KR102216270B1 - Absolute position angle measuring device using analog Hall sensor method of electric drive system for aircraft - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device for measuring an absolute position angle using an analog hole sensor method of an electric driving device for an aircraft and, more specifically, to a device for measuring an absolute position angle using an analog hole sensor method of an electric driving device for an aircraft, which measures position output information of a rotor through an analog output waveform of a hole sensor for measuring a change in a magnetic field in accordance with rotation of the rotor of a BLDC motor.

Description

항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치{Absolute position angle measuring device using analog Hall sensor method of electric drive system for aircraft}Absolute position angle measuring device using analog Hall sensor method of electric drive system for aircraft}

본 발명은 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, BLDC 모터 회전자의 회전에 따른 자계의 변화를 측정하는 홀 센서의 아날로그 출력 파형을 통해 회전자의 위치 출력정보를 측정하는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an absolute position angle measuring device using an analog Hall sensor method of an electric driving device for an aircraft, and more particularly, an analog output waveform of a Hall sensor measuring a change in a magnetic field according to the rotation of a BLDC motor rotor. It relates to an absolute position angle measuring device using an analog Hall sensor method of an electric driving device for an aircraft that measures the position output information of the rotor through.

일반적으로 BLDC 모터는 영구자석으로 된 회전자와 권선으로 되어 있는 스테이터로 구성된다. 스테이터에 교류 전류를 인가하면 교류 자기장이 회전자 주위로 생성되어 회전자를 회전시키는 원리이다.In general, a BLDC motor consists of a rotor made of permanent magnets and a stator made of windings. When an alternating current is applied to the stator, an alternating magnetic field is generated around the rotor to rotate the rotor.

이때, 회전자의 절대위치각 및 회전각 변위를 측정할 수 있도록 엔코더(Encoder), 리졸버(Resolver) 등의 부가적인 센서 구성을 통해 회전자의 상태를 확인 및 감지하여 정확한 회전각 제어가 가능하다.At this time, it is possible to accurately control the rotation angle by checking and detecting the state of the rotor through the configuration of additional sensors such as an encoder and a resolver to measure the absolute position angle and rotation angle displacement of the rotor. .

이러한 BLDC모터를 이용한 전지식 구동장치는 기계, 계기 등을 작동하는 장치로 특히 항공기의 구동장치(Actuation System)는 항공기 날개의 조종면인 에일러론(aileron), 러더(rudder) 및 플래퍼론(flaperon) 등을 동작시키기 위해 사용되고 있으며, 주로 유압식 구동장치가 사용되고 있는 추세이다.The battery-powered driving device using such a BLDC motor is a device that operates machinery and instruments, and in particular, the actuation system of an aircraft is an aileron, a rudder, and a flaperon, which are the control surfaces of an aircraft wing. It is used to operate, and a hydraulic drive device is mainly used.

또한, 최근 기술이 발전함에 따라 유압식 구동장치는 미래항공기의 MEA(More Electric Aircraft)화와 중량 절감 및 시스템 신뢰도 향상에 기여할 수 있는 전기식 구동모터(Electric actuator)로 대체하여 사용되고 있으며, 특히, BLDC모터를 사용한 전기식 구동장치는 무인항공기에서 각광받고 있는 실정이다In addition, with the recent development of technology, hydraulic drive systems are being used by replacing them with electric actuators that can contribute to MEA (More Electric Aircraft) of future aircraft, weight reduction, and improvement of system reliability. In particular, BLDC motors The electric drive system that uses is in the spotlight in unmanned aerial vehicles.

하지만, BLDC모터를 사용한 전기식 구동장치는 외부환경(온도, 진동 등) 변화에 따른 오작동 및 오차 등이 발생할 수 있으며 이를 개선하여 보다 정밀한 제어가 가능한 다양한 기술이 제시되고 있다.However, an electric driving device using a BLDC motor may cause malfunctions and errors due to changes in external environment (temperature, vibration, etc.), and various technologies that enable more precise control by improving this have been proposed.

하지만, BLDC모터의 정확한 출력정보의 외부환경의 변화와 오작동 및 오차 등을 개선하여 정밀한 제어가 가능할 수 있도록 다양한 기술이 제시되고 있다.However, various technologies have been proposed to enable precise control by improving external environment changes, malfunctions, and errors of accurate output information of BLDC motors.

이러한 구성을 이용한 종래기술로, "항공기용 전기식 구동장치의 지터현상 방지 시스템"에 제시된 바 있다.As a prior art using such a configuration, it has been suggested in "Jitter prevention system of electric drive system for aircraft".

종래기술은 전기식 구동장치가 조종면을 회전시킬 때 발생되는 동력을 감지하여 미세한 제어를 통해 진동 및 소음을 방지할 수 있도록 전기식 구동장치 내부의 구동모터 회전각을 측정하여 조종면, 구동수단의 메커니즘에서 발생하는 지터현상을 방지 및 감소시킨다.The prior art is generated from the control surface and the mechanism of the driving means by measuring the rotation angle of the driving motor inside the electric driving device so that vibration and noise can be prevented through fine control by detecting the power generated when the electric driving device rotates the control surface. Prevents and reduces jitter.

따라서 종래기술은 전기식 구동장치의 회전축 각도 제어를 위해서 전기식 구동장치의 회전축에 별도의 센서를 장착하여 회전축의 절대각 측정 및 회전축 제어가 이루어지며, BLDC모터의 홀센서를 통해 측정된 상대각은 지터현상 방지, 회전축 별도 센서의 고장시 보조적으로 회전축 제어에 사용되는 방식이다.Therefore, in the prior art, in order to control the angle of the rotation axis of the electric drive unit, a separate sensor is installed on the rotation axis of the electric drive unit to measure the absolute angle of the rotation axis and control the rotation axis, and the relative angle measured through the hall sensor of the BLDC motor is jitter. It is a method used to control the rotation axis as a supplementary in case of a phenomenon prevention and failure of a separate sensor for the rotation axis.

이러한 방식에서는 초기 작동시 회전축의 기준, 절대값의 정보를 산출하여야 정확한 제어가 가능하나, BLDC모터의 홀센서 만으로는 기준 정보를 산출하기 어려운 문제가 있으므로 엔코더 및 리졸버 등과 같이 전기식 구동장치 회전축의 절대위치 및 회전각의 정보를 측정하는 별도의 구성이 부가되는 실정이다.In this method, accurate control is possible only when the information of the reference and absolute value of the rotating shaft is calculated during initial operation, but there is a problem that it is difficult to calculate the reference information with only the Hall sensor of the BLDC motor, so the absolute position of the rotating shaft of an electric drive system such as an encoder and a resolver. And a separate configuration for measuring information on the rotation angle is added.

하지만, 엔코터 및 리졸버 등의 고장, 오작동의 발생시 전기식 구동장치 회전축의 정확한 회전각 측정이 이루어지지 않아 정확한 제어가 어려운 문제점이 있다.However, there is a problem in that it is difficult to accurately control the rotation angle of the electric drive device when a malfunction or malfunction occurs in the encoder and the resolver.

