KR100381192B1 - A stroke sensor and method of a motor - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터의 스트로크 감지장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 외관을 형성하는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 고정되고 외부로부터 전원이 인가되어 전류가 흐르면 유도기전력을 발생시키는 권선코일과, 상기 권선코일의 내부 둘레방향으로 배치되어 자기력을 발생시키는 마그네트와, 상기 마그네트에서 발생되는 자기력과 상기 권선코일에서 발생되는 유도기전력에 의해 직선 왕복운동 되는 샤프트와, 상기 샤프트의 일측 끝과 케이스 사이에 설치되어 전원이 차단되면 상기 샤프트를 원위치로 복귀시키는 탄성부재와, 상기 샤프트와 케이스 사이에 설치되어 직선 왕복운동시 운동길이에 따른 주파수 변화를 감지하는 페라이트 코어와 센서코일로 이루어진 센서부로 구성되어 모터의 구동 시 샤프트의 직선 왕복운동에 의해 페라이트 코어와 센서코일 사이에 발생되는 주파수 변화를 측정하여 정확한 스트로크를 감지할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a stroke sensing device and a method of a motor, comprising: a case forming an outer appearance, a winding coil fixed inside the case and applying power from the outside to generate an induced electromotive force when a current flows; A magnet disposed in the inner circumferential direction of the magnet to generate a magnetic force, a shaft linearly reciprocated by the magnetic force generated in the magnet and the induced electromotive force generated in the winding coil, and installed between one end of the shaft and the case When the motor is driven, the sensor is composed of an elastic member for returning the shaft to its original position and a ferrite core and a sensor coil installed between the shaft and the case to detect a frequency change according to the movement length during linear reciprocation. By the linear reciprocating motion of the shaft It is effective to detect the exact stroke by measuring the frequency change generated between the sensor coils.

Description

모터의 스트로크 감지장치 및 그 방법{A stroke sensor and method of a motor}A stroke sensor and method of a motor

본 발명은 극저온기에 사용되는 모터의 스트로크 감지장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 모터의 샤프트 일측 끝에 페라이트 코어를 장착하고 상기 페라이트 코어의 마주보는 케이스 내부면에 센서 코일을 장착함으로써 모터의 구동 시 샤프트의 직선 왕복운동에 의해 페라이트 코어와 센서코일 사이에 발생되는 주파수 변화를 측정하여 정확한 스트로크를 감지할 수 있는 모터의 스트로크 감지장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detecting stroke of a motor used in a cryogenic temperature and a method thereof, and in particular, a ferrite core is mounted at one end of a shaft of a motor, and a sensor coil is mounted on an inner surface of a case facing the ferrite core to drive a shaft. The present invention relates to a stroke detection device and a method for a motor capable of detecting an accurate stroke by measuring a frequency change generated between a ferrite core and a sensor coil by a linear reciprocating motion.

일반적으로 모터는 회전형이지만 메커트로닉스(mechatronics)의 발전으로 직선 운동의 모터를 필요로 하고 있다.In general, motors are rotary, but with the development of mechatronics, they require motors with linear motion.

선형모터는 전기와 자기의 상호 작용으로 고정자와 회전자 사이의 인력에 의해 움직인다는 점에서 회전형 모터와 동일한 구조를 원리를 가지는데, 상기 선형모터를 응용하는 경우는 직선형의 구동력을 직접 발생시키므로 기계적인 변환장치가 전혀 필요치 않다.The linear motor has the same structure as the rotary motor in that it is moved by the attractive force between the stator and the rotor by the interaction between electricity and magnetism. When the linear motor is applied, linear driving force is generated directly. No mechanical inverter is required.

따라서, 구조가 복잡하지 않고 에너지 손실이나 소음을 발생하지 않을 뿐만아니라 운전속도에서 제한을 받지 않는다는 이점이 있다.Therefore, there is an advantage that the structure is not complicated, does not generate energy loss or noise, and is not limited in the driving speed.

