모듈부(22)를 통해 모터(13)에 출력하여 모터(13)의 회전속도를 낮춘다.If the data converted by the A / D converter is larger than A8, the output voltage of the F / V converter 28 is high, and the high voltage of the F / V converter 28 means that the rotation of the motor 13 is fast. As shown in step 60, the MCU 21 outputs the pulse of the high width of the A to D waveforms of the timing chart of FIG. 3 to the motor 13 through the TR module 22 to output the motor 13 to the motor 13. Decrease the speed of

만일, A/D 변환기에서 환산된 데이타가 A5±3 이내에 있으면, MCU(21)는 제3도 타이밍 차트의 A 내지 D파형을 그대로 유지하여 회전속도를 3,600RPM에 맞춘다.If the data converted by the A / D converter is within A5 ± 3, the MCU 21 maintains the A to D waveforms of the third timing chart and adjusts the rotational speed to 3,600 RPM.

만일, A/D 변환기에서 환산된 데이타가 단계 62에서와 같이 A2보다 작다면, F/V 변환기(28)의 출력 전압이 작다는 것이고, F/V 변환기(28)의 전압이 작다는 것은 모터(13)의 회전이 느리다는 것이므로, MCU(21)는 단계 64에서와 같이 제3도 타이밍 차트의 A 내지 D파형의 하이폭이 확대된 펄스를 TR-모듈부(22)를 통해 모터(13)에 출력하여 모터(13)의 회전속도를 높인다.If the data converted in the A / D converter is smaller than A2 as in step 62, then the output voltage of the F / V converter 28 is small, and that the voltage of the F / V converter 28 is small means that the motor Since the rotation of (13) is slow, the MCU 21 transmits the pulse of the high width of the A to D waveforms of the third timing chart to the motor 13 through the TR-module unit 22 as in step 64. ) To increase the rotational speed of the motor 13.

그리고, 만일, 설정된 회전속도가 단계 53에서 3,600RPM이 아니면, 단계 55에서 회전속도가 3,400RPM인지를 검사하고 그 다음 단계들(66,67,68,70,71)은 A/D 변환기에서 환산된 데이타가 상이한 것 외에는 전술한 단계들의 내용과 같다. 여기서, 상기 단계 67 및 70에서의 수치 '92'와 '98'은 특별한 의미가 있는 것은 아니고, 시스템 제어를 위한 프로그램 구성에 있어서 사용자가 편의를 위해 임의로 지정한 수치이다.Then, if the set rotation speed is not 3,600 RPM in step 53, it is checked in step 55 whether the rotation speed is 3,400 RPM and the next steps 66,67,68,70,71 are converted in the A / D converter. The data is the same as the above-described steps except that the data is different. Here, the values '92' and '98' in the steps 67 and 70 have no special meaning, and are numerical values arbitrarily designated by the user for convenience in configuring the program for system control.

또한, 만일, 설정된 회전속도가 단계 55에서 3,400RPM이 아니면, 프로그램을 종료한다.Also, if the set rotation speed is not 3,400 RPM in step 55, the program ends.

이와 같이 모터의 회전속도 제어를 A/D 변환기에서 환산된 데이타에 의하여 할 경우 종래보다 정확한 회전 제어를 할 수 있게 되며, 홀 센서에서 파형을 출력하는 단계, F/V 변환기에서 주파수를 전압으로 변환하는 단계, A/D 변환기에서 상기 전압을 디지탈 데이타로 변환하는 단계의 순차적인 단계의 수행 시간이 짧음으로 회전속도의 제어를 실질적으로 실시간(real time)으로 할 수 있는 장점을 제공한다.As such, when the rotational speed of the motor is controlled by the data converted by the A / D converter, more accurate rotational control is possible, and the waveform is output from the hall sensor, and the frequency is converted into the voltage by the F / V converter. In this case, the execution time of the sequential steps of the step of converting the voltage into digital data in the A / D converter is short, thereby providing an advantage of controlling the rotation speed in real time.

한편, 상술한 바와 같은 F/V 변환기 및 A/D 변환기를 이용하여 실시간으로 회전속도를 정밀하게 제어하는 본 발명의 방법에 채용되는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어장치의 구성 및 동작에 대해 좀 더 설명을 부연해 보기로 한다.On the other hand, the configuration and operation of the rotation speed control device of the brushless motor employed in the method of the present invention to precisely control the rotation speed in real time using the F / V converter and the A / D converter as described above more Let's add some explanation.