또한, BLDC모터에 절대회전각을 측정하는 방식을 적용하기 위하여 BLDC모터에 엔코터 및 리졸버를 설치하기 위해서는 별도의 공간이 더 필요하고 무게가 증가하게 되므로 이 방식은 사용용도 및 목적에 맞춰 제한적으로 사용되고 있다.In addition, in order to apply the method of measuring the absolute rotation angle to the BLDC motor, to install the encoder and the resolver on the BLDC motor, a separate space is required and the weight increases, so this method is limited according to the purpose and purpose of use. Is being used.

그리고 BLDC모터에 홀센서와 엔코더 및 리졸버의 구성을 병행하여 사용이 가능하도록 회로 및 설계가 이루어질 경우에는 이를 제어하기 위한 알고리즘 등이 부가적으로 더 필요한 문제가 있다.In addition, when circuits and designs are made so that the BLDC motor can be used in parallel with the configuration of Hall sensors, encoders and resolvers, there is a problem that additionally, an algorithm for controlling them is required.

한국등록특허 제10-2116859호(2020.05.25.)Korean Patent Registration No. 10-2116859 (2020.05.25.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 자성의 다른 영구자석을 통해 출력된 특정 진폭을 가지는 아날로그 파형을 이용하여 BLDC모터의 회전자의 정보를 출력하여 다양한 상황에 맞춰 적용할 수 있는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치를 제공하는 데 있다.The present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to output various information of the rotor of a BLDC motor using an analog waveform having a specific amplitude output through another magnetic permanent magnet. It is to provide an absolute position angle measuring device using the analog Hall sensor method of an electric drive system for aircraft that can be applied according to the situation.

본 발명의 또 다른 목적은 S극과 N극 일정한 개수로 교차되어 배치된 상태에서 어느 하나의 극에 대하여 서로 다른 자성을 통해 특정한 아날로그 파형을 발생시켜 회전자의 정보를 출력할 수 있는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is an electric type for aircraft capable of outputting rotor information by generating a specific analog waveform through different magnetism for any one pole in a state in which a certain number of S and N poles are intersected. It is to provide an absolute position angle measuring device using an analog Hall sensor method of a driving device.

본 발명의 또 다른 목적은, 측정된 아날로그 파형을 통해 회전자의 절대위치, 출력값 및 절대각을 통해 오작동 및 오차 등을 검출하여 조절할 수 있는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is an absolute position using an analog Hall sensor method of an electric driving device for an aircraft capable of detecting and adjusting malfunctions and errors through the absolute position, output value, and absolute angle of the rotor through the measured analog waveform. It is to provide each measuring device.

본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 엔코더(Encoder), 리졸버(Resolver) 등의 구성없이 BLDC 모터 내부에서 정보를 측정하여 부가적인 구성에 의한 비용, 부피 및 무게 등을 감소시킬 수 있는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is an electric type for aircraft that can reduce cost, volume, and weight by additional configuration by measuring information inside a BLDC motor without a separate encoder or resolver configuration. It is to provide an absolute position angle measuring device using an analog Hall sensor method of a driving device.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 회전자의 정확한 절대값을 산출하여, 작동시 변화하는 출력정보의 오차 및 오작동을 검출하여 제어할 수 있는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to calculate the exact absolute value of the rotor, and to detect and control errors and malfunctions of output information that change during operation, absolute position using an analog Hall sensor method of an aircraft electric drive system It is to provide each measuring device.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고정자에 감긴 코일을 통해 자기장을 발생시켜 회전자를 회전시키는 BLDC모터의 출력정보를 측정하는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치에 있어서, 상기 회전자에 결합되며, 다수개의 S극과 N극이 상호 교차하여 배치되고 상기 S극과 상기 N극 중 어느 하나의 극은 서로 다른 자성을 가지도록 이루어진 영구자석과, 상기 BLDC모터에 설치되어 상기 영구자석의 회전시 발생하는 출력신호를 측정하여 아날로그 파형으로 검출하는 다수개의 홀센서와, 상기 홀센서에서 측정된 출력신호를 통해 상기 회전자의 회전각 절대위치를 검출하며, 회전자의 회전상태를 판단하는 제어부로 이루어지는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention generates a magnetic field through a coil wound around a stator to measure the output information of a BLDC motor that rotates the rotor. In the measuring device, a permanent magnet coupled to the rotor, a plurality of S poles and N poles intersecting each other, and any one of the S poles and the N poles has different magnetic properties, and the A plurality of Hall sensors installed in the BLDC motor to measure the output signal generated when the permanent magnet rotates and detect it as an analog waveform, and the absolute position of the rotation angle of the rotor through the output signal measured by the Hall sensor. , It is preferably made of a control unit that determines the rotation state of the rotor.

상기 영구자석은 상기 회전축의 회전시 회전중심축에 맞춰 정교하게 회전할 수 있도록 상기 S극과 상기 N극이 동일한 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferable that the S-pole and the N-pole have the same size so that the permanent magnet can precisely rotate in accordance with the rotation center axis when the rotation shaft is rotated.

상기 제어부는, 다수개의 상기 홀센서에서 각각 측정된 아날로그 파형을 하나의 위상에 병합하는 병합부와, 상기 병합부에서 병합된 다수개의 아날로그 파형 중 어느 하나의 파형을 선택하여, 서로 다른 자성을 가지는 상기 S극 또는 N극에서 측정된 파형의 꼭지점에 해당하는 변을 측정하여 절대위치를 판단하는 판단부와, 상기 병합부에서 하나의 위상에 병합된 다수개의 아날로그 파형의 교차되는 지점에서 윗부분과 아랫부분을 제외한 중간부분의 파형을 통해 상기 회전자의 출력값을 산출하는 산출부로 이루어지는 것이 바람직하다.The control unit may select a merge unit that merges the analog waveforms measured by the plurality of Hall sensors into one phase, and one of the plurality of analog waveforms merged by the merge unit to have different magnetisms. A determination unit that determines the absolute position by measuring the side corresponding to the vertex of the waveform measured at the S-pole or the N-pole, and the upper and lower parts at the intersection of a plurality of analog waveforms merged into one phase in the merging unit. It is preferable to include a calculation unit that calculates the output value of the rotor through the waveform of the middle part excluding the part.

상기 병합부에서 측정된 상기 회전자의 정/역방향으로 1회전 이상 회전시 측정된 아날로그 파형의 변곡점을 측정하여 절대각을 검출하는 검출부가 더 포함되는 것이 바람직하다.It is preferable that a detector for detecting an absolute angle by measuring an inflection point of the measured analog waveform when the rotor rotates one or more rotations in the forward/reverse direction measured by the merging unit is further included.

상기 BLDC모터에 입력된 입력값에 맞춰 발생된 동력을 전달받아 항공기의 조종면을 조종하는 출력축이 형성된 전기식 구동모터와, 상기 출력축의 출력신호를 아날로그 파형으로 측정하는 센서부와, 상기 센서부에서 측정된 아날로그 파형을 통해 상기 제어부에서 출력정보를 산출하여 상기 회전자의 출력정보와 상기 출력축의 출력정보를 대비하여 상기 BLDC모터의 작동을 제어하는 대비부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치.An electric drive motor having an output shaft that controls the control surface of an aircraft by receiving power generated according to an input value input to the BLDC motor, a sensor part measuring the output signal of the output shaft as an analog waveform, and measurement by the sensor part Analog of an electric driving apparatus for an aircraft, characterized in that comprising a contrast unit for controlling the operation of the BLDC motor by comparing the output information of the rotor and the output information of the output shaft by calculating output information from the control unit through the analog waveform Absolute position angle measuring device using Hall sensor method.