도 1은 종래의 선형모터의 스트로크 감지장치 구성을 도시한 회로도로서 전원에 의해 직선구동 동작을 수행하는 모터부(1)와, 상기 모터부(1)의 구동에 따라 발생된 입력전압을 증폭하는 증폭회로(2)와, 상기 증폭회로(2)를 통해 전송된 입력전압을 적분하는 적분기(3)로 구성된다.1 is a circuit diagram illustrating a structure of a stroke detection apparatus of a conventional linear motor. The motor unit 1 performs a linear driving operation by a power supply, and amplifies an input voltage generated by driving the motor unit 1. An amplifying circuit 2 and an integrator 3 for integrating the input voltage transmitted through the amplifying circuit 2.

이때, 상기 모터부(1)는 외부에서 전원이 인가되면 직선운동을 수행하며 저항과 리액터(reactor) 성분이 포함되어 구성되어 있다.At this time, the motor unit 1 is configured to perform a linear motion when the power is applied from the outside, and includes a resistor and a reactor (reactor) component.

도 1에서 미설명된 참조부호 Rac와 R1 내지 R9는 저항, C1내지 C3는 커패시터, Lac는 리액터를 나타낸다.In FIG. 1, reference numerals Rac and R1 to R9 denote resistors, C1 to C3 denote capacitors, and Lac denotes reactors.

상기와 같이 구성된 종래 선형모터의 스트로크 감지장치 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the stroke detection device operation of the conventional linear motor configured as described above are as follows.

외부에서 전원이 인가되어 모터가 직선 운동을 하게되면 모터부(1) 양단에 전압에 걸리고 회로에 전류가 흐르게 된다. 아래 수학식 1은 상기와 같은 구성의 회로에서 상기 모터부(1) 양단에 걸리는 전압과 이때의 전류를 이용하여 모터의 속도를 식으로 표현한 것이다.When power is applied from the outside and the motor moves linearly, a voltage is applied to both ends of the motor unit 1 and a current flows in the circuit. Equation 1 below expresses the speed of the motor by using the voltage across the motor unit 1 and the current at this time in the circuit of the above configuration.

상기 수학식 1에서 V_M은 모터 양단에 걸리는 전압, i는 회로를 흐르는 전류이고 Rac와 L은 상기 모터부의 저항과 리액터 성분이다.In Equation 1, V _M is a voltage across the motor, i is a current flowing through the circuit, and Rac and L are resistance and reactor components of the motor unit.

모터속도에 해당되는 파형이 상기 수학식 1에 의해 생성된 후 이 속도파형은 상기 적분기(3)를 통해 적분되어 2.5 내지 4.5V(볼트) 전압의 형태로 나타난다.After the waveform corresponding to the motor speed is generated by Equation 1, the speed waveform is integrated through the integrator 3 and appears in the form of a voltage of 2.5 to 4.5V (volts).

도 2는 수학식 1을 상기 적분기를 통해 적분하여 전압으로 구현하여 도시한 그래프이고, 수학식 2는 상기 수학식 1의 적분이다. 상기 그래프에서 나타난 것과 같이 입력전압이 크기로 이때의 스트로크를 감지한다.FIG. 2 is a graph showing the integration of Equation 1 through the integrator and implemented as a voltage, and Equation 2 is an integral of Equation 1. FIG. As shown in the graph above, the stroke is sensed at this time due to the large input voltage.

그러나, 종래의 선형모터 스트로크 감지방법은 직접 모터의 변위를 감지하는 것이 아니라 회로를 구성하여 감지함으로써 저항이나 리액터에 의한 모터 상수의 편차 및 상기 회로를 구성하는 회로소자들의 편차에 의해 스트로크 감지의 오차가 발생하므로 정확한 감지가 어려워진다는 문제점이 있다.However, the conventional linear motor stroke detection method does not directly detect the displacement of the motor, but instead constitutes a circuit to detect the stroke by the deviation of the motor constant by the resistor or the reactor and the deviation of the circuit elements constituting the circuit. There is a problem in that it is difficult to accurately detect.