본 발명에 따른 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법에 채용되는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어장치는 전술한 바와 같이, 제4도에 도시된 바와 같은 구성을 가지는 바, 여기서 상기 A/D 변환기는 MCU(21)의 내장형 또는 MCU(21)의 외부에 마련되는 별도의 A/D 변환기(미도시)일 수 있다. 또한, 상기 F/V 변환기(28)는 범용 F/V 변환기일 수 있으며, 별도의 회로로 구성할 수도 있다.Apparatus for controlling the rotational speed of the brushless motor employed in the method for controlling the rotational speed of the brushless motor according to the present invention has a configuration as shown in FIG. 4 as described above, wherein the A / D converter is MCU It may be a built-in of 21 or a separate A / D converter (not shown) provided outside the MCU 21. In addition, the F / V converter 28 may be a general-purpose F / V converter, or may be configured as a separate circuit.

이와 같이 구성된 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어장치에 있어서, 모터(13)가 저속에서 고속으로 회전하게 되면 홀 센서(26)의 파형은 주파수(하이-로우 변환속도)가 빨라지게 된다. 이때, F/V 변환기(28)는 홀 센서(26)의 주파수를 입력받아 이를 전압으로 환산하여 출력하게 된다. F/V 변환기(28)의 출력전압은 A/D 변환기와 매칭시키기 위해 모터의 회전속도가 가장 고속인 때를 5볼트 미만으로 설정하는 것이 바람직하다.In the rotation speed control apparatus of the brushless motor configured as described above, when the motor 13 rotates from low speed to high speed, the waveform of the hall sensor 26 becomes faster in frequency (high-low conversion speed). In this case, the F / V converter 28 receives the frequency of the hall sensor 26 and converts it into a voltage to output the same. The output voltage of the F / V converter 28 is preferably set to less than 5 volts when the rotational speed of the motor is the highest to match the A / D converter.

그러면, MCU(21)가 모터의 회전속도를 저속에서 고속으로 제어하였을 경우에는 제4도에 도시되어 있는 바와 같이 F/V 변환기(28)의 출력은 고속으로 제어될수록 높은 전압을 출력하게 되며, A/D 변환기에서는 상기 F/V 변환기(28)에서 변환된 전압을 기 인지된 바와 같이 00 내지 FF값중 FF에 가까운 데이타로 환산한다. 이와 같이 A/D 변환기에서 환산된 데이타는 MCU(21)에 저장된 프로그램에 의해 이용되어 최종적으로 모터(13)의 회전속도를 원하는 대로 제어할 수 있게 된다.Then, when the MCU 21 controls the rotational speed of the motor from low speed to high speed, as shown in FIG. 4, the output of the F / V converter 28 outputs a high voltage as it is controlled at high speed. The A / D converter converts the voltage converted by the F / V converter 28 into data close to FF of the values 00 to FF, as previously known. As such, the data converted by the A / D converter is used by a program stored in the MCU 21 to finally control the rotational speed of the motor 13 as desired.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법은 홀 센서에서의 출력 파형을 전압으로 변환하고, 그 변환된 전압을 디지탈 데이타로 환산하며, 그 환산된 디지탈 데이타를 MCU의 프로그램이 검사 및 보정하므로, 모터의 회전속도를 원하는 대로 제어할 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 회전속도의 변환을 실시간에 실현할 수 있는 이점을 제공할 수도 있다.As described above, the method for controlling the rotational speed of a brushless motor according to the present invention converts an output waveform from a hall sensor into a voltage, converts the converted voltage into digital data, and converts the converted digital data into a program of the MCU. By checking and correcting this, the rotational speed of the motor can be controlled as desired. In addition, the present invention may provide an advantage of realizing the conversion of the rotational speed in real time.

Claims (1)

모터의 회전자의 회전위치를 검출하는 회전자 위치검출기와, 이 회전자 위치검출기와 연관되어 상기 모터의 회전속도를 제어하는 제어 프로그램이 내장된 마이크로컨트롤러를 갖는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어장치에 의한 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법에 있어서, 상기 회전자 위치검출기에서 출력되는 파형의 주파수를 입력받아 그 주파수에 상응하는 전압으로 변환하는 단계와, 상기 변환된 전압을 입력받아 디지탈값으로 변환하는 단계와, 상기 디지탈값을 설정된 모터 회전속도의 디지탈 환산값과 비교하고, 이 비교된 값에 기초하여 회전속도 보정데이타를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러쉬레스 모터의 회전속도 제어방법.In the rotational speed control apparatus of a brushless motor having a rotor position detector for detecting the rotational position of the rotor of the motor and a microcontroller incorporating a control program for controlling the rotational speed of the motor in association with the rotor position detector. In the method of controlling the rotational speed of a brushless motor, the method comprising: receiving a frequency of a waveform output from the rotor position detector and converting the frequency into a voltage corresponding to the frequency, and receiving the converted voltage into a digital value And comparing the digital value with a digital conversion value of a set motor rotation speed, and outputting rotation speed correction data based on the compared value.