본 발명에 따른 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치에 따르면, BLDC모터 내부에 구성된 영구자성이 서로 다른 자성으로 구현되어 출력된 아날로그 파형의 특정 진폭을 통해 회전자의 기준이 되는 절대위치 및 출력값을 산출하여 작동시 발생되는 상황에 맞춰 제어가 가능한 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치를 제공하는 데 있다.According to the absolute position angle measuring device using the analog Hall sensor method of the electric driving device for an aircraft according to the present invention, the permanent magnets configured inside the BLDC motor are implemented with different magnets, and the output of the rotor through a specific amplitude of the analog waveform The objective is to provide an absolute position angle measuring device using an analog Hall sensor method of an electric driving device for aircraft that can be controlled according to the situation that occurs during operation by calculating the absolute position and output value as a reference.

본 발명에 따르면, 영구자석은 S극과 N극 일정한 갯수로 교차되어 배치된 상태에서 어느 하나의 극에 대하여 서로 다른 자성을 통해 서로 다른 진폭을 가지는 특정한 아날로그 파형을 발생시켜 회전자의 정보를 출력하는 장점이 있다.According to the present invention, the permanent magnets generate specific analog waveforms having different amplitudes through different magnets for any one pole in a state in which a certain number of S poles and N poles are intersected and arranged to output rotor information. There is an advantage.

본 발명에 따르면, 측정된 아날로그 파형을 통해 회전자의 절대위치, 출력값 및 절대각을 통해 회전자 및 외부에서 회전자의 동력을 전달받아 작동하는 출력축에 대하여 오작동 및 오차 등을 검출하여 제어할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, malfunctions and errors can be detected and controlled with respect to the rotor and the output shaft operating by receiving the power of the rotor from the outside through the absolute position, output value, and absolute angle of the rotor through the measured analog waveform. There is an advantage.

본 발명에 따르면, 별도의 엔코더(Encoder), 리졸버(Resolver) 등의 구성 없이 BLDC 모터 내부에서 정보를 출력정보 측정하여 부가적인 구성에 의한 비용, 부피 및 무게 등을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of reducing cost, volume, weight, etc. due to an additional configuration by measuring output information inside a BLDC motor without configuring a separate encoder or resolver.

본 발명에 따르면, 상기 회전자 및 출력축 등 회전을 통해 동력을 발생시키는 축의 정확한 절대값 및 출력값, 절대각을 산출한 출력정보를 통해 작동시 오차 및 오작동을 제어하며, 회전자 및 출력축의 떨림, 진동 등의 지터현상 등을 방지할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, errors and malfunctions during operation are controlled through output information obtained by calculating an exact absolute value and output value, and an absolute angle of the axis that generates power through rotation, such as the rotor and the output shaft, and the vibration of the rotor and the output shaft, There is an advantage of preventing jitter phenomenon such as vibration.

도 1은 본 발명에 따른 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치를 도시한 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 제어상태를 도시한 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 홀센서를 통해 측정된 아날로그 파형을 도시한 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 항공기용 전기식 구동모터에 연결된 상태를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 전자식 구동장치의 내부구성을 도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 아날로그 파형에서 측정된 절대위치, 출력값 및 절대각을 나타낸 개념도이다. 1 is a conceptual diagram showing an absolute position angle measuring device using an analog Hall sensor method of the electric driving device for an aircraft according to the present invention,
2 is a block diagram showing a control state according to the present invention;
3 is a conceptual diagram showing an analog waveform measured through a Hall sensor according to the present invention,
Figure 4 is a perspective view showing a state connected to the electric drive motor for an aircraft according to the present invention,
5 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the electronic drive device according to the present invention,
6 is a conceptual diagram showing an absolute position, an output value, and an absolute angle measured in an analog waveform according to the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치에 관하여 첨부된 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus for measuring an absolute position angle using an analog Hall sensor method of an electric driving apparatus for an aircraft according to the present invention will be described in detail together with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치를 도시한 개념도이며, 도 2는 본 발명에 따른 제어상태를 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 홀센서를 통해 측정된 아날로그 파형을 도시한 개념도이며, 도 4는 본 발명에 따른 항공기용 전기식 구동모터에 연결된 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전자식 구동장치의 내부구성을 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 아날로그 파형에서 측정된 절대위치, 출력값 및 절대각을 나타낸 개념도이다. 1 is a conceptual diagram showing an absolute position angle measuring device using an analog Hall sensor method of the electric drive device for an aircraft according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a control state according to the present invention, Figure 3 is the present A conceptual diagram showing an analog waveform measured through a Hall sensor according to the present invention, Figure 4 is a perspective view showing a state connected to the electric drive motor for an aircraft according to the present invention, Figure 5 is the interior of the electronic drive device according to the present invention It is a cross-sectional view showing the configuration, and FIG. 6 is a conceptual diagram showing an absolute position, an output value, and an absolute angle measured in an analog waveform according to the present invention.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, BLDC모터(10)의 회전자의 아날로그 파형을 통해 회전자(11)의 출력정보를 측정할 수 있는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치에 관한 것이다.1 to 5, the present invention relates to an absolute position angle measuring device using an analog Hall sensor method of an electric driving device for an aircraft, and more particularly, an analog waveform of the rotor of the BLDC motor 10 It relates to an absolute position angle measuring device using an analog Hall sensor method of an electric driving device for an aircraft capable of measuring the output information of the rotor 11 through.

이러한 본 발명은 고정자(12)에 감긴 코일(13)을 통해 자기장을 발생시켜 회전자(11)를 회전시키는 BLDC모터(10)의 출력정보를 측정할 수 있도록 영구자석(20), 홀센서(30) 및 제어부(40)로 구성된다.The present invention generates a magnetic field through the coil 13 wound around the stator 12 to measure the output information of the BLDC motor 10 that rotates the rotor 11, a permanent magnet 20, a hall sensor ( 30) and a control unit 40.

이에 앞서, 상기 BLDC모터(10)는 통상적인 구성으로써, 상기 고정자(12)에 감겨진 상기 코일(13)에 가해진 전기를 통해 자기장을 발생시켜 상기 회전자(11)를 회전시키는 구성으로 이루어진다.Prior to this, the BLDC motor 10 has a conventional configuration, and is configured to rotate the rotor 11 by generating a magnetic field through electricity applied to the coil 13 wound around the stator 12.

상기 영구자석(20)은 상기 회전자(11)에 결합되며, 다수개의 S극(21)과 N극(22)이 상호 교차하여 배치되고 상기 S극(21)과 상기 N극(22) 중 어느 하나의 극은 서로 다른 자성을 가지도록 이루어진다.The permanent magnet 20 is coupled to the rotor 11, and a plurality of S poles 21 and N poles 22 are disposed to cross each other, and among the S poles 21 and the N poles 22 Either pole is made to have different magnetism.