또한, 전원전압의 변동이 발생되면 스트로크 감지에 오차가 발생하게 되는데 이를 보정하기 위해서는 복잡한 알고리즘과 전원전압을 감지하기 위한 다른 회로가 필요하게 됨으로 회로가 복잡하고 커진다는 문제점이 있다.In addition, when a change in the power supply voltage occurs, an error occurs in the stroke detection. To correct this, a complicated algorithm and another circuit for detecting the power supply voltage are required, resulting in a complicated and large circuit.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 선형모터의 샤프트 일측 끝에 페라이트 코어를 장착하고 상기 페라이트 코어의 마주보는 케이스 내부면에 센서 코일을 장착함으로써 모터의 구동 시 샤프트의 직선 왕복운동에 의해 페라이트 코어와 센서코일 사이에 발생되는 주파수 변화를 측정하여 정확한 스트로크를 감지할 수 있는 선형모터의 스트로크 감지장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, the purpose of which is to mount a ferrite core at one end of the shaft of the linear motor and the sensor coil on the inner surface of the case facing the ferrite core when driving the motor The present invention provides a stroke detection device and a method for a linear motor capable of detecting an accurate stroke by measuring a frequency change generated between a ferrite core and a sensor coil by a linear reciprocating motion of a shaft.

도 1은 종래의 선형모터의 스트로크 감지장치 구성을 도시한 회로도,1 is a circuit diagram showing the configuration of a stroke detection device of a conventional linear motor;

도 2는 스트로크와 전압의 관계를 나타낸 그래프,2 is a graph showing a relationship between a stroke and a voltage;

도 3은 본 발명에 의한 모터의 스트로크 감지장치의 구성이 도시된 단면도,3 is a cross-sectional view showing the configuration of a stroke detection device for a motor according to the present invention;

도 4는 본 발명에 의한 모터의 스트로크 감지방법이 도시된 순서도,4 is a flowchart illustrating a stroke detection method of a motor according to the present invention;

도 5는 도 4의 일부 구성요소인 센서부의 직선 왕복운동 상태가 도시된 도면,5 is a view showing a linear reciprocating state of the sensor unit which is a part of FIG. 4;

도 6은 도 5의 일부 구성요소인 센서부의 구성이 도시된 회로도,FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration of a sensor unit that is part of FIG. 5;

도 7은 본 발명에 의한 스트로크와 주파수의 상호관계를 나타낸 그래프,7 is a graph showing a correlation between a stroke and a frequency according to the present invention;

도 8a는 스트로크가 0㎜일 때 실험결과에 의한 파형을 도시한 그래프,8A is a graph showing waveforms based on experimental results when the stroke is 0 mm;

도 8b는 스트로크가 10㎜일 때 실험결과에 의한 파형을 도시한 그래프,8B is a graph showing waveforms based on experimental results when the stroke is 10 mm;

도 8c는 스트로크가 20㎜일 때 실험결과에 의한 파형을 도시한 그래프.8C is a graph showing waveforms according to experimental results when the stroke is 20 mm.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