상기 홀센서(30)는 상기 BLDC모터(10)에 설치되어 상기 영구자석(20)의 회전시 발생하는 출력신호를 측정하여 아날로그 파형으로 검출하는 다수개가 일정한 간격으로 배치된다.The Hall sensor 30 is installed on the BLDC motor 10 to measure an output signal generated when the permanent magnet 20 rotates and detect an analog waveform at regular intervals.

상기 제어부(40)는 상기 홀센서(30)에서 측정된 출력신호를 통해 상기 회전자(11)의 아날로그 파형를 통해 상기 회전자(11)의 회전시 출력정보를 산출한다.The controller 40 calculates output information when the rotor 11 rotates through the analog waveform of the rotor 11 through the output signal measured by the hall sensor 30.

이와 같이 상기 제어부(40)는 상기 영구자석(20)을 상기 홀센서(30)를 통해 측정하여 상기 회전자의 출력정보를 측정이 가능하다.In this way, the control unit 40 can measure the output information of the rotor by measuring the permanent magnet 20 through the hall sensor 30.

이를 통해 측정된 출력정보와 상기 BLDC모터(10)와 연결되어 외부에서 회전하는 출력축(1b)을 대비하여 오작동 등의 문제점을 간편하게 검출할 수 있다.Through this, in contrast to the measured output information and the output shaft 1b connected to the BLDC motor 10 and rotating externally, problems such as malfunction can be easily detected.

또한, 상기 회전자(11)의 출력정보에 따라, 절대위치 출력값 및 절대각 등의 정확한 정보를 통해 정확한 제어가 가능하다.In addition, according to the output information of the rotor 11, accurate control is possible through accurate information such as an absolute position output value and an absolute angle.

따라서 본 발명에 따른 각각의 구성에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Accordingly, each configuration according to the present invention will be described in detail.

먼저, 상기 영구자석(20)은 상기 N극(22)과 S극(21)이 상호 교차되며, 상기 회전자(11)의 둘레를 따라 형성된다.First, the permanent magnet 20 crosses the N-pole 22 and the S-pole 21, and is formed along the circumference of the rotor 11.

이러한 상기 영구자석(20)은 통상적인 상기 BLDC모터(10)에 형성된 구성과 동일하게 이루어진다.These permanent magnets 20 are made in the same manner as those formed in the conventional BLDC motor 10.

이에 따라 상기 영구자석(20)은 상기 고정자(12)에서 발생된 자기장을 통해 상기 회전자(11)를 회전시킨다.Accordingly, the permanent magnet 20 rotates the rotor 11 through the magnetic field generated by the stator 12.

이때, 상기 영구자석(20)은 상기 S극(21)과 상기 N극(22)이 상기 회전자(11)의 둘레를 따라 상호 교차되어 배치되되, 각 극은 2개씩 총 4개의 극이 배치되는 것이 바람직하다.At this time, in the permanent magnet 20, the S-pole 21 and the N-pole 22 are arranged to cross each other along the circumference of the rotor 11, and a total of four poles are arranged for each pole. It is desirable to be.

따라서 상기 영구자석(20)은 S, N, S, N이 순차적으로 상기 회전자(11)의 둘레에 배치되되 상기 S극(21) 또는 상기 N극(22) 중 어느 하나의 극은 서로 다른 자성으로 이루어진다.Therefore, in the permanent magnet 20, S, N, S, N are sequentially arranged around the rotor 11, but any one of the S pole 21 or the N pole 22 is different from each other. It is made of magnetism.

즉, 자성의 일예로, S1, N1, S2, N2가 순차적으로 배치된 상태에서 S1극은 S2극보다 상대적으로 자성이 강하거나 약하게 이루어지며, S2, N1, N2극은 동일한 자성으로 이루어진다.That is, as an example of magnetism, in a state in which S1, N1, S2, and N2 are sequentially arranged, the S1 pole has a relatively stronger or weaker magnetism than the S2 pole, and the S2, N1, and N2 poles are made of the same magnetism.

이를 통해 S1극의 자성이 약한 경우, 도3에 도시된 아날로그 파형과 같이 어느 한 부분의 상대적으로 작은 파장을 나타낸다.Through this, when the S1 pole has a weak magnetism, it shows a relatively small wavelength of a portion as in the analog waveform shown in FIG. 3.

그리고 상기 영구자석(20)은 상기 회전자(11)의 회전시 회전중심축에 맞춰 정교하게 회전할 수 있도록 상기 S극(21)과 상기 N극(22)이 동일한 크기로 이루어진다.In addition, the S-pole 21 and the N-pole 22 have the same size so that the permanent magnet 20 rotates precisely in accordance with the rotation center axis when the rotor 11 rotates.

즉, 상기 S극(21)과 상기 N극(22)에 따를 각각의 극은 동일한 크기로 이루어져, 상기 회전자(11)의 중심 회전축을 기준으로 원활하게 회전하여, 관성에 의해 발생하는 진동 떨림 등을 방지하여 베어링 등의 파손을 방지한다.That is, each pole that follows the S pole 21 and the N pole 22 is made of the same size, and rotates smoothly with respect to the central rotation axis of the rotor 11, resulting in vibration and vibration caused by inertia. To prevent damage to bearings, etc.

따라서 상기 S극(21)과 상기 N극(22)은 동일한 형상 및 무게로 이루어져, 상기 회전자(11)가 원활하게 회전한다.Accordingly, the S-pole 21 and the N-pole 22 have the same shape and weight, and the rotor 11 rotates smoothly.

다음으로 상기 홀센서(30)는 상기 BLDC모터(10)의 내부에 일정한 간격으로 다수개 배치되어 상기 영구자석(20)을 측정하여 통해 아날로그 파형을 출력한다.Next, a plurality of Hall sensors 30 are disposed inside the BLDC motor 10 at regular intervals to measure the permanent magnets 20 and output an analog waveform.

이러한 상기 홀센서(30)는 상기 BLDC모터(10)의 내부에 설치되는 통상적인 구성으로 이루어지며, 상기 회전자(11)의 둘레를 따라 120°의 간격으로 3개가 배치되는 것이 바람직하다.The Hall sensor 30 is made of a conventional configuration installed in the inside of the BLDC motor 10, it is preferable that three are arranged at 120° intervals along the circumference of the rotor 11.

이를 통해 상기 회전자(11)의 회전시 3개의 상기 홀센서(30)를 통해 각각의 아날로그 파형을 검출한다.Through this, when the rotor 11 rotates, each of the analog waveforms is detected through the three Hall sensors 30.

다음으로 상기 제어부(40)는 상기 홀센서(30)를 통해 각각 측정된 아날로그 파형을 통해 상기 회전자(11)의 출력정보를 산출한다.Next, the control unit 40 calculates output information of the rotor 11 through analog waveforms measured by the Hall sensor 30, respectively.

따라서 상기 제어부(40)는 아날로그 파형을 통해 상기 회전자(11)의 출력정보를 산출할 수 있도록 병합부(41), 판단부(42) 및 산출부(43)로 이루어진다.Accordingly, the control unit 40 includes a merging unit 41, a determination unit 42, and a calculation unit 43 to calculate the output information of the rotor 11 through an analog waveform.

상기 병합부(41)는 다수개의 상기 홀센서(30)에서 각각 측정된 아날로그 파형을 하나의 위상에 병합한다.The merger 41 merges the analog waveforms measured by the plurality of Hall sensors 30 into one phase.

이러한 상기 병합부(41)는 상기 홀센서(30)를 통해 각각 측정된 다수개의 아날로그 파형을 하나의 위상에 표시한다.The merging unit 41 displays a plurality of analog waveforms, respectively measured by the Hall sensor 30, on one phase.

즉, 동일한 기준에 맞춰 3개의 아날로그 파형이 표시된다.That is, three analog waveforms are displayed according to the same criteria.

이를 통해 상기 홀센서(30)의 위치에 맞춰 상기 영구자석(20)을 측정한 아날로그 파형이 복합적으로 표시된다.Through this, an analog waveform obtained by measuring the permanent magnet 20 according to the position of the Hall sensor 30 is displayed in combination.

상기 판단부(42)는 상기 병합부(41)에서 병합된 다수개의 아날로그 파형 중 어느 하나의 파형을 선택하여, 서로 다른 자성을 가지는 상기 S극(21) 또는 N극(22)에서 측정된 파형의 꼭지점에 해당하는 위치를 측정하여 절대위치를 판단한다.The determination unit 42 selects any one of a plurality of analog waveforms merged by the merging unit 41, and the waveform measured at the S pole 21 or the N pole 22 having different magnetic properties The absolute position is determined by measuring the position corresponding to the vertex of.

따라서 상기 판단부(42)는 상기 병합부(41)에 표시된 아날로그 파형 중 서로 다른 자성을 가지는 극의 꼭지점을 통해 절대위치를 판단한다.Accordingly, the determination unit 42 determines the absolute position through the vertices of poles having different magnetic properties among the analog waveforms displayed on the merging unit 41.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 S2극, N1극, N2극은 동일한 자성으로 이루어져, 동일한 진폭을 가지는 파형이 형성되고 S1극은 S2극보다 상대적으로 자성이 약한 경우 작은 진폭을 형성하여 서로 다른 파형이 형성된다.That is, as shown in FIG. 3, when the S2 pole, N1 pole, and N2 pole are made of the same magnetism, a waveform having the same amplitude is formed, and when the S1 pole is relatively weaker than the S2 pole, a small amplitude is formed. Waveforms are formed.

이 중, 아날로그 파형의 높은 진폭 또는 낮은 진폭 중 어느 하나의 꼭지점을 기준을 선택하여 상기 회전자(11)의 절대위치를 판단한다.Among them, the absolute position of the rotor 11 is determined by selecting a vertex of either a high amplitude or a low amplitude of the analog waveform as a reference.

여기서 절대위치는 상기 영구자석(20)의 자성에 의해 한 지점을 선택하여 상기 회전자(11)의 회전시 측정되는 기준 위치를 정확히 측정할 수 있다.Here, the absolute position can accurately measure the reference position measured when the rotor 11 rotates by selecting a point by the magnetism of the permanent magnet 20.

이를 통해 상기 회전자(11)의 회전수, 시작위치 등의 기준이 되는 위치를 명확히 할 수 있다.Through this, the reference position such as the number of rotations and the start position of the rotor 11 can be clarified.

상기 산출부(43)는 상기 병합부(41)에서 하나의 위상에 병합된 다수개의 아날로그 파형의 교차되는 지점에서 윗부분과 아랫부분을 제외한 중간부분의 파형을 통해 상기 회전자(11)의 출력값을 산출한다.The calculation unit 43 calculates the output value of the rotor 11 through the waveform of the middle part excluding the upper part and the lower part at the intersection of the plurality of analog waveforms merged into one phase in the merging part 41. Calculate.

따라서 3개의 아날로그 파형이 동일한 기준에 맞춰 병합된 상태에서, 상호 교차되는 교차점을 기준으로 상단과 하단부분의 불명확한 파형을 제외하고, 중간부분의 파형의 정보를 이용한다.Therefore, in a state in which three analog waveforms are merged according to the same standard, information of the waveform of the middle part is used, excluding the unclear waveforms of the upper and lower parts, based on the crossing points that cross each other.

이때, 중간부분의 파형을 3개의 아날로그 파형이 교차된 상태에서 교차점을 기준으로 지그재그로 도출된 파형을 통해 상기 회전자(11)의 회전상태에 따른 출력값을 정확하게 측정할 수 있다.At this time, the output value according to the rotational state of the rotor 11 can be accurately measured through the waveform derived from the zigzag pattern based on the intersection point in the state in which the three analog waveforms are crossed.

따라서 상기 산출부(43)는 동일한 기준에 맞춰 표시된 다수개의 아날로그 파형의 교차되는 교차점을 기준으로 선형성이 덜하고 신호 측정시 정밀도가 낮은 상단과 하단부분을 제외하여 정확성 및 정밀성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the calculation unit 43 may improve accuracy and precision by excluding upper and lower portions that have less linearity and lower precision when measuring signals based on the intersection of a plurality of analog waveforms displayed according to the same standard.

그리고 상기 제어부(40)에는 상기 병합부(41)에서 측정된 상기 회전자(11)의 정/역방향으로 1회전 이상 회전시 측정된 아날로그 파형의 변곡점을 측정하여 절대각을 검출하는 검출부(44)가 더 포함된다. In addition, the control unit 40 includes a detection unit 44 that detects an absolute angle by measuring an inflection point of the analog waveform measured when rotating one or more rotations in the forward/reverse direction of the rotor 11 measured by the merging unit 41. Includes more.

이러한 상기 검출부(44)는 상기 회전자(11)의 정/역방향 회전시 측정되는 아날로그 파형을 통해 상기 회전자(11)의 회전에 따른 절대각을 검출할 수 있다.The detection unit 44 may detect an absolute angle according to the rotation of the rotor 11 through an analog waveform measured when the rotor 11 rotates in the forward/reverse direction.

즉, 상기 회전자(11)의 1회전시 기계적 회전각은 360°범위에 대하여 전기적 회전각은 720°로 측정되어 전기적 회전각을 통해 상기 회전자(11)의 회전각도의 각도 및 위치를 정확히 확인하기 어려운 상태이다.That is, for one rotation of the rotor 11, the mechanical rotation angle is measured in the range of 360° and the electrical rotation angle is 720°, and the angle and position of the rotation angle of the rotor 11 are accurately determined through the electrical rotation angle. It is difficult to identify.

따라서 상기 회전자(11)가 정/역방향을 따라 회전시 검출되는 변곡점을 통해 1회전 이상 회전된 상태를 판단한다.Therefore, it is determined that the rotor 11 is rotated one or more rotations through the inflection point detected when rotating in the forward/reverse direction.

그리고 상기 판단부(42)에서 측정된 절대위치를 0°로 기준을 잡은 후, 상기 회전자(11)의 회전상태에 따라 아날로그 파형의 특정위치에 따른 회전각도를 정확히 산출하여 절대각을 검출할 수 있다.And after setting the reference to the absolute position measured by the determination unit 42 at 0°, the absolute angle can be detected by accurately calculating the rotation angle according to the specific position of the analog waveform according to the rotation state of the rotor 11. I can.