10 : 케이스 11 : 권선코일10 case 11 winding coil

12 : 마그네트 13 : 샤프트12: magnet 13: shaft

14 : 스테이터 코어 15 : 바크요크14: Stator Core 15: Bak York

16 : 탄성부재 17 : 페라이트 코어16 elastic member 17 ferrite core

18 : 센서코일18: Sensor coil

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 선형모터의 스트로크 감지장치의 제 1 특징에 따르면, 외관을 형성하는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 고정되고 외부로부터 전원이 인가되어 전류가 흐르면 유도기전력을 발생시키는 권선코일과, 상기 권선코일의 내부 둘레방향으로 배치되어 자기력을 발생시키는 마그네트와, 상기 마그네트에서 발생되는 자기력과 상기 권선코일에서 발생되는 유도기전력에 의해 직선 왕복운동 되는 샤프트와, 상기 샤프트의 일측 끝과 케이스 사이에 설치되어 전원이 차단되면 상기 샤프트를 원위치로 복귀시키는 탄성부재와, 상기 샤프트와 케이스 사이에 설치되어 직선 왕복운동시 운동길이에 따른 주파수 변화를 감지하는 센서부로 구성된다.According to a first aspect of the stroke sensing device of a linear motor according to the present invention for solving the above problems, the case to form an appearance, and the fixed electromotive force is applied to the induction electromotive force when a current flows when the power is applied from outside A winding coil to generate, a magnet disposed in the inner circumferential direction of the winding coil to generate a magnetic force, a shaft reciprocating linearly by a magnetic force generated from the magnet and an induced electromotive force generated from the winding coil, and It is installed between one end and the case is composed of an elastic member for returning the shaft to the original position when the power is cut off, and the sensor unit is installed between the shaft and the case to detect the frequency change according to the movement length during linear reciprocating motion.

본 발명의 부가적인 특징에서 상기 센서부는 상기 샤프트의 끝단에 부착되어 직선 왕복운동하는 페라이트 코어와, 상기 페라이트 코어와 일정간격으로 이격되어 케이스 내부면에 부착됨으로써 상기 페라이트 코어의 직선 왕복운동을 감지할 수 있는 센서 코일을 포함한다.In an additional aspect of the present invention, the sensor unit is attached to the end of the shaft and the linear reciprocating movement of the ferrite core and the ferrite core is spaced apart at regular intervals attached to the inner surface of the case to detect the linear reciprocation of the ferrite core And a sensor coil that can be.

본 발명의 선형모터의 스트로크 감지방법의 특징에 따르면, 모터 내부에 샤프트를 원위치로 복귀시키는 탄성부재와, 상기 샤프트의 왕복운동 길이에 따른 주파수 변화를 감지하는 센서부를 추가로 배치하는 제 1 단계와, 구동전원이 모터로 인가됨으로 인해 발생되는 유도기전력과 자기력에 의해 상기 샤프트가 직선 왕복운동을 수행하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계의 직선 왕복운동에 의해 가변하는 주파수 변화를 상기 탄성부재와 센서부를 통해 감지하는 제 3 단계로 이루어진다.According to a feature of the stroke detection method of the linear motor of the present invention, the first step of further comprising an elastic member for returning the shaft to the original position inside the motor, and a sensor unit for detecting a frequency change according to the reciprocating length of the shaft; And a second step of performing the linear reciprocating motion of the shaft by the induced electromotive force and the magnetic force generated by the driving power applied to the motor, and changing the frequency change by the linear reciprocating motion of the second step with the elastic member. The third step is to detect through the sensor unit.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 모터의 스트로크 감지장치의 구성이 도시된 단면도로서 이를 참고하면 본 발명은 크게 외관을 형성하는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 내부에 형성된 모터와, 상기 모터의 운동을 감지하는 센서부로 구성된다.3 is a cross-sectional view showing a configuration of a stroke detection device of a motor according to the present invention. Referring to the present invention, a case 10 having a large appearance and a motor formed inside the case 10 and the motor It consists of a sensor unit for detecting the movement of.

여기서, 상기 모터는 상기 케이스(10) 내부에 고정되어 외부로부터 전원이 인가되어 전류가 흐르면 유도 기전력을 발생시키는 권선코일(11)과, 상기 권선코일(11)의 내부 둘레방향으로 배치되어 자기력을 발생시키는 마그네트(12)와, 상기 마그네트(12)에서 발생되는 자기력과 상기 권선코일(11)에서 발생되는 유도 기전력에 의해 직선 왕복운동되는 샤프트(13)로 구성된다.Here, the motor is fixed to the inside of the case 10, the power is applied from the outside and the winding coil 11 to generate an induced electromotive force when a current flows, and is disposed in the inner circumferential direction of the winding coil 11 to the magnetic force And a shaft 13 linearly reciprocating by the magnetic force generated by the magnet 12 and the induced electromotive force generated by the winding coil 11.

또한, 상기 모터에는 상기 권선코일(11)의 외부를 둘러싸고 상기 케이스()에 고정된 스테이터 코어(stator)(14)와, 상기 스테이터 코어(14)와 연결되어 상기 마그네트(12)와 샤프트(13)의 내부 둘레방향으로 배치된 바크 요크(bark yoke)(15)가 구성된다.In addition, the motor is connected to the stator core 14 and the stator core 14 that surrounds the outside of the winding coil 11 and fixed to the case, and the magnet 12 and the shaft 13. Bark yoke 15 is arranged in the circumferential direction of the inner circumference.

그리고, 상기 샤프트(13)의 끝단과 그 끝단면과 대응하는 케이스(10)의 내측면에 탄성부재(16)가 설치되어 있어 전원의 공급/차단에 따라 상기 샤프트(13)는 팽창/복귀시키게 된다. 이때, 상기 탄성부재(16)는 판스프링(pan spring)으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the elastic member 16 is installed on the inner end of the case 10 corresponding to the end of the shaft 13 and the end surface thereof so that the shaft 13 expands / retracts according to the supply / disconnection of the power. do. At this time, the elastic member 16 is preferably formed of a plate spring (pan spring).

상기 센서부는 상기 샤프트(13)의 끝단에 부착되어 샤프트(13)와 직선 왕복운동을 동시에 수행하는 페라이트 코어(17)와, 상기 페라이트 코어(15)와 일정간격을 두고 이격되어 상기 샤프트(13)의 끝단면과 대응하는 케이스 내측면에 부착됨으로써 상기 페라이트 코어(15)의 직선 왕복운동을 감지할 수 있는 센서코일(18)을 포함하여 구성된다.The sensor unit is attached to the end of the shaft 13 and performs a linear reciprocating motion simultaneously with the shaft 13 and the ferrite core 17, and the ferrite core 15 is spaced apart at a predetermined interval from the shaft 13 It is configured to include a sensor coil (18) capable of detecting a linear reciprocating motion of the ferrite core 15 by being attached to the inner surface of the case corresponding to the end surface of the.

이때, 상기 2개의 센서코일(18)간의 이격 거리가 2개의 페라이트 코어(17)의 이격 거리보다 크게 하여 2개의 센서코일(18) 사이로 페라이트 코어(17)가 진입하거나 빠져나올 수 있게 된다.At this time, the separation distance between the two sensor coils 18 is greater than the separation distance of the two ferrite cores 17 so that the ferrite core 17 can enter or exit between the two sensor coils 18.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 도 4에 도시되어 있는 본 발명에 따른 모터의 스트로크 감지방법의 순서도를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the present invention configured as described above with reference to the flow chart of the stroke detection method of the motor according to the present invention shown in FIG.

먼저, 제 1 단계에서는 모터의 샤프트(13)에 탄성부재(16)와 센서부를 추가로 배치하여 전체적인 모터의 내부 구성 및 외관을 형성하게 된다.(S1 참조)First, in the first step, the elastic member 16 and the sensor unit are additionally disposed on the shaft 13 of the motor to form the internal configuration and appearance of the overall motor.

그 후, 제 2 단계에서는 외부에서 전원전압이 인가되면 상기 권선코일(14)에 전류가 흘러 유도기전력이 발생하는 동시에 상기 마그네트(12)에는 자기력 발생함으로 인해 특정한 힘이 생성되므로 상기 마그네트(12)와 연결되어 있는 샤프트(13)가 직선 운동을 수행하게 된다.(S2 참조)Then, in the second step, when a power source voltage is applied from the outside, current flows through the winding coil 14 to generate induced electromotive force, and at the same time, a specific force is generated by generating magnetic force in the magnet 12. The shaft 13 is connected to perform a linear motion (see S2).