여기서 상기 영구자석(20)의 S1극 및 S2극이 서로 다른 진폭으로 형성됨에 따라 상기 회전자의 정방향 또는 역방향 회전을 판단한다.Here, as the S1 and S2 poles of the permanent magnet 20 are formed with different amplitudes, the forward or reverse rotation of the rotor is determined.

이를 통해 상기 회전자(11)가 회전시 발생된 출력정보에 따른 아날로그 파형에서 지정한 위치에 따른 정확한 회전각에 맞춰 정확한 수치의 절대각을 검출한다.Through this, the absolute angle of the correct numerical value is detected according to the exact rotation angle according to the position specified in the analog waveform according to the output information generated when the rotor 11 rotates.

그리고 상기 BLDC모터(10)에 입력된 입력값에 맞춰 발생된 동력을 전달받아 항공기의 조종면(2)을 조종하는 출력축(1b)이 형성된 전기식 구동모터(1)와, 상기 출력축(1b)의 출력신호를 아날로그 파형으로 측정하는 센서부(50)와, 상기 센서부(50)에서 측정된 아날로그 파형을 통해 상기 제어부에서 출력정보를 산출하여 상기 회전자(11)의 출력정보와 상기 출력축(1b)의 출력정보를 대비하여 상기 BLDC모터(10)의 작동을 제어하는 대비부(60)로 이루어진다.And the electric drive motor (1) having an output shaft (1b) that controls the control surface (2) of the aircraft by receiving the power generated according to the input value input to the BLDC motor (10), and the output of the output shaft (1b) A sensor unit 50 that measures a signal as an analog waveform, and the control unit calculates output information through the analog waveform measured by the sensor unit 50, and output information of the rotor 11 and the output shaft 1b Consists of a contrast unit 60 for controlling the operation of the BLDC motor 10 in contrast to the output information of.

이에 앞서, 상기 전기식 구동모터(1)는 항공기의 구동장치((Actuation System)에 사용되어 항공기 날개의 조종면(2)인 에일러론(aileron), 러더(rudder) 및 플래퍼론(flaperon)(이하, '조종면'으로 통칭한다.)등을 동작시키기 위해 사용되고, 특히, 무인항공기에 더욱더 효율적으로 사용이 가능하다.Prior to this, the electric drive motor 1 is used in an aircraft driving system (Actuation System) and is an aileron, a rudder, and a flaperon (hereinafter referred to as' It is commonly referred to as'control surface') and can be used more efficiently, especially in unmanned aerial vehicles.

이를 위해 하우징(1a)의 내부에 상기 BLDC모터(10)를 내장한 후, 회전자의 회전력을 전달받아 회전하는 출력축(1b)이 구비된다.To this end, after the BLDC motor 10 is embedded in the housing 1a, an output shaft 1b that rotates by receiving the rotational force of the rotor is provided.

이때, 상기 회전자(11)와 상기 출력축(1b) 사이에 감속기가 설치되어 기어비를 통해 상기 회전자의 회전력을 감속시켜 상기 출력축(1b)이 회전이 이루어진다.At this time, a reducer is installed between the rotor 11 and the output shaft 1b to reduce the rotational force of the rotor through a gear ratio, so that the output shaft 1b rotates.

그리고 상기 전기식 구동모터(1)에는 입력모듈(1d)이 형성되어 외부에서 입력된 입력값에 맞춰 상기 BLDC모터(10)의 출력을 제어하여 상기 출력축(1b)과 결합된 조종면(2)을 조종한다.In addition, an input module (1d) is formed in the electric drive motor (1) to control the output of the BLDC motor (10) according to an external input value to control the control surface (2) coupled with the output shaft (1b). do.

이와 같이 설치된 상태에서 상기 센서부(50)는 하우징(1a)에 구비되어 상기 출력축(1b)의 출력정보를 측정한다.In this installed state, the sensor unit 50 is provided in the housing 1a to measure the output information of the output shaft 1b.

따라서 상기 센서부(50)는 상기 출력축(1b)의 출력정보를 아날로그 파형으로 측정할 수 있는 다양한 구성으로 이루어질 수 있으나, 상기 홀센서(30) 및 상기 영구자석(20)과 동일한 구성을 통해 다수개의 아날로그 파형을 출력하는 것이 바람직하다.Therefore, the sensor unit 50 may be configured in various configurations capable of measuring the output information of the output shaft 1b in an analog waveform, but through the same configuration as the Hall sensor 30 and the permanent magnet 20 It is desirable to output two analog waveforms.

아울러 상기 출력축(1b)에는 상기 센서부(50)를 통해 출력정보를 아날로그 파형으로 출력할 수 있도록 마그네틱(1c)이 구비되되, 상기 마그네틱(1c)은 상기 영구자석(20)과 동일한 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the output shaft (1b) is provided with a magnetic (1c) to output the output information in the analog waveform through the sensor unit 50, the magnetic (1c) is made of the same configuration as the permanent magnet (20). It is desirable.

그리고 상기 대비부(60)는 상기 센서부(50)를 통해 측정된 아날로그 파형을 상기 제어부(40)로 전달하여 상기 회전자(11)의 출력정보와 동일한 방법을 통해 상기 출력축(1b)의 출력정보를 상기 회전자(11)의 출력정보와 대비하여 오작동 및 오차 등을 계산하여 상기 BLDC모터(10)를 제어할 수 있도록 이루어진다.In addition, the preparation unit 60 transmits the analog waveform measured through the sensor unit 50 to the control unit 40 and outputs the output shaft 1b through the same method as the output information of the rotor 11. By comparing the information with the output information of the rotor 11, malfunctions and errors are calculated so that the BLDC motor 10 can be controlled.

다음으로는 본 발명에 따른 작동상태에 대하여 설명하기로 한다.Next, the operating state according to the present invention will be described.

먼저, 상기 BLDC모터(10)의 내부에 고정자(12) 및 코일(13)을 통해 발생된 자기장에 의해 회전하는 영구자석(20)이 결합된 회전자(11)로 이루어진다.First, the BLDC motor 10 is made of a rotor 11 in which a stator 12 and a permanent magnet 20 rotating by a magnetic field generated through the coil 13 are coupled.

이때, 영구자석(20)은 상기 기재된 바와 같이 어느 한 극의 자성을 서로 다르게 하여 다수개의 상기 홀센서(30)를 통해 각각의 아날로그 파형을 출력한다.At this time, the permanent magnet 20 outputs each analog waveform through the plurality of Hall sensors 30 by making the magnetism of one pole different from each other as described above.

즉, 상기 영구자석(20)은 상기 기재된 바와 같이 S1, S2, N1, N2의 총 4개의 극을 가지되 이중 어느 하나의 극이 다른 자성을 가지되 크기는 동일하게 이루어져, 상기 회전자(11)의 회전이 용이하게 이루어진다.That is, the permanent magnet 20 has a total of 4 poles S1, S2, N1, N2 as described above, but any one of the poles has different magnetism, but the size is the same, and the rotor 11 ) Is easily rotated.

이렇게 출력된 아날로그 파형은 상기 제어부(40)를 통해 상기 회전자(11)의 출력정보를 도출하여 상기 회전자(11)의 절대위치, 출력값, 절대각 등의 정보를 출력할 수 있다.The analog waveform output in this way may derive output information of the rotor 11 through the control unit 40 and output information such as an absolute position, an output value, and an absolute angle of the rotor 11.