상기 제 2 단계(S2)에서 전원전압이 차단되게 되면 상기 탄성부재(16)의 탄성력에 의해 상기 샤프트(13)가 원위치로 복귀된다.When the power supply voltage is cut off in the second step S2, the shaft 13 is returned to its original position by the elastic force of the elastic member 16.

한편, 제 3 단계는 도 5에 상기 페라이트 코어(17)와 센서코일(16) 간의 직선 왕복운동 상태가 도시된 도면인데, 상기 제 2 단계(S2)에 의한 모터 구동에 따라 상기 샤프트(13)가 직선운동을 수행하게 되면 상기 샤프트(13)의 일측 끝단부에 부착된 상기 페라이트 코어(17)가 그 대응되는 케이스(10)의 내부면에 부착되어 있는 2개의 센서코일(18)의 사이로 직선 왕복 운동을 수행하게 된다.(S3 참조)On the other hand, the third step is a diagram showing a linear reciprocating state between the ferrite core 17 and the sensor coil 16 in Figure 5, the shaft 13 in accordance with the motor driving by the second step (S2) When the linear movement is performed, the ferrite core 17 attached to one end of the shaft 13 is straight between the two sensor coils 18 attached to the inner surface of the corresponding case 10. Perform a reciprocating motion (see S3).

제 4 단계는 상기 제 3 단계(S3)에서 상기 페라이트 코어(17)의 직선 왕복운동에 의해 상기 페라이트 코어(17)와 상기 센서코일(18) 간에 아래 수학식 3과 같은 특정한 상관관계가 발생하게 된다.(S4 참조)In the fourth step, a specific correlation is generated between the ferrite core 17 and the sensor coil 18 by the linear reciprocating motion of the ferrite core 17 in the third step S3. (See S4)

상기 수학식 3은 상기 페라이트 코어(17)와 센서코일(18) 간의 상관관계를 나타낸 것으로 L은 센서코일(18)의 리액턴스 값이고, I는 전류, N은 센서코일(18)의 권선수, φ는 쇄교 자속이다. 여기서, 전류 I와 센서코일(18)이 권선수 N은 일정한 것이 바람직하다.Equation 3 shows the correlation between the ferrite core 17 and the sensor coil 18, where L is the reactance value of the sensor coil 18, I is the current, N is the number of turns of the sensor coil 18, φ is the linkage flux. Here, it is preferable that the current I and the number of turns N of the sensor coil 18 are constant.

상기 샤프트(13)의 움직임에 따라 상기 페라이트 코어(17)가 2개의 센서코일(18) 사이로 진입하게 되면(도 5의 '1'방향) 상기 센서코일(18)과의 쇄교자속이 커지게 되고 따라서 센서코일(18)의 리액턴스 값이 커지게 된다.When the ferrite core 17 enters between two sensor coils 18 ('1' direction of FIG. 5) as the shaft 13 moves, the linkage flux with the sensor coils 18 becomes large. Therefore, the reactance value of the sensor coil 18 becomes large.

상기 수학식 4는 공진주파수 관계식으로서 fo는 공진주파수, L은 센서코일(18)의 리액턴스 값, C는 외부설계 커패시터를 나타낸다. 상기 공진주파수와 센서코일(18)의 리액터스 값은 반비례 관계이므로 상기 센서코일(18)의 리액턴스 값이 커지면 공진주파수가 낮아진다.Equation 4 is a resonant frequency relation, where fo is a resonance frequency, L is a reactance value of the sensor coil 18, and C is an external design capacitor. Since the resonance frequency and the reactance value of the sensor coil 18 are inversely related, the resonance frequency decreases as the reactance value of the sensor coil 18 increases.

반대로, 상기 페라이트 코어(17)가 상기 센서코일(18)의 사이에서 외부로 빠져나오게 경우(도 5의 '2' 방향) 상기 센서코일(18)과의 쇄교자속이 작아지게 되고 따라서 상기 수학식 3의 센서코일(18) 리액턴스 값이 작아져 상기 수학식 4의 공진주파수는 높아지게 된다.On the contrary, when the ferrite core 17 is pulled out between the sensor coils 18 (in the '2' direction of FIG. 5), the linkage flux with the sensor coils 18 becomes small, and thus the equation Reactance value of the sensor coil 18 of 3 is reduced so that the resonance frequency of Equation 4 is increased.

도 6은 상기와 같은 센서부의 구성을 도시한 회로도로서, 커패시터(C1, C2)를 조절하여 주파수 대역을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 주파수의 변화 폭을 결정할 수도 있다.FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the configuration of the sensor unit as described above. In addition to adjusting the frequency bands by adjusting the capacitors C1 and C2, the variation range of the frequency may be determined.

즉, 커패시터와 리액터에 의한 공진회로는 정현파의 형태로 출력되는데 이 정현파는 마이컴에서 인지하기가 어려움으로 커패시터와 리액터에서 발생된 정현파를 구형파의 형태로 변환하고 노이즈에도 영향을 받지 않도록 구성하였다.In other words, the resonant circuit by the capacitor and the reactor is output in the form of a sine wave, which is difficult to recognize in the microcomputer, so that the sine wave generated in the capacitor and the reactor is converted into the form of a square wave and is not affected by noise.

제 5 단계에서는 상기 제 4 단계(S4)의 상기 페라이트 코어(17)와 센서코일(18) 사이의 관계에 의해 발생되는 주파수를 이용하여 스트로크 정확히 감지한다.(S5 참조)In the fifth step, the stroke is accurately detected using the frequency generated by the relationship between the ferrite core 17 and the sensor coil 18 in the fourth step S4 (see S5).

도 7은 상기 주파수와 스트로크와의 상호관계를 도시한 그래프로서 주파수와스트로크는 반비례임을 알 수 있다. 그리고, 도 8a 내지 도 8c는 스크로크 감지 실험결과에 따른 파형을 도시한 것으로 도 8a는 스트로크가 0㎜일 때 파형이고 도 8b은 스트로크가 10㎜일 때 파형이며, 도 8c는 스트로트가 20㎜파형을 나타낸다.7 is a graph showing the correlation between the frequency and the stroke, it can be seen that the frequency and the stroke is inversely proportional. 8A to 8C show waveforms according to the stroke detection test results. FIG. 8A shows waveforms when the stroke is 0 mm, FIG. 8B shows waveforms when the stroke is 10 mm, and FIG. Mm waveform is shown.

이와 같이, 모터의 구동 시 샤프트(13)의 직선 왕복운동에 의해 페라이트 코어(17)와 센서코일(18) 사이에 발생되는 주파수 변화로 정확한 스트로크를 감지함으로써 종래의 회로 구성으로 감지할 때 회로소자들의 편차에 의해 스트로크 감지의 오차가 발생하던 문제점을 개선할 수가 있다.As described above, the circuit element is detected by detecting the exact stroke by the frequency change generated between the ferrite core 17 and the sensor coil 18 by the linear reciprocating motion of the shaft 13 when the motor is driven. It is possible to improve the problem that an error in stroke detection occurs due to the deviation of these.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 모터의 스트로크 감지장치 및 그 방법은 종래의 모터 동작에 따른 전압변동을 감지하는 방법 대신 주파수 변화를 감지함으로써 정확한 스트로크 감지가 가능할 수 있는 효과가 있다.The stroke detection device and method of the motor of the present invention configured as described above have an effect that accurate stroke detection can be performed by detecting a frequency change instead of a method of detecting a voltage change according to a conventional motor operation.