여기서 아날로그 파형은 도 3에 나타난 바와 같이 상기 영구자석(20)의 자성에 의해 일정한 진폭을 가지되, 자성이 다른 하나의 극은 자성이 강하면 진폭이 높고, 자성이 약하면 진폭이 낮은 파형으로 이루어진다.Here, the analog waveform has a constant amplitude by the magnetism of the permanent magnet 20, as shown in FIG. 3, but one pole having a different magnetism has a high amplitude when the magnetism is strong, and a waveform having a low amplitude when the magnetism is weak.

이와 같이 출력된 아날로그 파형은 상기 제어부(40)를 통해 출력정보에 맞춰 각각의 정보를 도출한다.Each of the analog waveforms output in this way is derived according to the output information through the control unit 40.

먼저, 상기 병합부(41)를 통해 아날로그 파형을 동일한 기준에 맞춰 병합하여 하나의 위상에 표시한다.First, analog waveforms are merged according to the same reference through the merger 41 and displayed in one phase.

그리고 상기 판단부(42)는 상기 병합부(41)에서 병합된 아날로그 파형을 통해 절대위치를 판단한다.In addition, the determination unit 42 determines the absolute position through the analog waveform merged by the merging unit 41.

즉, 상기 판단부(42)는 서로 다른 극을 가지는 S1극 및 S2극에 의해 서로 다른 진폭을 가지는 아날로그 파형 중 가장 먼저 측정된 아날로그 파형의 가장 높은 위치의 꼭지점을 절대위치로 판단한다.That is, the determination unit 42 determines the vertex of the highest position of the first measured analog waveform among analog waveforms having different amplitudes by S1 and S2 poles having different poles as the absolute position.

이를 통해 상기 회전자(11)의 기준위치를 정확히 판단할 수 있다.Through this, the reference position of the rotor 11 can be accurately determined.

그리고 상기 산출부(43)는 병합된 상기 아날로그 파형 중, 교차된 지점을 기준으로 상단부분과 하단부분을 제외한 중간부분의 정보를 통해 출력값을 산출한다.In addition, the calculation unit 43 calculates an output value through information on a middle portion of the merged analog waveform excluding an upper portion and a lower portion based on the intersection point.

즉, 중간부분의 아날로그 파형을 따라 지그재그로 형태의 파형을 통해 상기 회전자가 출력되는 출력값을 정확히 산출할 수 있다.That is, the output value outputted by the rotor can be accurately calculated through a zigzag-shaped waveform along the analog waveform in the middle.

또한, 상기 검출부(44)는 변곡점을 통해 상기 회전자의 1회전에 따른 아날로그 파형의 위치를 측정하며, 측정된 위치 내에서 상기 판단부(42)에서 판단된 절대위치와 대비하여 상기 회전자의 회전각에 따른 절대각을 검출할 수 있다.In addition, the detection unit 44 measures the position of the analog waveform according to one rotation of the rotor through the inflection point, and compares the absolute position determined by the determination unit 42 within the measured position. The absolute angle according to the rotation angle can be detected.

이를 통해 상기 홀센서(30)에 의해 측정된 아날로그 파형을 통해 상기 회전자(11)의 절대위치, 측정값 및 절대각에 따른 출력정보를 도출할 수 있다.Through this, it is possible to derive output information according to the absolute position, measured value, and absolute angle of the rotor 11 through the analog waveform measured by the Hall sensor 30.

그리고 상기 센서부(50)는 상기 회전자(11)의 동력을 전달받아 외부에서 회전하는 출력축(1b)의 출력정보를 측정한다.In addition, the sensor unit 50 measures output information of the output shaft 1b rotating outside by receiving the power of the rotor 11.

이때, 출력축(1b)은 상기 회전자(11)와 다양한 방법을 통해 동력을 전달받되, 감속기 등의 구조를 통해 기어비에 따라 회전자의 1회전 시 상기 출력축(1b)의 각도를 조절할 수 있도록 설치된다.At this time, the output shaft (1b) receives power through various methods with the rotor (11), but is installed to adjust the angle of the output shaft (1b) during one rotation of the rotor according to a gear ratio through a structure such as a reducer. do.

이렇게 설치된 상태에서 상기 출력축(1b)의 회전상태를 상기 센서부(50)를 통해 측정하여 출력정보를 측정하며, 상기 출력축(1b) 및 상기 센서부(50)는 상기 회전자(11) 및 상기 홀센서(30)와 동일한 구성을 통해 출력정보를 측정한다.In this installed state, the rotational state of the output shaft 1b is measured through the sensor unit 50 to measure output information, and the output shaft 1b and the sensor unit 50 include the rotor 11 and the Output information is measured through the same configuration as the Hall sensor 30.

이렇게 측정된 상기 출력축(1b)의 출력정보는 상기 회전자(11)의 출력정보와 대비하여, 오작동 및 오차 등을 검출하여 상기 회전자(11)의 작동을 제어할 수 있다.The measured output information of the output shaft 1b is compared with the output information of the rotor 11, and malfunctions and errors are detected to control the operation of the rotor 11.

즉, 상기 전기식 구동모터(1)를 통해 항공기에 설치된 상기 조종면(2)을 제어함에 있어, 상기 BLDC모터(10)에서 출력된 회전력은 상기 회전자(11) 및 상기 출력축(1b)을 통해 동력을 전달한다.That is, in controlling the control surface 2 installed in the aircraft through the electric drive motor 1, the rotational force output from the BLDC motor 10 is power through the rotor 11 and the output shaft 1b. Deliver.

이때, 상기 출력축(1b)은 상기 조종면(2)의 외부환경 및 내부환경과 상기 전기식 구동모터(1)의 내부구성 등에 의해 발생하는 마찰, 충격, 저항 등의 요건에 의해 상기 회전자(11)에서 출력된 출력값을 통해 상기 출력축(1b)의 정밀한 제어 시 오차 및 오작동이 발생하게 된다.At this time, the output shaft (1b) is the rotor 11 according to the requirements such as friction, impact, resistance generated by the external environment and the internal environment of the control surface 2 and the internal configuration of the electric drive motor (1). Errors and malfunctions occur during precise control of the output shaft 1b through the output value output from.

또한, 상기 출력축(1b) 및 회전자(11)는 외부 및 내부환경 등에 의해 떨림, 진동, 저항 등이 발생하게 되어 출력값에 따른 오차가 발생한다.In addition, the output shaft 1b and the rotor 11 generate tremors, vibrations, resistance, etc. due to external and internal environments, and an error according to the output value occurs.

이와 같이 상기 전기식 구동모터(1)의 작동시 발생하는 마찰, 떨림, 진동, 저항 등에 의한 상기 회전자(11)와 상기 출력축(1b)의 정확한 출력정보를 측정하여 정밀한 작동이 이루어질 수 있도록 제어한다.In this way, accurate output information of the rotor 11 and the output shaft 1b due to friction, vibration, vibration, resistance, etc. generated during the operation of the electric drive motor 1 is measured and controlled so that precise operation can be achieved. .

즉, 상기 회전자(11)의 오차, 오작동을 판단하여, 출력되는 회전력에 맞춰 상기 회전자(11)의 제어가 용이하며, 상기 회전자(11)와 상기 출력축(1b)의 출력값을 대비하여 발생하는 오차 등을 손쉽게 제어할 수 있다.That is, it is easy to control the rotor 11 according to the output rotational force by judging errors and malfunctions of the rotor 11, and comparing the output values of the rotor 11 and the output shaft 1b You can easily control the errors that occur.

따라서, 상기 제어부(40)는 상기 회전자(11) 및 상기 출력축(1b)의 절대위치, 출력값 및 절대각에 따른 기준정보와 작동시 발생하는 출력정보를 정확하게 산출한 데이터를 통해 작동시 발생하는 오차 및 오작동을 신속하게 판단하여 제어가 가능하다.Accordingly, the control unit 40 accurately calculates the reference information according to the absolute position, output value, and absolute angle of the rotor 11 and the output shaft 1b, and output information generated during operation. It is possible to quickly judge errors and malfunctions and control them.

이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.As described above, the rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by what is described in the claims, and various modifications and adaptations within the scope of the rights described in the claims by those of ordinary skill in the field of the present invention It is obvious that you can do it.

1: 전기식 구동모터 1a: 하우징 1b: 출력축
1c: 마그네틱 1d: 입력모듈
2: 조종면
10: BLDC모터 11: 회전자 12: 고정자
13: 코일
20: 영구자석 21: S극 22: N극
30: 홀센서
40: 제어부 41: 병합부 42: 판단부
43: 산출부 44: 검출부
50: 센서부
60: 대비부1: electric drive motor 1a: housing 1b: output shaft
1c: magnetic 1d: input module
2: control surface
10: BLDC motor 11: rotor 12: stator
13: coil
20: permanent magnet 21: S pole 22: N pole
30: Hall sensor
40: control unit 41: merging unit 42: determination unit
43: calculation unit 44: detection unit
50: sensor unit
60: contrast section

Claims (5)

고정자(12)에 감겨진 코일(13)을 통해 자기장을 발생시켜 회전자(11)를 회전시키는 BLDC모터(10)의 출력정보를 측정하는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치에 있어서,
상기 회전자(11)에 결합되며, 다수개의 S극(21)과 N극(22)이 상호 교차하여 배치되고 상기 S극(21)과 상기 N극(22) 중 어느 하나의 극은 서로 다른 자성을 가지도록 이루어진 영구자석(20)과,
상기 BLDC모터(10)에 설치되어 상기 영구자석(20)의 회전시 발생하는 출력신호를 측정하여 아날로그 파형으로 검출하는 다수개의 홀센서(30)와,
상기 홀센서(30)에서 측정된 출력신호를 통해 상기 회전자(11)의 아날로그 파형를 통해 상기 회전자(11)의 회전시 출력정보를 산출하는 제어부(40)로 이루어지되,
상기 제어부(40)는,
다수개의 상기 홀센서(30)에서 각각 측정된 아날로그 파형을 하나의 위상에 병합하는 병합부(41)와,
상기 병합부(41)에서 병합된 다수개의 아날로그 파형 중 어느 하나의 파형을 선택하여, 서로 다른 자성을 가지는 상기 S극(21) 또는 상기 N극(22)에서 측정된 파형의 꼭지점에 해당하는 위치를 측정하여 절대위치를 판단하는 판단부(42)와,
상기 병합부(41)에서 하나의 위상에 병합된 다수개의 아날로그 파형의 교차되는 지점에서 윗부분과 아랫부분을 제외한 중간부분의 파형을 통해 상기 회전자(11)의 출력값을 산출하는 산출부(43)로 이루어지며,
상기 병합부(41)에서 측정된 상기 회전자(11)의 정/역방향으로 1회전 이상 회전시 측정된 아날로그 파형의 변곡점을 측정하여 절대각을 검출하는 검출부(44)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치.Absolute position using the analog Hall sensor method of the electric drive system for aircraft that measures the output information of the BLDC motor 10 that rotates the rotor 11 by generating a magnetic field through the coil 13 wound around the stator 12 In each measuring device,
It is coupled to the rotor 11, and a plurality of S poles 21 and N poles 22 are arranged to cross each other, and any one of the S poles 21 and the N poles 22 is different from each other. A permanent magnet 20 made to have magnetism,
A plurality of Hall sensors 30 installed in the BLDC motor 10 to measure an output signal generated when the permanent magnet 20 rotates and detect it as an analog waveform,
Consisting of a control unit 40 that calculates output information when the rotor 11 rotates through the analog waveform of the rotor 11 through the output signal measured by the Hall sensor 30,
The control unit 40,
A merging unit 41 for merging the analog waveforms measured by the plurality of Hall sensors 30 into one phase,
A position corresponding to the vertex of the waveform measured by the S-pole 21 or the N-pole 22 having different magnetic properties by selecting any one of a plurality of analog waveforms merged by the merging unit 41 A determination unit 42 that determines the absolute position by measuring,
A calculation unit 43 that calculates the output value of the rotor 11 through the waveform of the middle part excluding the upper part and the lower part at the intersection of the plurality of analog waveforms merged into one phase in the merge part 41 Consists of
A detection unit 44 for detecting an absolute angle by measuring an inflection point of the measured analog waveform when rotating one or more rotations in the forward/reverse direction of the rotor 11 measured by the merging unit 41 is further included. Absolute position angle measurement device using analog Hall sensor method of electric drive system for aircraft. 제 1항에 있어서,
상기 영구자석(20)은 상기 회전자(11)의 회전시 회전중심축에 맞춰 정교하게 회전할 수 있도록 상기 S극(21)과 상기 N극(22)이 동일한 크기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치.The method of claim 1,
Aircraft, characterized in that the S-pole 21 and the N-pole 22 have the same size so that the permanent magnet 20 rotates precisely according to the rotation center axis when the rotor 11 rotates Absolute position angle measuring device using analog Hall sensor method of electric drive system 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 BLDC모터(10)에 입력된 입력값에 맞춰 발생된 동력을 전달받아 항공기의 조종면(2)을 조종하는 출력축(1b)이 형성된 전기식 구동모터(1)와,
상기 출력축(1b)의 출력신호를 아날로그 파형으로 측정하는 센서부(50)와,
상기 센서부(50)에서 측정된 아날로그 파형을 통해 상기 제어부(40)에서 출력정보를 산출하여 상기 회전자(11)의 출력정보와 상기 출력축(1b)의 출력정보를 대비하여 상기 BLDC모터(10)의 작동을 제어하는 대비부(60)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항공기용 전기식 구동장치의 아날로그 홀 센서 방식을 이용한 절대위치각 측정장치.




The method of claim 1,
An electric drive motor (1) having an output shaft (1b) that controls the control surface (2) of an aircraft by receiving power generated according to the input value input to the BLDC motor (10),
A sensor unit 50 that measures the output signal of the output shaft 1b as an analog waveform,
The BLDC motor 10 compares the output information of the rotor 11 with the output information of the output shaft 1b by calculating output information from the control unit 40 through the analog waveform measured by the sensor unit 50 ) Absolute position angle measuring device using an analog Hall sensor method of an electric drive device for aircraft, characterized in that consisting of a contrast unit 60 for controlling the operation.
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