따라서, 이를 선형모터를 사용하는 극저온기의 스트로크 감지에 있어 외부부하에 따른 온도변화를 보정하는 동시에 항상 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하여 기본성능의 제어를 정확기 할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 감지오차에 의한 기구부의 충돌을 방지하여 기구부 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, it is possible to improve the reliability of the product by correcting the basic performance by correcting the temperature change due to external load in stroke detection of cryogenic heaters using linear motors and maintaining constant temperature at all times. In addition, there is an effect that can improve the reliability of the mechanism by preventing the collision of the mechanism by the detection error.

Claims (4)

외관을 형성하는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 고정되고 외부로부터 전원이 인가되어 전류가 흐르면 유도기전력을 발생시키는 권선코일과, 상기 권선코일의 내부 둘레방향으로 배치되어 자기력을 발생시키는 마그네트와, 상기 마그네트에서 발생되는 자기력과 상기 권선코일에서 발생되는 유도기전력에 의해 직선 왕복운동 되는 샤프트와, 상기 샤프트의 일측 끝과 케이스 사이에 설치되어 전원이 차단되면 상기 샤프트를 원위치로 복귀시키는 탄성부재와, 상기 샤프트와 케이스 사이에 설치되어 직선 왕복운동시 운동길이에 따른 주파수 변화를 감지하는 센서부로 구성된 것을 특징으로 하는 모터의 스트로크 감지장치.A case forming an outer appearance, a winding coil fixed inside the case and receiving power from outside to generate an induced electromotive force, and a magnet disposed in an inner circumferential direction of the winding coil to generate a magnetic force; A shaft which is linearly reciprocated by a magnetic force generated from a magnet and an induced electromotive force generated from the winding coil, and an elastic member installed between one end of the shaft and the case to shut off the power when the power is cut off; It is installed between the shaft and the case, the stroke detection device of the motor, characterized in that consisting of a sensor unit for detecting a frequency change according to the movement length during linear reciprocating motion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센서부는 상기 샤프트의 끝단에 부착되어 직선 왕복운동하는 페라이트 코어와, 상기 페라이트 코어와 일정간격으로 이격되어 대응되는 케이스 내부면에 부착됨으로써 상기 페라이트 코어의 직선 왕복운동을 감지할 수 있는 센서 코일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모터의 스트로크 감지장치.The sensor unit is attached to the end of the shaft and the linear ferrite core reciprocating linearly, and the sensor coil to detect the linear reciprocating motion of the ferrite core by being attached to the inner surface of the case spaced apart from the ferrite core at a predetermined interval Stroke detection device for a motor, characterized in that comprising a. 모터 내부에 샤프트를 원위치로 복귀시키는 탄성부재와, 상기 샤프트의 왕복운동 길이에 따른 주파수 변화를 감지하는 센서부를 추가로 배치하는 제 1 단계와;A first step of disposing an elastic member for returning the shaft to the original position inside the motor and a sensor unit for detecting a frequency change according to the reciprocating length of the shaft; 구동전원이 모터로 인가됨으로 인해 발생되는 유도기전력과 자기력에 의해상기 샤프트가 직선 왕복운동을 수행하는 제 2 단계와;A second step of performing a linear reciprocating motion of the shaft by an induced electromotive force and a magnetic force generated when a driving power is applied to a motor; 상기 제 2 단계의 직선 왕복운동에 의해 가변하는 주파수 변화를 상기 탄성부재와 센서부를 통해 감지하는 제 3 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터의 스트로크 감지방법.And a third step of detecting a change in frequency caused by the linear reciprocating motion of the second step through the elastic member and the sensor unit. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 3 단계에서 상기 탄성부재가 구동전원의 온/오프에 따라 팽창/복귀운동을 반복 수행함으로써 상기 센서부의 페라이트 코어가 센서코일로 접근하는 이동거리 변화량에 의해 변화되는 주파수를 감지하는 것을 특징으로 하는 모터의 스트로크 감지방법.In the third step, the elastic member detects a frequency that is changed by the amount of movement distance that the ferrite core of the sensor unit approaches the sensor coil by repeatedly performing the expansion / return movement according to the on / off of the driving power. How to detect stroke of motor